JP4586995B2 - Hair image display method and display device - Google Patents
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Description
本発明は、毛髪のスタイリングの状態をわかりやすく表示する毛髪画像表示方法及び表示装置に関する。 The present invention relates to a hair image display method and a display device that display the styling state of hair in an easy-to-understand manner.
毛髪のスタイリングでは、毛髪の広がり、流れ、カールの程度が意図したものとなっているか、湿気等の影響によらず、当初のスタイリングを安定して維持できるか等が問題となる。そこで、種々のスタイリング剤、縮毛矯正剤、パーマ剤等が開発されている。 In hair styling, there are problems such as whether the extent of hair spreading, flow, and curl are intended, and whether the initial styling can be stably maintained regardless of the influence of moisture or the like. Accordingly, various styling agents, hair straighteners, permanent agents and the like have been developed.
しかしながら、個々の毛髪の太さ、引っ張り強度、水分率等の物性の測定装置や、キューティクル、コルティックス、メデュラ等の画像解析を行う観察装置(特許文献1)は開発されているが、毛髪の全体的なスタイリングの状態をわかりやすく表示し、客観的に評価する装置は存在しない。そのため、スタイリング剤等の評価は、もっぱら、それを実際に使用し、ヘアスタイルの崩れの有無等を官能評価することによってなされている(特許文献2)。 However, although measuring devices for physical properties such as the thickness, tensile strength, and moisture content of individual hairs and observation devices (Patent Document 1) for analyzing images such as cuticles, cortices, and medulla have been developed, There is no device that displays the overall styling status in an easy-to-understand manner and objectively evaluates it. For this reason, evaluation of styling agents and the like is performed exclusively by actually using them and performing sensory evaluation on the presence or absence of hairstyle collapse (Patent Document 2).
上述の従来技術に対し、本発明は、毛髪のスタイリングにおいて、同じ流れにある毛髪を毛束としてわかりやすく表示し、その束幅の変化を容易に評価できるようにすることを目的とする。 In contrast to the above-described prior art, an object of the present invention is to display hairs in the same flow in an easy-to-understand manner as hair bundles in hair styling so that changes in the bundle width can be easily evaluated.
本発明者は、毛髪のスタイリングの画像に特定の画像処理を施し、毛髪のエッジ方向画像に、毛束の幅に応じた色ないし濃さを施すと、毛髪のスタイリングの広がり具合を容易に評価できることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventor can easily evaluate the spread of hair styling by applying specific image processing to the hair styling image and applying a color or darkness to the hair edge direction image according to the width of the hair bundle. The present invention has been completed by finding out what can be done.
即ち、本発明は、毛髪画像から毛髪領域を選択し、毛髪領域にエッジ検出を行ってエッジ方向画像を算出し、毛髪領域の画素において、該画素のエッジ方向に直交する方向に対する近傍画素のエッジ方向の相関長を算出し、各画素の相関長をカラー画像化又は濃淡画像化して毛髪の束幅画像を表示する毛髪画像表示方法を提供する。 That is, the present invention selects a hair region from a hair image, performs edge detection on the hair region to calculate an edge direction image, and in the pixel of the hair region, the edge of a neighboring pixel with respect to the direction orthogonal to the edge direction of the pixel There is provided a hair image display method for calculating a correlation length of directions and displaying a hair bundle width image by forming a color image or a gray image of the correlation length of each pixel.
また、本発明は、上述の毛髪画像表示方法を実施する装置として、毛髪画像取得手段、
毛髪画像から毛髪領域を選択する手段、毛髪領域にエッジ検出を行い、エッジ方向画像を算出する手段、毛髪領域の画素において、該画素のエッジ方向に直交する方向に対する近傍画素のエッジ方向の相関長を算出する手段、各画素の相関長をカラー画像化又は濃淡画像化して毛髪の束幅画像を算出する手段、及び毛髪の束幅画像を表示する表示手段を備えた毛髪画像表示装置を提供する。
Further, the present invention provides a hair image acquisition means as an apparatus for carrying out the above-described hair image display method,
Means for selecting a hair region from a hair image, means for performing edge detection on a hair region and calculating an edge direction image, and in a pixel of a hair region, a correlation length of an edge direction of a neighboring pixel with respect to a direction orthogonal to the edge direction of the pixel A hair image display device comprising: a means for calculating the hair, a means for calculating a hair bundle width image by colorizing or correlating the correlation length of each pixel, and a display means for displaying the hair bundle width image. .
本発明の毛髪画像表示方法によれば、毛髪の束幅画像により、毛髪領域の各画素が毛束の幅に対応する相関長に応じた色ないし濃さで表示されるので、スタイリング全体における毛束を容易に認識することが可能となり、その束幅の分布、時間変化等も容易に集計することが可能となる。したがって、スタイリングにおける毛束の広がりを評価することが可能となる。さらに、毛髪処理化粧料を使用してスタイリングした場合や、その後さらに毛髪に湿気等を与えた場合において、経時的に毛髪のエッジ方向の相関長を得ると、スタイリングに使用する毛髪化粧料自体やスタイリング方法自体を評価することができる。 According to the hair image display method of the present invention, each pixel of the hair region is displayed with a color or density corresponding to the correlation length corresponding to the width of the hair bundle by the hair bundle width image. The bundle can be easily recognized, and the distribution of the bundle width, the time change, and the like can be easily aggregated. Therefore, it is possible to evaluate the spread of hair bundles in styling. Furthermore, when the hair treatment cosmetic is used for styling, or when moisture is given to the hair after that, when the correlation length in the edge direction of the hair is obtained over time, the hair cosmetic used for styling itself or The styling method itself can be evaluated.
また、本発明の毛髪画像表示装置によれば、本発明の毛髪画像表示方法を容易に行うことが可能となる。 Moreover, according to the hair image display device of the present invention, the hair image display method of the present invention can be easily performed.
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol represents the same or equivalent component.
図1は、本発明の一実施例の毛髪画像表示方法の流れ図であり、図2は、この毛髪画像表示方法を実施する毛髪画像表示装置1のブロック図である。 FIG. 1 is a flowchart of a hair image display method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a hair image display device 1 that performs this hair image display method.
この毛髪画像表示装置1は、評価対象とするヘアスタイルの毛髪画像を取得するデジタルカメラ2と、デジタルカメラ2で撮った毛髪画像を保存し、また、演算処理を施すパーソナルコンピュータ3と、演算処理前の毛髪画像(原画像)や演算結果を表示するディスプレイ4及びプリンタ5を有している。 The hair image display device 1 includes a digital camera 2 that obtains a hair image of a hair style to be evaluated, a personal computer 3 that stores a hair image taken by the digital camera 2, and performs arithmetic processing. It has a display 4 and a printer 5 for displaying the previous hair image (original image) and calculation results.
毛髪画像の取得手段としては、デジタルカメラ2の他、被験者の毛髪スタイルの写真から毛髪画像を取り込むイメージスキャナ6を設けてもよく、毛髪画像が記録されている任意の記録媒体から毛髪画像を読み込むドライブを設けてもよく、インターネット等の通信回線から毛髪画像を取り込むものでもよい。また、パーソナルコンピュータ3には、スタイリング剤等の毛髪化粧料と、その適用の前後の毛髪のスタイリング状態を蓄積したデータベース7を接続してもよい。 As a hair image acquisition means, in addition to the digital camera 2, an image scanner 6 that captures a hair image from a photograph of the subject's hair style may be provided, and the hair image is read from an arbitrary recording medium on which the hair image is recorded. A drive may be provided, and a hair image may be captured from a communication line such as the Internet. Further, the personal computer 3 may be connected with a hair cosmetic such as a styling agent and a database 7 in which hair styling states before and after application thereof are accumulated.
パーソナルコンピュータ3は、次の(a)〜(e)の手段として機能するプログラムを備えている。
(a)毛髪画像から毛髪領域を選択する手段、
(b)選択した毛髪領域についてエッジ検出を行い、エッジ方向画像を算出する手段、
(c)毛髪領域の画素において、該画素のエッジ方向に直交する方向に対する近傍画素のエッジ方向の相関長を算出する手段、
(d)各画素の相関長をカラー画像化又は濃淡画像化して毛髪の束幅画像を算出する手段、
The personal computer 3 includes a program that functions as the following means (a) to (e).
(a) means for selecting a hair region from a hair image;
(b) means for performing edge detection on the selected hair region and calculating an edge direction image;
(c) In the pixel of the hair region, a means for calculating the correlation length of the edge direction of the neighboring pixel with respect to the direction orthogonal to the edge direction of the pixel;
(d) means for calculating a hair bundle width image by colorizing or correlating the correlation length of each pixel;
ここで、(a)の毛髪画像とは、毛髪領域を含む顔画像、頭部画像などをいい、毛髪画像からの毛髪領域の選択は、例えば、黒髪の場合は、明るさが特定の閾値より暗い画素を毛髪領域とし、茶髪、金髪等の場合は、彩度が特定の閾値より高い画素を毛髪領域とすることにより行う。また、必要に応じて、これらにエッジ強度が特定の閾値よりも大きいという条件を組み合わせて毛髪領域を選択してもよい。 Here, the hair image of (a) means a face image including a hair region, a head image, etc., and selection of the hair region from the hair image is, for example, in the case of black hair, the brightness is higher than a specific threshold value. A dark pixel is used as a hair region, and in the case of brown hair, blond hair, etc., a pixel whose saturation is higher than a specific threshold is used as a hair region. Moreover, you may select a hair area | region combining the conditions that edge strength is larger than a specific threshold value as needed.
この他、毛髪領域の選択は、毛髪画像を所定の方法で撮ることにより、毛髪画像上所定の部位に毛髪領域が位置するように設定し、その位置に基づいて毛髪領域を選択してもよい。 In addition, the hair region may be selected by setting the hair region to be located at a predetermined site on the hair image by taking a hair image by a predetermined method, and selecting the hair region based on the position. .
(b)でエッジ検出により算出するエッジ画像は、毛髪の流れ(流れから外れた毛を含む)を示す画像に対応する。エッジ検出自体は、画像の濃度勾配を利用した公知の微分処理により行うことができ、より具体的には、Prewitt、Robinson、Kirsch等のエッジ抽出フィルタを用いることができる。 The edge image calculated by edge detection in (b) corresponds to an image showing the flow of hair (including hair deviated from the flow). The edge detection itself can be performed by a known differentiation process using a density gradient of an image, and more specifically, an edge extraction filter such as Prewitt, Robinson, Kirsch or the like can be used.
例えば、Prewittフィルタを使用する方法では、横方向の濃度差dxは For example, in the method using the Prewitt filter, the density difference dx in the horizontal direction is
を用いて算出され、縦方向の濃度差dyは The density difference dy in the vertical direction is
を用いて算出される。そして、毛髪の流れの向きに対応するエッジ方向θが次式 Is calculated using The edge direction θ corresponding to the direction of hair flow is
により算出され、エッジ強度rが次式 The edge strength r is calculated by
により算出される。 Is calculated by
このようなエッジ検出により、図3の原画像(a)から、同図(b)の横方向のエッジ画像と、同図(c)の縦方向のエッジ画像を得ることができ、またこれら横方向のエッジ画像と縦方向のエッジ画像から、上述の数3の式と数4の式によって、それぞれ同図(d)のエッジ方向画像と同図(e)のエッジ強度画像が算出される。 By such edge detection, the horizontal edge image of FIG. 3B and the vertical edge image of FIG. 3C can be obtained from the original image (a) of FIG. From the edge image in the direction and the edge image in the vertical direction, the edge direction image in FIG. 4D and the edge intensity image in FIG.
(c)で算出する相関長は、毛髪領域中の或画素でのエッジ方向が、そのエッジ方向に直交する方向にどれほどの秩序で広がっているかを表す量であり、毛束の幅に対応する。相関長は、例えば、次のようにして求めることができる。即ち、図4(a)に示すように、画素P0を中心とする円内の領域Aにおいてエッジ方向がD0で、それに直交する方向がDx の場合に、画素P0とその近傍の画素P1、P2、P3、P4、P5におけるエッジ方向が、それぞれD0、D1、−、D3、−、D5であるとする。この場合に、同図(b)のように、各画素のエッジ方向と、画素P0におけるエッジ方向D0がなす角度θのcosをとり、cosθの値が0.5以上となる上記の直交方向Dx の距離を相関長とする。ここで、cosθの値が0.5以上となる領域が不連続に存在する場合には、注目する画素P0を含む領域の距離とする。また、近傍画素としては、画像中に含まれることが予想される束幅の最大値を直径とする円内にある画素を選択する。こうして得られる相関長の値を画素P0の画素値とする。 The correlation length calculated in (c) is an amount representing how well the edge direction at a certain pixel in the hair region spreads in the direction orthogonal to the edge direction, and corresponds to the width of the hair bundle. . The correlation length can be obtained as follows, for example. That is, as shown in FIG. 4A, when the edge direction is D0 and the direction orthogonal to Dx is in the region A within the circle centered on the pixel P0, the pixel P0 and the neighboring pixels P1, P2 , P3, P4, and P5 have edge directions D0, D1,-, D3,-, and D5, respectively. In this case, as shown in FIG. 4B, the orthogonal direction Dx is obtained by taking the cos of the angle θ formed by the edge direction of each pixel and the edge direction D0 of the pixel P0, and the value of cos θ is 0.5 or more. Is the correlation length. Here, when there are discontinuous regions where the value of cos θ is 0.5 or more, the distance between the regions including the pixel of interest P0 is set. In addition, as neighboring pixels, pixels within a circle whose diameter is the maximum bundle width expected to be included in the image are selected. The value of the correlation length obtained in this way is set as the pixel value of the pixel P0.
このように、画素P0における相関長を算出するにあたり、図4(b)のcosθの曲線は、その急峻さに応じてcosnθを用いてもよい。また、エッジ方向と直交する方向にcosθの移動平均値を求め、その値が0.5以上になる距離を用いることもできる。 Thus, in calculating the correlation length in the pixel P0, the curve of cosθ in FIG. 4 (b), may be used cos n theta depending on the steepness. It is also possible to obtain a moving average value of cos θ in a direction orthogonal to the edge direction and use a distance at which the value becomes 0.5 or more.
この他、相関長の算出方法としては、画素P0に直交する方向Dx の色又は明度の類似度が一定値以上となる長さを求めてもよい。この場合、色又は明度の類似度としては、例えば、1/(1+|画素P0と近傍画素の色の距離/毛髪領域に含まれる画素の色の距離の標準偏差|)や、1/(1+ |画素P0の近傍画素の明度の差/毛髪領域に含まれる画素の明度の標準偏差|)により算出される数値を使用し、色の類似度が一定値以上となる範囲のDx方向の長さ、又は、明度の類似度が一定値以上となる範囲のDx方向の長さを相関長とする。ここで色の距離はRGB空間におけるユークリッド距離を用いることができるが、L*a*b*空間やL*u*v*空間などの異なる色空間での距離を用いてもよい。 In addition, as a method for calculating the correlation length, a length in which the color or brightness similarity in the direction Dx orthogonal to the pixel P0 is a certain value or more may be obtained. In this case, the similarity of color or lightness is, for example, 1 / (1+ | distance between the color of the pixel P0 and the neighboring pixel / standard deviation of the color distance of the pixel included in the hair region |) or 1 / (1+ The value in the Dx direction of the range in which the color similarity is equal to or greater than a certain value using a numerical value calculated by the difference in brightness of pixels near the pixel P0 / standard deviation of brightness of pixels included in the hair area |) Alternatively, the length in the Dx direction in a range where the lightness similarity is a certain value or more is set as the correlation length. Here, the Euclidean distance in the RGB space can be used as the color distance, but a distance in a different color space such as the L * a * b * space or the L * u * v * space may be used.
相関長は、毛髪領域の全画素について算出する。 The correlation length is calculated for all pixels in the hair region.
(d)の各画素の相関長をカラー画像化又は濃淡画像化する処理は、例えば、相関長の数値に色相を対応させたり、濃淡の階調度を対応させたりすればよい。これにより、相関長をビジュアル化し、束幅によって色ないし濃淡が異なる束幅画像を得ることができる。 In the process (d) of converting the correlation length of each pixel into a color image or a grayscale image, for example, a hue may be associated with a numerical value of the correlation length, or a grayscale level may be associated. As a result, the correlation length can be visualized, and a bundle width image having different colors or shades depending on the bundle width can be obtained.
例えば、前述の図3(d)のエッジ方向画像の各画素について相関長を求め、相関長を白黒256階調で濃淡画像化することにより図3(f)の束幅画像のように、太い束幅ほど明るい画像を得ることができる。 For example, the correlation length is obtained for each pixel of the edge direction image of FIG. 3D described above, and the correlation length is converted into a grayscale image with 256 gradations of black and white to obtain a thick image like the bundle width image of FIG. Images brighter as the bundle width can be obtained.
本発明においては、相関長を上述のように束幅画像として表示する他、例えば図5のように、ある毛束の部位について、相関長の時間変化をグラフ化してもよく、ある毛束を毛髪化粧料で処理した場合、あるいはさらに湿気等を与える処理をした場合において、処理前後の束幅画像を経時的に求め、相関長の変化を、毛髪化粧料の種類や処理方法(温度、時間等)ごとに表示してもよい。これにより、毛髪化粧料の種類や使用方法によるスタイリングの安定性の違いを統計的に解析することが容易となる。 In the present invention, in addition to displaying the correlation length as a bundle width image as described above, for example, as shown in FIG. In the case of treatment with hair cosmetics, or in the case of further moisture treatment, the bundle width images before and after the treatment are obtained over time, and the change in correlation length is determined depending on the type of hair cosmetics and the treatment method (temperature, time). Or the like). This makes it easy to statistically analyze the difference in styling stability depending on the type of hair cosmetic and the method of use.
さらに、これらの解析結果や上述の束幅画像の見え方を、データベース7に保存されている毛髪化粧料やスタイリング方法と関連づけてもよい。 Further, these analysis results and the appearance of the above-described bundle width image may be associated with hair cosmetics and styling methods stored in the database 7.
ブラウン毛の頭髪の毛髪画像(原画像)をデジタルカメラで撮り(拡散照明、カメラの撮像子:約400万画素)、その中央部の図6(a1、a2)に示す毛髪領域P(256×256画素)について、エッジ検出をPrewittフィルタにより行い、得られたエッジ方向画像にエッジと直交する方向にcosθが0.5以上になる距離を算出し、この算出値を濃淡画像化することにより図6(b1、b2)の毛髪の束幅画像を得た。この束幅画像では、毛髪の束幅によって画像の濃淡が明確に異なって見える。従って、本実施例の方法によれば、ヘアスタイリング剤の違い等によって変化する毛髪スタイルにおいて、束幅の変化を際立たせて表示することができる。 A hair image (original image) of brown hair is taken with a digital camera (diffuse illumination, camera imager: about 4 million pixels), and a hair region P (256 ×) shown in FIG. 6 (a1, a2) at the center. 256 pixels), edge detection is performed by a Prewitt filter, a distance in which cos θ is 0.5 or more is calculated in a direction orthogonal to the edge in the obtained edge direction image, and the calculated value is converted into a grayscale image. A hair bundle width image of 6 (b1, b2) was obtained. In this bundle width image, the shading of the image appears clearly different depending on the bundle width of the hair. Therefore, according to the method of the present embodiment, it is possible to make the change in the bundle width stand out in the hair style that changes due to the difference in the hair styling agent.
本発明の毛髪画像表示方法ないし表示装置は、毛髪のスタイリングにおいて、毛束の広がりを評価する際に有用であり、また、スタイリングに使用する毛髪化粧料自体やスタイリング方法自体の評価にも有用である。さらに、毛髪化粧料やスタイリング方法の開発や宣伝販売にも有用となる。 The hair image display method or display device of the present invention is useful for evaluating the spread of hair bundles in hair styling, and also useful for evaluating the hair cosmetics used for styling and the styling method itself. is there. Furthermore, it will be useful for the development of hair cosmetics and styling methods and for advertising sales.
1 毛髪画像表示装置
2 デジタルカメラ
3 パーソナルコンピュータ
4 ディスプレイ
5 プリンタ
6 イメージスキャナ
7 データベース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hair image display apparatus 2 Digital camera 3 Personal computer 4 Display 5 Printer 6 Image scanner 7 Database
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