JP6558820B2 - 計測装置、計測方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、歩行するユーザの爪先の位置を計測するための、計測装置、計測方法、及びこれらを実現するためのプログラムに関する。
近年、歩行時の爪先と地面との距離、いわゆるフットクリアランスについての研究に注目が集まっている。この研究は、高齢になるほどフットクリアランスが低くなり、歩行中の転倒が増加するという仮説に基づいており、フットクリアランスを測定することで、高齢者の健康状態を把握するという試みである（例えば、非特許文献１参照）。
また、非特許文献１においては、フットクリアランスの測定のため、まず、被験者の踵及び爪先を含む全身１３箇所にマーカーを取り付け、その状態で被験者を歩行させる。次に、歩行の様子を６台のカメラで撮影し、撮影画像から抽出されたマーカーの軌跡に基づいて、フットクリアランスが測定される。
但し、このような方法でのフットクリアランスの測定には、コストが高いこと、被測定者にとって身体的負担が大きいこと、及び測定者にとって測定作業の負担が大きいことが問題点として挙げられる。このため、フットクリアランスの測定の普及は困難となっている。従って、低コストで簡単にフットクリアランスを測定する手段が求められている。
ところで、近年、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）に代表されるデプスセンサによって、ヒトの動作を分析する試みがなされている（例えば、非特許文献２参照）。具体的には、非特許文献２は、リハリビリテーション中の患者が関節を動かすところをデプスセンサで撮影することで、患者の関節の可動範囲を測定するシステムを開示している。非特許文献２に開示されたシステムでは、デプスセンサからの画像データのみで、患者の各部分を検出できるので、非特許文献２に開示されたシステムを用いれば、低コストで簡単にフットクリアランスを測定することもできると考えられる。
西澤哲、長崎浩、古名丈人、奥住秀之、杉浦美穂、伊東元、藤田祐樹著、「地域高齢者を対象にした歩行時のフットクリアランスに関する研究」、バイオメカニズム学会、Society of Bio mechanisms Japan (14)、１９９８年１１月２５日、ｐ．６９−７９
狐崎直文、安達栄治郎、横田卓、水澤順一著、「ＫＩＮＥＣＴのリハビリテーション用アプリケーションの実用化」、一般社団法人電子情報通信学会、信学技報ＩＥ２０１２−８９、２０１２年１１月、ｐ．４１−４６
しかしながら、通常、デプスセンサで特定される足の関節は、膝、くるぶし、足首であり、非特許文献２に開示されたシステムでも、つま先は含まれていない。このため、非特許文献２に開示されたシステムでは、つま先の位置を取得することが難しく、実際にはフットクリアランスの測定は困難である。
本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、デプスセンサを用いてフットクリアランスの測定を可能にし得る、計測装置、計測方法、及びプログラムを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一側面における計測装置は、歩行するユーザの爪先の位置を計測するための装置であって、
予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、データ取得部と、
前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、特定画素抽出部と、
抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、位置算出部と、
を備えていることを特徴とする。
予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、データ取得部と、
前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、特定画素抽出部と、
抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、位置算出部と、
を備えていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における計測方法は、歩行するユーザの爪先の位置を計測するための方法であって、
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を有することを特徴とする。
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を有することを特徴とする。
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、コンピュータによって、歩行するユーザの爪先の位置を計測するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を実行させることを特徴とする。
前記コンピュータに、
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を実行させることを特徴とする。
以上のように、本発明によれば、デプスセンサを用いてフットクリアランスの測定を可能にすることができる。
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における、計測装置、計測方法、及びプログラムについて、図１〜図５を参照しながら説明する。
以下、本発明の実施の形態における、計測装置、計測方法、及びプログラムについて、図１〜図５を参照しながら説明する。
［装置構成］
最初に、本実施の形態における計測装置の概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における計測装置の概略構成を示すブロック図である。
最初に、本実施の形態における計測装置の概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における計測装置の概略構成を示すブロック図である。
図１に示す、本実施の形態における計測装置１０は、歩行するユーザの爪先の位置を計測する装置である。図１に示すように、計測装置１０は、データ取得部１１と、特定画素抽出部１２と、位置算出部１３とを備えている。
データ取得部１１は、まず、デプスセンサから、歩行路にユーザが存在していない状態の画像データ（後述の図３（ａ）参照）を基準データとして取得する。更に、データ取得部１１は、デプスセンサから、歩行路をユーザが歩行している状態の画像データ（後述の図３（ｂ）参照）を、歩行データとして取得する。また、デプスセンサは、予め設定された歩行路及び歩行路上の空間を撮影するように配置されている。デプスセンサは、画素毎の深度が付加された画像データを出力する。
特定画素抽出部１２は、歩行データと基準データとの差分を求め、求めた差分（後述の図３（ｃ）参照）と差分に含まれる深度とから、ユーザのデプスセンサ側に位置している足を特定する。また、特定画素抽出部１２は、特定した足を構成している画素の中から、深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する。位置算出部１３は、抽出された画素の画像データ上での座標と、抽出された画素の深度とから、画素の三次元座標を算出し、算出した三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする。
このように、本実施の形態では、計測装置１０は、デプスセンサからの深度が付加された画像データを用いていることによって、爪先の位置を特定できる。従って、本実施の形態によれば、デプスセンサを用いたフットクリアランスの測定が可能となる。
続いて、図２及び図３を用いて本実施の形態における計測装置の具体的構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態における計測装置の具体的構成を示すブロック図である。図３は、本発明の実施の形態においてデプスセンサから出力された画像データの一例を示す図であり、図３（ａ）は歩行路にユーザが存在していない状態を示し、図３（ｂ）は歩行路にユーザが存在している状態を示し、図３（ｃ）は差分を示している。
図２に示すように、本実施の形態においては、計測装置１０は、デプスセンサ２０に接続されている。計測装置１０は、デプスセンサ２０から、有線又は無線によって、画素毎の深度が付加された画像データを受信する。デプスセンサ２０は、例えば、特定のパターンで赤外線レーザ光を出射する光源と、対象物で反射された赤外線を受光する撮像素子とを備えており、これらによって、画素毎の深度が付加された画像データを出力する。デプスセンサの具体例としては、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）といった既存のデプスセンサが挙げられる。
また、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、デプスセンサ２０は、歩行路３０及びその上の空間を撮影可能となるように配置されている。歩行路３０は、ユーザが歩くことができる平らな場所であれば良く、特に限定されるものではない。
また、図２に示すように、本実施の形態では、計測装置１０は、データ取得部１１、特定画素抽出部１２、及び位置算出部１３に加えて、フットクリアランス算出部１４を備えている。
特定画素抽出部１２は、本実施の形態では、歩行データが取得される度に、歩行データと基準データとの差分となる画像データ（以下「差分画像データ」と表記する。図３（ｃ）参照）において、ユーザの四肢及び動体の複数の部位を特定する。更に、特定画素抽出部１２は、特定した各部位について、画像データ上での座標と深度とを特定して、これらを用いて、各部位の三次元座標を算出する。
なお、本明細書において三次元座標は、画素の画像データ上での座標と、画素に付加された深度とで構成されている。また、特定される部位は、頭、首、右肩、右肘、右手首、右手の親指、右手の先、左肩、左肘、左手首、左手の親指、左手の先、胸部、腰部、骨盤部、右股関節、右膝、右くるぶし、右足甲、左股関節、左膝、左くるぶし、左足甲である。
また、画像データ上での座標と深度とから三次元座標を算出する手法は、下記の通りである。図４は、本発明の実施の形態における三次元座標の算出処理を説明する図であり、図４（ａ）は三次元空間におけるＸ−Ｚ平面を示し、図４（ｂ）は三次元空間におけるＹ−Ｚ平面を示している。
まず、深度が付加された画像データ上における、特定点の座標を（ＤＸ，ＤＹ）、特定点における深度をＤＰＴとする。また、画像データの水平方向の画素数を２ＣＸ、垂直方向の画素数を２ＣＹとする。そして、デプスセンサの水平方向の視野角を２θ、垂直方向の視野角を２φとする。この場合、特定点の三次元座標（ＷＸ，ＷＹ，ＷＺ）は、図４（ａ）及び（ｂ）から分かるように、以下の数１〜数３によって算出される。
（数１）
ＷＸ＝（（ＣＸ−ＤＸ）×ＤＰＴ×ｔａｎθ）/ＣＸ
ＷＸ＝（（ＣＸ−ＤＸ）×ＤＰＴ×ｔａｎθ）/ＣＸ
（数２）
ＷＹ＝（（ＣＹ−ＤＹ）×ＤＰＴ×ｔａｎφ）/ＣＹ
ＷＹ＝（（ＣＹ−ＤＹ）×ＤＰＴ×ｔａｎφ）/ＣＹ
（数３）
ＷＺ＝ＤＰＴ
ＷＺ＝ＤＰＴ
そして、特定画素抽出部１２は、左右の足のくるぶしの位置の三次元座標を用いて、右足のくるぶしの深度と左足のくるぶしの深度とを比較し、値が小さい方の足を、デプスセンサ側（図３（ａ）及び（ｂ））の足と特定する。
また、特定画素抽出部１２は、特定した足について、三次元空間において膝とくるぶしとを結ぶ線分の中間を脛と仮定し、膝の三次元座標とくるぶしの三次元座標とから脛の三次元座標を算出する。更に、特定画素抽出部１２は、算出した脛の三次元座標から、脛の画像データ上での座標を算出し、算出した座標に基づいて、特定した足の領域を構成している画素の中から、ユーザの脛より下の部分を抽出する。そして、特定画素抽出部１２は、抽出した部分を構成する各画素の深度に基づいて、抽出した部分を構成している画素のうち、最も手前に位置する画素、即ち、深度が最も小さい画素を更に抽出し、この抽出した画素を爪先部分の画素とする。
位置算出部１３は、本実施の形態では、まず、特定画素抽出部１２によって爪先部分の画素として抽出された画素の元の画像データ上での座標を算出する。そして、位置算出部１３は、算出した画像データ上での座標と、抽出された画素の深度とを用いて、ユーザの爪先の三次元座標を算出する。
フットクリアランス算出部１４は、位置算出部１３によって算出されたユーザの爪先の三次元座標を随時取得し、三次元座標を取得する度に、取得した三次元座標と、予め登録されている歩行路３０の三次元座標とを対比して、フットクリアランスを算出する。具体的には、フットクリアランスは、例えば、２つの三次元座標の垂直方向の成分の差分を計算することによって、算出される。算出されたフットクリアランスは、例えば、右足及び左足の判定結果と共に、計測装置１０に接続された表示装置の画面などに表示される。このように、計測装置１０によれば、簡単なシステム構成でフットクリアランスを測定することができる。
［装置動作］
次に、本発明の実施の形態における計測装置１０の動作について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態における計測装置１０の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図１〜図４を参照する。また、本実施の形態では、計測装置１０を動作させることによって、計測方法が実施される。よって、本実施の形態における計測方法の説明は、以下の計測装置１０の動作説明に代える。
次に、本発明の実施の形態における計測装置１０の動作について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態における計測装置１０の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図１〜図４を参照する。また、本実施の形態では、計測装置１０を動作させることによって、計測方法が実施される。よって、本実施の形態における計測方法の説明は、以下の計測装置１０の動作説明に代える。
まず、前提として、予め、データ取得部１１は、デプスセンサ２０から基準データを取得している。そして、図３に示すように、デプスセンサ２０によって、ユーザが歩行路３０を歩行している状態で撮影が行なわれ、得られた画像データが出力されると、データ取得部１１は、歩行データを取得する（ステップＳ１）。
次に、特定画素抽出部１２は、ステップＳ１で取得した歩行データと基準データとの差分となる画像データ（差分画像データ）を求め、差分画像データを抽出する（ステップＳ２）。
次に、特定画素抽出部１２は、ステップＳ２で抽出した差分画像データにおいて、ユーザの四肢及び動体の複数の部位を特定し、特定した部位の三次元座標を算出する。そして、特定画素抽出部１２は、左右の足のくるぶしの位置の三次元座標を用いて、右足のくるぶしの深度と左足のくるぶしの深度とを比較して、ユーザのデプスセンサ側に位置している足を特定する（ステップＳ３）。
次に、特定画素抽出部１２は、ステップＳ３で特定した足を構成している画素の中から、ユーザの脛より下の部分を抽出する（ステップＳ４）。
次に、特定画素抽出部１２は、抽出した部分を構成する各画素の深度に基づいて、抽出した部分を構成している画素のうち、深度が最も小さい画素を更に抽出する（ステップＳ５）。この抽出された画素が爪先部分の画素に相当する。
次に、位置算出部１３は、ステップＳ５で抽出された画素の元の画像データ上での座標を算出し、算出した画像データ上での座標と、ステップＳ５で抽出された画素の深度とから、ステップＳ５で抽出された画素の三次元座標を算出する（ステップＳ６）。この算出された三次元座標が、ユーザの爪先の位置となる。
次に、位置算出部１３は、ステップＳ３で特定された足が、ユーザの右足であるかを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７の判定の結果、右足である場合は、位置算出部１３は、ステップＳ６で算出された座標を右足の爪先の座標とする（ステップＳ８）。一方、ステップＳ７の判定の結果、右足でない場合は、位置算出部１３は、ステップＳ６で算出された座標を左足の爪先の座標とする（ステップＳ９）。
ステップＳ８又はＳ９の実行後、フットクリアランス算出部１４は、ステップＳ６で算出された三次元座標と、予め登録されている歩行路３０の三次元座標とを対比して、フットクリアランスを算出する（ステップＳ１０）。また、ステップＳ１０では、フットクリアランス算出部１４は、算出したフットクリアランスと、右足及び左足の判定結果とを、計測装置１０に接続された表示装置の画面などに表示する。
また、上述したステップＳ１〜Ｓ１０は、デプスセンサ２０によって、ユーザが歩行路３０を歩行している状態で撮影が行なわれ、得られた画像データが出力される度に、つまり、フレーム毎に、繰り返し実行される。
［実施の形態による効果］
このように、計測装置１０によれば、デプスセンサ２０によって、歩行状態のユーザを撮影するだけで、爪先の位置を特定でき、正確にフットクリアランスを測定できる。そして、計測装置１０によれば、簡単なシステム構成で良いため、フットクリアランスの測定にかかるコストの増加が抑制される。
このように、計測装置１０によれば、デプスセンサ２０によって、歩行状態のユーザを撮影するだけで、爪先の位置を特定でき、正確にフットクリアランスを測定できる。そして、計測装置１０によれば、簡単なシステム構成で良いため、フットクリアランスの測定にかかるコストの増加が抑制される。
［プログラム］
本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図５に示すステップＳ１〜Ｓ１０を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態における計測装置１０と計測方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、データ取得部１１、特定画素抽出部１２、位置算出部１３、及びフットクリアランス算出部１４として機能し、処理を行なう。
本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図５に示すステップＳ１〜Ｓ１０を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態における計測装置１０と計測方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、データ取得部１１、特定画素抽出部１２、位置算出部１３、及びフットクリアランス算出部１４として機能し、処理を行なう。
また、本実施の形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、データ取得部１１、特定画素抽出部１２、位置算出部１３、及びフットクリアランス算出部１４のいずれかとして機能しても良い。
ここで、本実施の形態におけるプログラムを実行することによって、計測装置１０を実現するコンピュータについて図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態における計測装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
図６に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データリーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、本実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。
また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１１９と接続され、ディスプレイ装置１１９での表示を制御する。
データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
また、記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記憶媒体、又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体が挙げられる。
なお、本実施の形態における計測装置１０は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。更に、計測装置１０は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。
上述した実施の形態の一部又は全部は、以下に記載する（付記１）〜（付記９）によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。
（付記１）
歩行するユーザの爪先の位置を計測するための装置であって、
予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、データ取得部と、
前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、特定画素抽出部と、
抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、位置算出部と、
を備えていることを特徴とする計測装置。
歩行するユーザの爪先の位置を計測するための装置であって、
予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、データ取得部と、
前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、特定画素抽出部と、
抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、位置算出部と、
を備えていることを特徴とする計測装置。
（付記２）
前記位置算出部は、特定された前記足が、前記ユーザの右足及び左足のいずれであるかを判定し、算出された前記ユーザの爪先の位置を、判定された側の足の爪先の位置とする、
付記１に記載の計測装置。
前記位置算出部は、特定された前記足が、前記ユーザの右足及び左足のいずれであるかを判定し、算出された前記ユーザの爪先の位置を、判定された側の足の爪先の位置とする、
付記１に記載の計測装置。
（付記３）
前記特定画素抽出部が、特定した足を構成している画素のうち、前記深度が最も小さい画素を抽出する、
付記１または２に記載の計測装置。
前記特定画素抽出部が、特定した足を構成している画素のうち、前記深度が最も小さい画素を抽出する、
付記１または２に記載の計測装置。
（付記４）
歩行するユーザの爪先の位置を計測するための方法であって、
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を有することを特徴とする計測方法。
歩行するユーザの爪先の位置を計測するための方法であって、
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を有することを特徴とする計測方法。
（付記５）
（ｄ）特定された前記足が、前記ユーザの右足及び左足のいずれであるかを判定し、算出された前記ユーザの爪先の位置を、判定された側の足の爪先の位置とする、ステップを更に有している、付記４に記載の計測方法。
（ｄ）特定された前記足が、前記ユーザの右足及び左足のいずれであるかを判定し、算出された前記ユーザの爪先の位置を、判定された側の足の爪先の位置とする、ステップを更に有している、付記４に記載の計測方法。
（付記６）
前記（ｂ）のステップにおいて、特定した足を構成している画素のうち、前記深度が最も小さい画素を抽出する、
付記４または５に記載の計測方法。
前記（ｂ）のステップにおいて、特定した足を構成している画素のうち、前記深度が最も小さい画素を抽出する、
付記４または５に記載の計測方法。
（付記７）
コンピュータによって、歩行するユーザの爪先の位置を計測するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を実行させるプログラム。
コンピュータによって、歩行するユーザの爪先の位置を計測するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を実行させるプログラム。
（付記８）
前記コンピュータに、
（ｄ）特定された前記足が、前記ユーザの右足及び左足のいずれであるかを判定し、算出された前記ユーザの爪先の位置を、判定された側の足の爪先の位置とする、ステップを更に実行させる、付記７に記載のプログラム。
前記コンピュータに、
（ｄ）特定された前記足が、前記ユーザの右足及び左足のいずれであるかを判定し、算出された前記ユーザの爪先の位置を、判定された側の足の爪先の位置とする、ステップを更に実行させる、付記７に記載のプログラム。
（付記９）
前記（ｂ）のステップにおいて、特定した足を構成している画素のうち、前記深度が最も小さい画素を抽出する、
付記７または８に記載のプログラム。
前記（ｂ）のステップにおいて、特定した足を構成している画素のうち、前記深度が最も小さい画素を抽出する、
付記７または８に記載のプログラム。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１６年３月２８日に出願された日本出願特願２０１６−０６４２１２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
以上のように、本発明によれば、デプスセンサを用いてフットクリアランスの測定を可能にすることができる。本発明は、ユーザの健康状態の把握が求められる分野において有用である。
１０ 計測装置
１１ データ取得部
１２ 特定画素抽出部
１３ 位置算出部
１４ フットクリアランス算出部
２０ デプスセンサ
３０ 歩行路
１１１ ＣＰＵ
１１２ メインメモリ
１１３ 記憶装置
１１４ 入力インターフェイス
１１５ 表示コントローラ
１１６ データリーダ／ライタ
１１７ 通信インターフェイス
１１８ 入力機器
１１９ ディスプレイ装置
１２０ 記録媒体
１２１ バス
１１ データ取得部
１２ 特定画素抽出部
１３ 位置算出部
１４ フットクリアランス算出部
２０ デプスセンサ
３０ 歩行路
１１１ ＣＰＵ
１１２ メインメモリ
１１３ 記憶装置
１１４ 入力インターフェイス
１１５ 表示コントローラ
１１６ データリーダ／ライタ
１１７ 通信インターフェイス
１１８ 入力機器
１１９ ディスプレイ装置
１２０ 記録媒体
１２１ バス
Claims (9)
- 歩行するユーザの爪先の位置を計測するための装置であって、
予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、データ取得部と、
前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、特定画素抽出部と、
抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、位置算出部と、
を備えていることを特徴とする計測装置。 - 前記位置算出部は、特定された前記足が、前記ユーザの右足及び左足のいずれであるかを判定し、算出された前記ユーザの爪先の位置を、判定された側の足の爪先の位置とする、
請求項１に記載の計測装置。 - 前記特定画素抽出部が、特定した足を構成している画素のうち、前記深度が最も小さい画素を抽出する、
請求項１または２に記載の計測装置。 - 歩行するユーザの爪先の位置を計測するための方法であって、
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を有することを特徴とする計測方法。 - （ｄ）特定された前記足が、前記ユーザの右足及び左足のいずれであるかを判定し、算出された前記ユーザの爪先の位置を、判定された側の足の爪先の位置とする、ステップを更に有している、請求項４に記載の計測方法。
- 前記（ｂ）のステップにおいて、特定した足を構成している画素のうち、前記深度が最も小さい画素を抽出する、
請求項４または５に記載の計測方法。 - コンピュータによって、歩行するユーザの爪先の位置を計測するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）予め設定された歩行路及び前記歩行路上の空間を撮影するように配置され、且つ、画素毎の深度が付加された画像データを出力する、デプスセンサから、前記歩行路に前記ユーザが存在していない状態の画像データを基準データとして取得し、更に、前記歩行路を前記ユーザが歩行している状態の画像データを、歩行データとして取得する、ステップと、
（ｂ）前記歩行データと前記基準データとの差分を求め、求めた差分と前記差分に含まれる深度とから、前記ユーザの前記デプスセンサ側に位置している足を特定し、更に、特定した足を構成している画素の中から、前記深度に基づいて爪先部分の画素を抽出する、ステップと、
（ｃ）抽出された前記画素の前記画像データ上での座標と、抽出された前記画素の前記深度とから、前記画素の三次元座標を算出し、算出した前記三次元座標を前記ユーザの爪先の位置とする、ステップと、
を実行させるプログラム。 - 前記コンピュータに、
（ｄ）特定された前記足が、前記ユーザの右足及び左足のいずれであるかを判定し、算出された前記ユーザの爪先の位置を、判定された側の足の爪先の位置とする、ステップを更に実行させる、請求項７に記載のプログラム。 - 前記（ｂ）のステップにおいて、特定した足を構成している画素のうち、前記深度が最も小さい画素を抽出する、
請求項７または８に記載のプログラム。
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