KR101839106B1

KR101839106B1 - 체형분석시스템

Info

Publication number: KR101839106B1
Application number: KR1020160007505A
Authority: KR
Inventors: 손영훈
Original assignee: 주식회사 세자
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2018-03-26
Also published as: KR20170087662A

Abstract

본 발명은 체형분석시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자의 정면 및 측면 중 적어도 어느 하나의 영상을 촬영하는 영상획득부; 상기 영상획득부에서 촬영된 영상을 분석하여, 상기 사용자의 체형을 분석하는 체형분석부; 및 상기 체형분석부에서 분석된 결과를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 체형분석시스템에 따르면, 영상획득부, 체형분석부 및 표시부를 포함하되, 영상획득부, 체형분석부 및 표시부를 포함하되, 3차원 깊이 센서 및 컬러 카메라로 구성되는 영상획득부 및 체형분석부가 컬러 카메라를 통해 획득된 영상에서 깊이 센서를 활용해 깊이 정보를 추출하고, 자동으로 관절점, 특히, 발목점의 X좌표를 추출하여, 추출된 발목점 X좌표를 기준으로, 타관절점과의 비교를 통해 체형을 분석함으로써, 별도의 인력을 필요로 하지 않고도, 좁은 공간에서 다수의 사용자의 체형을 간편하고 효율적으로 진단할 수 있으며, 3차원 깊이 센서 및 컬러 카메라가 복수로 구성됨으로써, 체형 분석의 정확성을 더욱 높일 수 있고, 표시부가 체형분석의 결과 및 그에 따른 사용자 맞춤 정보를 제공함으로써, 편의성을 보다 증대시킬 수 있다.

Description

체형분석시스템{BODY ANALYSIS SYSTEM}

본 발명은 체형분석시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 깊이 센서 및 컬러카메라를 이용한 체형분석시스템에 관한 것이다.

인체는 잘못된 자세를 비롯한 평소 습관이나 질환 등에 따라 전, 후, 좌, 우 밸런스가 맞지 않아, 신체 불균형을 이루는 경우가 많다. 예를 들어, 장시간 책상에 앉아 컴퓨터를 이용하거나 운전을 할 때 잘못된 자세로 오랜 시간 앉아 있는 경우 신체 불균형이 초래될 수 있다. 또한, 오른쪽 다리에 질환 또는 통증이 있어 장시간 왼쪽 다리에 더 많은 힘을 주고 다니는 경우에도 좌우 신체 밸런스가 맞지 않아 신체 불균형이 초래될 수 있다.

이러한 신체 불균형을 장기간 방치하는 경우, 건강에 나쁜 영향을 미칠 수 있으므로, 체형을 분석하여 신체 밸런스 및 건강 상태를 분석하는 장비가 개발되었으며, 주로 의료기관이나 피트니스 센터 등에서 널리 이용되고 있는데, 일반적인 인체의 체형 분석에 있어서는, 후면에서 발목의 각을 측정하여 외번인지 내번인지를 관찰하거나 무릎과 발목 사이의 간격을 비교하여 O자형 다리인지 X자형 다리인지를 판단하는 척도로 활용하며, 더욱 상세하게는 전신 측면을 보고 귀 밑점을 기준으로 어깨, 골반, 무릎, 그리고 발목에 이어지는 기울기의 정도로 체형을 분석하거나, 전신 후면을 보고 머리 중심인 두정점을 기준으로 좌우 어깨, 골반, 그리고 무릎의 기울어짐 정도를 계산하여 체형을 분석하게 된다.

그러나 종래의 체형 분석 장비는 단순히 사용자의 신장 및 체중을 측정하고 생체 임피던스 등을 통해 체지방을 측정한 후, 이를 토대로 그 결과를 제공하였으나, 측정 데이터 자체에 한계가 있어 피측정자의 체형이나 자세 등에 대한 정확하게 상세한 데이터를 제공해주지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 카메라를 이용하여 촬영 후 분석하는 경우에는, 경험이 많은 측정자의 기존 지식을 토대로 피측정자의 체형을 육안으로 관찰하는 방법으로서, 국내외적으로 많은 병원에서 이용되고 있으나, 측정자의 경험과 조건에 따라 그 유용성이 크게 달라질 수 있다는 한계가 있다.

뿐만 아니라, 기존에 개선된 체형 분석 기기들로는, 고가의 디지털 카메라 또는 유사한 영상기와 퍼스널 컴퓨터를 이용하여 체형을 분석하는 장치들이 있으나, 분석 방법에 있어서는 촬영된 영상을 측정자의 시각과 주관적인 평가에 의하므로, 다른 결과를 초래할 수 있는 단점이 있고, 특히, 디지털 카메라나 CCD 카메라를 장착하기 때문에 별도의 영상 보드가 필요하며, 가격 또한 매우 고가여서 그 활용도가 저조하고 사용상 불편함이 있었다. 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0130674호 및 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0092555호는 체형분석 시스템, 기기 및 방법에 대한 선행기술 문헌을 개시하고 있다.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 영상획득부, 체형분석부 및 표시부를 포함하되, 3차원 깊이 센서 및 컬러 카메라로 구성되는 영상획득부 및 체형분석부가 컬러 카메라를 통해 획득된 영상에서 깊이 센서를 활용해 깊이 정보를 추출하고, 자동으로 관절점, 특히, 발목점의 X좌표를 추출하여, 추출된 발목점 X좌표를 기준으로, 타관절점과의 비교를 통해 체형을 분석함으로써, 별도의 인력을 필요로 하지 않고도, 좁은 공간에서 다수의 사용자의 체형을 간편하고 효율적으로 진단할 수 있으며, 3차원 깊이 센서 및 컬러 카메라가 복수로 구성됨으로써, 체형 분석의 정확성을 더욱 높일 수 있고, 표시부가 체형분석의 결과 및 그에 따른 사용자 맞춤 정보를 제공함으로써, 편의성을 보다 증대시킬 수 있는, 체형분석시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 체형분석시스템은,

사용자의 정면 및 측면 중 적어도 어느 하나의 영상을 촬영하는 영상획득부;

상기 영상획득부에서 촬영된 영상을 분석하여, 상기 사용자의 체형을 분석하는 체형분석부; 및

상기 체형분석부에서 분석된 결과를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 영상획득부는,

3차원 깊이 센서(3D depth sensor) 및 컬러 카메라(color camera)로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 체형분석부는,

미리 설정된 영상처리기법을 통해, 상기 영상에 나타난 상기 사용자의 신체를 복수 개의 부분으로 분류하여, 상기 분류된 부분의 밀도중심점에 관절점을 위치시키고, 상기 관절점을 연결하여 상기 사용자의 관절을 특정할 수 있다.

바람직하게는, 상기 체형분석부는,

상기 정면 영상의 분석을 통해 추출한 발목점의 X좌표의 중심선과 헤드점의 일치여부를 통하여 골격의 틀어짐 정도를 판단할 수 있다.

바람직하게는, 상기 체형분석부는,

상기 측면 영상의 분석을 통해 추출한 발목점의 X좌표, 복숭아뼈아래지점, 대퇴의 중간지점, 상완의 중간지점 및 외이도 아래지점의 일치여부를 통하여 목 및 요추 중 적어도 어느 하나의 기울어짐 정도를 판단할 수 있다.

바람직하게는,

상기 표시부에서 표시하는 분석 결과는, 상기 사용자의 체형 분석 결과 및 상기 체형 분석 결과에 따른 사용자 맞춤 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 사용자 맞춤 정보는,

자세 정보, 운동 정보 및 음식 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명에서 제안하고 있는 체형분석시스템에 따르면, 영상획득부, 체형분석부 및 표시부를 포함하되, 영상획득부, 체형분석부 및 표시부를 포함하되, 3차원 깊이 센서 및 컬러 카메라로 구성되는 영상획득부 및 체형분석부가 컬러 카메라를 통해 획득된 영상에서 깊이 센서를 활용해 깊이 정보를 추출하고, 자동으로 관절점, 특히, 발목점의 X좌표를 추출하여, 추출된 발목점 X좌표를 기준으로, 타관절점과의 비교를 통해 체형을 분석함으로써, 별도의 인력을 필요로 하지 않고도, 좁은 공간에서 다수의 사용자의 체형을 간편하고 효율적으로 진단할 수 있으며, 3차원 깊이 센서 및 컬러 카메라가 복수로 구성됨으로써, 체형 분석의 정확성을 더욱 높일 수 있고, 표시부가 체형분석의 결과 및 그에 따른 사용자 맞춤 정보를 제공함으로써, 편의성을 보다 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 영상획득부의 세부구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 관절점 도출 과정을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 표시부가 체형분석 결과를 표시하는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 표시부가 사용자 맞춤 정보를 표시하는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템은, 영상획득부(100), 체형분석부(200) 및 표시부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

영상획득부(100)는, 사용자의 정면 및 측면 중 적어도 어느 하나의 영상을 촬영할 수 있다. 이때, 영상은 정지영상과 운동영상을 모두 포함하여, 다만, 정적인 자세에서 영상을 촬영하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 이러한 영상획득부(100)의 구체적인 구성에 대해서는, 추후 도 2를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

체형분석부(200)는, 영상획득부(100)에서 촬영된 영상을 분석하여, 사용자의 체형을 분석할 수 있다. 이러한 체형분석부(200)의 구체적인 구성에 대해서는, 추후 도 3을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

한편, 실시예에 따라서, 영상획득부(100) 및 체형분석부(200)는, 하나의 장치를 통해 구현될 수 있으며, 이때, 영상획득부(100) 및 체형분석부(200)를 구현하기 위한 하나의 장치는, 아수스 Xtion Pro 라이브, 아수스 Xtion Pro, 마이크로소프트 키넥트, Windows용 Microsoft Kinect, 파나소닉 D-이미저, SoftKinetic DS311 및 Tyzx G3 EVS 중 하나일 수 있다. 다만, 마이크로소프트사의 키넥트(Kinect)를 이용하는 것이 보다 바람직할 수 있다.

표시부(300)는, 체형분석부(200)에서 분석된 결과를 표시할 수 있다. 이러한 표시부(300)는 디스플레이장치를 통해 구현될 수 있다. 한편, 표시부(300)의 구체적인 구성에 대해서는 추후 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 영상획득부의 세부구성을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 영상획득부(100)는, 3차원 깊이 센서(3D depth sensor)(110) 및 컬러 카메라(color camera)(130)로 구성될 수 있다.

보다 구체적으로는, 컬러 카메라(130)를 통해 촬영하여 영상을 획득하고, 3차원 깊이 센서(110)를 활용하여 영상의 깊이 정보를 추출할 수 있다. 즉, 3차원 깊이 센서(110) 및 컬러 카메라(130)를 활용하여, 깊이 정보를 포함하는 영상을 획득할 수 있다.

이때, 실시예에 따라서, 사용자의 정면 및 측면 영상을 촬영하기 위한 컬러 카메라(130)는, VGA 카메라 또는 RGB 카메라일 수 있다.

한편, 실시예에 따라서는, 컬러 카메라(130) 및 3차원 깊이 센서(110) 중 적어도 어느 하나는 복수 개로 구성될 수 있다. 이와 같이, 멀티카메라 및 멀티센서를 이용함으로써, 사용자의 신체 영상을 촬영함에 있어서, 영상의 정확도가 보다 높아질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 관절점 도출 과정을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템은, 영상획득부(100)를 통해 획득한 영상의 처리를 통해 관절점을 추출하고, 사용자의 실제 관절을 특정할 수 있다.

즉, 영상획득부(100)를 통해 획득한 영상을, 체형분석부(200)가, 미리 설정된 영상처리기법을 통해, 영상에 나타난 사용자의 신체를 복수 개의 부분으로 분류하여, 분류된 부분의 밀도중심점에 관절점을 위치시키고, 관절점을 연결하여 사용자의 관절을 특정할 수 있다.

보다 구체적으로는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 컬러 카메라(130)를 통해 영상을 획득하고, 3차원 깊이 센서(110)를 활용하여 영상의 깊이 정보를 추출하며, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 미리 저장된 빅데이터를 활용하여 신체를 복수 개(예: 31개)의 부분으로 분류하고, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 분류된 부분의 밀도중심점에 관절점을 위치시키며, 이때, 밀도중심점은 3D좌표상의 중심을 의미한다. 마지막으로, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 각 분류된 부분의 밀도중심점에 위치된 관절점을 연결하여 실제 관절을 표현할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템은, 컬러 카메라(130) 및 3차원 깊이 센서(110)를 활용하여, 깊이 정보를 포함하는 영상을 촬영하고, 영상처리를 통해 측정자의 육안을 통한 관찰을 필요로 하지 않고, 관절점을 자동으로 추출하여 체형 분석에 사용할 수 있다.

이때, 실시예에 따라서는, 관절점 중에서도 발목점을 추출하여 활용하는 것이 보다 바람직하며, 여기서, 체형분석부(200)는, 정면 영상의 분석을 통해 추출한 발목점의 X좌표의 중심선과 헤드점의 일치여부를 통하여 골격의 틀어짐 정도를 판단할 수 있다.

즉, 정면 영상에서 추출된 좌, 우 발목점의 X좌표의 중심선과 헤드점이 일치하는 경우, 사용자의 척추의 구조적 기능적 건강이 유지되고 있는 것으로 판단할 수 있으며, 발목점의 X좌표의 중심선과 헤드점이 일치하지 않고 헤드점이 어느 한쪽으로 기울어지는 경우, 사용자의 골격이 틀어진 것을 판단할 수 있고, 척추측만증, 골반의 변형, 휜다리등 척추틀어짐관련질환에 대한 조기선별검사를 할 수 있다.

또한, 체형분석부(200)는, 측면 영상의 분석을 통해 추출한 발목점의 X좌표, 복숭아뼈아래지점, 대퇴(넓적다리)의 중간지점, 상완(위팔)의 중간지점 및 외이도(귀) 아래지점의 일치여부를 통하여 목 및 요추 중 적어도 어느 하나의 기울어짐 정도를 판단할 수 있다.

즉, 측면 영상에서 추출된 발목점의 X좌표의 중심선과 복숭아뼈아래지점, 대퇴의 중간지점, 상완의 중간지점 및 외이도 아래지점이 일직선상에 위치하는 경우, 사용자의 목, 허리, 골반 등이 틀어지지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 위의 점들이 불일치하는 경우, 불일치하는 위치와 불일치의 정도에 따라서, 일자목, 거북목, 요추전만 등의 증상 유무와 그 정도를 판단할 수 있다. 따라서 최근 들어 증가하는 일자목, 거북목 등을 효과적으로 진단할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 표시부가 체형분석 결과를 표시하는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 표시부가 사용자 맞춤 정보를 표시하는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 체형분석시스템의 표시부(300)는, 체형분석부(200)에서 분석된 결과를 표시할 수 있으며, 이때, 표시하는 분석 결과는, 사용자의 체형 분석 결과 및 체형 분석 결과에 따른 사용자 맞춤 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 표시부(300)는, 사용자의 체형 분석 결과를 표시할 수 있으며, 이때, 도 4의 (a), (b)에 각각 도시된 바와 같이, 사용자의 관절이 표시된 정면 및 측면 영상과, 영상을 분석하여 얻은 구체적인 분석 결과를 함께 표시할 수 있다. 여기서, 분석 결과는, 분석된 대상 관절점(Target), 대상 관절점의 틀어짐 정도를 판단하기 위한 기준 관절점(Basis), 대상 관절점 및 기준 관절점의 비교를 통한 결과(Note)를 포함할 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 단순히 체형 분석 결과만을 표시하는 것에 그치지 않고, 체형 분석 결과에 따라 사용자 맞춤 정보를 표시할 수 있으며, 여기서 사용자 맞춤 정보는, 자세 정보, 운동 정보 및 음식 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

즉, 보다 구체적으로, 사용자의 체형 분석을 통해 특정 관절에 문제가 있는 것으로 결과가 나온 경우, 해당 관절에 좋은 자세, 운동 및 음식 등을 표시할 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 영상획득부 110: 3차원 깊이 센서
130: 컬러 카메라 200: 체형분석부
300: 표시부

Claims

체형분석시스템으로서,
사용자의 정면 및 측면 중 적어도 어느 하나의 영상을 촬영하는 영상획득부(100);
상기 영상획득부(100)에서 촬영된 영상을 분석하여, 상기 사용자의 체형을 분석하는 체형분석부(200); 및
상기 체형분석부(200)에서 분석된 결과를 표시하는 표시부(300)를 포함하되,
상기 영상획득부(100)는,
깊이 정보를 포함하는 영상이 획득될 수 있도록 3차원 깊이 센서(3D depth sensor)(110) 및 컬러 카메라(color camera)(130)로 구성되고,
상기 체형분석부(200)는,
미리 설정된 영상처리기법을 통해, 상기 영상에 나타난 상기 사용자의 신체를 복수 개의 부분으로 분류하여, 상기 분류된 부분의 밀도중심점에 관절점을 위치시키고, 상기 관절점을 연결하여 상기 사용자의 관절을 특정하며,
상기 체형분석부(200)는,
상기 정면 영상의 분석을 통해 추출한 발목점의 X좌표의 중심선과 헤드점의 일치여부를 통하여 척추 측만의 정도를 판단하고, 상기 측면 영상의 분석을 통해 추출한 발목점의 X좌표, 복숭아뼈아래지점, 대퇴의 중간지점, 상완의 중간지점 및 외이도 아래지점의 일치여부를 통하여 목 및 요추 중 적어도 어느 하나의 기울어짐 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는, 체형분석시스템.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 표시부(300)에서 표시하는 분석 결과는, 상기 사용자의 체형 분석 결과 및 상기 체형 분석 결과에 따른 사용자 맞춤 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 체형분석시스템.
제6항에 있어서, 상기 사용자 맞춤 정보는,
자세 정보, 운동 정보 및 음식 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 체형분석시스템.