顔の3次元形状解析とその表情変化動画像生成への応用

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07680399
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 横矢 直和 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10252834)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片山 喜章 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学センター, 助手 (10263435) ; 岩佐 英彦 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (50263447) ; 竹村 治雄 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (60263430)
• Keywords: 顔画像処理 / 表情解析 / 表情合成 / 3次元計測 / 全周計測距離画像 / 3次元形状解析 / イメージワ-ピング

Research Abstract

本年度は、レーザ投影型全周計測レンジファインダを中心とする3次元計測実験環境を整備し、以下の2つの項目について研究を行った。
1.頭部の3次元画像計測
レーザ投影型全周計測レンジファインダを用いて、9名の被験者の無表情時と表情表出時について、顔の3次元形状と表面カラー特性の同時計測を行い、頭部の距離画像とカラー画像を取得した。なお、ここで得られる距離画像とカラー画像は位置合わせされており、頭部の中心軸に対する円筒座標系で表現されている。次に、表情表出時にも相対的な位置関係が変化しない3つの特徴点から構成される基準ベクトルの線形結合として各特徴点の位置を表現することによって、計測時の人物の位置と姿勢に影響されない特徴量の抽出手法を開発した。実験により、本手法は無表情時における顔面内特徴点位置の個人差を吸収した表現になっていることが明らかになった。
2.距離画像を用いた顔の3次元形状解析
表情表出時の顔面内特徴点の移動ベクトルを距離画像から計測することによって、表情表出に伴う顔の3次元的な変形情報を抽出する手法を開発し、基本6表情(怒り、嫌悪、驚き、恐怖、喜び、悲しみ)に関する顔面形状変化の定量化を行った。9名の被験者について実験を行い、表情表出時の特徴点の移動ベクトルの個人依存性は低いことが分かった。
無表情時における特徴点の平均パラメータ値と基本6表情の表情表出時の平均パラメータ変化量から表情合成を行うための予備実験を行い、次年度の表情アニメーション生成への明るい見通しを得た。

Research Products

• [Publications] Satoshi Suzuki: "Analysis and synthesis of human facial expression using range images" Proc.2nd Asian Conf.on Computer Vision. 2. 474-478 (1995)
• [Publications] 櫻井保志: "全周距離データを用いた固有空間法による顔認識" 電子情報通信学会技術研究報告(信学技報). 95. 23-28 (1996)
• [Publications] 辰野由美子: "距離データを用いた顔基本6表情の解析と合成" 電子情報通信学会技術研究報告(信学技報). 95. 37-42 (1996)