KR102202069B1 - 3D stereoscopic pillow manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 사용자의 경추 부위 이미지를 이용하여 3D 입체 베개를 제조하는 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 X-ray 촬영으로 획득한 사용자의 경추 부위 이미지를 이용하여 사용자의 경추 부위 형상을 3D 모델링하고, 이를 표준 경추 형상과 비교하여 경추 상태를 해석하며, 해석 결과를 기반으로 사용자에게 적합한 사용자 맞춤형 베개 형상을 도출한 후 그 형상을 실물로 출력하여 3D 입체 베개를 제조하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a 3D three-dimensional pillow using an image of a user's cervical vertebrae, and more particularly, 3D modeling of the shape of a user's cervical vertebrae using an image of the user's cervical vertebrae acquired by X-ray photography. And, it is compared with the standard cervical shape to analyze the state of the cervical vertebrae, and based on the analysis result, it relates to a device for manufacturing a 3D three-dimensional pillow by deriving a customized pillow shape suitable for the user and outputting the shape as a real object.
일반적으로, 7개의 등골뼈로 구성되어 C자형을 이루는 척추의 최상부를 경추(Cervical vertebrae)라 하며, 이러한 경추의 형상은 평소 생활 습관이나 업무 환경, 경추 부위의 근육 발당량 등에 따라 차츰 변형되어 목 디스크, 거북목 증후군(Turtle neck syndrome) 등의 증상이 나타날 수 있다.In general, the top of the spine, which is composed of 7 spines and forms a C shape, is called the cervical vertebrae, and the shape of the cervical spine is gradually deformed according to the usual lifestyle, work environment, and the amount of muscle exercise in the cervical spine. , Turtle neck syndrome, and other symptoms may appear.
이와 같이 경추의 변형이 발생하거나 개인마다 각기 다른 경추의 형상을 고려하지 않은 일반 베개를 사용하는 경우에는 수면시 베개가 목을 받쳐주는 각도가 권장범위를 벗어나게 되어 목 근육과 경추에 악영향이 발생할 수 있고, 혈액순환에도 방해가 될 수 있으며, 이는 곧 만성통증, 수면장애 등으로 이어져 일상생활에 불편함을 야기하게 된다.In the case of deformation of the cervical vertebrae in this way, or using a normal pillow that does not consider the shape of the cervical vertebrae that are different for each individual, the angle at which the pillow supports the neck during sleep is out of the recommended range, which may adversely affect the neck muscles and cervical spine. In addition, it may interfere with blood circulation, which soon leads to chronic pain and sleep disturbances, causing discomfort in daily life.
따라서, 최근에는 일명‘경추 베개’라 지칭되는 다양한 형상의 맞춤형 베개가 각광받고 있으며, 이러한 맞춤형 베개에 관련된 종래의 발명으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0574783호의 “맞춤 베개 선정 시스템 및 그 작동 방법”, 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0052447호의 “3D 프린터를 이용한 개인 맞춤형 견갑골 고정 베개 및 그 제조방법” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1979182호의 “사용자 맞춤형 베개 및 그 제조방법”가 제안되어 공개된 바 있다.Therefore, in recent years, customized pillows of various shapes referred to as'cervical pillows' are in the spotlight, and as a conventional invention related to such a customized pillow, the “custom pillow selection system and its operation method” in Korean Patent Publication No. 10-0574783 ”, “Customized scapula fixing pillow using 3D printer and its manufacturing method” in Korean Patent Application Publication No. 10-2018-0052447 and “Customized pillow and manufacturing method thereof” in Korean Patent Publication No. 10-1979182 have been proposed. It has been released.
상기 대한민국 등록특허공보 제10-0574783호의 “맞춤 베개 선정 시스템 및 그 작동 방법”에는 머리윤곽 측정부, 데이터 저장부, 머리유형 결정부 그리고 베개형상 표시부를 포함하여 구성됨으로써, 고객의 머리 유형에 적합한 베개 형상을 보다 과학적으로 선정할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0052447호의 “3D 프린터를 이용한 개인 맞춤형 견갑골 고정 베개 및 그 제조방법”에는 각기 다른 사용자의 견갑골의 형태를 고려하여 목 받침부의 하부에 좌측 및 우측 팔걸이부를 형성함으로써 견갑골을 안정적으로 지지할 수 있도록 구성되어 경추를 안정적으로 지지함은 물론 경추의 긴장을 이완시키게 될 뿐만 아니라 거북목을 예방하고 교정할 수 있는 베개 및 그 베개를 제조할 수 있는 방법에 관한 발명이 제안되었다.The “customized pillow selection system and its operation method” of the Korean Patent Publication No. 10-0574783 includes a head contour measurement unit, a data storage unit, a head type determination unit, and a pillow shape display unit. An invention related to a system and method for selecting the shape of the pillow more scientifically has been proposed, and “Personalized scapula fixing pillow using a 3D printer and its manufacturing method” in Korean Patent Publication No. 10-2018-0052447 Considering the shape of the user's scapula, it is configured to stably support the scapula by forming left and right armrests at the lower part of the neck support. This not only supports the cervical vertebrae stably, but also relieves the tension of the cervical vertebrae. Invention has been proposed for a pillow that can be prevented and corrected and a method for manufacturing the pillow.
또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1979182호의 “사용자 맞춤형 베개 및 그 제조방법”에는 안착부를 포함하는 베이스와, 사용자의 경추 또는 두부 중 적어도 어느 하나를 지지하는 패드와 그 패드의 외주면을 감싸며 상기 고정되는 패드 수용부를 포함하여 구성되어 상기 안착부에 선택적으로 장착되는 받침부를 포함하여 구성됨으로써, 각기 다른 사용자들의 두부 또는 경추 형상에 부합할 수 있는 베개 및 그 베개를 제조할 수 있는 방법에 관한 발명이 제안되었다.In addition, in the “user-customized pillow and its manufacturing method” of Korean Patent Publication No. 10-1979182, a base including a seating portion, a pad supporting at least one of a user's cervical vertebrae or a head, and a pad surrounding the outer peripheral surface of the pad Invention related to a pillow that can conform to the shape of the head or cervical spine of different users, and a method for manufacturing the pillow, by being configured to include a fixed pad receiving unit and including a receiving unit selectively mounted on the seating unit Was suggested.
그러나 상기와 같은 종래 발명들은 3D 스캐너 또는 2대 이상의 CCD 카메라 등을 이용하여 사용자의 머리윤곽 등을 측정하고, 그 측정 값을 기반으로 맞춤형 베개를 선택하도록 구성되어 있어 그 실효성에 의문이 발생할 수 있고, 그 측정 값을 기반으로 맞춤형 베개를 제조하도록 구성되는 경우에는 장비의 구비에 따른 비용의 증가가 발생하며, 측정 방식과 숙련도에 따라 측정 값에 오차가 발생하는 등의 문제가 있을 수 있다.However, the prior inventions as described above are configured to measure the user's head contours using a 3D scanner or two or more CCD cameras, and to select a customized pillow based on the measured value, so the effectiveness may be questioned. , When configured to manufacture a customized pillow based on the measured value, there may be problems such as an increase in cost due to the provision of equipment, and an error in the measured value depending on the measurement method and skill level.
따라서, 경추의 변형이 발생하였거나 경추의 형상을 고려하지 않은 일반 베개의 사용으로 인한 만성통증, 수면장애 등의 문제를 해결함과 동시에 상기와 같은 종래 발명들의 문제점들을 해결하여 사용자의 경추 형상을 고려한 맞춤형 베개를 제공할 수 있는 제조 장치에 관한 발명이 요구되는 실정이다.Therefore, by solving problems such as chronic pain and sleep disturbances due to the use of a general pillow where the cervical vertebrae have been deformed or the shape of the cervical vertebrae has not been taken into account, the user's cervical vertebrae shape is considered by solving the problems of the prior inventions. Invention of a manufacturing device capable of providing a customized pillow is required.
본 발명에 의한 3D 입체 베개 제조 장치는 사용자의 경추 부위 이미지를 이용하여 3D 입체 베개를 제조하는 장치에 관한 것으로써,The apparatus for manufacturing a 3D three-dimensional pillow according to the present invention relates to a device for manufacturing a 3D three-dimensional pillow using an image of a user's cervical spine,
평소 생활 습관이나 업무 환경, 경추 부위의 근육 발당량 등에 따라 경추의 변형이 상당한 정도로 발생하였거나 경추의 형상을 고려하지 않은 일반 베개의 사용으로 인해 만성통증, 수면장애 등이 발생하는 문제가 있었고,There was a problem that the cervical vertebrae were deformed to a considerable extent depending on the usual lifestyle, work environment, and the amount of muscle exercise in the cervical vertebrae, or chronic pain and sleep disturbances occurred due to the use of a general pillow that did not consider the shape of the cervical vertebrae.
상기와 같은 종래 발명들은, 맞춤형 베개의 실물 출력에 필요한 3D 프린터에 더하여 3D 스캐너 또는 2대 이상의 CCD 카메라의 구비에 따른 비용의 증가가 발생하고, 3D 스캐너 또는 2대 이상의 CCD 카메라를 이용한 측정 방식과 숙련도에 따라 측정 값에 오차가 발생하는 등의 문제가 있었기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하여 사용자의 숙면을 돕고자 하는 것을 그 목적으로 한다.In the prior inventions as described above, in addition to the 3D printer required for the actual output of the customized pillow, the cost increases due to the provision of a 3D scanner or two or more CCD cameras, and a measurement method using a 3D scanner or two or more CCD cameras and Since there was a problem such as an error in the measured value depending on the skill level, the purpose of this is to provide a solution to help the user to sleep well.
본 발명에 의한 3D 입체 베개 제조 장치는 상기와 같은 목적을 실현하고자,3D three-dimensional pillow manufacturing apparatus according to the present invention to realize the above object,
표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상이 저장되고, X-ray 촬영으로 획득한 사용자의 경추 부위 이미지가 입력되어 저장되는 데이터 베이스; 입력된 사용자의 경추 부위 이미지를 이용하여 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 각각 3D 모델링하고, 이를 기반으로 도출된 사용자 맞춤형 베개 형상을 3D 모델링하는 모델링부; 3D 모델링된 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상에 각각 비교하여 사용자의 경추 상태와 목 상태를 해석하고, 해석 결과를 기반으로 사용자에게 적합한 사용자 맞춤형 베개 형상을 도출하는 인공지능부; 3D 모델링된 베개 형상을 이용하여 3D 출력을 위한 3D 파일을 생성하는 생성부; 및 생성된 3D 파일을 이용하여 사용자 맞춤형 입체 베개를 실물로 출력하는 출력부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 입체 베개 제조 장치를 제시한다.A database in which a standard cervical vertebral region shape and a neck region shape are stored, and an image of a user's cervical vertebrae obtained through X-ray imaging is input and stored; A modeling unit for 3D modeling the shape of the user's cervical vertebrae and the shape of the neck, respectively, using the input image of the cervical vertebrae, and 3D modeling the shape of the user-customized pillow derived based on the shape of the user's cervical vertebrae; The user's cervical and neck conditions are analyzed by comparing the 3D modeled shape of the user's cervical and neck with the standard cervical and neck shapes, respectively, and based on the analysis results, a customized pillow shape suitable for the user is derived. An artificial intelligence unit; A generator for generating a 3D file for 3D output by using the 3D modeled pillow shape; And an output unit that outputs a user-customized three-dimensional pillow in real form by using the generated 3D file. It presents a 3D three-dimensional pillow manufacturing apparatus, characterized in that it is configured to include.
본 발명에 의한 3D 입체 베개 제조 장치는,3D three-dimensional pillow manufacturing apparatus according to the present invention,
X-ray 촬영으로 획득한 사용자의 경추 부위 이미지를 이용하여 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 각각 3D 모델링하고, 이를 기반으로 도출된 베개 형상을 실물로 출력하도록 구성되므로, 사용자의 경추 형상을 고려한 맞춤형 베개를 종래의 방식과 다른 새로운 방식으로 제공하여 사용자의 숙면을 도울 수 있는 효과가 발생하고,Since the user's cervical vertebra shape is 3D modeled using the user's cervical vertebra image acquired by X-ray, and the pillow shape derived based on this is configured to output the actual shape, By providing the considered customized pillow in a new method different from the conventional method, an effect that can help the user's sleep is generated,
3D 스캐너 등을 이용한 측정 방식 대신 X-ray 촬영으로 획득한 사용자의 경추 부위 이미지를 이용하여 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 3D 모델링하도록 구성되므로, 종래의 발명에 비하여 비용의 증가를 방지할 수 있고, 오차의 발생의 최소화할 수 있는 효과가 발생한다.Since it is configured to 3D model the shape of the user's cervical vertebrae and the shape of the neck using an image of the user's cervical vertebrae acquired by X-ray, instead of a measurement method using a 3D scanner, it is possible to prevent an increase in cost compared to the conventional invention. And minimize the occurrence of errors.
도 1은 본 발명에 의한 3D 입체 베개 제조 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 3D 입체 베개 제조 장치의 일 구성요소인 데이터 베이스의 기능을 나타낸 참고도.
도 3(a) 및 도 3(b)는 데이터 베이스에 저장되는 경추 부위 이미지를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 3D 입체 베개 제조 장치의 일 구성요소인 인공지능부의 기능을 나타낸 참고도.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 데이터 베이스에 저장되는 참고 자료를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 3D 입체 베개 제조 장치의 일 구성요소인 인공지능부의 기능 중 하나를 상세하게 나타낸 참고도.1 is a configuration diagram of a 3D three-dimensional pillow manufacturing apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a reference diagram showing the function of a database that is a component of the 3D three-dimensional pillow manufacturing apparatus according to the present invention.
3(a) and 3(b) are exemplary views showing images of cervical vertebrae stored in a database.
Figure 4 is a reference diagram showing the function of the artificial intelligence that is a component of the 3D three-dimensional pillow manufacturing apparatus according to the present invention.
5(a) to 5(c) are exemplary diagrams showing reference materials stored in a database.
6 is a reference diagram showing in detail one of the functions of the artificial intelligence unit, which is a component of the 3D three-dimensional pillow manufacturing apparatus according to the present invention.
본 발명은 사용자의 경추 부위 이미지를 이용하여 3D 입체 베개를 제조하는 장치에 관한 것으로써,The present invention relates to an apparatus for manufacturing a 3D three-dimensional pillow using an image of a user's cervical spine,
표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상이 저장되고, X-ray 촬영으로 획득한 사용자의 경추 부위 이미지가 입력되어 저장되는 데이터 베이스(100); 입력된 사용자의 경추 부위 이미지를 이용하여 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 각각 3D 모델링하고, 이를 기반으로 도출된 사용자 맞춤형 베개 형상을 3D 모델링하는 모델링부(110); 3D 모델링된 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상에 각각 비교하여 사용자의 경추 상태와 목 상태를 해석하고, 해석 결과를 기반으로 사용자에게 적합한 사용자 맞춤형 베개 형상을 도출하는 인공지능부(120); 3D 모델링된 사용자 맞춤형 베개 형상을 이용하여 3D 출력을 위한 3D 파일을 생성하는 생성부(130); 및 생성된 3D 파일을 이용하여 사용자 맞춤형 베개를 실물로 출력하는 출력부(140); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 입체 베개 제조 장치에 관한 것이다.A
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 본 발명에 의한 3D 입체 베개 제조 장치를 구성하는 주요 구성요소들인 데이터 베이스(100), 모델링부(110), 인공지능부(120), 생성부(130) 및 출력부(140)간의 관계는 도 1에 도시된 바와 같다.First, the relationship between the
상기 데이터 베이스(100)는 데이터의 입출력이 가능한 저장 장치로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상이 각각 이미지 파일 형태로 저장되고, X-ray 촬영으로 획득한 사용자의 경추 부위 이미지 또한 이미지 파일 형태로 입력되어 저장된다.The
이때, 상기 데이터 베이스(100)에 저장되는 데이터 중 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상은 사용자의 경추 부위 이미지와의 비교를 통해 사용자의 경추 상태를 판단하기 위한 비교 자료로써, 2D 이미지와 그에 대응하는 3D 형상을 반드시 포함하여 구성됨이 바람직하며, 이중 2D 이미지는 의학적으로 이상적이거나 정상인 형상을 가진 경추 부위를 X-ray 촬영한 사진 또는 의학적으로 이상적이거나 정상인 형상으로 2D 모델링된 것일 수 있고, 3D 형상은 상기 2D 이미지를 이용하여 3D 모델링한 것이거나 의학적으로 이상적이거나 정상인 형상으로 3D 모델링된 것일 수 있다.At this time, the standard cervical shape and neck shape among the data stored in the
따라서, 상기 데이터 베이스(100)에 저장되는 데이터 중 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상은 각각 근골격에 관한 전문의 등에 의하여 검증된 것임이 바람직하며, 검증 후 본 발명의 서비스 제공자 또는 관리자 등에 의하여 상기 데이터 베이스(100)에 저장된 후 사용자에게 제공될 수 있다.Therefore, among the data stored in the
또한, 도 3(a) 및 도 3(b)와 같이, 상기 데이터 베이스(100)에 저장되는 데이터 중 사용자의 경추 부위 이미지는 사용자의 경추 부위를 일측면과 배면에서 X-ray 촬영한 사진을 기본 구성으로 하고, 부가적으로 타측면과 정면에서 X-ray 촬영한 사진이 포함될 수 있으며, 형상의 명확한 특정을 위하여 사용자의 목 부위를 일반 촬영한 목 부위 이미지가 포함될 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 3(a) and 3(b), among the data stored in the
즉, 상기 데이터 베이스(100)에 저장되는 데이터 중 사용자의 경추 부위 이미지는 공공의료기관 또는 정식으로 인증된 의료기관 등에서의 X-ray 촬영을 통해 사용자 본인에게 제공되는 것으로써, 사용자의 컴퓨터, 휴대폰 등의 단말기로부터 유, 무선 방식으로 전송되어 저장될 수 있다.That is, among the data stored in the
상기 모델링부(110)는 복수 개의 2D 이미지를 이용하여 3D 입체 형상을 생성 가능한 장치로써, 공지의 이미지 변환용 소프트웨어가 설치되어 상기 데이터 베이스(100)에 입력된 사용자의 경추 부위 이미지에 나타난 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 각각 3D 모델링 할 수 있다.The
따라서, 상기 데이터 베이스(100)에 저장된 사용자의 경추 부위 이미지에 나타난 사용자의 경추 부위와 목 부위는 상기 모델링부(110)에 의한 3D 모델링 작업 전 각각 명확하게 구분될 필요가 있으며, 이러한 사용자의 경추 부위 이미지로부터 사용자의 경추 부위와 목 부위를 구분하는 과정에는 상기 인공지능부(120)가 관여하는 구성이다.Therefore, the user's cervical vertebra portion and the neck portion shown in the user's cervical vertebra portion image stored in the
상기 인공지능부(120)는 구글(Google)의 텐서플로(Tensorflow)가 적용되어 인공지능을 구현하는 장치로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 베이스(100)에 입력된 사용자의 경추 부위 이미지를 기반으로 사용자의 경추 부위와 목 부위를 각각 구분하여 특정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The
즉, 사용자의 경추 부위를 X-ray 촬영한 사진에는 사용자의 경추 부위뿐 아니라 목 부위까지 특정 가능한 정도로 표시될 수 있으므로, 상기 인공지능부(120)는 상기 데이터 베이스(100)에 저장된 2D 이미지인 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 기반으로 머신 러닝 학습을 실시하여 경추 부위의 X-ray 사진으로부터 사용자의 경추 부위와 목 부위를 각각 구분하여 특정할 수 있도록 구성된다.That is, in the X-ray photograph of the user's cervical vertebrae, not only the user's cervical vertebrae, but also the neck region can be displayed to a specific degree, so that the
따라서, 상기 데이터 베이스(100)에는 상기 인공지능부(120)의 머신 러닝에 필요한 다양한 형태를 가진 경추 부위의 X-ray 사진들이 참고 자료로 저장됨이 바람직하며, 이와 같은 참고 자료로 저장되는 X-ray 사진들은 의학적으로 이상적인 경추 상태에 더하여 도 5(a)와 같은 정상 범위 내인 경추 상태 그리고 도 5(b) 및 도 5(c)와 같은 비정상인 경추 상태를 모두 포함하도록 구성됨이 바람직하다. Therefore, in the
또한, 상기 인공지능부(120)에 의한 경추 부위와 목 부위의 구분 및 특정 과정에는 상기 데이터 베이스(100)에 추가로 저장될 수 있는 사용자의 목 부위 이미지가 형상의 명확한 특정을 위한 참고 자료로써 활용될 수 있다.In addition, in the process of discriminating and specifying the cervical vertebrae and the neck by the
한편, 2D 이미지를 이용한 3D 입체 형상의 생성에는 다양한 각도로 촬영된 복수 개의 2D 이미지가 요구되는 것이 일반적이나, 상기 사용자의 경추 부위 이미지는 사용자의 경추 부위를 일측면과 배면에서 X-ray 촬영한 사진을 기본 구성으로 하는 것으로써 부가적으로 타측면과 정면에서 X-ray 촬영한 사진이 포함될 수 있으나, 이와 같은 제한된 각도의 이미지만으로는 3D 모델링된 3D 입체 형상이 실제 사용자의 경추 부위 형상 및 목 부위 형상을 실제와 동일하게 구현하기 어려울 수 있다.On the other hand, generation of 3D stereoscopic shapes using 2D images generally requires a plurality of 2D images taken at various angles, but the user's cervical spine image is an X-ray photograph of the user's cervical spine from one side and the back. As a basic composition of photos, additionally, X-ray photographs taken from the other side and front may be included, but with only such limited angle images, the 3D modeled 3D shape is the shape of the actual user's cervical spine and neck. It may be difficult to implement the shape exactly as it is.
따라서, 상기 인공지능부(120)는 상기 데이터 베이스(100)에 저장되되, 2D 이미지와 3D 형상을 포함하여 구성되는 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 이용하여 반복적으로 딥 러닝 학습함으로써, 사용자의 경추 부위를 일측면과 배면에서 X-ray 촬영한 사진만으로도 3D 입체 형상이 정확하게 모델링되도록 할 수 있다.Therefore, the
즉, 7개의 등골뼈로 구성되고 C자형을 이루는 사람의 경추는 사람마다 크기에 차이가 있을 뿐 기본적인 형상이 동일 또는 유사하게 형성되므로, 충분한 학습이 선행된다면 측면과 배면 등 제한적인 각도로 촬영된 2D 이미지만으로도 3D 입체 형상을 비교적 정확하게 생성할 수 있다.In other words, the cervical vertebrae of a person consisting of 7 spines and forming a C-shape differs in size from person to person, but the basic shape is the same or similar, so if sufficient learning is preceded, 2D photographed at a limited angle such as the side and the back. It is possible to create a 3D three-dimensional shape relatively accurately with only an image.
따라서, 상기 인공지능부(120)는 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 이용하여 딥 러닝 학습함으로써 2D 이미지인 사용자의 경추 부위 이미지를 기반으로 사용자의 경추 부위 이미지를 다양한 각도로 재생성할 수 있도록 구성되고, 이를 기반으로 하여 상기 모델링부(110)를 통한 3D 모델링이 구현될 수 있도록 한다.Therefore, the
또한, 상기 데이터 베이스(100)에는 보다 효과적인 딥 러닝 학습을 위해 2D 이미지와 그에 대응하는 3D 형상으로 구성되는 다양한 형태의 경추 부위 형상 및 목 부위 형상이 참고 자료로써 저장될 수 있다.In addition, in the
또한, 상기 인공지능부(120)는 상기 모델링부(110)에 의하여 3D 모델링된 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 상기 데이터 베이스(100)에 입력된 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상에 각각 비교하여 사용자의 경추 상태와 목 상태를 해석하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
구체적으로, 상기 인공지능부(120)는 상기 모델링부(110)에 의하여 3D 모델링된 사용자의 경추 부위 형상으로부터 사용자의 경추를 구성하는 1 내지 7번 경추 각각의 위치 및 형상을 인식하고, 상기 데이터 베이스(100)에 입력된 표준 경추 부위 형상으로부터 1 내지 7번 경추 각각의 위치 및 형상을 인식한 후 이를 기반으로 사용자의 경추를 구성하는 1 내지 7번 경추 각각의 위치 및 형상을 해석하도록 구성될 수 있다.Specifically, the
즉, 일반적인 사람의 경추는 7개의 등골뼈로 구성되어 C자형을 이루게 되나, 평소 생활 습관이나 업무 환경, 경추 부위의 근육 발당량 등에 따라 차츰 변형될 수 있으므로, 상기 인공지능부(120)는 그 변형의 정도에 따라 사용자의 경추 부위 형상을 기설정된 복수 개의 상태 중 어느 하나의 상태로 분류함으로써 사용자에게 적합한 베개 형상의 도출에 반영되도록 할 수 있다.That is, the cervical spine of a general person is composed of 7 spines to form a C-shape, but it can be gradually deformed according to the usual lifestyle or work environment, and the amount of muscle exercise in the cervical spine, so that the
이에 관한 본 발명의 일 실시예로써, 우선, 상기 인공지능부(120)는 상기 데이터 베이스(100)에 저장된 다양한 경추 부위의 X-ray 사진들 중 일부를 참고하여 의학적으로 이상적인 경추 상태를 머신 러닝 방식으로 학습할 수 있고, 일부 변형이 발생하였으나 일상 생활에 만성통증, 수면장애 등이 문제가 발생하지 않는 정상 범위 내인 경추 상태를 학습할 수 있으며, 변형이 크게 발생하여 일상 생활에 영향을 미치게 되는 비정상인 경추 상태를 학습할 수 있다.As an embodiment of the present invention, first, the
따라서, 상기 데이터 베이스(100)에 저장되는 다양한 경추 부위의 X-ray 사진들 각각은 근골격에 관한 전문의 등의 자문에 의해 이상적 상태, 정상 상태 또는 비정상 상태 중 어느 하나의 상태로 분류되고, 각 상태 별로 분류되어 저장됨으로써 상기 인공지능부(120)에 의한 머신 러닝 학습이 가능하도록 함이 바람직하나, 머신 러닝 학습 방식이 반드시 이러한 예에 한정되는 것은 아니다.Therefore, each of the X-ray pictures of various cervical vertebrae stored in the
또한, 상기 인공지능부(120)는 상기 데이터 베이스(100)에 저장된 다양한 경추 부위의 X-ray 사진들 중 머신 러닝 방식의 학습에 이용된 사진들을 제외한 다른 사진들을 이용하여 X-ray 사진에 나타난 경추 부위 형상을 이상적 상태, 정상 상태 또는 비정상 상태 중 어느 하나로 분류할 수 있으며, 이에 따른 분류 결과를 이용하여 딥 러닝 학습할 수 있다.In addition, the
즉, 상기 인공지능부(120)는 이상적 상태로 분류된 상태로 상기 데이터 베이스(100)에 저장된 복수 개의 X-ray 사진들 중 어느 하나 이상을 무작위로 추출하여 경추 부위의 이상적 상태를 머신 러닝 학습할 수 있고, 정상 상태로 분류된 상태로 데이터 베이스(100)에 저장된 복수 개의 X-ray 사진들 중 어느 하나 이상을 무작위로 추출하여 경추 부위의 정상 상태를 머신 러닝 학습할 수 있으며, 비정상 상태로 분류된 상태로 데이터 베이스(100)에 저장된 복수 개의 X-ray 사진들 중 어느 하나 이상을 무작위로 추출하여 경추 부위의 비정상 상태를 머신 러닝 학습할 수 있다.That is, the
또한, 상기 인공지능부(120)는 상기 데이터 베이스(100)에 저장된 복수 개의 X-ray 사진들 중 어느 하나 이상을 무작위로 추출하고, 추출된 하나 이상의 X-ray 사진 각각에 나타난 경추 부위를 그 형상에 따라 이상적 상태, 정상 상태 또는 비정상 상태 중 어느 하나로 분류한 후, 그 분류 결과와 추출된 하나 이상의 X-ray 사진 각각의 원분류 상태를 비교할 수 있으며, 비교 결과를 기반으로 딥 러닝 학습할 수 있다.In addition, the
이때, 하나 이상의 X-ray 사진 각각의 원분류 상태라 함은 다양한 형태를 가진 경추 부위의 X-ray 사진 각각이 근골격에 관한 전문의 등의 자문에 의해 이상적 상태, 정상 상태 또는 비정상 상태 중 어느 하나의 상태로 분류된 상태를 의미한다.At this time, the original classification state of each of the one or more X-ray images means that each of the X-ray images of the cervical vertebra having various shapes is either an ideal state, a normal state, or an abnormal state by consulting a specialist about the musculoskeletal structure. It means a state classified as a state of.
요약하자면, 상기 인공지능부(120)는 상기와 같은 머신 러닝 방식에 의하여 경추 부위의 형상에 따른 경추 부위와 목 부위의 상태를 기초 학습할 수 있게 되고, 상기와 같은 딥 러닝 학습방식에 의하여 경추 부위의 형상에 따른 경추 부위와 목 부위의 상태를 해석하고 그 결과를 통해 심화 학습할 수 있게 되며, 이러한 반복 학습을 통해, 그 해석의 정확성을 향상시킬 수 있도록 구성된다.In summary, the
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 인공지능부(120)는 사용자의 경추 부위 형상이 정상 상태 또는 비정상 상태로 분류되는 경우에는 1 내지 7번 경추 각각의 상태를 이상적 상태, 정상 상태 또는 비정상 상태 중 어느 하나로 분류할 수 있고, 정상 상태 또는 비정상 상태인 1 내지 7번 경추 각각의 변형의 정도를 도출하여 백분율로 표시할 수 있다.On the other hand, as shown in Fig. 6, when the shape of the user's cervical vertebrae is classified as a normal state or an abnormal state, the
즉, 상기 인공지능부(120)는 이상적 상태인 1번 내지 7번 경추 각각의 위치 및 형상과 변형의 정도가 가장 심한 비정상 상태인 1번 내지 7번 경추 각각의 위치 및 형상을 기준으로 하여 정상 상태 또는 비정상 상태인 1 내지 7번 경추 각각의 변형의 정도를 백분율로 표시함으로써, 표시된 백분율 각각이 사용자에게 적합한 베개 형상의 도출에 반영되도록 할 수 있다.That is, the
이에 관한 본 발명의 일 실시예로써, 상기 인공지능부(120)는 X-ray 사진에 나타난 경추 부위의 형상을 이상적 상태, 정상 상태 또는 비정상 상태 중 어느 하나로 분류할 수 있고, 이중 이상적 상태를 제외한 정상 상태 또는 비정상 상태인 경추 부위의 형상을 이상적 상태인 경추 부위의 형상과 비교하여 경추의 변형의 정도를 백분율로 나타낼 수 있으며, 백분율로 표시되는 경추의 변형의 정도가 8% 이상인 경우에는 그 변형의 정도를 2% 수준으로 개선시킬 수 있도록 하는 베개 형상을 도출할 수 있다.In this regard, as an embodiment of the present invention, the
또한, 상기 인공지능부(120)는 백분율로 표시되는 경추의 변형의 정도가 4 내지 8% 범위 내인 경우에는 그 변형의 정도를 2% 이하로 개선시킬 수 있도록 하는 베개 형상을 도출할 수 있으며, 경추의 변형의 정도가 4% 이하인 경우에는 그 변형의 정도를 완전히 개선시킬 수 있도록 하는 베개 형상을 도출할 수 있다.In addition, when the degree of deformation of the cervical vertebrae expressed as a percentage is within the range of 4 to 8%, the
이때, 상기 인공지능부(120)에 의하여 도출되는 사용자 맞춤형의 베개 형상은 사용자의 경추 부위 형상뿐 아니라 베개에 직접 접촉하는 목 부위 형상을 고려한 것이며, 이에 더하여 사용자의 목 부위의 길이, 굵기 등의 세부적인 치수를 더 고려할 수 있다.At this time, the user-customized pillow shape derived by the
따라서, 상기 데이터 베이스(100)에는 다양한 종류의 맞춤형 베개 형상이 저장될 수 있고, 그 형상 중 하나가 상기 인공지능부(120)에 의하여 도출되되, 구체적인 세부치수가 사용자에 맞추어 변경됨으로써 사용자에게 최적화된 맞춤형 베개의 제조가 가능한 구성이다.Accordingly, various types of customized pillow shapes can be stored in the
또한, 상기 생성부(130)는 3D 출력에 필요한 3D 파일을 생성하는 장치로써, 상기 모델링부(110)에 의하여 3D 모델링된 사용자 맞춤형 베개 형상을 이용하여 그 사용자 맞춤형 베개 형상을 실제 형상으로 출력하기 위한 3D 파일을 생성하고, 상기 출력부(140)는 상기 모델링부(110)에 의하여 사용자 맞춤형 베개를 실물로 출력하는 장치로써, 시중에 유통되는 3D 프린터 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 이는 공지의 장치이므로 장치의 구성 및 사용 방법 등에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.The embodiments introduced above are provided by way of example in order to sufficiently convey the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains, and the present invention is based on the above-described embodiments. It is not limited and may be embodied in other forms.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated or reduced for convenience.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In addition, the same reference numbers throughout the specification indicate the same elements.
100 : 데이터 베이스
110 : 모델링부
120 : 인공지능부
130 : 생성부
140 : 출력부100: database
110: modeling unit
120: Artificial Intelligence Department
130: generation unit
140: output
Claims (6)
입력된 사용자의 경추 부위 이미지를 이용하여 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 각각 3D 모델링하고, 이를 기반으로 도출된 사용자 맞춤형 베개 형상을 3D 모델링하는 모델링부(110);
3D 모델링된 사용자의 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상에 각각 비교하여 사용자의 경추 상태와 목 상태를 해석하고, 해석 결과를 기반으로 사용자 맞춤형 베개 형상을 도출하는 인공지능부(120);
3D 모델링된 사용자 맞춤형 베개 형상을 이용하여 3D 출력을 위한 3D 파일을 생성하는 생성부(130); 및,
생성된 3D 파일을 이용하여 사용자 맞춤형 베개를 실물로 출력하는 출력부(140); 를 포함하여 구성되되,
상기 데이터 베이스(100)에 저장되는 데이터 중 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상은,
사용자의 경추 부위 이미지와의 비교를 통해 사용자의 경추 상태를 판단할 수 있도록 2D 이미지와 그에 대응하는 3D 형상을 포함하여 구성되고,
상기 인공지능부(120)는,
상기 데이터 베이스(100)에 저장되되, 상기 2D 이미지와 상기 3D 형상을 포함하여 구성되는 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 기반으로 머신 러닝 학습을 실시하여,
상기 데이터 베이스(100)에 입력된 사용자의 경추 부위 이미지로부터 사용자의 경추 부위와 목 부위를 각각 구분하여 특정할 수 있도록 구성되고,
상기 인공지능부(120)는,
상기 데이터 베이스(100)에 저장된 표준 경추 부위 형상과 목 부위 형상을 기반으로 딥 러닝 학습을 실시하여,
상기 데이터 베이스(100)에 입력된 사용자의 경추 부위 이미지를 다양한 각도로 재생성할 수 있도록 구성되고,
상기 데이터 베이스(100)에는,
의학적으로 이상적인 경추 상태, 변형의 정도가 정상 범위 내인 경추 상태 그리고 비정상인 경추 상태를 모두 포함하도록 구성되어,
상기 인공지능부(120)의 머신 러닝 학습 및 딥 러닝 학습에 필요한 경추 부위의 X-ray 사진들이 저장되고,
상기 인공지능부(120)는,
사용자의 경추 부위 이미지에 나타난 경추 부위의 형상을 표준 경추 부위 형상과 비교하여 경추의 변형의 정도를 백분율로 표시하되,
변형의 정도가 8% 이상인 경우에는 그 변형의 정도를 2% 수준으로 개선시킬 수 있는 사용자 맞춤형 베개 형상을 도출하고,
변형의 정도가 4 내지 8% 범위 내인 경우에는 그 변형의 정도를 2% 이하로 개선시킬 수 있는 사용자 맞춤형 베개 형상을 도출하며,
경추의 변형의 정도가 4% 이하인 경우에는 그 변형의 정도를 완전히 개선시킬 수 있는 사용자 맞춤형 베개 형상을 도출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 입체 베개 제조 장치.
A database 100 in which a standard cervical vertebral region shape and a neck region shape are stored, and an image of a user's cervical vertebrae obtained by X-ray imaging is input and stored;
A modeling unit 110 for 3D modeling the shape of the user's cervical vertebrae and the shape of the neck, respectively, using the input image of the cervical vertebrae, and 3D modeling the shape of a user-customized pillow derived based on the shape of the user's cervical vertebrae;
Artificial intelligence that analyzes the user's cervical and neck conditions by comparing the 3D modeled shape of the user's cervical and neck with the standard cervical and neck shapes, and derives a customized pillow shape based on the analysis results. Part 120;
A generation unit 130 for generating a 3D file for 3D output by using the 3D modeled user-customized pillow shape; And,
An output unit 140 for outputting a user-customized pillow in real form using the generated 3D file; It is composed including,
Among the data stored in the database 100, the shape of the standard cervical vertebra and the shape of the neck,
Consisting of a 2D image and a corresponding 3D shape so that the user's cervical vertebrae can be determined through comparison with the image of the user's cervical vertebrae,
The artificial intelligence unit 120,
It is stored in the database 100, by performing machine learning learning based on the standard cervical shape and neck shape, which are configured including the 2D image and the 3D shape,
It is configured to distinguish and specify the user's cervical vertebrae and neck from the user's cervical vertebral region image input into the database 100,
The artificial intelligence unit 120,
By performing deep learning learning based on the shape of the standard cervical vertebra and the shape of the neck stored in the database 100,
It is configured to regenerate the image of the user's cervical vertebrae input to the database 100 at various angles,
In the database 100,
It is medically configured to include both an ideal cervical state, a cervical state in which the degree of deformation is within the normal range, and an abnormal cervical state,
X-ray pictures of the cervical vertebrae required for machine learning learning and deep learning learning of the artificial intelligence unit 120 are stored,
The artificial intelligence unit 120,
Compare the shape of the cervical vertebrae shown in the image of the user's cervical vertebrae with the shape of the standard cervical vertebrae and indicate the degree of deformation of the cervical vertebrae as a percentage,
If the degree of deformation is more than 8%, a customized pillow shape that can improve the degree of deformation to the level of 2% is derived,
When the degree of deformation is within the range of 4 to 8%, a customized pillow shape that can improve the degree of deformation to 2% or less is derived,
3D three-dimensional pillow manufacturing apparatus, characterized in that configured to derive a user-customized pillow shape capable of completely improving the degree of deformation when the degree of deformation of the cervical spine is less than 4%.
상기 인공지능부(120)에는,
구글(Google)의 텐서플로(Tensorflow)가 적용되는 것을 특징으로 하는 3D 입체 베개 제조 장치.
The method of claim 1,
In the artificial intelligence unit 120,
A 3D three-dimensional pillow manufacturing apparatus, characterized in that Google's Tensorflow is applied.
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KR1020190094242A KR102202069B1 (en) | 2019-08-02 | 2019-08-02 | 3D stereoscopic pillow manufacturing device |
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