JP7704288B2 - Image conversion device, image conversion method, and image conversion program - Google Patents
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Description
この発明の実施形態は、画像変換装置、画像変換方法及び画像変換プログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to an image conversion device, an image conversion method, and an image conversion program.
非特許文献1は、リアルタイムな表情変形フィードバックによる感情体験の操作の可能性について開示している。非特許文献1では、被験者の顔をリアルタイムにトラッキングして自然な表情変形処理を施している。非特許文献1では、画像変換法としてRigid MLS(Moving Least Squares)法を使用して、顔画像における表情を変形している。Rigid MLS法は、画像から認識した画像中の特徴点を制御点として、各制御点を移動させることで、画像を歪めるという手法である。なお、顔画像とは、被験者の顔を撮影した画像、コンピュータが生成したアバターの顔を抽出した画像、などである。Non-Patent
顔パーツを認識する場合に、顔パーツの片側のみしか認識しないような特徴点認識手法がある。そのような特徴点認識手法によって認識された顔パーツを、Rigid MLS法を使用して動かそうとすると、不自然な表情の顔画像しか得ることができない。When recognizing facial parts, there are feature point recognition methods that only recognize one side of the facial part. If you try to move a facial part recognized by such a feature point recognition method using the Rigid MLS method, you will only get an image of a face with an unnatural expression.
例えば、眉について、その片側である上側のみが認識され、もう片側の下側は認識されないような特徴点認識手法がある。この手法で上側のみが認識された眉を、上方向に移動するよう画像変換すると、得られた顔画像は眉が太くなってしまい、不自然な表情の顔画像しか得られない。他に、瞼の二重の幅、輪郭の陰影、などについても、片側しか認識されないと、画像変形した際に、同様に不自然な表情の顔画像になってしまう。For example, there is a feature point recognition method that recognizes only one side of eyebrows, the upper side, and not the other lower side. If only the upper side of eyebrows is recognized using this method, and the image is transformed to move them upwards, the resulting facial image will have thicker eyebrows and an unnatural facial expression. In addition, if only one side of the width of the double eyelid, the shading of the contour, etc. is recognized, the facial image will also have an unnatural facial expression when the image is transformed.
この発明は、顔パーツの片側のみしか認識しない場合であっても、自然な表情の画像に変換することを可能とする画像変換技術を提供しようとするものである。 This invention aims to provide an image conversion technology that can convert an image of a facial expression into one that is natural, even when only one side of the facial feature is recognized.
上記課題を解決するために、この発明の一態様に係る画像変換装置は、制御点生成部と表情変換部とを備える。制御点生成部は、人の顔の画像から認識された顔パーツの片側の特徴点である第1の特徴点に基づいて、認識されていないもう片側の特徴点である第2の特徴点を追加し、第1及び第2の特徴点を制御点とする。表情変換部は、変換するべき変換表情に応じた変形量により制御点を変形することで人の顔の表情を変換した変換画像を得る。In order to solve the above problem, an image conversion device according to one aspect of the present invention includes a control point generation unit and a facial expression conversion unit. The control point generation unit adds a second feature point, which is a feature point on the other side that has not been recognized, based on a first feature point, which is a feature point on one side of a facial feature recognized from an image of a human face, and sets the first and second feature points as control points. The facial expression conversion unit obtains a converted image in which the facial expression of the human face has been converted by transforming the control point by an amount of transformation corresponding to the conversion facial expression to be converted.
この発明の一態様によれば、顔パーツの片側の特徴点に基づいてもう片側の特徴点を追加して画像を変換するので、顔パーツの片側のみしか認識しない場合であっても、自然な表情の顔画像に変換することを可能とする画像変換技術を提供することができる。 According to one aspect of the invention, an image is converted by adding feature points on one side of a facial feature based on feature points on the other side, thereby providing an image conversion technology that can convert a facial image into one with a natural expression even when only one side of a facial feature is recognized.
[一実施形態]
以下、図面を参照して、この発明に係わる一実施形態を説明する。
[One embodiment]
An embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.
(構成例)
図1は、この発明の一実施形態に係る画像変換装置1の構成の一例を示すブロック図である。画像変換装置1は、画像取得部11、特徴点認識部12、制御点生成部13、変換表情入力部14、変化量格納部15、表情変換部16及び画像出力部17を有する。
(Configuration example)
1 is a block diagram showing an example of the configuration of an
画像取得部11は、webカメラやアバターなどから顔画像を取得する。画像取得部11は、取得した顔画像を、特徴点認識部12及び表情変換部16に出力する。The
特徴点認識部12は、画像取得部11が取得した顔画像を入力とし、その顔画像から特徴点を認識する。この特徴点認識部12における特徴点の認識手法については後述する。特徴点認識部12は、認識した特徴点を制御点生成部13に出力する。The feature
制御点生成部13は、特徴点認識部12が認識した特徴点である第1の特徴点を入力とし、入力されたそれらの第1の特徴点に基づいて、認識されない特徴点である第2の特徴点を追加する。例えば、制御点生成部13は、第1の特徴点である眉の特徴点と目の特徴点との間の距離を計算し、眉の各特徴点から求めた距離の半分だけ下に第2の特徴点を追加する。この第2の特徴点の追加手法については、後で詳述する。制御点生成部13は、第1及び第2の特徴点を制御点として、表情変換部16に出力する。第1の特徴点の何れに基づいて第2の特徴点を追加するのか、及び、追加する第2の特徴点の個数は、予め決まっている。従って、制御点の個数も予め決まっている。The control
変換表情入力部14は、キーボードなどのユーザインタフェースからユーザが指定入力した、笑顔などの変換したい先の表情である変換表情を取得する。変換表情入力部14は、取得した変換表情を表情変換部16に出力する。The conversion facial
変化量格納部15は、変換したい先の表情ごとに、各制御点についての変化量を予め格納する。変化量は、制御点をどの程度移動すべきかを示す情報である。変化量は、例えば、ユーザが特定の顔画像について無表情顔に表情変形処理を適用しながら、自然な表情となるように調整して、予め求めることができる。The change
表情変換部16は、画像取得部11が取得した顔画像、制御点生成部13が出力した制御点、及び変換表情入力部14が取得した変換表情を入力とする。また、表情変換部16は、変換表情入力部14から入力された変換表情で示される変換したい先の表情における変化量を変化量格納部15から読み出す。変化量格納部15は、入力された顔画像における各制御点を、読み出したその制御点の移動量に基づいて移動することで、顔画像の表情を変換した顔画像を得る。表情変換部16は、変換後の顔画像を画像出力部17に出力する。The facial
画像出力部17は、表情変換部16からの変換後の顔画像を入力とし、入力された顔画像を出力する。ここで、出力とは、例えば、記憶媒体に記憶すること、ディスプレイで表示すること、通信ネットワークを介して他の機器へ送信すること、などを含む。The
図2は、画像変換装置1のハードウェア構成の一例を示す図である。
Figure 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
画像変換装置1は、例えば、パーソナルコンピュータ(Personal computer)、スマートホン、サーバコンピュータ、などのコンピュータにより構成される。画像変換装置1は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)等のハードウェアプロセッサ100を有する。なお、CPUは、マルチコア及びマルチスレッドのものを用いることで、同時に複数の情報処理を実行することができる。また、プロセッサ100は、複数のCPUを備えていても良い。そして、画像変換装置1では、このプロセッサ100に対し、プログラムメモリ200と、データメモリ300と、通信インタフェース400と、入出力インタフェース(図2では入出力IFと記す)500とが、バス600を介して接続される。The
通信インタフェース400は、例えば一つ以上の有線または無線の通信モジュールを含むことができる。通信インタフェース400は、ケーブルまたはLAN(Local Area Network)やインターネット等のネットワークを介して接続される他のコンピュータ、webカメラ、などとの間で通信を行うことができる。The
入出力インタフェース500には、入力部700及び表示部800が接続されている。入力部700は、キーボード、マウスなどのポインティングデバイス、などの入力デバイス、カメラなどのセンサデバイス、などを含む。また、表示部800は、液晶ディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、などの表示デバイスである。入力部700及び表示部800は、いわゆるタブレット型の入力・表示デバイスを用いたものが用いられることもできる。この種の入力・表示デバイスは、例えば液晶または有機EL(Electro Luminescence)を使用した表示デバイスの表示画面上に、静電方式または圧力方式を採用した入力検知シートを配置して構成される。入出力インタフェース500は、上記入力部700において入力された操作情報をプロセッサ100に入力すると共に、プロセッサ100で生成された表示情報を表示部800に表示させる。The
なお、入力部700及び表示部800は、入出力インタフェース500に接続されていなくても良い。入力部700及び表示部800は、通信インタフェース400と直接またはネットワークを介して接続するための通信ユニットを備えることで、プロセッサ100との間で情報の授受を行い得る。In addition, the
また、入出力インタフェース500は、フラッシュメモリ等の半導体メモリといった記録媒体のリード/ライト機能を有しても良いし、あるいは、そのような記録媒体のリード/ライト機能を持ったリーダライタとの接続機能を有しても良い。さらに、入出力インタフェース500は、他の機器との接続機能を有して良い。In addition, the input/
プログラムメモリ200は、非一時的な有形のコンピュータ可読記憶媒体として、随時書込み及び読出しが可能な不揮発性メモリと、随時読出しのみが可能な不揮発性メモリとが組み合わせて使用されたものである。随時書込み及び読出しが可能な不揮発性メモリは、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、などである。随時読出しのみが可能な不揮発性メモリは、例えば、ROMなどである。このプログラムメモリ200には、プロセッサ100が一実施形態に係る各種制御処理を実行するために必要なプログラム、例えば画像変換プログラムが格納されている。すなわち、上記の画像取得部11、特徴点認識部12、制御点生成部13、変換表情入力部14、変化量格納部15、表情変換部16及び画像出力部17の各部における処理機能部は、何れも、プログラムメモリ200に格納された画像変換プログラムを上記プロセッサ100により読み出させて実行させることにより実現され得る。なお、これらの処理機能部の一部または全部は、特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)またはFPGA(field-programmable gate array)等の集積回路を含む、他の多様な形式によって実現されても良い。The
データメモリ300は、有形のコンピュータ可読記憶媒体として、例えば、上記の不揮発性メモリと、RAM(Random Access Memory)等の揮発性メモリとが組み合わせて使用されたものである。このデータメモリ300は、各種処理が行われる過程で取得及び作成された各種データが記憶されるために用いられる。すなわち、データメモリ300には、各種処理が行われる過程で、適宜、各種データを記憶するための領域が確保される。そのような領域として、データメモリ300には、例えば、取得画像記憶部301、特徴点記憶部302、制御点記憶部303、変換表情指定記憶部304、変化量記憶部305、変換画像記憶部306及び一時記憶部307を設けることができる。The
取得画像記憶部301は、プロセッサ100が上記の画像取得部11として動作したときに取得した顔画像を記憶するために使用される。The acquired
特徴点記憶部302は、プロセッサ100が上記の特徴点認識部12として動作したときに取得した特徴点を記憶するために使用される。The feature
図3は、顔の特徴点の一例を示す図である。図3中の星印がプロセッサ100が認識した特徴点であり、各特徴点の横に付された数字は各特徴点を識別するための一意な特徴点IDである。特徴点IDの数及び各特徴点IDに対する顔の部分は、採用する特徴点認識手法により決まっている。例えば、特徴点ID「18」の特徴点は向かって左の眉の左端、のように予め決まっている。
Figure 3 is a diagram showing an example of facial feature points. The stars in Figure 3 are feature points recognized by the
図4は、特徴点記憶部302における特徴点の記憶形態の一例を示す図である。図4に示すように、特徴点記憶部302は、テーブル形式で、特徴点IDに対応付けて顔画像中のx座標及びy座標を記憶する。座標の値はピクセルである。従って、特徴点記憶部302は、図3の例であれば、特徴点ID「1」~「68」の特徴点について、そのxy座標を記憶する。
Figure 4 is a diagram showing an example of the storage format of feature points in the feature
制御点記憶部303は、プロセッサ100が上記の制御点生成部13として動作したときに生成した制御点を記憶するために使用される。この制御点記憶部303における制御点の記憶形態は、例えば、図4に示した特徴点記憶部302における特徴点の記憶形態と同様である。すなわち、制御点記憶部303は、テーブル形式で、制御点IDに対応付けて顔画像中のx座標及びy座標を記憶することかできる。制御点記憶部303は、図3に示した特徴点に対して割り当てられた「1」~「68」の特徴点IDがそのまま制御点ID「1」~「68」として、特徴点ID「1」~「68」のxy座標を対応付けて記憶する。また、プロセッサ100は、追加した特徴点である第2の特徴点のそれぞれのxy座標を、制御点ID「69」~に対応付けて記憶する。The control
変換表情指定記憶部304は、プロセッサ100が上記の変換表情入力部14として動作したときに取得した、ユーザによって指定された変換表情を記憶するために使用される。The conversion facial expression
変化量記憶部305は、上記の変化量格納部15に相当する。
The change
図5は、変化量記憶部305における変化量の記憶形態の一例を示す図である。図5に示すように、変化量記憶部305は、変換表情ごとに、制御点IDに対応付けてx座標の変化量とy座標の変化量とを記憶するテーブル形式とすることができる。変化量の値はピクセルである。変化量は、制御点の移動方向と移動量によって表される。例えば、移動量「+1」は、正方向に1ピクセル移動することを表す。
Figure 5 is a diagram showing an example of the storage format of the amount of change in the change
変換画像記憶部306は、プロセッサ100が上記の表情変換部16として動作したときに変換した顔画像を記憶するために使用される。The converted
一時記憶部307は、プロセッサ100が動作途中で発生する、上記取得画像記憶部301、特徴点記憶部302、制御点記憶部303、変換表情指定記憶部304、変化量記憶部305及び変換画像記憶部306に記憶しない種々の中間データを記憶するために使用される。The
(動作)
次に、画像変換装置1を有する画像変換装置1の動作を説明する。
(operation)
Next, the operation of the
図6は、画像変換装置1による画像変換処理動作の一例を示すフローチャートである。画像変換装置1のプロセッサ100は、プログラムメモリ200に記憶された画像変換プログラムを読み出して実行することで、このフローチャートに示す画像変換装置1としての動作を開始する。プロセッサ100での画像変換プログラムの実行は、入力部700から、入出力インタフェース500を介して、あるいは、通信インタフェース400を介して、画像変換の実施を指示されることで開始される。
Figure 6 is a flowchart showing an example of an image conversion processing operation by
プロセッサ100は、変換表情入力部14として動作して、ユーザによる、笑顔などの変換したい先の表情である変換表情の指定入力を待つ(ステップS1)。例えば、プロセッサ100は、入出力インタフェース500または通信インタフェース400を介した入力部700からの入力信号が変換表情の指定入力を含むか否かを判断する。変換表情の指定入力が有ったならば、プロセッサ100は、ステップS2の処理へ移行する。The
プロセッサ100は、指定された変換表情を、データメモリ300の変換表情指定記憶部304に記憶させる(ステップS2)。The
プロセッサ100は、画像取得部11として動作して、顔画像を取得する(ステップS3)。例えば、プロセッサ100は、入力部700のカメラが被験者の顔を撮影した画像を入出力インタフェース500を介して取得する。あるいは、プロセッサ100は、ネットワークに接続されたwebカメラが撮影した顔画像や他のコンピュータが生成したアバターの顔を通信インタフェース400を介して取得する。プロセッサ100は、取得した顔画像を、データメモリ300の取得画像記憶部301に記憶させる。The
プロセッサ100は、特徴点認識部12として動作して、取得画像記憶部301に記憶されている顔画像から第1の特徴点を認識する(ステップS4)。プロセッサ100は、例えば、dlibのface_landmark_detection関数(例えばhttp://dlib.net/face_landmark_detection.py.htmlを参照)などを利用して、顔画像に対して特徴点を認識する。具体的には、プロセッサ100は、入力の顔画像に対して、HOG(Histogram of Oriented Gradients)特徴と呼ばれる輝度の勾配方向の分布を抽出する。HOG特徴と顔の特徴点の位置を紐付けたデータをもとに学習したモデルは一般的に提供されている。よって、プロセッサ100は、抽出したHOG特徴をこの学習モデルに入力し、顔の特徴点の位置を取得する。プロセッサ100は、取得した第1の特徴点の位置を、データメモリ300の特徴点記憶部302に記憶させる。The
プロセッサ100は、制御点生成部13として動作して、制御点を生成する(ステップS5)。具体的には、プロセッサ100は、認識された第1の特徴点を制御点としてデータメモリ300の制御点記憶部303に記憶させる。さらにプロセッサ100は、片側しか特徴点が認識されていない顔のパーツに対して、もう片方の特徴点である第2の特徴点を追加する。そしてプロセッサ100は、それら追加した第2の特徴点も追加の制御点として制御点記憶部303に記憶させる。The
片側しか特徴点が認識されていない顔のパーツとしては、例えば、眉、瞼、輪郭などがある。眉は、上側の特徴点しか認識されていないため、プロセッサ100は、眉の下側の特徴点を追加する。瞼は二重の内、下側の特徴点となる目の上側の特徴点しか認識されていないため、プロセッサ100は、上側の特徴点を追加する。輪郭は、陰影の無い部分が特徴点として認識されるため、プロセッサ100は、陰影部分の特徴点を追加する。Examples of facial features for which feature points are only recognized on one side include eyebrows, eyelids, and contours. As only the upper feature points of the eyebrows are recognized,
例えば、プロセッサ100は、以下のようにして眉の特徴点を追加する。
図7は、眉の特徴点と目の上の特徴点との関係を説明するための模式図である。プロセッサ100は、眉の各特徴点(特徴点ID「18」~「22」の特徴点)から垂線を下ろし、目の上の特徴点(特徴点ID「37」~「40」の特徴点)の内、垂線からの距離が最も近い特徴点を得る。すなわち、プロセッサ100は、特徴点ID「18」の特徴点ならば特徴点ID「37」の特徴点、特徴点ID「19」の特徴点ならば特徴点ID「37」の特徴点、特徴点ID「20」の特徴点ならば特徴点ID「38」の特徴点、特徴点ID「21」の特徴点ならば特徴点ID「39」の特徴点、特徴点ID「22」の特徴点ならば特徴点ID「40」の特徴点、…、特徴点ID「27」の特徴点ならば特徴点ID「46」の特徴点、を得る。このとき、それぞれの特徴点の間の距離(縦座標の差)として、d18、d19、d20、d21、d22、…、d27、が得られる。
For example, the
7 is a schematic diagram for explaining the relationship between the feature points of the eyebrows and the feature points above the eyes. The
図8は、眉の第2の特徴点である下側の特徴点の追加方法を説明するための模式図である。プロセッサ100は、上記の特徴点の間の距離d18~d27の平均距離daを計算する。このとき、右目と左目を区別せずに平均距離daを求めても良いし、一般に、左右の目には若干の差異が存在するので、別々に平均距離daを求めても良い。ここでは、左右を区別して平均距離を求めるものとする。すなわち、プロセッサ100は、向かって左の眉についてはda=(d18+d19+d20+d21+d22)/5により、また、向かって右の眉についてはda=(d23+d24+d25+d26+d27)/5により、それぞれ平均距離daを計算する。
Figure 8 is a schematic diagram for explaining a method for adding a lower feature point, which is a second feature point of an eyebrow. The
プロセッサ100は、こうして計算した平均距離daの1/2つまりda/2を特徴点追加距離dとして、眉の第1の特徴点それぞれから特徴点追加距離dだけ下に第2の特徴点を追加する。すなわち、プロセッサ100は、特徴点ID「18」の第1の特徴点から特徴点追加距離dだけ下に、特徴点ID「69」となる第2の特徴点を追加する。同様にして、プロセッサ100は、特徴点ID「19」の第1の特徴点の下に特徴点ID「70」の第2の特徴点、特徴点ID「20」の第1の特徴点の下に特徴点ID「71」の第2の特徴点、…、特徴点ID「27」の第1の特徴点の下に特徴点ID「78」の第2の特徴点、を追加する。The
また、プロセッサ100は、例えば以下のようにして瞼の特徴点を追加する。
図9は、瞼の第2の特徴点の追加方法を説明するための模式図である。瞼の認識された片側の特徴点は、目の上側の特徴点である。そこで、瞼の第2の特徴点を追加する際にも、眉の第2の特徴点を追加する際に使用した平均距離daを使用することができる。プロセッサ100は、この左右別々の平均距離daの1/4つまりda/4を特徴点追加距離dとする。プロセッサ100は、目の上の特徴点(特徴点ID「37」~「40」の第1の特徴点)それぞれから特徴点追加距離dだけ上に第2の特徴点を追加する。すなわち、プロセッサ100は、特徴点ID「37」の第1の特徴点から特徴点追加距離dだけ上に、特徴点ID「79」となる第2の特徴点を追加する。同様にして、プロセッサ100は、特徴点ID「38」の第1の特徴点の上に特徴点ID「80」の第2の特徴点、特徴点ID「39」の第1の特徴点の上に特徴点ID「81」の第2の特徴点、…、特徴点ID「46」の第1の特徴点の上に特徴点ID「86」の第2の特徴点、を追加する。
The
9 is a schematic diagram for explaining a method for adding a second feature point of an eyelid. The feature point on one side of the recognized eyelid is the feature point on the upper side of the eye. Therefore, when adding a second feature point of the eyelid, the average distance da used when adding the second feature point of the eyebrow can be used. The
なお、輪郭の陰影の大きさについては、特に個人差は大きくないので、プロセッサ100は、例えば以下のようにして輪郭の陰影の第2の特徴点を追加する。例えば、プロセッサ100は、輪郭の特徴点(特徴点ID「1」~「17」の第1の特徴点)ごとに、予め決められた方向及び距離の位置に第2の特徴点を追加する。As there is not much individual variation in the size of the contour shading, the
プロセッサ100は、表情変換部16として動作して、取得画像記憶部301に記憶されている顔画像の表情を変換する(ステップS6)。すなわち、プロセッサ100は、制御点記憶部303に記憶された制御点と、変化量記憶部305に記憶された、変換表情指定記憶部304に記憶された変換表情に応じた変化量とに基づいて、顔画像を変換する。例えば、プロセッサ100は、MLSの実装(例えば、https://github.com/Jarvis73/Moving-Least-Squaresを参照)などを利用する。
具体的には、プロセッサ100は、各制御点について、変換表情指定記憶部304に記憶された変換表情に応じた変化量分、移動させる。例えば、表情を笑顔に変化する場合には、制御点ID「1」の制御点については、変換前のxy座標が(23,45)であるので(図4参照)、プロセッサ100は、x座標を「+1」、y座標を「+2」する(図5参照)ことで、当該制御点の画素を(24,47)に移動するような変換を行う。
The
Specifically,
そして、制御点以外の点については、プロセッサ100は、下記アフィン変換(ヘルマート変換=相似変換及びrigid deformation=剛体変形を含む)を適用する。
For points other than the control points, the
ただし、x,yは近傍の制御点の座標、x’,y’はその制御点の座標に変化量を足した座標、a,b,c,dはパラメータ、tx,tyは平行移動パラメータである。プロセッサ100は、制御点の座標x,yと変化量を足した座標x’,y’の最小二乗平均を算出し、これを最小化するようなパラメータa,b,c,d,tx,tyを大域最適化により求める。そして、変換するべき対象点の座標をx,yとして、これら求めたパラメータを用いて変換後の座標を求める。プロセッサ100は、こうして求めたパラメータa,b,c,d,tx,tyを用いて、追加した制御点から上記アフィン変換により変換後の座標を求める。
Here, x and y are the coordinates of the nearby control point, x' and y' are the coordinates obtained by adding the change amount to the coordinates of the control point, a, b, c, d are parameters, and t x and t y are translation parameters. The
プロセッサ100は、こうして変換した顔画像を変換画像としてデータメモリ300の変換画像記憶部306に記憶させる。The
プロセッサ100は、画像出力部17として動作して、変換画像記憶部306に記憶された変換画像を出力する(ステップS7)。例えば、プロセッサ100は、入出力インタフェース500を介して表示部800に顔画像を表示させる。あるいは、プロセッサ100は、通信インタフェース400によりネットワーク上に送信し、ネットワークに接続された表示デバイスに表示させたり、ネットワークに接続された他のコンピュータの表示部に表示させたりする。The
プロセッサ100は、このフローチャートに示す画像変換装置1としての動作を終了するか否か判断する(ステップS8)。例えば、プロセッサ100は、入力部700から、入出力インタフェース500を介して、あるいは、通信インタフェース400を介して、ユーザから画像変換の終了を指示されたか否か確認する。ここで、動作を終了する場合には、プロセッサ100は、このフローチャートに示す動作を終了する。The
これに対して、未だ動作を終了しないと場合には、プロセッサ100は、変換表情入力部14として動作して、ユーザによる変換表情の変更指定入力が有ったか否か判断する(ステップS9)。変換表情の変更指定入力が無ければ、プロセッサ100は、ステップS3の処理へ移行する。また、変換表情の変更指定入力が有った場合には、プロセッサ100は、ステップS2の処理へ移行する。On the other hand, if the operation has not yet ended, the
以上に説明した一実施形態に係る画像変換装置1は、制御点生成部13と表情変換部16とを備える。制御点生成部13は、人の顔の画像から認識された顔パーツの片側の特徴点である第1の特徴点に基づいて、認識されていないもう片側の特徴点である第2の特徴点を追加し、第1及び第2の特徴点を制御点とする。表情変換部16は、変換するべき変換表情に応じた変形量により制御点を変形することで人の顔の表情を変換した変換画像を得る。
従って、一実施形態に係る画像変換装置1は、顔パーツの片側の特徴点に基づいてもう片側の特徴点を追加して画像を変換するので、顔パーツの片側のみしか認識しない場合であっても、自然な表情の顔画像に変換することを可能とする画像変換技術を提供することができる。
The
Therefore, the
さらに、一実施形態に係る画像変換装置1では、顔パーツは、少なくとも眉または瞼を含む。
このように、眉の上側の特徴点及び/または瞼の下側の特徴点しか認識できなくても、眉の下側の特徴点及び/または瞼の上側の特徴点を追加して、自然な表情の顔画像に変換することが可能となる。
Furthermore, in the
In this way, even if only feature points above the eyebrows and/or feature points below the eyelids can be recognized, it is possible to add feature points below the eyebrows and/or feature points above the eyelids and convert the face image into one with a natural expression.
ここで、制御点生成部13は、第1の特徴点である眉の上側の特徴点と目の上側の特徴点との間の距離に基づいて特徴点追加距離dを算出し、第1の特徴点である眉の上側の特徴点から特徴点追加距離dだけ離れた眉の下側の点を第2の特徴点として追加する。
よって、眉の認識されない下側の第2の特徴点を容易に追加することができる。
Here, the control
Therefore, a second feature point below the unrecognized eyebrow can be easily added.
あるいは、制御点生成部13は、眉の上側の特徴点と第1の特徴点である瞼の下側の特徴点との間の距離に基づいて特徴点追加距離dを算出し、第1の特徴点である瞼の下側の特徴点から特徴点追加距離dだけ離れた瞼の上側の点を第2の特徴点として追加する。
よって、瞼の認識されない上側の第2の特徴点を容易に追加することができる。
Alternatively, the control
Therefore, a second feature point on the upper side of the eyelid that is not recognized can be easily added.
また、一実施形態に係る画像変換装置1では、変換するべき変換表情ごとに、制御点それぞれについての変形量を表す変化量を予め格納する変化量格納部15と、変換するべき変換表情を入力する変換表情入力部14と、を備える。そして、表情変換部16は、入力された変換表情に応じた変化量を変化量格納部から読み出し、その読み出した変化量を用いて変換画像を得る。
このように、追加する第2の特徴点に対応する制御点についても予め変化量を格納しておくことで、第2の特徴点に対応する制御点も利用して自然な表情の顔画像に変換することが可能となる。
Moreover, the
In this way, by storing the change amount in advance for the control point corresponding to the second feature point to be added, it is possible to convert the face image into one with a natural expression by using the control point corresponding to the second feature point as well.
[他の実施形態]
なお、この発明は上記一実施形態に限定されるものではない。
例えば、以上で説明した各処理の流れは、説明した手順に限定されるものではなく、いくつかのステップの順序が入れ替えられても良いし、いくつかのステップが同時並行で実施されても良い。
[Other embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the flow of each process described above is not limited to the procedures described, and the order of some steps may be changed, or some steps may be performed simultaneously in parallel.
また、以上で説明した各処理の流れは、リアルタイムに取得する顔画像の表情をリアルタイムに変換していく場合であったが、リアルタイム処理ではなく、保存された顔画像の表情を変換する用途にも同様に適用できる。 In addition, the process flow described above is for converting facial expressions in facial images acquired in real time in real time, but it can also be applied to applications where the facial expressions of stored facial images are converted rather than real-time processing.
第2の特徴点を追加する際、平均距離daに対して1/2または1/4と固定の値を使用しているが、ユーザが任意の値を指定できるようにしても良い。 When adding a second feature point, a fixed value of 1/2 or 1/4 is used for the average distance da, but it may also be possible to allow the user to specify any value.
また、ユーザが、顔のどのパーツに対して、もう片側の特徴点である第2の特徴点を追加するか選択できるようにしても良い。 The user may also be able to select which facial features to add a second feature point, which is a feature point on the other side.
また、実施形態に記載した手法は、計算機(コンピュータ)に実行させることができるプログラム(ソフトウェア手段)として、例えば磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク等)、光ディスク(CD-ROM、DVD、MO等)、半導体メモリ(ROM、RAM、フラッシュメモリ等)等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウェア手段(実行プログラムのみならずテーブル、データ構造も含む)を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウェア手段を構築し、このソフトウェア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。 The method described in the embodiment can be stored as a program (software means) that can be executed by a calculator (computer) on a recording medium such as a magnetic disk (floppy disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, MO, etc.), semiconductor memory (ROM, RAM, flash memory, etc.), and can also be distributed by transmitting it via a communication medium. The program stored on the medium also includes a setting program that configures the software means (including not only execution programs but also tables and data structures) that the computer executes. The computer that realizes this device reads the program recorded on the recording medium, and in some cases, constructs the software means using the setting program, and executes the above-mentioned processing by controlling the operation of this software means. Note that the recording medium referred to in this specification is not limited to a storage medium for distribution, but also includes storage media such as a magnetic disk or semiconductor memory installed inside the computer or in a device connected via a network.
要するに、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良く、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。In short, this invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made in the implementation stage without departing from the gist of the invention. Furthermore, the embodiments may be implemented in appropriate combinations as far as possible, in which case the combined effects can be obtained. Furthermore, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriate combinations of the multiple constituent elements disclosed.
1…画像変換装置
11…画像取得部
12…特徴点認識部
13…制御点生成部
14…変換表情入力部
15…変化量格納部
16…表情変換部
17…画像出力部
100…プロセッサ
200…プログラムメモリ
300…データメモリ
301…取得画像記憶部
302…特徴点記憶部
303…制御点記憶部
304…変換表情指定記憶部
305…変化量記憶部
306…変換画像記憶部
307…一時記憶部
400…通信インタフェース
500…入出力インタフェース
600…バス
700…入力部
800…表示部
1...
Claims (6)
変換するべき変換表情に応じた変形量により前記制御点を変形することで前記人の顔の表情を変換した変換画像を得る表情変換部と、
を具備し、
前記顔パーツは、少なくとも眉または瞼を含み、
前記制御点生成部は、
前記第1の特徴点である眉の上側の特徴点と目の上側の特徴点との間の距離に基づいて特徴点追加距離を算出し、
前記第1の特徴点である前記眉の上側の特徴点から前記特徴点追加距離だけ離れた眉の下側の点を前記第2の特徴点として追加する、画像変換装置。 a control point generation unit that adds a second feature point that is a feature point on the other side of a face feature that has not been recognized based on a first feature point that is a feature point on one side of a face feature recognized from an image of a human face, and sets the first and second feature points as control points;
an expression conversion unit for converting the control points by a transformation amount corresponding to a transformation expression to be converted, thereby obtaining a transformation image in which the facial expression of the person is transformed;
Equipped with
The facial features include at least eyebrows or eyelids,
The control point generation unit
Calculating a feature point addition distance based on a distance between the feature point above the eyebrow and the feature point above the eye, which are the first feature points;
an image conversion device that adds, as the second feature point, a point below the eyebrow that is away from the first feature point above the eyebrow by the feature point addition distance.
変換するべき変換表情に応じた変形量により前記制御点を変形することで前記人の顔の表情を変換した変換画像を得る表情変換部と、
を具備し、
前記顔パーツは、少なくとも眉または瞼を含み、
前記制御点生成部は、
眉の上側の特徴点と前記第1の特徴点である瞼の下側の特徴点との間の距離に基づいて特徴点追加距離を算出し、
前記第1の特徴点である前記瞼の下側の特徴点から前記特徴点追加距離だけ離れた瞼の上側の点を前記第2の特徴点として追加する、画像変換装置。 a control point generation unit that adds a second feature point that is a feature point on the other side of a face feature that has not been recognized based on a first feature point that is a feature point on one side of a face feature recognized from an image of a human face, and sets the first and second feature points as control points;
an expression conversion unit for converting the control points by a transformation amount corresponding to a transformation expression to be converted, thereby obtaining a transformation image in which the facial expression of the person is transformed;
Equipped with
The facial features include at least eyebrows or eyelids,
The control point generation unit
Calculating a feature point addition distance based on a distance between an upper feature point of an eyebrow and a lower feature point of an eyelid, which is the first feature point;
an image conversion device that adds, as the second feature point, a point on an upper side of an eyelid that is away from the first feature point, which is the feature point on the lower side of the eyelid, by the feature point addition distance.
前記変換するべき変換表情を入力する変換表情入力部と、
を更に具備し、
前記表情変換部は、前記入力された変換表情に応じた前記変化量を前記変化量格納部から読み出し、その読み出した変化量を用いて前記変換画像を得る、
請求項1または2に記載の画像変換装置。 a change amount storage unit that stores in advance a change amount representing the deformation amount for each of the control points for each of the facial expressions to be converted;
a conversion expression input unit for inputting the conversion expression to be converted;
Further comprising:
the facial expression conversion unit reads out the amount of change corresponding to the input converted facial expression from the amount of change storage unit, and obtains the converted image using the amount of change read out.
3. An image conversion device according to claim 1 or 2 .
前記プロセッサにより、前記人の顔の画像から認識された顔パーツの片側の特徴点である第1の特徴点に基づいて、認識されていないもう片側の特徴点である第2の特徴点を追加し、前記第1及び第2の特徴点を制御点とし、
前記顔パーツは、少なくとも眉または瞼を含み、
前記第1の特徴点である眉の上側の特徴点と目の上側の特徴点との間の距離に基づいて特徴点追加距離を算出し、
前記第1の特徴点である前記眉の上側の特徴点から前記特徴点追加距離だけ離れた眉の下側の点を前記第2の特徴点として追加し、
前記プロセッサにより、変換するべき変換表情に応じた変形量により前記制御点を変形することで前記人の顔の表情を変換した変換画像を得る、
画像変換方法。 1. An image conversion method for an image conversion device having a processor and converting facial expressions in an image of a human face, comprising:
adding, by the processor, a second feature point which is a feature point on one side of a facial feature that has not been recognized, based on a first feature point which is a feature point on the other side of a facial feature recognized from an image of the person's face, and setting the first and second feature points as control points;
The facial features include at least eyebrows or eyelids,
Calculating a feature point addition distance based on a distance between the feature point above the eyebrow and the feature point above the eye, which are the first feature points;
adding a point below the eyebrow that is separated by the feature point addition distance from the feature point above the eyebrow, which is the first feature point, as the second feature point;
a transformation image in which the facial expression of the person is transformed by the processor by a transformation amount corresponding to the transformation facial expression to be transformed;
Image conversion methods.
前記プロセッサにより、前記人の顔の画像から認識された顔パーツの片側の特徴点である第1の特徴点に基づいて、認識されていないもう片側の特徴点である第2の特徴点を追加し、前記第1及び第2の特徴点を制御点とし、adding, by the processor, a second feature point which is a feature point on one side of a facial feature that has not been recognized, based on a first feature point which is a feature point on the other side of a facial feature recognized from an image of the person's face, and setting the first and second feature points as control points;
前記顔パーツは、少なくとも眉または瞼を含み、The facial features include at least eyebrows or eyelids,
眉の上側の特徴点と前記第1の特徴点である瞼の下側の特徴点との間の距離に基づいて特徴点追加距離を算出し、Calculating a feature point addition distance based on a distance between an upper feature point of an eyebrow and a lower feature point of an eyelid, which is the first feature point;
前記第1の特徴点である前記瞼の下側の特徴点から前記特徴点追加距離だけ離れた瞼の上側の点を前記第2の特徴点として追加し、adding, as the second feature point, a point on an upper side of an eyelid that is separated by the feature point addition distance from the feature point on the lower side of the eyelid, which is the first feature point;
前記プロセッサにより、変換するべき変換表情に応じた変形量により前記制御点を変形することで前記人の顔の表情を変換した変換画像を得る、a transformation image in which the facial expression of the person is transformed by the processor by a transformation amount corresponding to the transformation facial expression to be transformed;
画像変換方法。Image conversion methods.
4. An image conversion program for causing a processor to function as each of the units of the image conversion device according to claim 1 .
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/007869 WO2023162131A1 (en) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | Image converting device, image converting method, and image converting program |
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2022
- 2022-02-25 JP JP2024502364A patent/JP7704288B2/en active Active
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