似顔絵生成システム開発による認知的ビジョンの研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05220223
• Research Institution: Chukyo University
• Principal Investigator: 輿水 大和 中京大学, 情報科学部, 教授 (50093026)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福村 晃夫 中京大学, 情報科学部, 教授 (60022985) ; 中山 晶 中京大学, 情報科学部, 講師 (20115611) ; 村上 和人 中京大学, 情報科学部, 助手 (10239486)
• Keywords: 似顔絵生成 / 個人性特徴 / 認知的ビジョン / 錯視現象 / アフィン変換 / デフォルメ / 表情、感情 / 再標本化

Research Abstract

本研究課題では、似顔絵生成システム開発を通して、認知的視覚実現に必要な機能を現象のコンピュータビジョン技術の基盤上に構築することを目指し、次のような新たな要素技術を開拓し検討をした。具体的には、以下に述べる研究計画に沿って、研究を遂行した。
(a)パターンデータベースの構築と図形処理ツールの整備:TVカメラによる直接的データと顔写真を介する間接的データを想定して、実験的に顔画像データベースを構築した。顔部品認識、個人性特徴の抽出の方式開発に伴う原理的問題の可否、難易についての実験的検討を十分に保障した。また、横顔などの角度次元や笑顔などの顔表情のデータも併用することし、顔のもつ個人性特徴の多元的抽出の検討も可能性にした。
(b)似顔絵知識ベースと顔の個人性特徴抽出機構の構築:専門家が描いた似顔絵(線画)を収集し、これと画像処理で抽出された顔線画像を実験的に比較した結果に、種々のデフォルメ機構の可能性を検討した(平均顔+中割り、強制錯視)。また、これを強化するために、錯視などの認知心理学的知見に基づき、個人性特徴の抽出法と選択法の統一を図った。
(c)パターンデフォルメ推論エンジンの開発:統計的手法により種々の標準パターンを導入し、顔の個人性特徴抽出の観点からそれらの有効性を比較検討した。更に、この標準パターンと似顔絵を生成するプロセスとを結合し、似顔絵の誇張表現の可能性を評価した。ここでも、錯視などの人の目の見え方の認知的特性を活かしたデフォルメ制御機構を具体的に構築した。
(d)パターン表示用のモジュールの開発:空間次元を付加して似顔絵パターン拡張的に構成したり、パターンの表示効果を上げる為に、3次元簡易グラフィクシステム開発にも着手した。ここでは、多方向の角度からの基礎データの収集と顔部品図形の発生、消滅のモデル化の検討を行った。
(e)部品認識手法と顔パターン自動記述法の検討:カメラ入力した濃淡画像から直接顔画像の初期記述を生成するために、顔の画像処理と認識の基礎的実験を行った。また、線図形の再標本化(resampling)問題を検討して、指定した境界点数まで削除/追加するモードのプログラムを開発し、顔部品の形状を損なわない顔記述の自動生成の可能性を確認した。

Research Products

• [Publications] 村上、輿水、中山、福村: "Facial Caricaturing Based on Visual Illusion-a Mechanism to evaluate Caricature in PICASSO system-" Trans.IEICE(Special Issue). Vol.E76D No.4. 470-478 (1993)
• [Publications] 輿水、村上、沼田: "Hough変換のWarp Modelについて-拡張Hough変換EHT関数の設計問題-" 情報処理学会論文誌. Vol.34 No.10. 2096-2105 (1993)
• [Publications] 村上、輿水、中山、福村: "錯視を用いた似顔絵生成システムPICASSOについて" 情報処理学会論文誌. Vol.34 No.10. 2106-2116 (1993)
• [Publications] 輿水: "(解説論文)コンピュータは似顔絵が描けるか?-顔の個人性特徴の抽出-" 歯科審美学会誌. Vol.5,No.1. 102-112 (1993)
• [Publications] 輿水、村上、沼田: "On the Warp Model of Hough Transform" Proc.ACCV′93. 676-679 (1993)