KR102129431B1 - 3차원 신체 모델 생성 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 신체 모델 생성 장치에 관한 것으로, 의복을 착용한 사용자를 촬영하는 촬영부; 3차원 신체 모델이 저장되어 있는 신체 DB; 3차원 의복 모델이 저장되어 있는 의복 DB; 상기 3차원 신체 모델과 상기 3차원 의복 모델을 결합해 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하는 결합부; 상기 결합부에서 생성한 상기 3차원 의복 착용 신체 모델이 저장되는 결합 DB; 및 상기 신체 DB, 상기 의복 DB 및 상기 결합 DB 중 적어도 어느 하나로부터 학습되어, 상기 촬영부에서 촬영한 상기 의복을 착용한 사용자의 이미지에서 의복을 착용하지 않은 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 출력부;를 포함한다.

Description

3차원 신체 모델 생성 장치 및 방법{Device and method for generating three-dimensional body model}

본 발명은 3차원 신체 모델 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 의류, 게임 및 자동차 등 다양한 산업 분야에서 특정 개인의 신체형상 중심의 설계가 부각되고 되면서, 제품의 설계과정에서 특정한 개인의 신체형상을 고려해 편의성과 안전성을 향상시켜, 개인에게 보다 유용한 제품을 제공하고 있다.

이런 신체형상 중심의 설계를 위해서 3차원 스캐너, 깊이 카메라 등을 이용해 3차원 신체 모델을 생성하는 방법이 주로 사용되고 있다.

이러한 3차원 스캐너를 이용한 종래기술로는 한국등록특허 제10-1698133호(등록일 : 2017.01.13)가 있다.

그러나 종래의 3차원 신체 모델 생성 장치는 모델링의 정확도를 위해 의복을 탈의 하거나 사용자가 가벼운 의복으로 갈아입은 상태에서 진행되기 때문에 사용자가 번거로운 과정을 걸쳐야하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 3차원 신체 모델 생성 장치는 개인의 신체 모델을 사실적이고, 구체적으로 생성할 수 있으나, 정밀한 스캔을 지원하는 고가의 스캔 장비를 이용하기 때문에, 비용이 많이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 사용자가 의복을 착용한 상태에서 촬영한 이미지를 바탕으로 의복을 착용하지 않은 3차원 신체 모델을 생성할 수 있는 3차원 신체 모델 생성 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 고가의 스캐너 또는 깊이 카메라가 아닌 일반 카메라를 통해 촬영된 이미지를 바탕으로 3차원 신체 모델을 생성할 수 있는 3차원 신체 모델 생성 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 의복을 착용한 사용자를 촬영하는 촬영부; 3차원 신체 모델이 저장되어 있는 신체 DB; 3차원 의복 모델이 저장되어 있는 의복 DB; 상기 3차원 신체 모델과 상기 3차원 의복 모델을 결합해 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하는 결합부; 상기 결합부에서 생성한 상기 3차원 의복 착용 신체 모델이 저장되는 결합 DB; 및 상기 신체 DB, 상기 의복 DB 및 상기 결합 DB 중 적어도 어느 하나로부터 학습되어, 상기 촬영부에서 촬영한 상기 의복을 착용한 사용자의 이미지에서 의복을 착용하지 않은 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 출력부;를 포함하는 3차원 신체 모델 생성 장치를 제공한다.

또한, 상기 사용자의 신체정보를 입력하는 입력부;를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 결합부는 상기 3차원 의복 착용 신체 모델을 여러 방향에서 캡처해 복수의 2차원 캡처 이미지를 생성해 상기 결합 DB에 저장할 수 있다.

여기서, 상기 출력부는 상기 촬영부에서 촬영한 상기 의복을 착용한 상기 사용자 이미지를 바탕으로 상기 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하고, 상기 생성된 3차원 의복 착용 신체 모델에서 착용된 상기 3차원 의복 모델을 제거하여 상기 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력할 수 있다.

여기서, 상기 출력부는 다중 생성적 적대 신경망(Multi Generative Adversarial Network, MGAN)를 이용하여 학습될 수 있다.

여기서, 상기 신체 DB에 저장된 상기 3차원 신체 모델과 상기 의복 DB에 저장된 상기 3차원 의복 모델은 3차원 스캐너 및 온라인 중 적어도 어느 하나를 통해 수집된 모델일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 측면에 따르면, 3차원 신체 모델 생성 장치가 3차원 신체 모델을 생성하는 방법에 있어서, 3차원 신체 모델을 수집해 신체 DB를 구축하는 단계; 3차원 의복 모델을 수집해 의복 DB를 구축하는 단계; 결합부가 상기 3차원 신체 모델과 상기 3차원 의복 모델을 결합해 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하는 단계; 상기 생성된 3차원 의복 착용 신체 모델을 바탕으로 결합 DB를 구축하는 단계; 의복을 착용한 사용자를 촬영하는 단계; 및 상기 신체 DB, 상기 의복 DB 및 상기 결합 DB 중 적어도 어느 하나로부터 학습되어, 상기 촬영된 상기 의복을 착용한 사용자의 이미지에서 의복을 착용하지 않은 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 단계;를 포함하는 3차원 신체 모델 생성 방법을 제공한다.

여기서, 상기 출력부가 상기 의복을 착용하지 않은 상기 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 단계는, 상기 촬영된 상기 의복을 착용한 상기 사용자 이미지를 바탕으로 상기 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하는 단계; 및 상기 출력된 3차원 의복 착용 신체 모델에서 결합된 상기 3차원 의복 모델을 제거하여 상기 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 단계;일 수 있다.

본 발명은 사용자가 의복을 착용한 상태에서 촬영한 이미지를 바탕으로 의복을 착용하지 않은 3차원 신체 모델 생성할 수 있어 사용자의 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 일반 카메라를 통해 촬영된 이미지를 바탕으로 3차원 신체 모델을 생성하기 때문에 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 가정 내에서 사진을 찍어 개인의 체형에 따른 변화된 데이터를 축적할 수 있고 이를 통해 이용해 개인의 신체 변화 및 자세 변화에 대해 대응 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인체 모델 생성 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인체 모델 생성 장치가 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인체 모델 생성 장치 중 분석부가 신체 부위별 사이즈를 바탕으로 표준 체형 사이즈와 비교해 분석한 예시이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 인체 모델 생성 방법의 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인체 모델 생성 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 3차원 인체 모델 생성 장치(100)는 입력부(110), 촬영부(120), 신체 DB(130), 의복 DB(140), 결합부(150), 결합 DB(160), 출력부(170) 및 분석부(180)를 포함한다.

입력부(110)는 사용자 신체정보를 입력한다. 여기서, 입력부(110)는 키패드, 키보드, 마우스, 마이크, 터치 스크린 등의 형태로 구성될 수 있으며, 사용자 신체정보는 나이, 성별, 키, 몸무게 등 일 수 있다.

촬영부(120)는 의복을 착용한 사용자를 촬영한다. 여기서, 촬영부(120)는 핸드폰, CCTV 등 일반적으로 사용되는 카메라일 수 있다.

신체 DB(130)는 3차원 스캐너 및 온라인 중 적어도 어느 하나를 통해 수집된 복수의 3차원 신체 모델이 저장되어 있다. 여기서, 3차원 신체 모델은 의복을 착용하지 않은 메쉬 형태일 수 있으며, 3차원 신체 모델은 전신 또는 팔, 다리 , 몸통, 머리 등 신체 부위별일 수 있다.

의복 DB(140)는 3차원 스캐너 및 온라인 중 적어도 어느 하나를 통해 수집된 복수의 3차원 의복 모델이 저장되어 있다.

결합부(150)는 신체 DB(130)에 저장된 3차원 신체 모델에 의복 DB(140)에 저장된 3차원 의복 모델을 결합해 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성한다.

또한, 결합부(150)는 3차원 의복 착용 신체 모델을 여러 방향에서 캡처해 복수의 2차원 캡처 이미지를 생성한다.

결합 DB(160)는 결합부(150)에서 생성한 3차원 의복 착용 신체 모델 및 3차원 의복 착용 신체 모델을 여러 방향에서 캡처해 생성한 복수의 2차원 캡처 이미지를 저장한다.

출력부(170)는 신체 DB(130), 의복 DB(140) 및 결합 DB(160) 중 적어도 어느 하나로부터 학습되어, 촬영부(120)에서 촬영한 의복을 착용한 사용자의 이미지에서 의복을 착용하지 않은 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력한다. 여기서, 출력부(170)는 다중 생성적 적대 신경망(Multi Generative Adversarial Network, MGAN)를 이용해 학습될 수 있다.

분석부(180)는 신체 DB(130)로부터 학습되어, 출력부(170)에서 생성해 출력한 사용자 3차원 모델의 신체 부위별 사이즈를 측정하고, 신체 부위별 사이즈를 바탕으로 표준 체형 사이즈와 비교해 분석한다.

여기서, 분석부(180)는 신체 부위별로 구분해 멀티-테스크 러닝(Multi-task learning)을 이용하여 학습될 수 있으며, 신체 부위별 사이즈는 신체 DB(130)에 저장된 3차원 신체 모델과 사용자 3차원 신체 모델을 비교해 신체 부위별 사이즈를 측정하거나 사용자 3차원 신체 모델에서 신체의 주요 포인트를 인식해 신체 각 부위의 직선길이와, 둘레 등을 측정해 신체 부위별 사이즈를 측정할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인체 모델 생성 장치가 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 촬영부(120)를 통해 의복을 착용한 사용자를 촬영하고, 입력부(110)를 통해 사용자의 신체정보를 입력하면, 촬영부(120)에서 촬영한 의복을 착용한 사용자 이미지(210)와 입력부(110)에서 입력한 사용자 신체정보(220)가 출력부(170)에 입력되고, 출력부(170)는 입력부(110)에서 입력한 사용자 신체정보(220)와 촬영부(120)에서 촬영한 의복을 착용한 사용자 이미지(210)를 바탕으로 3차원 의복 착용 신체 모델(230)을 생성시킨다.

이어 생성된 3차원 의복 착용 신체 모델에서 착용된 3차원 의복 모델(240)을 제거하여, 사용자 3차원 신체 모델(250)을 생성해 출력한다.

여기서, 출력부(170)는 신체 DB(130), 의복 DB(140) 및 결합 DB(160) 중 적어도 어느 하나로부터 학습되어 있어, 촬영부(120)에서 촬영한 의복을 착용한 사용자 이미지(210)와 입력부(110)에서 입력한 사용자 신체정보(220)를 바탕으로 사용자의 신체 특징을, 촬영부(120)에서 촬영한 의복을 착용한 사용자 이미지(210)를 바탕으로 의복 특징을 추출해 유사한 3차원 의복 착용 신체 모델(230)을 생성시키고, 3차원 의복 모델(240)을 제거해 최종적으로 사용자 3차원 신체 모델(250)을 생성해 출력할 수 있다.

또한, 결합 DB(160)에 저장된 3차원 의복 착용 신체 모델을 여러 방향에서 캡처해 생성한 복수의 2차원 캡처 이미지를 바탕으로 학습되어 있기 때문에 촬영부(120)를 통해 다양한 방향에서 촬영되어도 3차원 의복 착용 신체 모델(230)을 출력시킬 수 있으며, 입력부(110)를 통해 신체정보(220)를 입력 받지 않더라도 촬영부(120)에서 촬영한 의복을 촬영한 사용자 이미지(210)만으로도 사용자 3차원 신체 모델(250)을 생성해 출력할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 인체 모델 생성 장치 중 분석부가 신체 부위별 사이즈를 바탕으로 표준 체형 사이즈와 비교해 분석한 예시이다.

도 3을 참조하면, 분석부(180)는 출력부(160)를 통해 생성되어 출력된 사용자 3차원 신체 모델의 신체 부위별 사이즈를 측정하고 이를 바탕으로 표준 체형 사이즈와 비교해 분석해 비교표를 사용자에게 제공한다. 여기서, 분석부(190)는 측정된 신체 부위별 사이즈를 저장할 수 있으며, 비만, 근육량, 몸의 균형, 높이 및 몸 모양 수준과 같은 체형 특징을 추출하고 건강 상태에 대한 심층 분석을 제공할 수도 있다.

사용자는 분석부(180)에서 제공한 비교표를 바탕으로 체형관리 및 건강관리를 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 인체 모델 생성 방법의 순서도이다.

도 4를 참조하면, S410단계에서는 3차원 스캐너 및 온라인 중 적어도 어느 하나에서 복수의 3차원 신체 모델을 수집한 후 저장해 신체 DB(130)를 구축한다.

S420단계에서는 3차원 스캐너 및 온라인 중 적어도 어느 하나에서 복수의 3차원 의복 모델을 수집한 후 저장해 의복 DB(140)를 구축한다.

S430단계에서는 결합부(150)가 신체 DB(130)에 저장된 3차원 신체 모델에 의복 DB(140)에 저장된 3차원 의복 모델을 결합해 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하고, 3차원 의복 착용 신체 모델을 여러 방향에서 캡처해 복수의 2차원 캡처 이미지를 생성한다.

S440단계에서는 결합부(150)에서 생성한 3차원 의복 착용 신체 모델 및 3차원 의복 착용 신체 모델을 여러 방향에서 캡처해 생성한 복수의 2차원 캡처 이미지를 결합 DB(160)에 저장해 결합 DB(160)를 구축한다.

S450단계에서는 촬영부(120)가 의복을 착용한 사용자를 촬영한다. 이때, 사용자는 입력부(110)를 통해 사용자 신체정보를 입력할 수 있다.

S460단계에서는 출력부(170)가 신체 DB(130), 의복 DB(140) 및 결합 DB(160) 중 적어도 어느 하나로부터 학습되어, 촬영부(120)에서 촬영한 의복을 착용한 사용자의 이미지에서 의복을 착용하지 않은 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력한다.

이상에서 본 발명에 따른 실시 예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야할 것이다.

110 : 입력부 120 : 촬영부
130 : 신체 DB 140 : 의복 DB
150 : 결합부 160 : 결합 DB
170 : 출력부 180 : 분석부

Claims (8)

1. 의복을 착용한 사용자를 촬영하는 촬영부;
   3차원 신체 모델이 저장되어 있는 신체 DB;
   3차원 의복 모델이 저장되어 있는 의복 DB;
   상기 3차원 신체 모델과 상기 3차원 의복 모델을 결합해 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하는 결합부;
   상기 결합부에서 생성한 상기 3차원 의복 착용 신체 모델이 저장되는 결합 DB; 및
   상기 신체 DB, 상기 의복 DB 및 상기 결합 DB 중 적어도 어느 하나로부터 학습되어, 상기 촬영부에서 촬영한 상기 의복을 착용한 사용자의 이미지에서 의복을 착용하지 않은 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 출력부;를 포함하는 것
   을 특징으로 하는 3차원 신체 모델 생성 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 사용자의 신체정보를 입력하는 입력부;를 더 포함하는 것
   을 특징으로 하는 3차원 신체 모델 생성 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 결합부는 상기 3차원 의복 착용 신체 모델을 여러 방향에서 캡처해 복수의 2차원 캡처 이미지를 생성해 상기 결합 DB에 저장하는 것
   을 특징으로 하는 3차원 신체 모델 생성 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 출력부는 상기 촬영부에서 촬영한 상기 의복을 착용한 상기 사용자의 이미지를 바탕으로 상기 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하고, 상기 생성된 3차원 의복 착용 신체 모델에서 착용된 상기 3차원 의복 모델을 제거하여 상기 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 것
   을 특징으로 하는 3차원 신체 모델 생성 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 출력부는 다중 생성적 적대 신경망(Multi Generative Adversarial Network, MGAN)를 이용하여 학습된 것
   을 특징으로 하는 3차원 신체 모델 생성 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 신체 DB에 저장된 상기 3차원 신체 모델과 상기 의복 DB에 저장된 상기 3차원 의복 모델은 3차원 스캐너 및 온라인 중 적어도 어느 하나를 통해 수집된 모델인 것
   을 특징으로 하는 3차원 신체 모델 생성 장치.
   
7. 3차원 신체 모델 생성 장치가 3차원 신체 모델을 생성하는 방법에 있어서,
   3차원 신체 모델을 수집해 신체 DB를 구축하는 단계;
   3차원 의복 모델을 수집해 의복 DB를 구축하는 단계;
   결합부가 상기 3차원 신체 모델과 상기 3차원 의복 모델을 결합해 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하는 단계;
   상기 생성된 3차원 의복 착용 신체 모델을 바탕으로 결합 DB를 구축하는 단계;
   의복을 착용한 사용자를 촬영하는 단계; 및
   상기 신체 DB, 상기 의복 DB 및 상기 결합 DB 중 적어도 어느 하나로부터 학습되어, 상기 촬영된 상기 의복을 착용한 사용자의 이미지에서 의복을 착용하지 않은 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 단계;를 포함하는 것
   을 특징으로 하는 3차원 신체 모델 생성 방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 의복을 착용하지 않은 상기 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 단계는,
   상기 촬영된 상기 의복을 착용한 상기 사용자의 이미지를 바탕으로 상기 3차원 의복 착용 신체 모델을 생성하는 단계; 및 상기 출력된 3차원 의복 착용 신체 모델에서 결합된 상기 3차원 의복 모델을 제거하여 상기 사용자 3차원 신체 모델을 생성해 출력하는 단계;인 것
   을 특징으로 하는 3차원 신체 모델 생성 방법.

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