次世代コンピュータグラフィックスのための人間の表情のデータベース化の検討

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07680342
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 中嶋 正之 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (60092566)
• Keywords: CG / VR / 顔モデル / 表情 / アニメーション

Research Abstract

単眼画像からのヘアモデルの生成では,正面リアルな人間のCG映像を作成するためには,人間の外形のリアルなモデリングはもちろんのこと,顔の表情,髪の毛,肌,身体の動きなど様々な要素において自然らしさを表現する必要がある.本研究においては,顔の自然な表情を作成する手法の検討と,実在する人間を撮影した画像から,個性的な髪の毛をモデリングする手法の検討を行った.
顔の自然な表情の作成においては,表情作成支援システムの検討を行った.CGアニメーションにおいて筋肉モデルは特に表情生成の分野で多く利用されており,筋肉モデルを用いたGUIによるツールも多数作られているが,顔の標準モデルに既に配置されていることが多く,あまり汎用的ではない.そこで,ポリゴン形状に対して筋肉モデルのインタラクティブな取り付けが可能なシステムの提案を行った.そこで,ポリゴン形状に対しGUIによるインタラクティブな筋肉の取り付けを可能とし,筋肉モデルの実装におけるインターフェイスの統一により,筋肉の取り付けが容易に行えるようになった.また,筋肉モデルと皮膚モデル等の間で自由な組合せが可能となり,表現の自由度が広がった.
単眼画像からのヘアモデルの生成では,正面から撮影した頭髪部の画像から,ヘアモデルを作成する手法を提案した.人間の顔を正面から撮影した画像に対し,2値化処理および膨張・収縮処理を施し頭髪領域を得る.この頭髪領域は,生成した髪の毛成分が頭髪領域内に収まるように髪の毛成分を制御するための基準として用いる.また,入力画像に対して,マスク処理を施し髪の毛の流れている方向を抽出する.抽出した髪の毛の流れ方向に沿うように生成した髪の毛成分の方向を揃えることで自然な髪の毛を表現する.本研究で用いる髪の毛成分のモデルは,Rosemblumらが提案したスプリングモデルを簡略化したモデルである.初期状態でランダムに発生させた髪の毛成分の荷重を増減させることで,頭髪領域内に収まるように制御する.また,生成した髪の毛成分と入力画像から抽出した髪の毛の流れ方向に相反する電荷を帯電させることで,抽出した髪の毛の流れ方向に沿うように髪の毛成分が整えられ,入力画像と似た髪型のCG画像を生成することができた.

Research Products

• [Publications] Wai Min Kong, Hiroki Takahashi, Masauki Nakajima: "Generation of 3D Hair Model from Multide Pictures" Multi Media Modeling '97. 183-196 (1997)
• [Publications] Yahya Aydin, Hiroki Takahashi, Masauki Nakajima: "Database Guided Animation of Grasp Movement for Uirtual Actors" Multimedia Modeling '97. 213-226 (1997)
• [Publications] Masayuki Nakajima, Seiichi Saruta, Hiroki Takahashi: "Hair Image Generating Algorithm using fractional hair model" Image communication. 9. 267-273 (1997)
• [Publications] 本田、桑島、高橋、中嶋: "実時間形状計測システムを用いた3次元顔モデルの作成" 電子情報通信学会春季全国大会. SD4-4 (1997)