KR101499699B1

KR101499699B1 - 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101499699B1
Application number: KR1020130040215A
Authority: KR
Inventors: 최광진; 홍우석; 명노준
Original assignee: (주)에프엑스기어
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2015-03-09
Also published as: KR20140123229A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 3차원 신체 모델을깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치 및 방법은 복수 개의 표준 신체 데이터를 지정해두고, 사용자의 키와 허리 둘레길이를 통해 복수 개의 표준 신체 데이터를 참조하여 사용자의 3차원 신체 모델을 생성함으로써, 종래기술보다 더욱 빠르고 정확한 3차원 신체 모델을 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법 및 장치{ Apparatus and Method for generating user's three dimensional body model based on depth information }

본 발명의 실시예들은 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 신체를 3차원 모델로 나타내는 데에 있어, 3차원 신체 모델 생성을 더욱 정확하고 빠르게 하기 위한 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

기술이 발달됨에 따라, 사용자의 신체를 디스플레이 장치에 나타내도록 시뮬레이션하여, 사용자의 아바타를 실시간으로 나타내는 기술이 최근 들어 많이 개발되고 있다. 이러한 기술이 주로 응용되는 분야로서 백화점이나 옷 가게와 같은 일반적인 리테일 ?의 경우를 들 수 있다. 소비자가 옷을 오프라인으로 구매할 때, 보는 것만으로는 기대감을 충족시킬 수 없기 때문에 직접 옷을 입어보게 되는 데 이 경우 입는 시간이 오래걸리고 불편할 수 있다. 이러한 경우 소비자가 옷을 입어보지 않고도 자신의 아바타를 통해 가상으로 옷을 착용해 봄으로써, 사용자의 편의를 향상시킬 수 있게 된다.

다만, 이러한 종래기술은 소비자의 아바타를 생성하기 위하여 카메라로 스캔하는 과정이 상당히 오래 걸린다. 예를 들어, 소비자의 신체를 촬영해야만 아바타를 생성할 수 있는데, 다 각도에서 소비자의 신체를 촬영해야하며, 촬영후 아바타를 생성하는 프로세싱 시간이 상당히 오래 걸린다. 이렇게 시간이 오래 걸릴경우, 소비자가 실제로 옷을 착용하는 시간과 비슷해지므로 이러한 기술을 이용해야할 필요성이 줄어들 수 있다. 또한, 종래기술은 소비자의 신체와 정확한 사이즈의 아바타를 생성하기 어렵다. 예를 들어, 소비자가 두꺼운 옷을 착용하고 있는 경우 카메라는 사용자의 외양만을 판단하여 아바타를 생성하기 때문에, 실제 사용자 체형이 어떻게 되어 있는지 정확히 알 수 없으므로 아바타의 체형은 소비자의 체형과 전혀 다른 모습으로 생성될 수 있다. 이럴 경우에는 아바타가 소비자와 일치하지 않으므로 이러한 기술을 이용할 필요성이 없게 된다.

따라서 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 일반적인 사람들의 대표 체형에 대한 데이터를 바탕으로 사용자의 체형을 생성하고, 신체의 세부적인 부위의 길이 정보를 통해 수정을 가 함으로써, 정확하고 빠른 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명을 실시하기 위한 구체적 내용 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법은 깊이 카메라를 통해 사용자의 신체를 촬영하여, 상기 신체의 각 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 측정하는 단계; 상기 측정된 직선길이 및 둘레길이 중에서 상기 사용자의 키 및 허리 둘레길이 중 적어도 하나를 기반으로, 데이터베이스에 저장된 복수 개의 표준 신체 데이터를 참고로 하여 상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 단계; 상기 3차원 신체 모델 생성시 이용되지 않은 상기 신체의 각 부위의 위치, 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 이용하여 상기 3차원 신체 모델을 수정하는 단계; 및 상기 수정된 3차원 신체 모델을 표시하여 상기 사용자에게 제공하는 단계;를 포함하며, 상기 복수 개의 표준 신체 데이터는 신체의 각 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 기준으로 분류된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신체의 각 부위의 직선길이는 키, 팔 길이, 다리 길이 및 각 부위의 너비를 포함하며, 상기 신체의 각 부위의 둘레길이는 허리 둘레길이, 가슴 둘레길이, 허벅지 둘레길이, 종아리 둘레길이 및 팔 둘레길이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수 개의 표준 신체 데이터는 3차원 표준 신체 이미지 및 표준 신체의 각 부위의 직선길이 및 둘레길이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신체의 각 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 측정하는 단계는, 상기 깊이 카메라를 통해 상기 사용자의 정면 입상(立像)을 촬영하는 단계; 및 상기 사용자의 신체의 각 부위를 감지하여 상기 사용자의 신체의 키, 팔 및 다리의 길이 및 각 부위의 너비 중 적어도 하나를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신체의 키, 팔 및 다리의 길이 및 각 부위의 너비 중 적어도 하나를 측정하는 단계는, 상기 사용자의 신체의 가장자리를 감지하는 단계; 상기 감지된 가장자리 중에서 손 끝 및 발 끝을 포함하는 신체의 말단을 감지하는 단계; 상기 감지된 신체의 말단 사이에 있는 관절의 위치를 감지하는 단계; 및 상기 감지된 관절의 위치와 상기 신체의 말단의 위치를 바탕으로 키, 팔 및 다리의 길이 및 각 부위의 너비 중 적어도 하나를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신체의 각 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 측정하는 단계는, 상기 깊이 카메라를 통해 상기 사용자의 측면 입상(立像)을 촬영하는 단계; 및 상기 사용자의 신체의 각 부위의 위치를 감지하여 상기 신체의 각 부위의 둘레길이를 측정하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신체의 각 부위의 둘레길이를 측정하는 단계는, 상기 사용자의 정면 입상으로부터 상기 사용자의 각 부위의 정면둘레 형태를 검출하고, 상기 사용자의 측면 입상으로부터 상기 사용자의 각 부위의 측면둘레 형태를 검출하는 단계; 상기 각 부위의 전체둘레 형태를 생성하기 위하여 상기 각 부위의 정면둘레 형태와 측면둘레 형태를 연결하기 위한 이음새 위치를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 위치에 이음새를 삽입하여 상기 각 부위의 전체둘레 형태를 생성함으로써, 상기 허리의 전체 둘레길이를 측정하는 단계;를 포함하며, 상기 신체의 각 부위는 허리, 허벅지, 팔, 가슴 및 종아리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 단계는, 상기 측정된 사용자의 키 및 허리 둘레길이 중 적어도 하나를 기반으로 상기 각 표준 신체 데이터에 대하여 가중치를 적용하여, 상기 가중치가 적용된 각 표준 신체 데이터를 선형적으로 합하여 상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3차원 신체 모델을 수정하는 단계는, 상기 측정된 사용자의 키와 상기 허리 둘레길이의 비율을 통해 상기 사용자의 비만율을 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3차원 신체 모델을 수정하는 단계는, 상기 측정된 비만율을 통해 상기 3차원 신체 모델 내에 나타난 신체 각 부위의 굵기를 수정하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 3차원 신체 모델을깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치는 사용자의 신체를 촬영하여 상기 사용자의 신체의 각 부위에 대한 깊이 정보를 추출하는 깊이 카메라; 상기 깊이 정보로부터 상기 신체의 각 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 측정하는 신체길이 측정부; 신체 각 부위의 직선길이와 둘레길이 중 적어도 하나를 기준으로 분류된 복수 개의 표준 신체 데이터를 저장하는 데이터베이스; 상기 측정된 각 부위의 직선길이 및 둘레길이 중에서 상기 사용자의 키 및 허리 둘레길이 중 적어도 하나를 기반으로, 상기 복수 개의 표준 신체 데이터를 참고로 하여 상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 3차원 신체 모델 생성부; 상기 3차원 신체 모델 생성부에서 이용되지 않은 상기 신체의 각 부위의 위치, 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 이용하여 상기 3차원 신체 모델을 수정하는 3차원 신체 모델 수정부; 및 상기 수정된 3차원 신체 모델을 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신체길이 측정부는, 상기 신체의 키, 팔 길이, 다리 길이 및 각 부위의 너비를 측정하는 직선길이 측정부; 및 상기 신체의 허리 둘레길이, 가슴 둘레길이, 허벅지 둘레길이, 종아리 둘레길이 및 팔 둘레길이를 포함하는 각 부위의 둘레길이를 측정하는 둘레길이 측정부; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 직선길이 측정부는 상기 깊이 카메라가 상기 사용자의 정면 입상(立像)을 촬영하여 추출한 깊이 정보를 이용하여 상기 신체의 각 부위의 직선길이를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 직선길이 측정부는, 상기 사용자의 신체의 가장자리를 감지하고, 상기 감지된 가장자리 중에서 손 끝 및 발 끝을 포함하는 신체의 말단을 감지하며, 상기 감지된 신체의 말단 사이에 있는 관절의 위치를 감지하고, 상기 감지된 관절의 위치와 상기 신체의 말단의 위치를 바탕으로 키, 팔 및 다리의 길이 및 각 부위의 너비 중 적어도 하나를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 둘레길이 측정부는 상기 깊이 카메라가 상기 사용자의 정면과 측면 입상(立像)을 촬영하여 추출한 깊이 정보를 이용하여 상기 신체의 각 부위의 둘레길이를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 둘레길이 측정부는, 상기 사용자의 정면 입상에 대한 깊이 정보로부터 상기 사용자의 각 부위의 정면둘레 형태를 검출하고, 상기 사용자의 측면 입상에 대한 깊이 정보로부터 상기 사용자의 각 부위의 측면둘레 형태를 검출하며, 상기 각 부위의 정면둘레 형태와 측면둘레 형태를 연결하기 위한 이음새 위치를 검출하고, 상기 검출된 위치에 이음새를 삽입하여 상기 각 부위의 전체둘레 형태를 생성함으로써, 상기 허리의 전체 둘레길이를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3차원 신체 모델 생성부는, 상기 측정된 사용자의 키 및 허리 둘레길이 중 적어도 하나를 기반으로 상기 각 표준 신체 데이터에 대하여 가중치를 적용하고, 상기 가중치가 적용된 각 표준 신체 데이터를 선형적으로 합하여 상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3차원 신체 모델 수정부는, 상기 측정된 사용자의 키와 허리 둘레길이의 비율을 통해 상기 사용자의 비만율을 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3차원 신체 모델 수정부는, 상기 측정된 비만율을 통해 상기 3차원 신체 모델 내에 나타난 신체 각 부위의 굵기를 수정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예는 복수 개의 표준 신체 데이터를 지정해두고, 사용자의 키와 허리 둘레길이 만을 이용하여 복수 개의 표준 신체 데이터를 통해 사용자의 3차원 신체 모델을 생성함으로써, 종래기술보다 더욱 빠르고 정확한 3차원 신체 모델을 생성할 수 있다. 리테일 ?에서와 같이 일반적인 상점에서 이러한 신체의 입체영상재생 기술은 3차원 신체 모델을 얼마나 정확하고 빠르게 생성하느냐가 관건이므로, 본 발명의 일 실시예는 이러한 본 발명의 기술분야에서 종래기술과 대비되는 큰 효과를 가져올 것으로 예상된다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따르는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치의 구조도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따라 신체 각 부위의 직선길이를 측정하기 위한 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따라 신체 각 부위의 둘레길이를 측정하기 위한 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터베이스에 저장되는 9가지 표준 신체 이미지를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 키/허리 둘레의 비율에 따라 측정된 비만율을 나타내는 테이블이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 비만지표에 대응되는 3차원 신체 모델의 예시이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따르는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법의 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따르는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법 및 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일 · 유사한 구성에 대해서는 동일 · 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 또한, 본 명세서에 첨부된 도면의 구성요소들은 설명의 편의를 위해 확대 또는 축소되어 도시될 수 있음이 고려되어야 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 장치(100)는 깊이 카메라(110), 신체길이 측정부(120), 데이터베이스(130), 3차원 신체 모델 생성부(140), 3차원 신체 모델 수정부(150) 및 표시부(160)를 포함한다.

깊이 카메라(110)는 적외선 센서를 이용하여 특정한 대상을 촬영하고, 촬영된 대상에 대하여 실시간으로 깊이 정보를 획득한다. 본 발명의 일 실시예에서 깊이 카메라(110)는 사용자의 신체를 촬영하고, 그로부터 사용자의 신체의 깊이 정보를 추출하기 위해 이용된다. 깊이 카메라(110)는 사용자의 정면 입상(立像) 또는 측면 입상(立像)으로부터 깊이 정보를 추출하여 후술하는 신체길이 측정부(120)로 깊이 정보를 제공한다. 따라서, 사용자는 깊이 카메라(110) 촬영시 깊이 카메라(110)를 정면으로 바라보며 서 있거나, 측면으로 바라보며 서 있는 상태에서 촬영을 진행해야한다.

신체길이 측정부(120)는 사용자의 신체 각 부위의 길이를 측정한다. 신체길이 측정부(120)는 직선길이 측정부(121)와 둘레길이 측정부(122)로 구성되어, 신체 각 부위의 직선길이와 둘레길이를 측정한다.

직선길이 측정부(121)는 사용자의 정면 입상에 대한 깊이정보를 통해 신체 각 부위의 직선길이를 측정하는 것으로서, 예를 들어, 다리 길이, 팔 길이, 키, 몸체의 너비를 측정한다.

직선길이 측정부(121)는 먼저, 외곽선 추출 알고리즘을 통해 사용자의 신체의 가장자리를 감지한다. 도 2a를 참조하면, 외곽선 추출 알고리즘이 적용된 사용자의 신체의 모습이 도시되어 있다. 외곽선 추출 알고리즘에 의할 경우 사용자의 실루엣만을 판단하게 된다. 이어서, 도 2b를 참조하면, 직선길이 측정부(121)는 판단된 사용자의 실루엣을 바탕으로 말단 부위 추출 알고리즘을 통해 손 끝, 발 끝 등과 같은 신체의 말단 부위를 감지한다. 도 2b에는 손 끝, 발 끝, 머리 끝 부분이 사각형으로 부각되어 표시되어 있는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 말단 부위 추출 알고리즘은 K-Curvature 알고리즘을 포함할 수 있다. 그리고, 판단된 신체의 말단을 바탕으로 신체의 주요 관절(skeleton Joint)이나 뼈대 부분을 감지하여 신체 주요 부위를 구분한다. 도 2c를 참조하면, 신체의 주요 관절이나 뼈대 부분이 검은색 점으로 표시되어 있는 것을 확인 할 수 있다.

그리고, 도 2d와 같이 신체 각 부위의 직선길이를 측정한다. 예를 들어, 말단 부위 추출 알고리즘에 의할 때, 발끝과 머리끝을 연결하는 직선의 길이가 사용자의 키(h)가 된다. 또한, 팔에 표시된 검은색 점들 간의 거리를 측정할 경우, 아랫쪽 팔의 직선길이 또는 팔의 전체 길이를 측정할 수 있다. 또한, 몸통과 양 팔의 경계지점에 표시된 두 개의 검은색점 간의 거리를 측정할 경우, 몸통의 너비(w)를 측정할 수 있다. 즉, 검은색점 간의 거리 또는 말단 부위 간의 거리를 통해 신체 각 부위의 직선 거리를 측정할 수 있다.

둘레길이 측정부(122)는 사용자의 정면 입상 및 측면 입상의 깊이 정보를 통해 신체 각 부위의 둘레길이를 측정하는 것으로서, 예를 들어, 허리, 가슴, 종아리, 허벅지, 팔, 골반의 둘레길이를 측정한다.

도 3a 내지 도 3c는 신체 각 부위 중에서 허리 둘레길이를 추출하기 위한 예시 도면이다. 먼저, 도 3a를 참조하면, 둘레길이 측정부(122)는 사용자의 정면 입상에 대한 깊이 정보로부터 허리의 정면 둘레 형태를 추출한다. 도 3a의 왼쪽에 도시된 곡선이 허리의 정면 둘레 형태이다. 이어서, 둘레길이 측정부(122)는 사용자의 측면 입상에 대한 깊이 정보로부터 허리의 측면 둘레 형태를 추출한다. 도 3b의 왼쪽에 도시된 곡선이 허리의 측면 둘레 형태이다. 그리고, 둘레길이 측정부(122)는 허리의 정면 둘레 형태를 허리의 후면 둘레 형태로 추정하고, 허리의 왼쪽과 오른쪽 측면 둘레 형태는 모두 동일한 것으로 추정한다. 또한, 도 3c와 같이 둘레길이 측정부(122)는 정면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면 둘레 형태를 전체 허리 둘레 모양이 되도록 배치한 다음, 각 둘레 형태 사이에 이음새가 배치될 위치를 검출한다. 이어서, 둘레길이 측정부(122)는 이음새를 검출된 위치에 삽입함으로써, 전체 허리 둘레 형태를 완성한다. 둘레길이 측정부(122)는 완성된 전체 허리 둘레 형태로부터 허리 둘레의 길이를 측정할 수 있다.

데이터베이스(130)는 복수 개의 표준 신체 데이터를 저장한다. 복수 개의 표준 신체 데이터는 사용자가 속하는 국가의 국민의 표준 신체 데이터로부터 분류 및 선별된 것으로서, 3차원 신체 모델을 형성하기 위한 신체의 각 부위의 길이에 대한 정보 등을 포함한다. 예를 들어, 표준 신체 데이터는 신체 각 부위의 직선길이 및 둘레길이, 각 표준 신체에 대한 3차원 이미지 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라 복수 개의 표준 신체 데이터는 신체 각 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 기준으로 분류되어 저장될 수 있다. 바람직하게, 상기 신체 각 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나는 키와 허리 둘레 및 성별 중 적어도 하나가 될 수 있다. 바람직하게는 9가지로 분류될 수 있다. 복수 개의 표준 신체 데이터가 9개로 분류될 경우, 각 표준 신체의 3차원 이미지는 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 키와 몸통의 굵기(허리둘레)를 기준으로 여자의 표준 신체가 9가지로 분류되어 있다. 키의 종류는 큰 키, 중간 키, 작은 키로 구분되며, 몸통의 굵기의 종류는 굵은 몸통, 중간 몸통, 가는 몸통으로 구분되므로 이들을 모두 조합할 경우 9가지로 분류된다. 특히, 도 4는 여자의 신체를 기준으로 분류한 것이므로 남자의 신체를 기준으로 분류할 경우 표준 신체를 정의하는 각 부위의 길이에 대한 정의는 달라질 수 있다.

또한, 데이터베이스(130)는 비만율 테이블을 저장할 수 있다. 비만율은 후술하는 신체 이미지의 수정시 이용될 수 있는 지표이다. 도 5를 참조하면, 비만율 테이블은 비만지수와 비만정도에 대한 정보를 포함한다. WTHR(Waist To Height Ratio)은 비만지수이며, 비만지수는 본래 키와 허리 둘레길이의 비율를 통해 측정된다. 비만율은 성별에 따라 다른 비만지수를 가지며, 비만지수가 높을 수록 비만율이 높은 것으로 분류된다. 그리고, 각 비만 정도에 대한 3차원 신체 모델의 형상이 데이터베이스(130)에 저장될 수 있다. 도 6을 참고하면, 저체중, 정상, 과체중인 경우의 여자 모델들의 3차원 측면 형상이 도시되어 있다. 각 모델의 형상은 비만율에 따라 허리 둘레 허벅지 둘레, 가슴둘레 등에서 두드러지게 차이가 나도록 정의되어 있다.

3차원 신체 모델 생성부(140)는 사용자가 입력한 사용자 프로필 조건과 사용자의 키와 허리 둘레길이를 이용하여, 데이터베이스(130)에 저장되어 있는 복수 개의 표준 신체 데이터 중에서 사용자의 신체가 어느 표준 신체 데이터와 부합하는지 매칭하고, 매칭결과를 통해 3차원 신체 모델을 생성한다. 예를 들어, 측정된 사용자의 키와 허리 둘레를 기준으로 파악할 때, 사용자의 신체가 9가지의 표준 신체 중에서 “큰 키 & 중간 몸통”에 가까운 것으로 판단된 경우, 사용자의 3차원 신체 모델은 “큰 키 & 중간 몸통”을 갖는 표준 신체 이미지와 유사하도록 생성된다. 구체적으로, 각각의 표준 신체 데이터에 대하여 사용자의 키와 허리 둘레에 따라 가중치를 각각 달리 부여하고, 가중치가 반영된 각각의 표준 신체 데이터들을 선형적으로 합한다. 이때, 합한 결과를 통해 9가지의 표준 신체 중 어느 하나와 유사한 사용자의 3차원 신체 모델을 생성할 수 있다. 생성된 3차원 신체 모델은 사용자의 몸통 전체를 나타내는 모델로서, 사용자의 얼굴은 선택적으로 반영될 수 있다.

3차원 신체 모델 수정부(150)는 생성된 3차원 신체 모델을 세부적으로 수정하여 2차적인 3차원 신체 모델을 생성한다. 생성된 3차원 신체 모델은 표준 신체 데이터와 키, 허리 둘레길이만을 기준으로 생성된 것이므로, 실제 사용자의 신체와 대략적인 형상이 비슷할 뿐 세부적인 부위까지 모양이나 길이가 동일하지 않다. 따라서, 이러한 부분을 보정하기 위하여, 3차원 신체 모델 수정부(150)는 측정된 길이 중 키와 허리 둘레길이를 제외한, 각 관절의 위치, 아랫팔 길이, 윗 팔 길이, 종아리 길이, 허벅지 길이, 가슴둘레길이, 몸통의 너비 등과 같은 세부적인 신체 부위 정보를 이용하여 3차원 신체 모델을 수정한다.

또한, 3차원 신체 모델 수정부(142)는 비만율을 3차원 신체 모델 수정의 척도로 이용할 수 있다. 구체적으로, 3차원 신체 모델 수정부(142)는 사용자의 키와 허리 둘레를 이용하여 비만지수를 계산할 수 있다. 3차원 신체 모델 수정부(142)는 계산된 비만지수에 따라 데이터베이스(130)에 저장되어 있는 비만율 테이블을 참고로 하여 사용자의 비만정도를 결정한다. 이어서, 3차원 신체 모델 수정부(142)는 결정된 비만정도에 따른 3차원 신체 모델의 형상을 참고로 하여 사용자의 3차원 신체 모델을 수정하는 데에 반영한다. 예를 들어, 비만정도가 “과체중”인 경우, 허리 둘레, 가슴둘레, 허벅지둘레가 더욱 두꺼워지도록 사용자의 3차원 신체 모델이 수정될 수 있다. 한편, 비만율 측정에 있어, 사용자의 몸무게도 추가 입력변수가 된다면 더욱 정확한 비만율을 측정할 수 있을 것이며, 그에 따라 더욱 정확한 3차원 신체 모델의 수정이 가능할 수 있을 것이다.

표시부(160)는 수정된 사용자의 3차원 신체 모델을 표시하여 사용자에게 제공한다. 표시부(160)는 영상을 표시할 수 있는 디스플레이 장치, 스크린 등으로 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따르는 3차원 신체 모델을깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법에 관하여 도 7을 통해 구체적으로 설명한다.

먼저, 사용자는 본 발명의 일 실시예에 따르는 영상표시장치를 통해 신체를 촬영한다(S101). 영상표시장치의 깊이 카메라(110, 도 1 참조)를 통해 사용자의 신체가 촬영되며, 사용자는 사용자의 정면 입상이나 측면 입상 중 적어도 하나가 깊이 카메라(110)에 촬영되도록 포즈를 취한다. 정면 입상이 촬영될 경우, 도 2a에 나타난 모델의 포즈와 같이, 사용자가 양 팔을 들고 촬영한다면 더욱 정확한 깊이 정보가 추출될 수 있다. 한편, 허리 둘레길이를 측정하기 위해서는 정면 입상과 측면 입상에 대한 깊이 정보를 획득하는 것이 필요하므로, 더욱 정확한 신체 측정을 위해서는 사용자의 정면과 측면 입상 모두 촬영되는 것이 바람직하다.

이어서, 직선길이 측정부(121, 도 1 참조)는 신체 각 부위의 직선길이를 측정한다(S102). 전술한 바와 같이, 직선길이 측정부(121)는 사용자 신체의 가장자리에 대한 정보를 획득하고, 그로부터 신체 말단의 위치에 대한 정보를 획득한 뒤, 각 관절이나 중요 부위에 대한 정보를 획득한다. 그리고, 직선길이 측정부(121)는 최종적으로 획득한 관절이나 중요 부위의 위치를 검은색점으로 표시하여, 검은색점간의 거리를 통해 키를 비롯한 각 신체 부위의 직선거리를 측정할 수 있다.

그리고, 둘레길이 측정부(122, 도 1 참조)는 신체 각 부위의 둘레길이를 측정한다(S103). 전술한 바와 같이, 둘레길이 측정부(122)는 신체의 정면 입상 및 측면 입상에 대한 깊이 정보를 통해 각 부위의 정면 둘레 형태 및 측면 둘레 형태를 파악한다. 이어서, 정면 및 측면 둘레 형태를 이어 주기 위한 이음새의 위치를 검출한 뒤, 전체 둘레 형태를 완성함으로써, 허리 둘레길이를 비롯한 각 부위의 둘레길이를 측정할 수 있다.

이어서, 3차원 신체 모델 생성부(140, 도 1 참조)는 측정된 키 및 허리 둘레길이를 기반으로, 복수 개의 표준 신체 데이터를 이용하여 사용자의 3차원 신체 모델을 생성한다(S104). 구체적으로, 측정된 키 및 허리 둘레길이를 이용하여 사용자의 신체가 복수 개의 표준 신체 데이터 중 어느 것에 가까운지 판단한다. 예를 들어, 제 1 표준 신체 데이터, 제 2 표준 신체 데이터,..., 제 9 표준 신체 데이터가 정의될 때, 사용자의 키 및 허리 둘레길이가 제 2 표준 신체 데이터에 가까우며, 제 9 표준 신체 데이터에 가장 먼 것으로 판단될 수 있다. 이때, 제 2 표준 신체에 대하여 가장 높은 가중치를 적용하고, 제 9 표준 신체 데이터에 대하여 가장 낮은 가중치를 적용하며, 나머지 표준 신체에 대해서는 적절한 가중치를 적용한다. 그리고, 가중치가 적용된 각 표준 신체 데이터들을 선형적으로 더한 값을 통해 사용자의 3차원 신체 모델을 생성할 수 있다.

예시적으로, 아래의 수학식 1 및 2는 3차원 신체 모델을 생성하기 위한 방식을 수학적으로 나타낸 것이다.

[수학식 1]

[수학식 2]

수학식 1에서 B는 생성된 3차원 신체 모델에 대한 값이다. wi(α,β)는 가중치이며, α,β 는 키 및 허리 둘레길이와 관련된 변수를 의미한다. 즉, 가중치는 키 및 허리 둘레길이에 따라 결정된다. 가중치는 수학식 2를 참고하면 알 수 있다시피, 모든 가중치의 합은 1이 되어야 한다. pi는 표준 신체 데이터를 의미한다. i는 표준 신체 데이터의 인덱스이고, n은 표준 신체 종류의 개수를 의미하는 것으로서, 표준 신체가 9가지로 정의되는 경우 n =9이며 i는 0 ~ 8까지 정의된다.

그리고, 3차원 신체 모델 수정부(150, 도 1 참조)는 팔 길이, 다리 길이 등과 같은 신체의 세부 부위에 대한 데이터를 이용하여 3차원 신체 모델을 수정한다(S105). 3차원 신체 모델은 개략적으로 형성된 것이므로, 세부적인 신체 부위의 조정이 필요하다. 따라서, 팔 길이, 다리 길이, 가슴 둘레길이, 관절의 위치 등 세부적인 항목을 반영하여 3차원 신체 모델을 수정한다. 이때, 비만율을 측정하여, 3차원 신체 모델을 수정하는 데에 추가적으로 반영할 수도 있다.

마지막으로, 수정된 3차원 신체 모델을 표시부(160, 도 1 참조)를 통해 표시한다(S106). 표시부(160)를 통해 사용자는 자신의 3차원 신체 모델을 눈으로 확인할 수 있다. 이때, 사용자의 신체는 3차원으로 표시될 수 있으나, 사용자의 배경 이미지는 2차원적인 모습 그대로 표시될 수도 있다. 즉, 카메라로 사용자를 촬영하여 사용자의 아바타를 표시부에 표시할 때, 사용자의 아바타는 3차원으로 처리되어 표시되나, 사용자의 아바타 뒤에 나타나는 배경은 그대로 2차원으로 처리되어 표시될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 복수 개의 표준 신체 데이터를 지정해두고, 사용자의 키와 허리 둘레길이 만을 이용하여 복수 개의 표준 신체 데이터를 통해 사용자의 3차원 신체 모델을 생성함으로써, 종래기술보다 더욱 빠르고 정확한 3차원 신체 모델을 생성할 수 있다. 리테일 ?에서와 같이 일반적인 상점에서 이러한 신체의 입체영상재생 기술은 3차원 신체 모델을 얼마나 정확하고 빠르게 생성하느냐가 관건이므로, 본 발명의 일 실시예는 이러한 본 발명의 기술분야에서 종래기술과 대비되는 큰 효과를 가져올 것으로 판단된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 장치 110 : 깊이 카메라
120 : 신체길이 측정부 121 : 직선길이 측정부
122 : 둘레길이 측정부 130 : 데이터베이스
140 : 3차원 신체 모델 생성부 150 : 3차원 신체 모델 수정부
160 : 표시부

Claims

깊이 카메라를 통해 사용자의 신체의 깊이 정보를 추출하여, 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 측정하는 단계;
상기 측정된 직선길이 및 둘레길이 중에서 상기 사용자의 키 및 허리 둘레길이 중 적어도 하나를 기반으로, 데이터베이스에 저장된 복수 개의 표준 신체 데이터를 참고로 하여 상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 단계;
상기 3차원 신체 모델 생성시 이용되지 않은 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 위치, 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 이용하여 상기 3차원 신체 모델을 수정하는 단계; 및
상기 수정된 3차원 신체 모델을 표시하여 상기 사용자에게 제공하는 단계;를 포함하며,
상기 복수 개의 표준 신체 데이터는 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 기준으로 분류된 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이는 키, 팔 길이, 다리 길이 및 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 너비를 포함하며, 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 둘레길이는 허리 둘레길이, 가슴 둘레길이, 허벅지 둘레길이, 종아리 둘레길이 및 팔 둘레길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 개의 표준 신체 데이터는 3차원 표준 신체 이미지 및 표준 신체의 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이 및 둘레길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 측정하는 단계는,
상기 깊이 카메라를 통해 상기 사용자의 정면 입상(立像)을 촬영하는 단계; 및
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위를 감지하여 상기 사용자의 신체의 키, 팔 및 다리의 길이 및 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 너비 중 적어도 하나를 측정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 신체의 키, 팔 및 다리의 길이 및 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 너비 중 적어도 하나를 측정하는 단계는,
상기 사용자의 신체의 가장자리를 감지하는 단계;
상기 감지된 가장자리 중에서 손 끝 및 발 끝을 포함하는 신체의 말단을 감지하는 단계;
상기 감지된 신체의 말단 사이에 있는 관절의 위치를 감지하는 단계; 및
상기 감지된 관절의 위치와 상기 신체의 말단의 위치를 바탕으로 키, 팔 및 다리의 길이 및 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 너비 중 적어도 하나를 측정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 측정하는 단계는,
상기 깊이 카메라를 통해 상기 사용자의 측면 입상(立像)을 촬영하는 단계; 및
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 위치를 감지하여 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 둘레길이를 측정하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 둘레길이를 측정하는 단계는,
상기 사용자의 정면 입상으로부터 상기 사용자의 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 정면둘레 형태를 검출하고, 상기 사용자의 측면 입상으로부터 상기 사용자의 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 측면둘레 형태를 검출하는 단계;
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 전체둘레 형태를 생성하기 위하여 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 정면둘레 형태와 측면둘레 형태를 연결하기 위한 이음새 위치를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 위치에 이음새를 삽입하여 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 전체둘레 형태를 생성함으로써, 상기 허리의 전체 둘레길이를 측정하는 단계;를 포함하며,
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위는 허리, 허벅지, 팔, 가슴 및 종아리를 포함하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 단계는,
상기 측정된 사용자의 키 및 허리 둘레길이 중 적어도 하나를 기반으로 상기 각 표준 신체 데이터에 대하여 가중치를 적용하여, 상기 가중치가 적용된 각 표준 신체 데이터를 선형적으로 합하여 상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 3차원 신체 모델을 수정하는 단계는,
상기 측정된 사용자의 키와 상기 허리 둘레길이의 비율을 통해 상기 사용자의 비만율을 측정하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 3차원 신체 모델을 수정하는 단계는,
상기 측정된 비만율을 통해 상기 3차원 신체 모델 내에 나타난 신체 부위의 굵기를 수정하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 방법.
사용자의 신체를 촬영하여 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위에 대한 깊이 정보를 추출하는 깊이 카메라;
상기 깊이 정보로부터 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 측정하는 신체길이 측정부;
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나 이상을 기준으로 분류된 복수 개의 표준 신체 데이터를 저장하는 데이터베이스;
상기 측정된 직선길이 및 둘레길이 중에서 상기 사용자의 키 및 허리 둘레길이 중 적어도 하나를 기반으로, 상기 복수 개의 표준 신체 데이터를 참고로 하여 상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 3차원 신체 모델 생성부;
상기 3차원 신체 모델 생성부에서 이용되지 않은 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 위치, 직선길이 및 둘레길이 중 적어도 하나를 이용하여 상기 3차원 신체 모델을 수정하는 3차원 신체 모델 수정부; 및
상기 수정된 3차원 신체 모델을 표시하는 표시부;
를 포함하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 복수 개의 표준 신체 데이터는 3차원 표준 신체 이미지 및 표준 신체의 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이 및 둘레길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 신체길이 측정부는,
상기 신체의 키, 팔 길이, 다리 길이 및 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 너비를 측정하는 직선길이 측정부; 및
상기 신체의 허리 둘레길이, 가슴 둘레길이, 허벅지 둘레길이, 종아리 둘레길이 및 팔 둘레길이를 포함하는 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 둘레길이를 측정하는 둘레길이 측정부;
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 직선길이 측정부는 상기 깊이 카메라가 상기 사용자의 정면 입상(立像)을 촬영하여 추출한 깊이 정보를 이용하여 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 직선길이를 측정하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 직선길이 측정부는,
상기 사용자의 신체의 가장자리를 감지하고,
상기 감지된 가장자리 중에서 손 끝 및 발 끝을 포함하는 신체의 말단을 감지하며,
상기 감지된 신체의 말단 사이에 있는 관절의 위치를 감지하고,
상기 감지된 관절의 위치와 상기 신체의 말단의 위치를 바탕으로 키, 팔 및 다리의 길이 및 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 너비 중 적어도 하나를 측정하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 둘레길이 측정부는 상기 깊이 카메라가 상기 사용자의 정면과 측면 입상(立像)을 촬영하여 추출한 깊이 정보를 이용하여 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 둘레길이를 측정하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 둘레길이 측정부는,
상기 사용자의 정면 입상에 대한 깊이 정보로부터 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 정면둘레 형태를 검출하고,
상기 사용자의 측면 입상에 대한 깊이 정보로부터 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 측면둘레 형태를 검출하며,
상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 정면둘레 형태와 측면둘레 형태를 연결하기 위한 이음새 위치를 검출하고,
상기 검출된 위치에 이음새를 삽입하여 상기 미리 결정된 하나 이상의 신체 부위의 전체둘레 형태를 생성함으로써, 상기 허리의 전체 둘레길이를 측정하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 3차원 신체 모델 생성부는,
상기 측정된 사용자의 키 및 허리 둘레길이 중 적어도 하나를 기반으로 상기 각 표준 신체 데이터에 대하여 가중치를 적용하고, 상기 가중치가 적용된 각 표준 신체 데이터를 선형적으로 합하여 상기 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 3차원 신체 모델 수정부는, 상기 측정된 사용자의 키와 허리 둘레길이의 비율을 통해 상기 사용자의 비만율을 측정하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 3차원 신체 모델 수정부는,
상기 측정된 비만율을 통해 상기 3차원 신체 모델 내에 나타난 신체 부위의 굵기를 수정하는 것을 특징으로 하는 깊이 정보 기반으로 사용자의 3차원 신체 모델을 생성하는 장치.