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技術 調髪シミュレーションシステム、調髪シミュレーション方法、調髪シミュレーションプログラム、および調髪シミュレーションプログラムを記録した記録媒体

出願人 国立大学法人秋田大学株式会社トインビ
発明者 横山洋之棚村憩太郎西田眞小西和晴
出願日 2015年3月11日 (5年8ヶ月経過) 出願番号 2015-048674
公開日 2016年9月23日 (4年2ヶ月経過) 公開番号 2016-170529
状態 未査定
技術分野 特定用途計算機
主要キーワード 後頭部領域 変形用 カット作業 エクスターナル カット方向 三次元カメラ フロントセンタ 頭部モデル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年9月23日)のものです。
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図面 (20)

課題

ヘアースタイルを微妙に調整するシミュレーションを実現するとともに、美容師の力量によるカット後のヘアースタイルのバラツキを抑制することが可能な調髪シミュレーションシステムを提供する。

解決手段

三次元画像頭部モデルに配置された毛髪を、ユーザーによる指示に基づいて、複数の毛髪が面状の一のクラスタとして関連付けられてなるパネルごとに調整する調整手段111、113と、調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを、複数の毛髪が面状の他のクラスタとして関連付けられてなるバンチごとに演算する演算手段122と、演算された毛髪を、複数のバンチが面状のクラスタとして関連付けられてなるグループの重なりとして、頭部モデルとともに表示する表示手段112と、を有する。

概要

背景

従来、美容室において、顧客のヘアースタイルに関する要望美容師に伝えるために、口頭での説明やヘアカタログ提示がなされることが多い。しかし、顧客の髪質頭骨個人差などの影響で、顧客と美容師との間で認識の齟齬が生じ、カット後のヘアースタイルに顧客が満足できない場合がある。

このような場合を考慮して、顧客の頭部の写真データに様々なヘアースタイルサンプルを合成して表示させる技術が知られている。

例えば、下記特許文献1には、次のようなヘアースタイルシミュレーションシステムが記載されている。すなわち、複数のヘアースタイルサンプルと、当該複数のヘアースタイルサンプルに対応する、パーマの強さおよび毛髪のすき量を各座標軸とするマトリックス表とを記憶手段に記憶させる。そして、ユーザーにより入力された希望のヘアースタイルの基礎データと一致する複数のヘアースタイルサンプルに対応するマトリックス表を表示し、マトリックス表においてユーザーに指定された座標に対応するヘアースタイルサンプルをユーザーの頭部の写真データに合成させて表示する。これにより、ユーザーの頭部の画像に合成されるヘアースタイルを自由に調整可能とすることで、ユーザーに満足できるヘアースタイルを提供するという。

概要

ヘアースタイルを微妙に調整するシミュレーションを実現するとともに、美容師の力量によるカット後のヘアースタイルのバラツキを抑制することが可能な調髪シミュレーションシステムを提供する。三次元画像頭部モデルに配置された毛髪を、ユーザーによる指示に基づいて、複数の毛髪が面状の一のクラスタとして関連付けられてなるパネルごとに調整する調整手段111、113と、調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを、複数の毛髪が面状の他のクラスタとして関連付けられてなるバンチごとに演算する演算手段122と、演算された毛髪を、複数のバンチが面状のクラスタとして関連付けられてなるグループの重なりとして、頭部モデルとともに表示する表示手段112と、を有する。

目的

これにより、ユーザーの頭部の画像に合成されるヘアースタイルを自由に調整可能とすることで、ユーザーに満足できるヘアースタイルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

三次元画像頭部モデルに配置された毛髪を、ユーザーによる指示に基づいて、複数の毛髪が面状の一のクラスタとして関連付けられてなるパネルごとに調整する調整手段と、前記調整手段により調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを、複数の毛髪が面状の他のクラスタとして関連付けられてなるバンチごとに演算する演算手段と、前記演算手段により演算された毛髪を、複数の前記バンチが面状のクラスタとして関連付けられてなるグループの重なりとして、前記頭部モデルとともに表示する表示手段と、を有する調髪シミュレーションシステム

請求項2

前記演算手段は、前記頭部モデルを剛体、毛髪を柔軟体として、前記頭部モデルに固定された毛髪の自然落下による動きを前記バンチごとに演算する、請求項1に記載の調髪シミュレーションシステム。

請求項3

前記頭部モデルには、前記頭部モデルの表面の区分されたブロックごとに毛髪が配置され、前記調整手段は、前記パネルごとの毛髪の長さおよびカット方法を、前記ブロックに配置された毛髪ごとに調整するための第1ユーザーインターフェースを表示し、前記第1ユーザーインターフェースを介して入力されたユーザーによる指示に基づいて、各ブロックに配置された毛髪の長さおよびカット方法を、それぞれ前記パネルごとに調整し、前記表示手段は、前記第1ユーザーインターフェースを介してユーザーによる指示が入力されるたびに、ユーザーによる指示に基づく調整後の毛髪を前記グループの重なりとして、前記頭部モデルとともにさらに表示する、請求項1または2に記載の調髪シミュレーションシステム。

請求項4

前記パネルは、前記頭部モデルの顔の長さ方向に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数の毛髪が関連付けられてなるクラスタであり、前記グループは、前記頭部モデルの顔の幅方向に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数のバンチが関連付けられてなるクラスタである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の調髪シミュレーションシステム。

請求項5

前記頭髪モデルには、毛髪が500本以下かつ100本以上に間引いて配置された、請求項1〜4のいずれか一項に記載の調髪シミュレーションシステム。

請求項6

前記ブロックは、インターナルブロックおよびエクスターナルブロックを含む、請求項3に記載の調髪シミュレーションシステム。

請求項7

いずれかのエクスターナルブロックに配置された前髪テクスチャを選択するための第2ユーザーインターフェースをさらに有し、前記表示部は、前記第2ユーザーインターフェースを介して選択された前髪のテクスチャで、前記エクスターナルブロックに配置された前髪を、前記グループの重なりとして表示する、請求項6に記載の調髪シミュレーションシステム。

請求項8

前記頭部モデルは、三次元カメラにより撮影されたユーザーの頭部の画像を用いて生成される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の調髪シミュレーションシステム。

請求項9

三次元画像の頭部モデルに毛髪を配置する段階(a)と、前記段階(a)において頭部モデルに配置された毛髪を、複数の毛髪が面状の一のクラスタとして関連付けられてなるパネルごとに調整する段階(b)と、前記段階(b)において調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを、複数の毛髪が面状の他のクラスタとして関連付けられてなるバンチごとに演算する段階(c)と、前記段階(c)において演算された毛髪を、複数の前記バンチが面状のクラスタとして関連付けられてなるグループの重なりとして、前記頭部モデルとともに表示する段階(d)と、を有する調髪シミュレーション方法

請求項10

前記段階(c)は、前記頭部モデルを剛体、毛髪を柔軟体として、前記頭部モデルに固定された毛髪の自然落下による動きを前記バンチごとに演算する、請求項9に記載の調髪シミュレーション方法。

請求項11

前記段階(a)は、前記頭部モデルの表面の区分されたブロックごとに毛髪を配置し、前記段階(b)は、前記パネルごとの毛髪の長さおよびカット方法を、前記ブロックに配置された毛髪ごとに調整するための第1ユーザーインターフェースを表示し、前記第1ユーザーインターフェースを介してユーザーにより入力された指示に基づいて、各ブロックに配置された毛髪の長さおよびカット方法を、それぞれ前記パネルごとに調整し、前記段階(b)で前記第1ユーザーインターフェースを介してユーザーによる指示が入力されるたびに、ユーザーによる指示に基づく調整後の毛髪を前記グループの重なりとして、前記頭部モデルとともに表示する段階(e)をさらに有する請求項9または10に記載の調髪シミュレーション方法。

請求項12

前記パネルは、前記頭部モデルの顔の長さ方向に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数の毛髪が関連付けられてなるクラスタであり、前記グループは、前記頭部モデルの顔の幅方向に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数のバンチが関連付けられてなるクラスタである、請求項9〜11のいずれか一項に記載の調髪シミュレーション方法。

請求項13

前記段階(a)は、前記三次元の頭髪モデルに毛髪を500本以下かつ100本以上に間引いて配置することを特徴とする請求項9〜12のいずれか一項に記載の調髪シミュレーション方法。

請求項14

前記ブロックは、インターナルブロックおよびエクスターナルブロックを含む、請求項11に記載の調髪シミュレーション方法。

請求項15

いずれかのエクスターナルブロックに配置された前髪のテクスチャを選択するための第2ユーザーインターフェースを表示する段階(f)をさらに有し、前記段階(d)は、前記段階(f)で前記第2ユーザーインターフェースを介して選択された前髪のテクスチャで、前記エクスターナルブロックに配置された毛髪を、前記グループの重なりとして表示する、請求項14に記載の調髪シミュレーション方法。

請求項16

前記頭部モデルは、三次元カメラにより撮影されたユーザーの頭部の画像を用いて生成される、請求項9〜15のいずれか一項に記載の調髪シミュレーション方法。

請求項17

三次元画像の頭部モデルに配置された毛髪を、ユーザーによる指示に基づいて、複数の毛髪を含むことで面状のクラスタとして関連付けられたパネルごとに調整する手順(a)と、前記手順(a)において調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを、複数の毛髪を含むことで面状のクラスタとして関連付けられたバンチごとに演算させる手順(b)と、前記手順(b)において演算された毛髪を、複数の前記バンチを含むことで面状のクラスタとして関連付けられたグループの重なりとして、前記頭部モデルとともに表示する手順(c)と、を有する手順を調髪シミュレーションシステムに実行させるための調髪シミュレーションプログラム

請求項18

前記手順(b)は、前記頭部モデルを剛体、毛髪を柔軟体として、前記頭部モデルに固定された毛髪の自然落下による動きを前記バンチごとに演算させることを特徴とする請求項17に記載の調髪シミュレーションプログラム。

請求項19

前記頭部モデルには、前記頭部モデルの表面の区分されたブロックごとに毛髪が配置され、前記手順(a)は、前記パネルごとの毛髪の長さおよびカット方法を、前記ブロックに配置された毛髪ごとに調整するための第1ユーザーインターフェースを表示し、前記第1ユーザーインターフェースを介して入力されたユーザーによる指示に基づいて、各ブロックに配置された毛髪の長さおよびカット方法を、それぞれ前記パネルごとに調整し、前記手順は、前記手順(a)で前記第1ユーザーインターフェースを介してユーザーによる指示が入力されるたびに、ユーザーによる指示に基づく調整後の毛髪を前記グループの重なりとして、前記頭部モデルとともに表示する手順(d)をさらに有する請求項17または18に記載の調髪シミュレーションプログラム。

請求項20

前記パネルは、前記頭部モデルの顔の長さ方向に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数の毛髪が関連付けられてなるクラスタであり、前記グループは、前記頭部モデルの顔の幅方向に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数のバンチが関連付けられてなるクラスタである、請求項17〜19のいずれか一項に記載の調髪シミュレーションプログラム。

請求項21

前記頭髪モデルには、毛髪が500本以下かつ100本以上に間引いて配置された、請求項17〜20のいずれか一項に記載の調髪シミュレーションプログラム。

請求項22

前記ブロックは、インターナルブロックおよびエクスターナルブロックを含む、請求項19に記載の調髪シミュレーション方法。

請求項23

前記手順は、いずれかのエクスターナルブロックに配置された前髪のテクスチャを選択するための第2ユーザーインターフェースを表示する手順(e)をさらに有し、前記手順(c)は、前記手順(e)で、第2ユーザーインターフェースを介して選択された前髪のテクスチャで、前記エクスターナルブロックに配置された毛髪を、前記グループの重なりとして表示する、請求項22に記載の調髪シミュレーションプログラム。

請求項24

請求項17〜23のいずれか一項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

技術分野

0001

本発明は、調髪シミュレーションシステム、調髪シミュレーション方法、調髪シミュレーションプログラム、および調髪シミュレーションプログラムを記録した記録媒体に関する。

背景技術

0002

従来、美容室において、顧客のヘアースタイルに関する要望美容師に伝えるために、口頭での説明やヘアカタログ提示がなされることが多い。しかし、顧客の髪質頭骨個人差などの影響で、顧客と美容師との間で認識の齟齬が生じ、カット後のヘアースタイルに顧客が満足できない場合がある。

0003

このような場合を考慮して、顧客の頭部の写真データに様々なヘアースタイルサンプルを合成して表示させる技術が知られている。

0004

例えば、下記特許文献1には、次のようなヘアースタイルシミュレーションシステムが記載されている。すなわち、複数のヘアースタイルサンプルと、当該複数のヘアースタイルサンプルに対応する、パーマの強さおよび毛髪のすき量を各座標軸とするマトリックス表とを記憶手段に記憶させる。そして、ユーザーにより入力された希望のヘアースタイルの基礎データと一致する複数のヘアースタイルサンプルに対応するマトリックス表を表示し、マトリックス表においてユーザーに指定された座標に対応するヘアースタイルサンプルをユーザーの頭部の写真データに合成させて表示する。これにより、ユーザーの頭部の画像に合成されるヘアースタイルを自由に調整可能とすることで、ユーザーに満足できるヘアースタイルを提供するという。

先行技術

0005

特開2002−328995号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかし、上記従来技術は、毛髪の長さやカット方法を部分ごとに調整することができないため、顧客によるヘアースタイルの微妙な要求に応じたシミュレーションができないという問題がある。また、シミュレーションされたヘアースタイルを実現するための実際の毛髪のカットは美容師が行うため、美容師の力量によりカット後のヘアースタイルに対する顧客の満足度に差が生じる可能性が比較的高いという問題がある。

0007

本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。すなわち、ヘアースタイルを微妙に調整するシミュレーションを、演算量を低減しつつ実現するとともに、美容師の力量によるカット後のヘアースタイルのバラツキを抑制することが可能な調髪シミュレーションシステムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明の上記課題は、以下の手段によって解決される。

0009

(1)三次元画像頭部モデルに配置された毛髪を、ユーザーによる指示に基づいて、複数の毛髪が面状の一のクラスタとして関連付けられてなるパネルごとに調整する調整手段と、前記調整手段により調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを、複数の毛髪が面状の他のクラスタとして関連付けられてなるバンチごとに演算する演算手段と、前記演算手段により演算された毛髪を、複数の前記バンチが面状のクラスタとして関連付けられてなるグループの重なりとして、前記頭部モデルとともに表示する表示手段と、を有する調髪シミュレーションシステム。

0010

(2)三次元画像の頭部モデルに毛髪を配置する段階(a)と、前記段階(a)において頭部モデルに配置された毛髪を、複数の毛髪が面状の一のクラスタとして関連付けられてなるパネルごとに調整する段階(b)と、前記段階(b)において調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを、複数の毛髪が面状の他のクラスタとして関連付けられてなるバンチごとに演算する段階(c)と、前記段階(c)において演算された毛髪を、複数の前記バンチが面状のクラスタとして関連付けられてなるグループの重なりとして、前記頭部モデルとともに表示する段階(d)と、を有する調髪シミュレーション方法。

0011

(3)三次元画像の頭部モデルに配置された毛髪を、ユーザーによる指示に基づいて、複数の毛髪を含むことで面状のクラスタとして関連付けられたパネルごとに調整する手順(a)と、前記手順(a)において調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを、複数の毛髪を含むことで面状のクラスタとして関連付けられたバンチごとに演算させる手順(b)と、前記手順(b)において演算された毛髪を、複数の前記バンチを含むことで面状のクラスタとして関連付けられたグループの重なりとして、前記頭部モデルとともに表示する手順(c)と、を有する手順を調髪シミュレーションシステムに実行させるための調髪シミュレーションプログラム。

発明の効果

0012

三次元画像の頭部モデルに配置した毛髪を、複数の毛髪を含む面状のパネルごとに調整し、調整された状態から自然落下された毛髪の動きを複数の毛髪を含む面状のバンチごとに演算し、演算された毛髪を複数のバンチを含む面状のグループの重なりとして表示する。これにより、頭部モデルに配置された毛髪の長さおよびカット方法を部分ごとに調整することによるヘアースタイルの微妙なシミュレーションを、演算量を低減しつつ実現することができる。さらに、調整時の部分ごとの毛髪の長さおよびカット方法を実際の毛髪のカット作業に利用できるため、美容師の力量によるカット後のヘアースタイルのバラツキを抑制することができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の実施形態に係る調髪シミュレーションシステムのブロック図である。
メインシステムの表示部に表示された、毛髪が配置された頭部モデルを示す説明図である。
頭部モデルの表面の区分されたブロックを示す説明図である。
頭部モデルに配置される毛髪を示す説明図である。
バンチを説明するための説明図である。
グループを説明するための説明図である。
毛髪の長さとカット方法を説明するための説明図である。
パネルをバンチと比較して説明するための説明図である
前髪テクスチャを選択するためのタッチパネルを示す説明図である。
複数のバンチからグループの毛髪ポリゴンを生成する方法を説明するための説明図である。
サブシステムの表示部に表示される、物理演算された自然落下によるバンチごとの毛髪の動きが反映された毛髪が配置された頭部モデルの画像を示す図である。
本発明の実施形態に係る調髪シミュレーションシステムの動作を示すフローチャートである。
図12のステップS101のサブルーチンフローチャートである。
頭部モデルの後頭部領域の変形を行うための後頭部変形用UIを示す図である。
図12のステップS102のサブルーチンフローチャートである。
図12のステップS103のサブルーチンフローチャートである。
図12のステップS104のサブルーチンフローチャートである。
図12のステップS105のサブルーチンフローチャートである。
図12のステップS106のサブルーチンフローチャートである。
物理演算前の毛髪が配置された頭部モデルと物理演算終了時の毛髪が配置された頭部モデルとを示す図である。

実施例

0014

以下、図面を参照して、調髪シミュレーションシステム、調髪シミュレーション方法、調髪シミュレーションプログラム、および調髪シミュレーションプログラムを記録した記録媒体について詳細に説明する。

0015

本明細書において、ユーザーには、調髪シミュレーションの対象である顧客および美容師などが含まれる。

0016

本発明の実施形態に係る調髪シミュレーションシステムの構成について説明する。

0017

図1は、本実施形態に係る調髪シミュレーションシステムのブロック図である。

0018

調髪シミュレーションシステム100は、撮影装置130、メインシステム110、およびサブシステム120を有し、撮影装置130およびサブシステム120は、それぞれメインシステム110にネットワーク141、142を通じて相互に通信可能に接続される。

0019

撮影装置130は、複数のカメラによる三次元カメラを有し、ユーザーの頭部の三次元画像を三次元カメラにより撮影する。これにより、撮影装置130は、ユーザーの頭部の三次元画像を生成し、メインシステム110に送信する。

0020

メインシステム110は、パーソナルコンピュータおよび調髪シミュレーションプログラムにより構成されることができ、調整手段および表示手段を構成する。サブシステム120は、パーソナルコンピュータおよび物理演算プログラムにより構成されることができ、演算手段および表示手段を構成する。

0021

メインシステム110は、ポリゴン生成部111、表示部112、入力部113、および出力部114を有する。

0022

表示部112は、例えば、パーソナルコンピュータの出力装置であるディスプレイと、演算制御装置であるCPU(Central Processing Unit)と、記憶装置であるRAM(Randam Access Memory)およびHDD(Hard Disk Drive)と、を有して構成されることができる。

0023

表示部112は、撮影装置130から入力部113により受信された、ユーザーの頭部の三次元画像を用いて生成された頭部モデルを表示する。頭部モデルは、ユーザーの頭部の三次元画像からユーザーの毛髪が除外された三次元画像であり、頭部モデルにはシミュレーション用の毛髪の三次元画像が配置されて表示される。表示部112は、頭部モデル200に配置される毛髪を定義する毛髪データ記述ファイル500に基づいて、毛髪が配置された頭部モデルを表示する。毛髪データ記述ファイル500には、頭部モデルに配置されるすべての毛髪の毛根およびノードの座標、方向ベクトル、毛髪の長さ、カット方向、ブロック、バンチ(Bunch)、グループ(Group)、およびパネル(Panel)の情報が含まれる。毛髪データ記述ファイル500に含まれるこれらの情報については後述する。

0024

毛髪データ記述ファイル500は、あらかじめ作成され、出力部114により出力され、またはサブシステム120から受信される。

0025

図2は、メインシステムの表示部に表示された、毛髪が配置された頭部モデルを示す説明図である。表示部112には、毛髪が配置された頭部モデル200とともに、毛髪の長さおよびカット方法を、頭部モデルの表面の区分されたブロックごとに調整するための第1ユーザーインターフェースであるスライダー300が表示されている。カット方法には、美容師などによる毛髪のカット方法が広く含まれ、例えば、後述するレイヤーカットおよびグラデーションカットが含まれる。スライダー300については、入力部113の説明において説明する。

0026

図3は、頭部モデルの表面の区分されたブロックを示す説明図である。

0027

ブロックI1〜I5はインターナルブロックであり、ブロックE1〜E3はエクスターナルブロックである。インターナルブロックI1〜I5に配置された毛髪によりヘアースタイルのフォルムが決定され、エクスターナルブロックE1〜E3に配置された毛髪により顔周りのヘアースタイルおよびヘアースタイルのアウトラインが決定される。インターナルブロックI1〜I5およびエクスターナルブロックE1〜E3ごとの毛髪の調整は、美容師などにより通常行われている調髪技術である。インターナルブロックI1〜I5およびエクスターナルブロックE1〜E3ごとに毛髪を調整するシミュレーションを行うことにより、美容師がカット作業のイメージを得やすくし、美容師の力量によるカット後のヘアースタイルのバラツキをより効果的に抑止することができる。さらに、美容師が通常行うブロック分けによるブロックごとの毛髪の調整ができるため、より効果的かつ微妙なヘアースタイルのシミュレーションができるとともに、ヘアースタイルをより迅速に調整することができる。

0028

表示部112に表示される、頭部モデル200に配置されて表示される毛髪の画像の形状は、毛髪ポリゴンと称される。毛髪ポリゴンには、グループと称される面状のクラスタの画像の形状が含まれる。グループは隣接配置された2つの毛髪が関連付けられてなるバンチと称される面状のクラスタが関連付けられて構成される。クラスタは、バンチ、グループ、およびパネルの3種類があり、それぞれ、後述するように、物理演算、毛髪ポリゴンの作成、および毛髪の調整の処理に用いられる。なお、バンチ、グループ、およびパネルへのクラスタリングは、必要に応じて毛髪データ記述ファイル500に記載された毛髪を関連付けするために行われるが、毛髪データ記述ファイル500に記載された毛髪はクラスタリングにより変化しない。

0029

図4は、頭部モデルに配置される毛髪を示す説明図である。

0030

毛髪は、毛根と複数のノードによりモデル化される。頭部モデルに配置されたときの毛髪が伸びる方向は、方向ベクトルと定義される。

0031

図5は、バンチを説明するための説明図である。

0032

バンチ210は、頭部モデル200に配置された状態で隣接する2本の毛髪が関連付けられて面状をなすクラスタであり、一方の毛髪はビギン(begin)、他方の毛髪はエンド(end)と定義される。

0033

図6は、グループを説明するための説明図である。

0034

グループ220は、頭部モデル200に配置された状態で隣接する複数のバンチ210が関連付けられて面状をなすクラスタである。なお、図6においては、グループ220が複数のバンチ210からなることを明確化するために、隣接するバンチ210間に隙間があるように示されているが、後述するように、毛根およびノードの平均処理により、グループは一つの面状のクラスタとして構築される。

0035

表示部112は、入力部113によりサブシステム120から受信された、自然落下による毛髪の動きの物理演算結果が反映された毛髪データ記述ファイル500に基づいて、当該物理演算後の毛髪が配置された頭部モデル200を表示する。

0036

毛髪データ記述ファイル500においては、毛髪の数が実際のユーザーの毛髪の数より少なく記載され、かつ各毛根の位置の間隔が均等になるように記載されている。これにより、物理演算の演算量を低減できるとともに、物理演算後の毛髪がグループ220の重なりとして表示されるため毛髪量の少なさを感じさせない自然なヘアースタイルのシミュレーションが可能となる。毛髪データ記述ファイル500に記載される毛髪の数は、実際のユーザーの毛髪の数の1/500程度まで間引きされた、500本以下かつ100本以上とされることが望ましい。

0037

図1戻り、入力部113は、例えば、パーソナルコンピュータの入力装置であるマウスキーボード、タッチパネル、およびスライダー300と、ネットワークインターフェースと、により構成されることができる。なお、入力部113を構成するタッチパネル、スライダー300などは、その性質上、表示部112に表示される。

0038

入力部113は、撮影装置130からユーザーの頭部の三次元画像を受信する。入力部113に受信されたユーザーの頭部の三次元画像が用いられて頭部モデル200が生成されることができる。

0039

入力部113には、毛髪の長さおよびカット方法をブロックごとに調整するためのユーザーによる指示が、例えばスライダー300を介して入力される。

0040

再度、図2を参照すると、表示部112には、インターナルブロックI1〜I5に配置された毛髪の長さおよびカット方法を調整するためのスライダー300が表示されている。スライダー300は、ブロックI1〜I5、E1〜E3ごとに、毛髪の長さを調整するツマミ(Length)および毛髪のカット方法を調整するツマミ(Cut)を有することができる。毛髪の長さを調整するツマミにより、あらかじめ設定された毛髪の長さの最小値から最大値の間で毛髪の長さを調整することができる。毛髪のカット方法を調整するツマミは、例えば、−1から1の値の範囲を有し、−1に近いほどグラデーションカットに近くなり、1に近いほどレイヤーカットに近くなるようにすることができる。

0041

なお、スライダー300による調整量は、ユーザーが希望するヘアースタイルを実現するための毛髪の調整量としてHDDに保存されることにより登録される。

0042

図7は、毛髪の長さとカット方法を説明するための説明図である。

0043

図7のAには、矢印の幅により毛髪の長さの概念が示されている。図7のBには、頭頂に行くに従って毛髪の長さが徐々に長くなるようにカットされるグラデーションカットの概念が示され、図7のCには、頭頂に行くに従い毛髪が短くなるようにカットされるレイヤーカットの概念が示されている。

0044

頭部モデルに配置された毛髪は、スライダー300に設けられたブロックI1〜I5、E1〜E3ごとのツマミを操作することにより、パネル230ごとに調整されることができる。すなわち、毛髪は、ブロックI1〜I5、E1〜E3単位でパネル230ごとに調整されることができる。

0045

図8は、パネルをバンチと比較して説明するための説明図である。

0046

図8のAに示すように、パネル230は、頭部モデルに配置された状態で隣接する複数の毛髪が関連付けられて面状をなすクラスタである。より詳細には、パネル230は、頭部モデル200の顔の長さ方向(Y軸方向)に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数の毛髪が関連付けられてなる面状のクラスタである。パネル230は、美容師が毛髪をカットする際に片手で引っ張り出す毛髪の束に近似させるために、頭部モデル200の顔の長さ方向に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数の毛髪が関連付けられてなる面状のクラスタとすることが望ましい。パネル230は、毛髪の調整の処理において処理がなされる単位であるため、美容師が毛髪をカットする際に片手で引っ張り出す毛髪の束に近づけることで、自然なフォルムおよびアウトラインのヘアースタイルのシミュレーションを実現することができる。

0047

一方、図8のBに示すように、バンチ210は、頭部モデル200の顔の幅方向(X軸方向)に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数の毛髪(毛髪0、毛髪1)が関連付けられてなる面状のクラスタである。したがって、グループ220は、頭部モデル200の顔の幅方向(X軸方向)に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数のバンチが関連付けられてなる面状のクラスタである。

0048

なお、パネル230は、毛髪の調整の処理において処理がなされる単位としてのみ用いられるため、図8のAのような画像は表示部112に表示されなくてもよい。表示部112には、ブロックI1〜I5、E1〜E3ごとに、パネル230を単位として毛髪が調整された後、表示用の毛髪ポリゴンであるグループ230の重なりとして毛髪が表示される。

0049

図9は、前髪のテクスチャを選択するためのタッチパネルを示す説明図である。

0050

入力部113には、スライダー300の操作により毛髪が調整された後、前髪のテクスチャを選択するための第2ユーザーインターフェースであるタッチパネル400を介してユーザーによる前髪の選択指示が入力されることができる。

0051

タッチパネル400には、3種類の前髪のテクスチャA〜Cのいずれかを選択するためのボタンが設けられる。なお、前髪のテクスチャを決める毛髪が配置されたエクスターナルブロックE1の髪の長さおよびカット方法を調整するためのスライダー300がタッチパネル400とともに表示されてもよい。

0052

表示部112には、図9の左上図に示されているように、前髪のテクスチャA〜Cのいずれかが適用される前の毛髪がグループの重なりとして頭部モデル200とともに表示される。また、図9下図に示されているように、前髪のテクスチャA〜Cが適用された場合のそれぞれの毛髪がグループ220の重なりとして頭部モデル200とともに表示される。タッチパネル400において選択された前髪のテクスチャA〜Cは、ユーザーにより選択された前髪のテクスチャA〜CとしてHDDに保存されることにより登録される。

0053

入力部113は、サブシステム120により演算された、自然落下による毛髪の動きを、毛髪データ記述ファイル500として受信する。

0054

図1に戻り、ポリゴン生成部111は、例えば、パーソナルコンピュータの演算制御装置であるCPUと、記憶装置であるRAMと、を有して構成されることができる。

0055

ポリゴン生成部111は、複数のバンチ210を面状のクラスタとして関連付けることによりグループ220の毛髪ポリゴンを生成する。

0056

図10は、複数のバンチからグループの毛髪ポリゴンを生成する方法を説明するための説明図である。

0057

隣接するバンチ210の隣接する2本の毛髪(エンドとビギン)の毛根およびノードを平均処理することにより1本の新たな毛髪が生成される。具体的には、頭部モデル200に配置された毛髪に対し、隣接するバンチ210のエンドとビギンの、隣接する毛根およびノードの座標の平均を演算し、演算後の座標の毛根およびノードを有する新たな毛髪が当該隣接するバンチ210に共有される毛髪として観念する。平均処理により複数のバンチ210が1つの面状のクラスタとして関連付けられることで、グループ220の毛髪ポリゴンが生成される。

0058

図1に戻り、出力部114は、例えば、パーソナルコンピュータの演算制御装置であるCPUと、記憶装置であるRAMおよびHDDと、ネットワークインターフェースと、により構成されることができる。

0059

出力部114は、撮影装置130によるユーザーの頭部の三次元画像に基づいて頭部モデル200を生成し、毛髪データ記述ファイル500に基づく毛髪のグループ220と合成する。これにより、出力部114は、表示部112により表示される、毛髪が配置された頭部モデル200を表示するための画像データを生成する。

0060

出力部114は、毛髪データ記述ファイル500を生成する。毛髪データ記述ファイル500には、ポリゴン生成部111が生成した毛髪ポリゴンのグループ220が、各毛髪の毛根およびノードの座標に反映されている。これにより、表示部112には、ブロックI1〜I5、E1〜E3ごとに、グループ220の毛髪ポリゴンの重なりとして毛髪が表示される。

0061

出力部114は、入力部113においてスライダー300によりパネル230ごとに調整された毛髪の毛根およびノードの座標を反映させた毛髪データ記述ファイル500をサブシステム120に送信する。後述するように、毛髪データ記述ファイル500に対し、調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを演算する物理演算が、サブシステム120によりなされる。

0062

サブシステム120は、データ変換部121、物理演算部122、表示部123、入力部124、および出力部125を有する。

0063

入力部124は、例えば、パーソナルコンピュータの入力装置であるマウス、キーボード、タッチパネルと、ネットワークインターフェースと、により構成されることができる。

0064

入力部124は、メインシステム110から毛髪データ記述ファイル500を受信する。毛髪データ記述ファイル500には、メインシステム110において調整された毛髪の毛根およびノードの座標が反映されている。

0065

入力部124には、メインシステム110において調整された状態から自然落下させた毛髪の動きを演算する物理演算を開始するためのユーザーによる指示が、例えば、キーボードを介して入力される。

0066

入力部124には、物理演算を終了するためのユーザーによる指示が、例えば、キーボードを介して入力される。ユーザーは、表示部123に物理演算中に定期的に表示される、物理演算された自然落下によるバンチ210ごとの毛髪の動きを示す画像を見て、毛髪の動きが落ち着いてきたと判断したときに、物理演算を終了させる指示を入力部113に入力することができる。

0067

表示部123は、例えば、パーソナルコンピュータの出力装置であるディスプレイと、演算制御装置であるCPUと、記憶装置であるRAMおよびHDDと、を有して構成されることができる。

0068

表示部123は、入力部124により受信された毛髪データ記述ファイル500に基づいて、毛髪が配置された頭部モデル200を表示する。頭部モデル200は、メインシステム110からあらかじめ受信することができる。

0069

表示部123は、物理演算部122により物理演算された自然落下によるバンチ210ごとの毛髪の動きが反映された毛髪データ記述ファイル500をデータ変換部121から定期的に受信し、当該毛髪データ記述ファイル500に基づく、毛髪が配置された頭部モデル200を表示する。

0070

図11は、サブシステムの表示部に表示される、物理演算された自然落下によるバンチごとの毛髪の動きが反映された毛髪が配置された頭部モデル200の画像を示す図である。図11の右下には、物理演算の最終結果が反映された毛髪データ記述ファイル500に基づいてメインシステム110の表示部112に表示される画像が、併せて示されている。

0071

図11の左上の画像から右下の画像に行くに従い、物理演算の時間が経過しており、物理演算の時間は、メインシステム110において調整された状態から、頭部モデル200に固定された毛髪をバンチ210ごとに自然落下させた時間に対応する。

0072

データ変換部121は、例えば、パーソナルコンピュータの演算制御装置であるCPUと、記憶装置であるRAMとにより構成されることができる。

0073

データ変換部121は、入力部124により受信された毛髪データ記述ファイル500を、物理演算部122による物理演算用データに変換し、物理演算部122に送信する。データ変換部121は、物理演算部122による物理演算後の物理演算用データを毛髪データ記述ファイル500に変換する。

0074

物理演算部122は、データ変換部121から受信した物理演算用データに対し、メインシステム110において調整された状態から、頭部モデル200に固定された毛髪をバンチ210ごとに自然落下させたときの毛髪の動きを演算する。

0075

毛髪データ記述ファイル500においては、毛髪の本数が、例えば1/500程度に間引かれて記載されているため、毛髪を線状の物体として物理演算を行うと、毛髪の本数が少ないために毛髪の物理的な重なりが再現できない。物理演算を、2本の毛髪が面状のクラスタとして関連付けられたバンチ210を用いて行うことにより、毛髪の物理的な重なりを再現できるとともに演算速度を向上させることができる。

0076

物理演算部122は、頭部モデル200を剛体、頭部モデルに固定された毛髪を柔軟体(弾性体)として物理演算を行うことが望ましい。例えば、毛髪が布の物理特性を有するものとして物理演算が行われることができる。

0077

物理演算部122は、演算後の毛髪のノードの座標を物理演算用データに反映して、データ変換部121に定期的に送信する。データ変換部121に送信された物理演算用データは、毛髪データ記述ファイル500に変換されて表示部123に送信されることにより、当該毛髪データ記述ファイル500に基づく、毛髪が配置された頭部モデル200が表示部123により表示される。

0078

出力部125は、例えば、パーソナルコンピュータの演算制御装置であるCPUと、記憶装置であるRAMおよびHDDと、ネットワークインターフェースと、により構成されることができる。

0079

出力部125は、物理演算を終了するためのユーザーによる指示が入力部124に入力されたときに、データ変換部121から、物理演算の最終結果が反映された毛髪データ記述ファイル500を取得し、メインシステム110に送信する。メインシステム110の表示部112には、自然落下による毛髪の動きの物理演算結果が反映された毛髪データ記述ファイル500に基づく、当該物理演算後の毛髪が配置された頭部モデル200が表示される。

0080

調髪シミュレーションシステム100の動作について説明する。

0081

図12は、本実施形態に係る調髪シミュレーションシステムの動作を示すフローチャートである。本フローチャートは、メインシステム110において実行される調髪シミュレーションプログラムおよびサブシステムにおいて実行される物理演算プログラムに従い、調髪シミュレーションシステムより実施されることができる。

0082

メインシステム110は、頭部モデルを生成する(S101)。

0083

図13は、図12のステップS101のサブルーチンフローチャートである。

0084

メインシステム110は、撮影装置130から、ユーザーの正面から撮影されたユーザーの頭部の三次元画像を顔形状モデルとして取得する(S201)。

0085

メインシステム110は、あらかじめ作成された人間の後頭部の三次元画像である標準後頭部モデルに、取得された顔形状モデルを適合させる処理である正規化を、顔形状モデルに対して実行する(S202)。具体的には、メインシステム110は、顔形状モデルの顔の傾き、位置、大きさを標準後頭部モデルと適合させるための正規化を行う。

0086

メインシステム110は、顔形状モデルのの高さを補正する(S203)。撮影装置130により撮影されたユーザーの頭部の三次元画像は、鼻の高さが低くなっていることがあるため、顔形状モデルの鼻の高さが補正される。補正は、例えば次のように行うことができる。すなわち、撮影装置130として赤外線による距離測定機能を有する赤外線カメラを用い、撮影装置130から鼻尖までの距離および鼻根までの距離をそれぞれ測定し、両者の差を算出することで正確なユーザーの鼻の高さを求める。そして、算出された鼻の高さとなるように顔形状モデルを補正することができる。

0087

メインシステム110は、補正された顔形状モデルと標準後頭部モデルとを合成することで頭部モデル200を生成し(S204)、ユーザーの後頭部の特徴を反映させるために、頭部モデル200の後頭部領域の変形を行う(S205)。

0088

ステップS101において作成された頭部モデルは、ユーザーの頭骨形状が反映される。

0089

図14は、頭部モデルの後頭部領域の変形を行うための後頭部変形用UI(User Interface)を示す図である。

0090

図14に示す後頭部変形用UI600は、後頭部の特徴点である、フロントセンター(1)、バングポイント(2)、トップポイント(3)、イヤーツーイヤー(4)、つむじ(5)、バックポイント(6)、骨(7)、盆のくぼ(8)、およびバックセンター(9)についてそれぞれ変形するためのスライダー610を有してもよい。

0091

メインシステム110は、毛髪データ記述ファイル500を読み込む(S102)。

0092

図15は、図12のステップS102のサブルーチンフローチャートである。

0093

メインシステム110の入力部112は、ステップS101において生成された頭部モデル200に適用されるために、あらかじめ作成された毛髪データ記述ファイル500を読み込み(S301)、毛髪管理クラスにデータを適用する(S302)。すなわち、読み込まれた毛髪データ記述ファイル500は、毛髪データ記述ファイル500に基づく毛髪が頭部モデル200に配置されることで調整可能とするための毛髪管理クラスに適用される。

0094

メインシステム110は、ユーザーによる指示に基づいて毛髪の調整を行う(S103)。

0095

図16は、図12のステップS103のサブルーチンフローチャートである。

0096

ユーザーによる、毛髪を調整しようとするブロックI1〜I5、E1〜E3の選択(S401)と、ブロックI1〜I5、E1〜E3ごとのスライダー300による毛髪の長さおよびカット方法の調整(S402)とが、調整完了まで行われる(S403)。

0097

メインシステム101は、ユーザーによる毛髪の調整が完了したと判断したときは(S403:YES)、出力部114により、毛髪データ記述ファイル500に毛髪の調整内容を反映させてサブシステム120に送信させる(S404)。

0098

サブシステム110は、毛髪データ記述ファイル500に対し物理演算を実行する(S104)。

0099

図17は、図12のステップS104のサブルーチンフローチャートである。

0100

サブシステム120の入力部124は、頭部モデル200を読み込み(S501)、メインシステム110から受信した毛髪データ記述ファイル500を読み込む(S502)。

0101

サブシステム120のデータ変換部121は、毛髪データ記述ファイル500を物理演算用データに変換する(S503)。

0102

サブシステム120の物理演算部122は、物理演算用データに対し、メインシステム110において調整された状態から自由落下させた毛髪の動きをバンチ210ごとに物理演算する(S504)。

0103

サブシステム120のデータ変換部121は、物理演算の結果が反映された物理演算用データを毛髪データ記述ファイル500に変換し(S505)、出力部125は、当該毛髪データ記述ファイル500をメインシステム110に送信する(S506)。

0104

メインシステム110は、毛髪ポリゴンを生成する(S106)。

0105

図18は、図12のステップS105のサブルーチンフローチャートである。

0106

メインシステム110の入力部113は、サブシステム120から受信した毛髪データ記述ファイル500を読み込む(S601)。

0107

メインシステム110のポリゴン生成部111は、毛髪データ記述ファイル500に対し、グループ220ごとに、グループ220に含まれるすべてのバンチ210について平均化処理を実行することによりグループ220ごとに面状の毛髪ポリゴンを生成する(S602)。

0108

メインシステム110は、前髪の選択を行う(S106)。

0109

図19は、図12のステップS106のサブルーチンフローチャートである。

0110

メインシステム110の入力部113に、ユーザーによる前髪の選択指示が入力されると(S701)、表示部112は、前髪を構成するグループ220のポリゴンに、選択された前髪のテクスチャを適用し、適用後の前髪が配置された頭部モデル200を表示する(S702)。

0111

メインシステム110は、ユーザーにより、選択された前髪の最終的な適用を決定する指示が入力部113に入力された場合は(S703:YES)、毛髪データ記述ファイル500に、選択された前髪を適用する(S704)。

0112

メインシステム110は、入力部113にヘアースタイルを決定するというユーザーによる指示が入力された場合は(S107:YES)、選択された前髪が反映された毛髪データ記述ファイル500をHDDに記憶させることで登録する。

0113

メインシステム110は、入力部113にヘアースタイルを決定しないというユーザーによる指示が入力された場合は(S107:NO)、ステップS103〜S107を繰り返す。

0114

物理演算の実施例について説明する。
1.実施条件
オープンソースの物理演算エンジンであるバレット(Bullet)を用い、頭部モデルを剛体、一つのバンチを一つの布として、毛根を頭部モデルに固定して、空気抵抗がある状態での毛髪の重力による自然落下の物理演算を行った。物理演算に用いた物理パラメータと値は表1に示すものとした。毛髪の本数は208本とした。

0115

0116

2.物理演算の手順
(1)サブシステムで、頭部モデルおよび毛髪データ記述ファイルを読み込む。
(2)頭部モデルのポリゴンを剛体として設定する。
(3)すべてのバンチを布として設定する。
(4)CPUによる物理演算を開始する。
(5)定期的に物理演算された毛髪が配置された頭部モデルを表示し、毛髪の動きが小さくなってきたら、目視によって物理演算を終了する。
(6)物理演算を終了させたときの毛髪の各ノードを毛髪データ記述ファイルに反映させる。
3.結果
図20は、物理演算前の毛髪が配置された頭部モデルと物理演算終了時の毛髪が配置された頭部モデルとを示す図である。図20のAは、物理演算前の毛髪が配置された頭部モデルであり、図20のBは、物理演算終了時の毛髪が配置された頭部モデルである。

0117

図20に示されるように、間引きされた208本の毛髪の本数としても、自然なヘアースタイルのシミュレーションが実現できた。

0118

本実施形態は以下の効果を奏する。

0119

三次元画像の頭部モデルに配置した毛髪を、複数の毛髪を含む面状のパネルごとに調整し、調整された状態から自然落下された毛髪の動きを複数の毛髪を含む面状のバンチごとに演算し、演算された毛髪を複数のバンチを含む面状のグループの重なりとして表示する。これにより、頭部モデルに配置された毛髪の長さおよびカット方法を部分ごとに調整することによるヘアースタイルの微妙なシミュレーションを、演算量を低減しつつ実現することができる。さらに、調整時の部分ごとの毛髪の長さおよびカット方法を実際の毛髪のカット作業に利用できるため、美容師の力量によるカット後のヘアースタイルのバラツキを抑制することができる。

0120

さらに、頭部モデルを剛体、毛髪を柔軟体として、頭部モデルに固定された毛髪の自然落下による動きをバンチごとに演算する。これにより、より自然なヘアースタイルのシミュレーション結果を得ることができる。

0121

さらに、頭部モデルの表面の区分されたブロックごとに毛髪を配置し、ブロックごとに毛髪を調整するための第1ユーザーインターフェースを表示し、第1ユーザーインターフェースを介してユーザーによる指示が入力されるたびに、ユーザーによる指示に基づく調整後の毛髪をグループの重なりとして表示する。これにより、ユーザーごとに最適なブロック分けを行うことにより、美容師がカット作業のイメージを得やすくし、美容師の力量によるカット後のヘアースタイルのバラツキをより効果的に抑止することができる。また、ヘアースタイルをより迅速に調整することができる。

0122

さらに、パネルを、頭部モデルの顔の長さ方向に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数の毛髪が関連付けられてなるクラスタとし、グループを、頭部モデルの顔の幅方向に対し並行な方向に頭皮において並んだ複数のバンチが関連付けられてなるクラスタとする。これにより、美容師が通常行う単位で毛髪のカットの調整ができるため、より自然かつ微妙なヘアースタイルのシミュレーションを実現できるとともに、より少ない毛髪の数による自然なヘアースタイルのシミュレーションを短いシミュレーション時間で実現できる。

0123

さらに、毛髪を500本以下かつ100本以上に間引いて頭髪モデルに配置する。これにより、最適化された本数の毛髪とすることで、シミュレーション時間の短縮と、自然なヘアースタイルのシミュレーションとを両立することができる。

0124

さらに、ブロックをインターナルブロックおよびエクスターナルブロックにより構成する。これにより、美容師が通常行うブロック分けによるブロックごとの毛髪の調整ができるため、より効果的かつ微妙なヘアースタイルのシミュレーションが可能となる。さらに、ブロックごとの毛髪の調整量を実際の毛髪のカットに利用できるため、美容師の力量によるカット後のヘアースタイルのバラツキをさらに効果的に抑止することができる。

0125

さらに、いずれかのエクスターナルブロックに配置された前髪のテクスチャを選択するための第2ユーザーインターフェースを表示し、選択内容をシミュレーションに反映する。これにより、前髪の微妙なニュアンスまで表現するシミュレーションを行うことができる。

0126

さらに、頭部モデルを、三次元カメラにより撮影されたユーザーの頭部の画像を用いて生成する。これにより、より簡単に、ユーザーごとの頭部の特徴が考慮された自然なシミュレーションを実現することができる。

0127

本発明に係る調髪シミュレーションシステム、調髪シミュレーション方法、調髪シミュレーションプログラム、および調髪シミュレーションプログラムを記録した記録媒体は上述した実施形態に限定されない。

0128

例えば、上述した実施形態において調髪シミュレーションプログラムまたは物理演算プログラムにより実行される機能の一部または全部を回路等のハードウェアにより実現してもよい。

0129

また、上述した実施形態においては、ブロックごとにパネル単位で毛髪の調整を行っているが、ブロック分けせずにパネル単位で毛髪の調整を行うようにしてもよい。

0130

また、上述した実施形態においては、ステップS105の毛髪ポリゴンの生成をステップS104の物理演算後に実行しているが、ステップS103の毛髪の調整後に、物理演算前の毛髪について毛髪ポリゴンが生成されてもよい。

0131

100調髪シミュレーションシステム、
110メインシステム、
120 サブシステム、
200頭部モデル、
210バンチ、
220グループ、
230パネル、
300、610スライダー、
400タッチパネル、
600後頭部変形用UI。

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