KR101012758B1 - Three-dimensional body measurement system and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3차원 인체 계측 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러 대의 DSLR급 카메라를 동기화하여 인체 이미지를 촬영하고, 이렇게 촬영된 인체 이미지를 토대로 하여 3차원 인체 이미지를 계측하는 3차원 인체 계측 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional human body measurement system and a method thereof, and more particularly, to take a human body image by synchronizing multiple DSLR cameras, and to three-dimensional human body image based on the three-dimensional human body image taken A human body measurement system and a method thereof.
3D 모델링(modeling) 기술은 기존 사물 스캐닝과 달리 실사 촬영을 통하여 3D 데이터를 추출할 수 있는 기술이다.Unlike conventional object scanning, 3D modeling technology can extract 3D data through photorealistic shooting.
종래에는 의료 및 의류 목적으로 사진 촬영 시 단순한 전신 또는 얼굴에 대한 신체 사진을 찍어 이를 활용하는 경우가 있었으나, 이 경우에는 정면에 의존한 경우가 많아 3차원 입체 형상 모델 구현이 어려웠다.Conventionally, when taking photographs for medical and clothing purposes, a simple whole body or a body picture of a face was sometimes taken and utilized, but in this case, the three-dimensional three-dimensional shape model was difficult to rely on.
이에 종래 물체 및/또는 사람 외형을 캡쳐하는 기술에서는, 레이져나 패턴광과 같은 액티브 센서를 이용하여 외형 정보를 스캐닝하고 촬영된 컬러 영상에서 스캐닝된 메쉬의 텍스쳐를 추출하는 방법에 있으며, 이는 주로 정적 물체에 한정되며 고품질 모델 생성에 사용된다. 하지만 이 경우에는 정적 물체 복원 시 시간이 너무 걸리게 되며, 동적 물체에 대한 복원 시 동일 영상으로의 3차원 복원이 어렵다는 단점이 있었다.Accordingly, in the conventional technology of capturing the appearance of an object and / or human, a method of scanning appearance information by using an active sensor such as a laser or pattern light and extracting a texture of the scanned mesh from a captured color image is mainly static. Limited to objects and used to create high quality models. However, in this case, it takes too much time to restore the static object, and it is difficult to restore the 3D to the same image when restoring the dynamic object.
그리고, 종래 3차원 복원기술은 사각지대에 대한 처리가 안 되거나, 복원 시 오류에 대하여 복원을 수작업으로 완성해야 하는 단점이 있었다. 아울러, 종래 3차원 복원기술에서는 머리카락 또는 피부 부분의 모델링이 제대로 이루어 지지 않아 특성에 대한 오류는 발생하는 문제점이 있었다.In addition, the conventional three-dimensional restoration technology has a disadvantage that the processing for the blind spot, or to restore the error manually when the restoration is completed. In addition, in the conventional three-dimensional restoration technology, the modeling of the hair or the skin portion is not properly made, there was a problem that the error about the property occurs.
또한, 종래 기술에서는 3차원으로 복원된 영상을 시뮬레이션하기 위한 구성이 포함되어 있지 않아 분석 과정 및 시스템 구현 시 다양한 데이터를 효율적으로 표현하기 못하여 분석 시간 및 분석 정확성에 있어 한계가 있었다.In addition, the conventional technology does not include a configuration for simulating the image reconstructed in three dimensions, there is a limit in the analysis time and analysis accuracy because it does not efficiently represent a variety of data during the analysis process and system implementation.
상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 촬영된 사진 데이터 처리 속도를 빠르게 하고 다양한 3D 모델링 편집이 가능하도록 하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above-described conventional problems is to speed up the processing of photographed photographic data and to enable various 3D modeling editing.
또한, 피 측정자의 3D 인체 계측 및 시뮬레이션을 통해 인체 사이즈 및 체중 변화를 예측함으로써, 체중 변화에 따른 인체 사이즈 분석의 정확성을 높이는데 또 다른 목적이 있다.In addition, by predicting the human body size and weight changes through the 3D anthropometry and simulation of the subject, there is another object to increase the accuracy of the analysis of the human body size according to the weight change.
아울러, 표준모델 데이터를 활용하여 분석의 정확성을 높임과 동시에, 인체 계측이 사진 촬영과 동시에 이루어지므로 아주 짧은 시간에 원하는 자료를 얻을 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, by using the standard model data to improve the accuracy of the analysis, and the anthropometric measurement is performed at the same time as the picture taking is another purpose to obtain the desired data in a very short time.
상기한 종래 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원(3D) 인체 계측 시스템은 이미지 촬영을 위한 공간인 촬영실과; 상기 촬영실 내부 피 측정자의 인체 이미지를 촬영하기 위한 두 대 이상의 DSLR급 카메라와; 상기 카메라를 동기화하기 위한 카메라의 대수와 동일한 대수의 동기화 장치와; 상기 동기화 장치를 제어하기 위한 동기화 제어부와; 상기 카메라와 동기화 제어부를 통합 제어하기 위한 촬영제어 로직부를 포함하는 촬영 제어부; 및 상기 카메라, 동기화 장치, 동기화 제어부 및 촬영 제어부에 전력을 공급하기 위한 전원부;로 구성하되, 상기 촬영 제어부는 카메라를 통해 촬영된 이미지의 왜곡 및 색상을 보정하기 위한 보정부와, 상기 보정부를 통해 보정된 이미지를 토대로 3차원 인체 이미지를 생성하기 위한 3차원 인체 계측부와, 상기 3차원 인체 이미지를 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션부 및 상기 촬영 제어부의 제어 상태를 표시하기 위한 모니터부를 더 포함하고, 상기 전원부는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 구현하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the above object, a three-dimensional (3D) human body measurement system according to an embodiment of the present invention includes a photographing room which is a space for image capture; Two or more DSLR-class cameras for capturing a human body image of the subject inside the photographing room; A number of synchronization devices equal to the number of cameras for synchronizing the cameras; A synchronization controller for controlling the synchronization device; A capturing controller including a capturing control logic unit for integrally controlling the camera and the synchronization controller; And a power supply unit for supplying power to the camera, the synchronization device, the synchronization controller, and the photographing controller, wherein the photographing controller includes a corrector for correcting distortion and color of an image photographed by the camera, and the corrector. The apparatus further includes a 3D human body measuring unit for generating a 3D human body image based on the corrected image, a simulation unit for simulating the 3D human body image, and a monitor unit for displaying a control state of the photographing controller. Characterized in that implemented by Switching Mode Power Supply (SMPS).
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템에 있어서, 상기 촬영제어 로직부는 상기 카메라와 동기화 제어부를 제어하는 제어 로직과, 상기 카메라와 제어 로직을 연결하는 유에스비(USB) 컨트롤러 및 카메라 드라이버와, 상기 동기화 제어부와 제어 로직을 연결하는 아이오(IO) 컨트롤러 및 시리얼(serial) 드라이버로 구성하는 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional human body measurement system according to an embodiment of the present invention, the recording control logic unit and the control logic for controlling the camera and the synchronization control unit, the USB controller and camera driver for connecting the camera and the control logic and And an IO controller and a serial driver connecting the synchronization controller and control logic.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템에 있어서, 상기 동기화 제어부는 상기 동기화 장치를 제어하기 위한 중앙처리장치(CPU)와, 상기 촬영제어 로직부와 중앙처리장치를 연결하는 시리얼(serial) 인터페이스 및 상기 중앙처리장치와 동기화 장치들을 연결하는 아이오(IO) 드라이버로 구성하는 것을 특징으로 한다.In the 3D human body measurement system according to an embodiment of the present disclosure, the synchronization controller may include a central processing unit (CPU) for controlling the synchronization device, a serial connecting the photographing control logic unit and the central processing unit. I) an interface and an IO driver connecting the CPU and the synchronization device.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템에 있어서, 상기 동기화 장치는 상기 카메라의 상태를 표시하기 위한 상태 모니터와, 상기 카메라를 제어하기 위한 조절부와, 상기 카메라의 전원 불안정(DROP)을 대응하기 위한 전원방전 보호장치로 구성하는 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional human body measurement system according to an embodiment of the present invention, the synchronization device is a status monitor for displaying the state of the camera, the control unit for controlling the camera, the power instability (DROP) of the camera Characterized in that constitute a power discharge protection device for responding.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원(3D) 인체 계측 방법은 두 대 이상의 DSLR급 카메라와 동기화 장치를 통해 이미지 촬영 전 카메라 및 동기화 장치를 초기화하는 1단계와; 상기 카메라를 통해 촬영실 내부 피 측정자의 인체 이미지를 다각도에서 촬영하는 2단계와; 상기 촬영된 인체 이미지를 보정부에 입력하여 왜곡을 보정하는 3단계와; 상기 왜곡이 보정된 인체 이미지의 색상을 보정부를 통해 보정하는 4단계와; 상기 보정된 인체 이미지를 3차원 인체 계측부를 통해 3차원 인체 데이터로 자동 계측하는 5단계와; 상기 계측된 3차원 인체 계측 데이터를 다양한 표준 인체 모델 데이터를 활용하여 인체 사이즈 및 체중의 변화를 시뮬레이션하는 6단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A three-dimensional (3D) human body measuring method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of initializing the camera and the synchronization device before the image is taken through two or more DSLR-class camera and synchronization device; A second step of photographing a human body image of a subject in the photographing room through the camera at various angles; Inputting the photographed human body image into a correction unit to correct distortion; Correcting the color of the distortion-corrected human body image through a correction unit; A five step of automatically measuring the corrected human body image as three-dimensional human body data through a three-dimensional human body measuring unit; And six steps of simulating changes in human body size and weight by using the measured three-dimensional anthropometric data using various standard human body model data.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 방법에 있어서, 상기 인체 이미지를 촬영하는 2단계는 촬영제어 로직부에서 동기화 제어부와 카메라를 제어하여 동기화 장치 및 카메라의 상태를 동기화하는 2-1단계와, 상기 동기화 장치 및 카메라의 동기화 후 촬영제어 로직부를 통해 카메라의 촬영 포인트 설정, 초점 및 반셔터 상태를 제어하는 2-2단계와, 상기 카메라의 촬영 포인트, 초점 및 반셔터 제어 상태를 체크하는 2-3단계와, 상기 카메라의 상태 체크 후 카메라의 셔터 상태를 제어하는 2-4단계와, 상기 카메라의 셔터 제어 상태를 체크하는 2-5단계와, 상기 카메라의 상태 체크 후 이미지를 촬영하는 2-6단계 및 상기 이미지 촬영 후 이미지를 회수하는 2-7단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the 3D human body measuring method according to an embodiment of the present invention, step 2-1 of capturing the human body image is controlled by the recording control logic unit 2-1 to synchronize the state of the synchronization device and the camera by controlling the synchronization controller and the camera; And 2-2 of controlling the shooting point setting, focus and half shutter state of the camera through the shooting control logic unit after the synchronization between the synchronization device and the camera, and checking the shooting point, focus and half shutter control state of the camera. Steps 2 and 3, Steps 2 and 4 for controlling the shutter state of the camera after checking the state of the camera, Steps 2 and 5 for checking the shutter control state of the camera, and taking an image after checking the state of the camera It is characterized by consisting of steps 2-6 and steps 2-7 to recover the image after the image capture.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 방법에 있어서, 상기 왜곡을 보정하는 3단계는 상기 촬영실 내부에서 플레이트(plate) 캘리브레이션(calibration) 촬영을 하는 3-1단계와, 상기 캘리브레이션 촬영 데이터를 토대로 촬영실 내부의 물리적 왜곡 파라미터 (parameter)를 생성하는 3-2단계와, 상기 왜곡 파라미터 생성 후 입력된 인체 이미지를 캘리브레이션 장치를 통해 촬영하여 초점을 생성하는 3-3단계와, 상기 초점의 각 사각 외점을 이어 이미지를 변형 타원체로 구현하는 3-4단계와, 상기 변형 타원체로 구현된 이미지를 평면으로 투영하는 3-5단계 및 상기 평면으로 투영된 이미지를 파라미터 보정하는 3-6단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional human body measurement method according to an embodiment of the present invention, the step 3 of correcting the distortion is a step 3-1 to perform a plate calibration (calibration) in the interior of the recording room and the calibration photographing data Step 3-2 of generating a physical distortion parameter based on the interior of the imaging room, step 3-3 of generating a focus by capturing an image of a human body input after the distortion parameter is generated, and each blind spot of the focus. 3 to 4 steps to implement the image as a deformed ellipsoid following the outer point, 3-5 steps to project the image implemented as the deformed ellipsoid to a plane, and 3 to 6 steps to parameter correct the image projected on the plane. It features.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 방법에 있어서, 상기 색상을 보정하는 4단계는 상기 왜곡이 보정된 인체 이미지를 입력하는 4-1단계와, 상기 입력된 인체 이미지를 역 감마 보정하는 4-2단계와, 상기 역 감마 보정된 인체 이미지를 다중 리티넥스(retinex) 알고리즘 및 가우시안 필터링 처리하는 4-3단계와, 상기 다중 리티넥스(retinex) 알고리즘 및 가우시안 필터링 처리한 인체 이미지의 채도를 보정하는 4-4단계 및 상기 채도 보정한 인체 이미지를 감마 보정하는 4-5단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional human body measurement method according to an embodiment of the present invention, the fourth step of correcting the color is a step 4-1 of inputting the distortion-corrected human body image, and the inverse gamma correction of the input human body image Step 4-2, and step 4-3 of performing a multi-retinex algorithm and Gaussian filtering on the inverse gamma-corrected body image, and saturation of the body image processed by the multi-retinex algorithm and Gaussian filtering. 4-4 steps of correcting and 4-5 steps of gamma correcting the saturation corrected human body image.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 방법에 있어서, 상기 3차원 인체 이미지를 자동 계측하는 5단계는 상기 보정된 인체 이미지가 입력되는 5-1단계와, 상기 인체 이미지를 토대로 3D 인체 계측을 하기 위한 3D 복셀(voxel) 데이터를 생성하는 5-2단계와, 상기 인체 이미지의 성별을 구별하는 5-3단계와, 상기 성별 구별단계에서 남성일 경우 인체 대응 20 포인트(point) 검색 후 토폴로지 유지하여 표준모델 대응 연산하는 5-4단계와, 상기 성별 구별단계에서 여성일 경우 인체 대응 22 포인트 검색 후 토폴로지 유지하여 표준모델 대응 연산하는 5-5단계와, 상기 표준모델 대응 연산 후 스무딩(smoothing)하는 5-6단계와, 상기 스무딩 후 표준모델의 인체 계측 정의를 생성 데이터(메쉬)에 대응시키는 5-7단계 및 상기 인체 계측 정의 대응을 통해 3D 인체 계측 데이터를 생성하는 5-8단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the 3D human body measuring method according to an embodiment of the present invention, step 5-1 of automatically measuring the 3D human body image is a 5-1 step of inputting the corrected human body image, 3D human body measurement based on the human body image Step 5-2 of generating 3D voxel data for the purpose of step 5, Step 5-3 of distinguishing the gender of the human body image, and if the male in the gender discrimination step, the human body corresponding 20 points (point) after searching the topology Steps 5-4 for maintaining the corresponding standard model and 5-5 steps for maintaining the topology after searching for 22 points of human body correspondence if the woman is in the gender discrimination step and smoothing after the standard model correspondence calculation 5-6 steps) and 5-7 steps corresponding to the anthropometric definition of the standard model after the smoothing to the generated data (mesh) and 3D anthropometric day through the corresponding anthropometric definition. Generating a 5-8 characterized by comprising the steps:
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 방법에 있어서, 상기 시뮬레이션을 하는 6단계는 상기 계측된 3차원 인체 계측 데이터를 입력하는 6-1단계와, 상기 3차원 인체 계측 데이터에 시뮬레이션 이미지 맵핑 및 목표 체중치 데이터를 대응시켜 변환 연산하는 6-2단계와, 상기 데이터 대응 변환 연산 후 변환 전후 비교 시뮬레이션을 하는 6-3단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional human body measurement method according to an embodiment of the present invention, the six step of performing the simulation step 6-1 of inputting the measured three-dimensional human body measurement data, and mapping the simulation image to the three-dimensional human body measurement data And step 6-2 of performing a transformation operation by corresponding to the target weight value data and performing a comparison simulation before and after transformation after the data correspondence transformation operation.
본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 방법에 있어서, 상기 시뮬레이션 이미지 맵핑은 인체 시뮬레이션 이미지 맵 구현 소프트웨어를 통해 시뮬레이션 이미지 맵을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the 3D human body measurement method according to an embodiment of the present invention, the simulation image mapping is characterized in that to generate a simulation image map through the human body simulation image map implementation software.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템 및 그 방법에 의할 경우에는, 다수의 DSLR급 카메라를 다양한 각도에 구성한 후 동수의 동기화 장치를 설치하여 동시에 인체 이미지 촬영 후, 촬영 제어부를 이용하여 3차원 인체 데이터 추출 및 시뮬레이션을 할 수 있도록 함으로써 처리 속도를 빠르게 하고 다양한 3D 인체 편집이 가능한 효과를 가진다.As described above, in the case of the three-dimensional human body measurement system and the method according to an embodiment of the present invention, after the number of DSLR cameras are configured at various angles, the same number of synchronization devices are installed and the human body image is taken at the same time. In addition, the 3D human body data can be extracted and simulated using the photographing control unit to increase the processing speed and to edit various 3D human bodies.
또한, 피 측정자의 3D 인체 계측 및 시뮬레이션을 통해 인체 사이즈 및 체중 변화를 예측함으로써, 체중 변화에 따른 인체 사이즈 분석의 정확성을 높일 수 있으며, 같은 장소에서 동시에 촬영 및 시뮬레이션이 가능하도록 하여 편리하고 신속하게 인체 계측과 체중에 따른 인체 사이즈 변화에 대한 분석이 가능하도록 하여 다목적 사용이 용이하도록 하는 효과를 가진다.In addition, the 3D anthropometry and simulation of the subject can be used to predict the size and weight of the human body, thereby increasing the accuracy of the analysis of the size of the human body according to the weight change. It has the effect of facilitating multi-purpose use by enabling analysis of changes in the size of the human body according to anthropometric measurements and body weight.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬영 제어부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬영제어 로직부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기화 제어부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기화 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인체 계측 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인체 이미지를 촬영 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 왜곡 보정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색상 보정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 방법을 나타낸 순서도 이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인체 대응 포인트를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 토폴로지 유지 개념을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이션 방법을 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이션 이미지 맵의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이션 알고리즘을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a three-dimensional anthropometry system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a three-dimensional anthropometry system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a photographing controller according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating a photographing control logic unit according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram illustrating a synchronization controller according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a synchronization device according to one embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of measuring an anthropometric apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of photographing a human body image according to an exemplary embodiment.
9 is a flowchart illustrating a distortion correction method according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a color correction method according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a three-dimensional human body measurement method according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing a human body corresponding point according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a topology maintenance concept according to an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating a simulation method according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram illustrating an example of a configuration of a simulation image map according to an exemplary embodiment.
16 illustrates a simulation algorithm according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템을 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬영 제어부를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬영제어 로직부를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기화 제어부를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기화 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a three-dimensional anthropometry system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a three-dimensional anthropometry system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is one of the present invention 4 is a view illustrating a shooting control unit according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 4 is a view illustrating a shooting control logic unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating a synchronization control unit according to an embodiment of the present invention. Is a diagram illustrating a synchronization device according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템(100)은 이미지 촬영을 위한 공간인 촬영실(10)과, 촬영실(10) 내/외부에 배치되는 카메라(200), 동기화 장치(300), 동기화 제어부(400), 촬영 제어부(600) 및 전원부(500)로 구성한다. 이하 각 구성에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.As shown, the
먼저, 카메라(200)는 촬영실(10) 내부 피 측정자(1)의 인체 이미지를 다양한 각도에서 촬영하기 위한 두 대 이상의 DSLR급 카메라(200)를 촬영실(10)의 곳곳에 설비 구성한다.First, the
아울러, 피 측정자(1)의 인체 이미지를 촬영 시 두 대 이상의 카메라(200)를 동기화하기 위한 카메라(200)와 동수의 동기화 장치(300)를 촬영실(10) 내부 또는 외부에 설치 구성한다.In addition, the
또한, 두 대 이상의 동기화 장치(300)를 제어하기 위한 동기화 제어부(400)를 촬영실(10) 내부 또는 외부에 설치 구성한다.In addition, the
그리고, 카메라(200)와 동기화 제어부(400)를 통합 제어하기 위한 촬영제어 로직부(610)를 포함하는 촬영 제어부(600)가 촬영실(10) 외부에 설치 구성된다.In addition, the photographing
마지막으로, 촬영실(10) 외부에 구성하는 전원부(500)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 구현한다.Lastly, the
도 3에 도시한 촬영 제어부(600)는 카메라(200)와 동기화 제어부(400)를 통합 제어하여 피 측정자(1)의 인체 이미지를 촬영하는 촬영제어 로직부(610)와, 촬영제어 로직부(610)를 통해 촬영된 이미지의 왜곡 및 색상을 보정하기 위한 보정부(620)와, 보정부(620)를 통해 보정된 이미지를 토대로 3차원 인체 이미지를 생성하기 위한 3차원 인체 계측부(630)와, 3차원 인체 이미지를 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션부(640) 및 촬영 제어부(600)의 제어 상태를 표시하기 위한 모니터부(650)를 더 포함한다.The photographing
여기서, 촬영제어 로직부(610)는 도 4에 도시한 바와 같이 카메라(200)와 동기화 제어부(400)를 제어하는 제어 로직(611)과, 카메라(200)와 제어 로직(611)를 연결하는 유에스비(USB) 컨트롤러(612) 및 카메라 드라이버(613)와, 동기화 제어부(400)와 제어 로직(611)를 연결하는 아이오(IO) 컨트롤러(614) 및 시리얼(serial) 드라이버(615)로 구성한다.Here, the photographing control logic unit 610 is connected to the
이때, 제어 로직(611)은 운영자 또는 관리자의 촬영 조작 명령에 따라 컨트롤러(612, 614)와 드라이버(613, 615)를 제어 카메라(200) 및 동기화 장치(300)의 제어, 상태 파악을 종합하여 자동 운영한다.At this time, the
또한, 모니터부(650)는 액정, PDP 또는 LCD 중 어느 하나로 구현하는 것이 바람직하다.In addition, the monitor unit 650 is preferably implemented by any one of liquid crystal, PDP or LCD.
도 5에 도시한 동기화 제어부(400)는 동기화 장치(300)를 제어하기 위한 중앙처리장치(CPU, 420)와, 촬영제어 로직부(610)와 중앙처리장치(420)를 연결하는 시리얼(serial) 인터페이스(410) 및 중앙처리장치(420)와 동기화 장치(300)들을 연결하는 아이오(IO) 드라이버(430)로 구성한다.The
이때, 중앙처리장치(420)는 촬영제어 로직부(610)로부터 전달받은 시리얼 명령어를 판독하고 응답하며 명령에 따른 동기화 제어를 위해 IO 드라이버(430)를 제어하고, 제어 조작 후 그 결과를 시리얼 인터페이스(420)를 통해 촬영제어 로직부(610)로 전달한다.At this time, the
도 6에 도시한 동기화 장치(300)는 카메라(200)의 상태를 표시하기 위한 상태 모니터(310)와, 카메라(200)를 제어하기 위한 조절부(312)와, 카메라(200)의 전원 불안정(DROP)을 대응하기 위한 전원방전 보호장치(313)로 구성한다.The
여기에서, 상태 모니터(310)는 액정, PDP 또는 LCD 중 어느 하나로 구성하며, 카메라(200)의 초기화 및 촬영 포인트 영상, 반셔터, 셔터 동작 상태와, 카메라(200)에 공급되는 전원의 상태를 표시한다.Here, the
그리고, 조절부(312)는 촬영제어 로직부(6100) 및 동기화 제어부(400)의 명령에 따라 카메라(200)의 촬영 포인트 설정 및 반셔터, 셔터 동작을 제어하며, 카메라(200)의 초기화 및 제어 명령에 따른 카메라(200)의 상태 정보를 동기화 제어부(400)로 전달하는 역할을 수행한다. The controller 312 controls the photographing point setting of the
또한, 전원방전 보호장치(313)는 여러 대의 카메라 순간 촬영에 따른 전원 불안정(DROP)에 대한 대응장치로 방전대응 회로를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the power discharge protection device 313 is preferably configured to further include a discharge response circuit as a device for responding to power supply instability (DROP) caused by the instantaneous imaging of several cameras.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템(100)은 여러 대의 카메라(200)를 구성하는 것이 가능하고, 동기화 장치(300)와 동기화 제어부(400)를 포함함으로써 0.01 sec의 초정밀 동기화가 가능한 효과가 있다.As described above, the three-dimensional human
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템(100)은 동기화 장치(300)에 전원방전 보호장치(313)를 더 포함함으로써 여러 대의 카메라 순간 촬영에 따른 전원의 불안정(DROP)에 대한 대응이 가능하여 시스템을 보호하는 효과가 있다.In addition, the three-dimensional human
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a three-dimensional anthropometry method according to a specific embodiment according to the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인체 계측 방법을 나타낸 순서도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인체 이미지를 촬영 방법을 나타낸 순서도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 왜곡 보정 방법을 나타낸 순서도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 색상 보정 방법을 나타낸 순서도이며, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 방법을 나타낸 순서도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인체 대응 포인트를 나타낸 도면이며, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 토폴로지 유지 개념을 나타낸 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이션 방법을 나타낸 순서도이며, 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이션 이미지 맵의 구성 예를 나타낸 도면이고, 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이션 알고리즘을 나타낸 도면이다.7 is a flowchart illustrating a method of measuring a human body according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of photographing a human body image according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an embodiment of the present invention. 10 is a flowchart illustrating a distortion correction method according to the present invention, FIG. 10 is a flowchart illustrating a color correction method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a flowchart illustrating a three-dimensional human body measurement method according to an embodiment of the present invention. 12 is a view showing a human body corresponding point according to an embodiment of the present invention, Figure 13 is a view showing a topology maintenance concept according to an embodiment of the present invention, Figure 14 is a simulation method according to an embodiment of the present invention 15 is a diagram illustrating a configuration example of a simulated image map according to an embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a simulation according to an embodiment of the present invention. Orientation is a view showing the algorithm.
도시한 바와 같이, 3차원 인체 계측 방법은 두 대 이상의 DSLR급 카메라(200)와 동기화 장치(300)를 통해 이미지 촬영 전 카메라(200)를 초기화하는 1단계(S110)와, 카메라(200)를 통해 촬영실(10) 내부 피 측정자(1)의 인체 이미지를 다각도에서 촬영하는 2단계(S120)와, 촬영된 인체 이미지를 보정부(620)에 입력하여 왜곡을 보정하는 3단계(S130)와, 왜곡이 보정된 인체 이미지의 색상을 보정부(620)를 통해 보정하는 4단계(S140)와, 보정된 인체 이미지를 3차원 인체 계측부(630)를 통해 3차원 인체 데이터로 자동 계측하는 5단계(S150)와, 계측된 3차원 인체 계측 데이터를 시뮬레이션부(640)를 통해 다양한 표준 인체 모델 데이터를 활용하여 인체 사이즈 및 체중의 변화를 시뮬레이션 하는 6단계(S160)로 이루어진다.As shown, the three-dimensional human body measurement method is a first step (S110) and the
도 8에 도시한 인체 이미지를 촬영하는 2단계(S120)는 촬영제어 로직부(610)에서 동기화 제어부(400)와 카메라(200)를 제어하여 동기화 장치(300) 및 카메라(200)의 상태를 동기화 하는 2-1단계(S210)와, 동기화 장치(300) 및 카메라(200)의 동기화 후 촬영제어 로직부(610)를 통해 카메라(200)의 촬영 포인트 설정, 초점 및 반셔터 상태를 제어하는 2-2단계(S220)와, 카메라(200)의 촬영 포인트, 초점 및 반셔터 제어 상태를 체크하는 2-3단계(S230)와, 카메라(200)의 상태 체크 후 카메라(200)의 셔터 상태를 제어하는 2-4단계(S240)와, 카메라(200)의 셔터 제어 상태를 체크하는 2-5단계(S250)와, 카메라(200)의 상태 체크 후 이미지를 촬영하는 2-6단계(S260) 및 이미지 촬영 후 이미지를 회수하는 2-7단계(S270)로 이루어진다.In the second step (S120) of capturing the human body image illustrated in FIG. 8, the recording control logic unit 610 controls the
도 9에 도시한 왜곡을 보정하는 3단계(S130)는 촬영실(10) 내부에서 플레이트(plate) 캘리브레이션(calibration) 촬영을 하는 3-1단계(S310)와, 캘리브레이션 촬영 데이터를 토대로 촬영실(10) 내부의 물리적 왜곡 파라미터 (parameter)를 생성하는 3-2단계(S320)와, 왜곡 파라미터 생성 후 입력된 인체 이미지를 캘리브레이션 장치를 통해 촬영하여 초점을 생성하는 3-3단계(S330)와, 초점의 각 사각 외점을 이어 이미지를 변형 타원체로 구현하는 3-4단계(S340)와, 변형 타원체로 구현된 이미지를 평면으로 투영하는 3-5단계(S350) 및 평면으로 투영된 이미지를 파라미터 보정하는 3-6단계(S360)로 이루어진다.In step 3 S130 of correcting the distortion illustrated in FIG. 9, step 3-1 in which a plate calibration is taken in the inside of the
여기서, 3-3단계(S330)는 초점의 각 사각 외점을 이어 이미지를 변형 타원체로 구현하는 것을 하기 표 1에 표시한 수학식 1을 통해 구현한다.Here, step 3-3 (S330) implements an image as a modified ellipsoid following each rectangular outer point of the focal point through
[표 1]TABLE 1
Xd, Xy = 연산 좌표값.Xd, Xy = arithmetic coordinates.
Xu, Xu = 왜곡이 보정된 점의 위치.Xu, Xu = position of the point where the distortion is corrected.
F = 초점거리.F = focal length.
R = 변형타원체 중심부터 표면까지의 거리R = distance from the center of the ellipsoid to the surface
L = 원점으로부터 Xu, Yu까지의 거리L = distance from origin to Xu, Yu
또한, 3-5단계(S350)는 변형 타원체로 구현된 이미지를 평면으로 투영하는 것을 하기 표 2에 표시한 수학식 2를 통해 투영한다.In addition, step 3-5 (S350) is to project the image implemented by the modified ellipsoid to the plane through the equation (2) shown in Table 2.
[표 2]TABLE 2
r 2 = 지름.r 2 = diameter.
θ = Xu, Yu 위치값.θ = Xu, Yu position value.
a = αF (F=초점거리).a = αF (F = focal length).
b = βF (F=초점거리).b = βF (F = focal length).
α, β = x, y 축 스케일값.α, β = x, y axis scale values.
그리고, 3-6단계(S360)는 평면으로 투영된 이미지를 파라미터 보정하는 것을 하기 표 3에 표시한 수학식 3을 통해 보정한다.And, step 3-6 (S360) corrects the parameter correction of the image projected on the plane through the equation (3) shown in Table 3.
[표 3][Table 3]
F = 초점거리.F = focal length.
L = 길이(norm).L = norm.
X’u, Y’u = 시점 이동에 따른 왜곡 보정점.X'u, Y'u = Distortion correction point as the viewpoint moves.
X’d, Y’d = 왜곡 보정된 점.X'd, Y'd = Distortion corrected point.
도 10에 도시한 색상을 보정하는 4단계(S140)는 왜곡이 보정된 인체 이미지를 입력하는 4-1단계(S410)와, 입력된 인체 이미지를 역 감마 보정하는 4-2단계(S420)와, 역 감마 보정된 인체 이미지를 다중 리티넥스(retinex) 알고리즘 및 가우시안 필터링 처리하는 4-3단계(S430)와, 다중 리티넥스(retinex) 알고리즘 및 가우시안 필터링 처리한 인체 이미지의 채도를 보정하는 4-4단계(S440) 및 채도 보정한 인체 이미지를 감마 보정하는 4-5단계(S450)로 이루어진다.Step 4 (S140) of correcting the color shown in FIG. 10 includes step 4-1 (S410) of inputting a distortion-corrected human body image, step 4-2 (S420) of inverse gamma correction of the input human body image; , Step 4-3 (S430) of multi-retinx algorithm and Gaussian filtering the inverse gamma-corrected human body image, and 4- to correct saturation of the body image of the multi-retinex algorithm and Gaussian filtering Step 4 (S440) and 4-5 step (S450) for gamma correction of the saturation correction human body image.
여기에서, 4-3단계(S430)의 다중 리티넥스(retinex) 알고리즘 처리는 하기 수학식 4를 사용하여 이루어지며, 가우시안 필터링 처리는 하기 수학식 5를 사용하여 이루어진다.In this case, the multi-retinex algorithm processing in step 4-3 (S430) is performed using Equation 4 below, and the Gaussian filtering process is performed using Equation 5 below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
Ii(x, y) = (x, y)위치에서 입력영상 I 번째 채널값.Ii (x, y) = I-th channel value of input image at (x, y).
K = 정규화 계수.K = normalization coefficient.
σ = 최적의 영상 상수.σ = optimal image constant.
N = n번째.N = nth.
R(x, y) = 반사율.R (x, y) = reflectance.
F(x, y) = 가우시안 필터.F (x, y) = Gaussian filter.
[수학식 5][Equation 5]
Rs = 가우시안 필터 보정 비율.Rs = Gaussian Filter Correction Ratio.
L = 영상 지역에 대한 보정 영상 값(red, green, blue).L = Corrected image value (red, green, blue) for the image area.
또한, 4-4단계(S440)의 채도 보정은 CIEXYZ변환과, CIELAB변환 및 채도값 생성으로 이루어진다.In addition, the saturation correction of the 4-4 step (S440) is composed of the CIEXYZ transformation, CIELAB transformation and saturation value generation.
이때, 상기 CIEXYZ변환은 하기 수학식 6을 사용하고, CIELAB변환은 하기 수학식 7을 사용하며, 채도값 생성은 하기 수학식 8을 사용한다.In this case, the CIEXYZ transform uses Equation 6 below, the CIELAB transform uses Equation 7 below, and the saturation value generation uses Equation 8 below.
[수학식 6]&Quot; (6) "
RGB 채도보상RGB Saturation Compensation
변환 채도값 = RGB에 대한 CIEXYZ 3x3 변환 매트릭스.Transform Saturation = CIEXYZ 3x3 Transformation Matrix for RGB.
[수학식 7][Equation 7]
Xn, Yn, Zn = 각각의 최대값.Xn, Yn, Zn = each maximum value.
L, a, b, f(s) = CIELAB 변환 값.L, a, b, f (s) = CIELAB transform value.
[수학식 8][Equation 8]
Cab = CIELAB 색공간에서 채도값Cab = Saturation in CIELAB Color Space
도 11에 도시한 3차원 인체 이미지를 자동 계측하는 5단계(S150)는 보정된 인체 이미지가 입력되는 5-1단계(S510)와, 인체 이미지를 토대로 3D 인체 계측을 하기 위한 3D 복셀(voxel) 데이터를 생성하는 5-2단계(S520)와, 인체 이미지의 성별을 구별하는 5-3단계(S530)와, 성별 구별단계에서 남성일 경우 인체 대응 20 포인트(point) 검색 후 토폴로지 유지하여 표준모델 대응 연산하는 5-4단계(S540)와, 성별 구별단계에서 여성일 경우 인체 대응 22 포인트 검색 후 토폴로지 유지하여 표준모델 대응 연산하는 5-5단계(S550)와, 표준모델 대응 연산 후 스무딩(smoothing)하는 5-6단계(S560)와, 스무딩 후 표준모델의 인체 계측 정의를 생성 데이터(메쉬)에 대응 시키는 5-7단계(S570) 및 인체 계측 정의 대응을 통해 3D 인체 계측 데이터를 생성하는 5-8단계(S580)로 이루어진다.Step 5 of automatically measuring the 3D human body image shown in FIG. 11 (S150) is a 5-1 step of inputting the corrected human body image (S510), and a 3D voxel for 3D human body measurement based on the human body image. 5-5 step (S520) of generating data, 5-3 step (S530) of distinguishing the sex of the human body image, if the male in the gender discrimination step 20 points (body) corresponding to the human body after searching the topology to maintain the standard model Step 5-4 (S540) of corresponding operation, and 5-5 step (S550) of corresponding to the standard model by maintaining the topology after searching for 22 points of the human body if the woman is a gender discrimination step, and smoothing after the standard model corresponding operation. 5-6 steps (S560), and 5-7 steps (S570) to match the ergonomic definition of the standard model after the smoothing to the generation data (mesh), and 5 to generate 3D anthropometric data through corresponding ergonomic definitions -8 steps (S580).
여기서, 5-4 및 5-5단계(S540, S550)의 인체대응 포인트(남녀 총 22포인트)는 도 12에 도시한 바와 같이 머리 상하(head, head end), 목(neck), 팔꿈치 좌우(elbow L, R), 손목 좌우(wrist L, R), 손 좌우(hand L, R), 겨드랑이 좌우(arm pit L, R), 가슴 좌우(woman : nipple L, R), 척추(spine), 골반(pelvis), 가랑이(crotch), 무릎 좌우(knee L, R), 발목 좌우(ankle L, R) 및 발 좌우(foot end L, R)로 이루어져 있다.Here, 5-4 and 5-5 (S540, S550) of the human body correspondence points (male and female total 22 points) is shown in Figure 12 head (head, head end), neck (neck), elbow left and right ( elbow L, R), wrist L and R, hand L and R, arm pit L and R, woman nipple L and R, spine, Pelvis, crotch, knee left and right (knee L, R), ankle left and right (ankle L, R) and foot end L (R).
그리고, 5-4 및 5-5단계(S540, S550)의 토폴로지 유지는 도 13에 도시한 실시 예와 같이 이루어진다.The topology maintenance in steps 5-4 and 5-5 (S540 and S550) is performed as in the embodiment shown in FIG.
도 14에 도시한 시뮬레이션을 하는 6단계(S160)는 계측된 3차원 인체 계측 데이터를 입력하는 6-1단계(S610)와, 3차원 인체 계측 데이터에 시뮬레이션 이미지 맵핑 및 목표 체중치 데이터를 대응시켜 변환 연산하는 6-2단계(S620)와, 데이터 대응 변환 연산 후 변환 전후 비교 시뮬레이션을 하는 6-3단계(S630)로 이루어진다.In the sixth step (S160) of performing the simulation shown in FIG. 14, the sixth step (S610) of inputting the measured three-dimensional anthropometric data and the simulation image mapping and the target weight value data correspond to the three-dimensional anthropometric data. 6-2 steps (S620) of performing a conversion operation, and 6-3 steps (S630) of performing before and after comparison simulation after data correspondence conversion operation.
이때, 시뮬레이션 이미지 맵핑은 인체 시뮬레이션 이미지 맵 구현 소프트웨어를 통해 시뮬레이션 이미지 맵을 생성하며, 시뮬레이션 이미지 맵의 실시 예는 도 15에 도시한 바와 같다.In this case, the simulation image mapping generates a simulation image map through the human simulation image map implementation software, and an embodiment of the simulation image map is as shown in FIG. 15.
여기서, 시뮬레이션을 하는 6단계(S160)의 시뮬레이션 알고리즘에 대하여 도 16을 참고하여 설명하면 다음과 같다.Here, the simulation algorithm of the sixth step (S160) of the simulation will be described with reference to FIG.
먼저, 가상의 체중변화를 시뮬레이션하기 위해 인체 데이터 정보의 미리 가중치를 그래픽으로 도식화한 설정이미지를 자동으로 불러와서 시뮬레이션 설정이미지에 대한 크기를 연산하고 각 명도에 따른 최대값과 최소값을 계산하여 확보한다.First, in order to simulate a virtual weight change, a setting image which graphically pre-weights the human body data information is automatically loaded to calculate the size of the simulation setting image, and the maximum and minimum values for each brightness are calculated and secured. .
그리고, 설정이미지에서 선택된 점의 좌표를 메쉬에 대응시키기 위해 연산하여 칼라값을 얻고 그 결과 좌표에 대하여 선형보간법(Linear interpolation)으로 메쉬(4 Vertex)의 Vertex을 계산한다. 이때, Vertex 계산은 하기 수학식 9을 사용한다.Then, the coordinates of the points selected in the set image are calculated to correspond to the mesh, and color values are obtained. As a result, the vertex of the mesh 4 vertices is calculated by linear interpolation. At this time, Vertex calculation uses the following equation (9).
[수학식 9][Equation 9]
C1, C2, C3, C4 = vertex 좌표값(X, Y, Z, face index).C1, C2, C3, C4 = vertex coordinate values (X, Y, Z, face index).
S = 변환 메쉬 칼라값.S = Transform mesh color value.
T = Linear interpolation 칼라 보정값.T = Linear interpolation color correction value.
상기 계산된 값의 최대값에 대하여 보정(MaxRed)/255)하고 그 결과값을 대응 메쉬(vertex 좌표조정)에 대입한다.The maximum value of the calculated value is corrected (MaxRed) / 255) and the resulting value is substituted into the corresponding mesh (vertex coordinate adjustment).
그 다음, 설정이미지를 다음 좌표로 이동 또는 완료한다.Then, move or complete the setting image to the next coordinate.
마지막으로, 최종 루프 완료 후 변환된 메쉬를 스무딩(smoothing)하여 보여준다.Finally, after the final loop is completed, the transformed mesh is smoothed and shown.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 인체 계측 시스템(100) 및 그 방법에 의할 경우에는, 다수의 DSLR급 카메라(200)를 다양한 각도에 구성한 후 동수의 동기화 장치(300)를 설치하여 동시에 인체 이미지 촬영 후, 촬영 제어부(600)를 이용하여 3차원 인체 데이터 추출 및 시뮬레이션을 할 수 있도록 함으로써 처리 속도를 빠르게 하고 다양한 3D 인체 편집이 가능한 효과를 가진다.As described above, in the case of the
또한, 피 측정자(1)의 3D 인체 계측 및 시뮬레이션을 통해 인체 사이즈 및 체중 변화를 예측함으로써, 체중 변화에 따른 인체 사이즈 분석의 정확성을 높일 수 있으며, 같은 장소에서 동시에 촬영 및 시뮬레이션이 가능하도록 하여 편리하고 신속하게 인체 계측과 체중에 따른 인체 사이즈 변화에 대한 분석이 가능하도록 하여 다목적 사용이 용이하도록 하는 효과를 가진다.In addition, the 3D anthropometry and simulation of the subject 1 predicts the size and weight of the human body, thereby increasing the accuracy of the analysis of the size of the human body according to the weight change. And it has the effect of facilitating multi-purpose use by enabling analysis of human body size and body size changes according to weight quickly.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of course, this is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the equivalents as well as the claims to be described later.
1 : 피 측정자 10 : 촬영실
100 : 3D 인체 계측 시스템 200 : 카메라
300 : 동기화 장치 400 : 동기화 제어부
500 : 전원부 600 : 촬영 제어부1: subject 10: shooting room
100: 3D human body measurement system 200: camera
300: synchronization device 400: synchronization control unit
500: power supply unit 600: shooting control unit
Claims (11)
이미지 촬영을 위한 공간인 촬영실과;
상기 촬영실 내부 피 측정자의 인체 이미지를 촬영하기 위한 두 대 이상의 DSLR급 카메라와;
상기 카메라를 동기화하기 위한 카메라의 대수와 동일한 대수의 동기화 장치와;
상기 동기화 장치를 제어하기 위한 동기화 제어부와;
상기 카메라와 동기화 제어부를 통합 제어하기 위한 촬영제어 로직부를 포함하는 촬영 제어부; 및
상기 카메라, 동기화 장치, 동기화 제어부 및 촬영 제어부에 전력을 공급하기 위한 전원부;로 구성하되,
상기 촬영 제어부는 카메라를 통해 촬영된 이미지의 왜곡 및 색상을 보정하기 위한 보정부와, 상기 보정부를 통해 보정된 이미지를 토대로 3차원 인체 이미지를 생성하기 위한 3차원 인체 계측부와, 상기 3차원 인체 이미지를 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션부 및 상기 촬영 제어부의 제어 상태를 표시하기 위한 모니터부를 더 포함하고,
상기 전원부는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 구현하는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 시스템.In a three-dimensional (3D) human body measurement system,
A photographing room which is a space for photographing an image;
Two or more DSLR-class cameras for capturing a human body image of the subject inside the photographing room;
A number of synchronization devices equal to the number of cameras for synchronizing the cameras;
A synchronization controller for controlling the synchronization device;
A capturing controller including a capturing control logic unit for integrally controlling the camera and the synchronization controller; And
And a power supply unit for supplying power to the camera, the synchronization device, the synchronization controller, and the shooting controller.
The photographing controller may include a correction unit for correcting distortion and color of an image photographed by a camera, a three-dimensional human body measurement unit for generating a three-dimensional human body image based on the image corrected by the correction unit, and the three-dimensional human body image. Further comprising: a simulation unit for simulating and a monitor unit for displaying a control state of the photographing control unit,
The power supply unit 3D human body measurement system, characterized in that implemented by Switching Mode Power Supply (SMPS).
상기 촬영제어 로직부는,
상기 카메라와 동기화 제어부를 제어하는 제어 로직과,
상기 카메라와 제어 로직을 연결하는 유에스비(USB) 컨트롤러 및 카메라 드라이버와,
상기 동기화 제어부와 제어 로직을 연결하는 아이오(IO) 컨트롤러 및 시리얼(serial) 드라이버로 구성하는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 시스템.The method of claim 1,
The photographing control logic unit,
Control logic for controlling the camera and the synchronization controller;
A USB controller and a camera driver for connecting the camera and control logic,
3D human body measurement system comprising an IO controller and a serial driver connecting the synchronization control unit and control logic.
상기 동기화 제어부는,
상기 동기화 장치를 제어하기 위한 중앙처리장치(CPU)와,
상기 촬영제어 로직부와 중앙처리장치를 연결하는 시리얼(serial) 인터페이스 및
상기 중앙처리장치와 동기화 장치들을 연결하는 아이오(IO) 드라이버로 구성하는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 시스템.The method of claim 1,
The synchronization control unit,
A central processing unit (CPU) for controlling the synchronization device;
A serial interface connecting the photographing control logic unit and a central processing unit;
3D anthropometry system comprising an IO driver connecting the CPU and the synchronization devices.
상기 동기화 장치는,
상기 카메라의 상태를 표시하기 위한 상태 모니터와,
상기 카메라를 제어하기 위한 조절부와,
상기 카메라의 전원 불안정(DROP)을 대응하기 위한 전원방전 보호장치로 구성하는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 시스템.The method of claim 1,
The synchronization device,
A status monitor for displaying a status of the camera;
An adjusting unit for controlling the camera;
3D human body measurement system comprising a power discharge protection device for coping with power instability (DROP) of the camera.
두 대 이상의 DSLR급 카메라와 동기화 장치를 통해 이미지 촬영 전 카메라 및 동기화 장치를 초기화 하는 1단계와;
상기 카메라를 통해 촬영실 내부 피 측정자의 인체 이미지를 다각도에서 촬영하는 2단계와;
상기 촬영된 인체 이미지를 보정부에 입력하여 왜곡을 보정하는 3단계와;
상기 왜곡이 보정된 인체 이미지의 색상을 보정부를 통해 보정하는 4단계와;
상기 보정된 인체 이미지를 3차원 인체 계측부를 통해 3차원 인체 데이터로 자동 계측하는 5단계와;
상기 계측된 3차원 인체 계측 데이터를 다양한 표준 인체 모델 데이터를 활용하여 인체 사이즈 및 체중의 변화를 시뮬레이션하는 6단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 방법.In the three-dimensional (3D) human body measurement method,
A step 1 of initializing the camera and the synchronization device before taking an image through two or more DSLR cameras and a synchronization device;
A second step of photographing a human body image of a subject in the photographing room through the camera at various angles;
Inputting the photographed human body image into a correction unit to correct distortion;
Correcting the color of the distortion-corrected human body image through a correction unit;
A five step of automatically measuring the corrected human body image as three-dimensional human body data through a three-dimensional human body measuring unit;
And a sixth step of simulating a change in human body size and weight by using the measured three-dimensional human body measurement data using various standard human body model data.
상기 인체 이미지를 촬영하는 2단계는,
촬영제어 로직부에서 동기화 제어부와 카메라를 제어하여 동기화 장치 및 카메라의 상태를 동기화 하는 2-1단계와,
상기 동기화 장치 및 카메라의 동기화 후 촬영제어 로직부를 통해 카메라의 촬영 포인트 설정, 초점 및 반셔터 상태를 제어하는 2-2단계와,
상기 카메라의 촬영 포인트, 초점 및 반셔터 제어 상태를 체크하는 2-3단계와,
상기 카메라의 상태 체크 후 카메라의 셔터 상태를 제어하는 2-4단계와,
상기 카메라의 셔터 제어 상태를 체크하는 2-5단계와,
상기 카메라의 상태 체크 후 이미지를 촬영하는 2-6단계 및
상기 이미지 촬영 후 이미지를 회수하는 2-7단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 방법.6. The method of claim 5,
In the second step of photographing the human body image,
Step 2-1 of synchronizing the state of the synchronization device and the camera by controlling the synchronization control unit and the camera in the shooting control logic unit;
Step 2-2 of controlling the shooting point setting, the focus and the half-shutter state of the camera through the recording control logic unit after the synchronization of the synchronization device and the camera;
Checking the photographing point, focus, and half shutter control state of the camera;
Checking the state of the camera and controlling the shutter state of the camera;
2-5 to check the shutter control state of the camera,
Steps 2-6 of taking an image after checking the state of the camera and
3D human body measurement method characterized in that consisting of 2-7 steps to recover the image after the image capture.
상기 왜곡을 보정하는 3단계는,
상기 촬영실 내부에서 플레이트(plate) 캘리브레이션(calibration) 촬영을 하는 3-1단계와,
상기 캘리브레이션 촬영 데이터를 토대로 촬영실 내부의 물리적 왜곡 파라미터 (parameter)를 생성하는 3-2단계와,
상기 왜곡 파라미터 생성 후 입력된 인체 이미지를 캘리브레이션 장치를 통해 촬영하여 초점을 생성하는 3-3단계와,
상기 초점의 각 사각 외점을 이어 이미지를 변형 타원체로 구현하는 3-4단계와,
상기 변형 타원체로 구현된 이미지를 평면으로 투영하는 3-5단계 및
상기 평면으로 투영된 이미지를 파라미터 보정하는 3-6단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 방법.6. The method of claim 5,
Three steps of correcting the distortion,
Step 3-1 to perform a plate calibration (calibration) in the interior of the room,
Step 3-2 of generating a physical distortion parameter in the room based on the calibration photographing data;
Generating a focus by capturing the input human body image through a calibration device after generating the distortion parameter;
3-4 steps of implementing the image as a modified ellipsoid by connecting each rectangular outer point of the focal point,
3-5 steps for projecting the image implemented by the modified ellipsoid into a plane and
3-3rd human body measuring method comprising the steps of parameter correction for the image projected onto the plane.
상기 색상을 보정하는 4단계는,
상기 왜곡이 보정된 인체 이미지를 입력하는 4-1단계와,
상기 입력된 인체 이미지를 역 감마 보정하는 4-2단계와,
상기 역 감마 보정된 인체 이미지를 다중 리티넥스(retinex) 알고리즘 및 가우시안 필터링 처리하는 4-3단계와,
상기 다중 리티넥스(retinex) 알고리즘 및 가우시안 필터링 처리한 인체 이미지의 채도를 보정하는 4-4단계 및
상기 채도 보정한 인체 이미지를 감마 보정하는 4-5단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 방법.6. The method of claim 5,
Four steps to correct the color,
Step 4-1 of inputting the distortion-corrected human body image,
Step 4-2 of performing inverse gamma correction on the input human body image;
Steps 4-3 of performing a multi-retinex algorithm and Gaussian filtering on the inverse gamma corrected human body image;
4-4 steps of correcting saturation of the human body image subjected to the multi-retinex algorithm and Gaussian filtering;
3D human body measurement method comprising the gamma correction of the saturation corrected human body image.
상기 3차원 인체 이미지를 자동 계측하는 5단계는,
상기 보정된 인체 이미지가 입력되는 5-1단계와,
상기 인체 이미지를 토대로 3D 인체 계측을 하기 위한 3D 복셀(voxel) 데이터를 생성하는 5-2단계와,
상기 인체 이미지의 성별을 구별하는 5-3단계와,
상기 성별 구별단계에서 남성일 경우 인체 대응 20 포인트(point) 검색 후 토폴로지 유지하여 표준모델 대응 연산하는 5-4단계와,
상기 성별 구별단계에서 여성일 경우 인체 대응 22 포인트 검색 후 토폴로지 유지하여 표준모델 대응 연산하는 5-5단계와,
상기 표준모델 대응 연산 후 스무딩(smoothing)하는 5-6단계와,
상기 스무딩 후 표준모델의 인체 계측 정의를 생성 데이터(메쉬)에 대응 시키는 5-7단계 및
상기 인체 계측 정의 대응을 통해 3D 인체 계측 데이터를 생성하는 5-8단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 방법.6. The method of claim 5,
Five steps of automatically measuring the three-dimensional human image,
Step 5-1 of inputting the corrected human body image;
Step 5-2 of generating 3D voxel data for 3D human measurement based on the human body image;
Step 5-3 to distinguish the gender of the human body image,
5-4 step of calculating the correspondence to the standard model by maintaining the topology after searching for 20 points (corresponding to the human body) if the male in the gender discrimination step,
5-5 step of calculating the correspondence to the standard model by maintaining the topology after searching 22 points corresponding to the human body if the woman in the gender discrimination step,
5-6 steps of smoothing after the standard model correspondence operation;
After the smoothing step 5-7 to correspond to the anthropometric definition of the standard model to the generated data (mesh) and
3D anthropometry method comprising 5-8 steps of generating 3D anthropometric data through the corresponding anthropometric definitions.
상기 시뮬레이션을 하는 6단계는,
상기 계측된 3차원 인체 계측 데이터를 입력하는 6-1단계와,
상기 3차원 인체 계측 데이터에 시뮬레이션 이미지 맵핑 및 목표 체중치 데이터를 대응시켜 변환 연산하는 6-2단계와,
상기 데이터 대응 변환 연산 후 변환 전후 비교 시뮬레이션을 하는 6-3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 방법.6. The method of claim 5,
Six steps of the simulation,
Step 6-1 of inputting the measured three-dimensional human body measurement data,
Step 6-2 of converting the 3D anthropometric data into a simulation image mapping and target weight data by converting the same;
3-3rd human body measuring method comprising the step of performing a comparison simulation before and after the conversion after the data correspondence conversion operation.
상기 시뮬레이션 이미지 맵핑은 인체 시뮬레이션 이미지 맵 구현 소프트웨어를 통해 시뮬레이션 이미지 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 3차원 인체 계측 방법.The method of claim 10,
The simulation image mapping is a three-dimensional human body measurement method, characterized in that for generating a simulation image map through the software simulation image map implementation software.
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|---|---|---|---|
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