KR20190072986A - 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

실시예들은 열화상 카메라가 사용자를 촬영하여 생성된 열 영상을 획득하는 영상 획득부, 상기 열 영상 내 제1 부분의 컬러 강도와 제2 부분의 컬러 강도를 이용하여 상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 옷-피부 간격 추정부를 포함하되, 상기 제1 부분은 컬러 강도가 소정 범위 이상인 부분이고, 상기 제2 부분은 옷이 사용자의 피부를 덮고 있는 부분인, 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치 및 이를 이용한 신체 특징 분석 방법에 관련된다.

Description

열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ANALYZING BODY FEATURES USING THERMAL IMAGE}

본 발명은 영상 기반의 신체 특징 분석 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 열 영상을 이용하여 신체 사이즈를 분석하는 장치 및 방법에 관련된다.

종래 증강현실 피팅 서비스를 구현하기 위해서 사용자의 신체 사이즈를 측정하는 경우, 특허문헌1과 같이 3차원 스캐너를 이용하는 것이 일반적이다. 그러나 이와 같이 3차원 스캐너를 이용하여 사용자의 신체 사이즈를 측정하는 경우 사용자가 착용한 옷 유무 또는 종류에 따라서 옷과 실제 피부 사이의 간격으로 인해 다양한 오차가 발생하여 정확한 사용자의 신체 사이즈 측정이 어려운 문제가 있다.

한국공개특허 제 10-2017-0068741호 (2017.06.20)

위와 같은 문제를 해결하기 위해서, 사용자가 옷을 입고 있는 상태에서도 실제 신체 사이즈를 측정할 수 있는 방법이 요구되며, 본 발명의 일 실시예에서는 열화상 카메라를 이용하여 옷과 피부 사이 간격을 추정함으로써 신체 사이즈를 측정하는 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치는 열화상 카메라가 사용자를 촬영하여 생성된 열 영상을 획득하는 영상 획득부, 상기 열 영상 내 제1 부분의 컬러 강도와 제2 부분의 컬러 강도를 이용하여 상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 옷-피부 간격 추정부를 포함하되, 상기 제1 부분은 컬러 강도가 소정 범위 이상인 부분이고, 상기 제2 부분은 옷이 사용자의 피부를 덮고 있는 부분이다.

일 실시예에 있어서, 상기 옷-피부 간격 추정부는, 제1 부분의 컬러 강도와 제2 부분의 컬러 강도의 컬러 강도 차이를 옷-피부 간격 함수에 적용하여 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하되, 상기 옷-피부 간격 함수는, 옷-피부 간격; 및 열 영상 내 제1 부분과 다른 부분의 컬러 강도 차이를 포함하여 구성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 옷-피부 간격 함수는, 주변환경(ambient) 온도, 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 반영하여 각각 생성된 것이고, 상기 옷-피부 간격 추정부는, 상기 열 영상이 촬영된 시점에서의 주변환경 온도, 사용자의 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 기초로 옷-피부 간격 함수를 결정하고, 결정된 옷-피부 간격 함수에 상기 컬러 강도 차이를 적용할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 부분은 열 영상에서 사용자의 피부가 외부로 노출된 부분 중 적어도 일부이고, 상기 컬러 강도 차이에 이용되는 제1 부분의 컬러 강도는 제1 부분의 컬러 강도의 평균일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 추정된 제2 부분의 옷-피부 간격을 이용하여 상기 사용자의 신체 사이즈를 측정하는 신체 사이즈 추정부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 영상 획득부는, 깊이 카메라가 상기 사용자를 촬영하여 생성된 깊이 영상을 더 획득하고, 상기 신체 사이즈 추정부는, 상기 깊이 영상의 깊이정보를 더 이용하여 상기 사용자의 신체 사이즈를 추정하되, 상기 깊이 카메라는, 적외선 깊이 센서 카메라, 컬러깊이카메라, 싱글 컬러 카메라, 스테레오 컬러 카메라 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 깊이 카메라와 상기 열화상 카메라의 교정 파라미터를 기초로 상기 열 영상과 상기 깊이 영상간의 상관관계를 계산하는 상관관계 계산부를 더 포함하되, 상기 신체 사이즈 추정부는, 상기 상관관계를 기초로 상기 깊이 영상과 상기 열 영상 내 사용자의 신체 부위를 대응시킬 수 있다.

일 실시예에 있어서, 깊이 카메라 또는 열화상 카메라를 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법은 열화상 카메라가 사용자를 촬영하여 생성된 열 영상을 획득하는 단계, 상기 열 영상 내 제1 부분의 컬러 강도와 제2 부분의 컬러 강도를 이용하여 상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계를 포함하되, 상기 제1 부분은 열 영상 내 컬러 강도가 소정 범위 이상인 부분이고, 상기 제2 부분은 옷이 사용자의 피부를 덮고 있는 부분이다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계는, 제1 부분과 제2 부분의 컬러 강도 차이를 옷-피부 간격 함수에 적용하여 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하되, 상기 옷-피부 간격 함수는, 옷-피부 간격; 및 열 영상 내 제1 부분과 다른 부분의 컬러 강도 차이를 포함하여 구성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 옷-피부 간격 함수는, 주변환경(ambient) 온도, 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 반영하여 각각 생성된 것이고, 상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계는, 상기 열 영상이 촬영된 시점에서의 주변환경 온도, 사용자의 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 기초로 옷-피부 간격 함수를 결정하고, 결정된 옷-피부 간격 함수에 상기 컬러 강도 차이를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 추정된 제2 부분의 옷-피부 간격을 이용하여 상기 사용자의 신체 사이즈를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는, 상술한 방법을 실행하기 위한 명령을 저장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 사용자가 옷을 입고 있는 상태에서 옷과 피부 사이 간격을 추정하므로서, 옷 내부의 신체에 대한 정확한 사이즈 측정이 가능하다. 또한 열 영상과 깊이 영상을 함께 이용하는 경우 열 영상으로 신체 사이즈를 측정함으로써 발생되는 오차를 줄일 수 있어 보다 정확한 신체 사이즈 측정이 가능한 이점이 있다.

이와 같이 옷을 입고 있는 사용자의 정확한 신체 사이즈 측정이 가능함으로써, 가상 현실 또는 증강 현실 서비스에서 사용자에게 정확하고 다양한 피팅 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치1000의 블록도이다.
도 2는 열화상 카메라C1로 촬영한 열 영상의 예이다.
도 3은 피부 표면의 컬러 강도를 기준으로 생성된 옷-피부 간격 테이블을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라서 도 3의 테이블을 이용하여 열 영상 내 신체 부위에 대하여 옷-피부 간격을 추정한 결과를 나타낸다.
도 5는 옷-피부 간격과 컬러강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 다양한 옷의 질감을 나타낸다.
도 7은 동일한 사용자1를 촬영한 깊이 영상과 열 영상을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 동일한 사용자1를 촬영한 깊이 영상과 열화상 영상에서 사용자의 각 신체 부위(81-84)를 대응시킨 결과를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법의 순서도이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

본 명세서에 기술된 실시예는 전적으로 하드웨어이거나, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어이거나, 또는 전적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 본 명세서에서 "부(unit)", "모듈(module)", "장치" 또는 "시스템" 등은 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티(entity)를 지칭한다. 예를 들어, 본 명세서에서 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등은 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체(object), 실행 파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program), 및/또는 컴퓨터(computer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션(application) 및 컴퓨터의 양쪽이 모두 본 명세서의 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등에 해당할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 일련의 과정들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수도 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수도 있다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치1000의 블록도이다. 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치1000는 열화상 카메라C1로 촬영된 사용자의 열 영상을 분석하여 사용자의 피부와 옷의 간격을 추정할 수 있다. 또한 신체 특징 분석 장치1000는 추정된 피부와 옷의 간격을 이용하여 사용자의 신체 사이즈를 추정할 수도 있다. 추정되는 신체 사이즈는 옷에 의한 부피(노이즈)가 제거된 것으로서 피부 표면에 대하여 추정된 정확한 신체 사이즈일 수 있다. 또한 다른 실시예에서는 깊이 카메라C2를 더 이용하여 신체 사이즈를 보다 정확히 추정할 수 있다. 본 명세서에서는 열화상 카메라로 FLIR®를 이용하고, 깊이 카메라로 KINECT®를 이용한 경우를 예로 들어 설명하나, 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

1. 열 영상을 이용한 옷-피부 간격 추정

도 1을 참조하면 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치1000는 영상 획득부100, 옷-피부 간격 추정부200를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치1000는 열화상 카메라C1, 깊이 카메라C2, 신체 사이즈 추정부300 또는 데이터베이스400를 더 포함할 수도 있다.

영상 획득부100는 열화상 카메라C1가 사용자1를 촬영하여 생성된 열 영상TI(thermal image)을 획득할 수 있다. 열화상 카메라C1는 사용자로부터 소정 거리 이격된 임의 위치에서 사용자1를 촬영할 수 있다. 사용자1는 상체에 옷을 입고 있다. 사용자1의 신체 부위 중 일 부분R10(도 1에서는 목)은 옷에 덮여 지지 않고 피부가 외부에 노출되어 있다, 다른 일 부분 R20은 옷에 덮여 있으며, 옷과 피부 사이에 일정한 간격g이 존재한다.

도 2는 열화상 카메라C1로 촬영한 열 영상의 예이다. 열화상 카메라C1는 컬러 이미지 센서와 열적외선 이미지 센서로 구성될 수 있다, 이 경우 열 영상은 컬러 영상(CCD 센서로 획득된 영상)과 열적외선 영상(적외선 이미지 센서로 획득된 영상)으로 구분될 수 있다. 도 2는 컬러 영상과 열적외선 영상으로 구성된 열 영상의 예이다.

옷 피부 간격 추정부200는 열 영상TI 내 제1 부분 의 컬러 강도와 제2 부분 의 컬러 강도(intensity)를 이용하여 상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정할 수 있다. 옷-피부 간격은 옷 표면과 피부 표면 사이의 간격일 수 있으나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 즉 필요에 따라서 옷 표면이 아닌 옷 내부 일정한 깊이 면이 옷-피부 간격에 적용될 수도 있다. 또한 옷 표면은 사용자가 옷을 하나 이상 겹쳐 입은 경우 최 외곽 옷의 표면일 수도 있다.

제1 부분R10은 열 영상 내 컬러 강도가 소정 범위 이상인 부분이고, 제2 부분은 옷2이 사용자의 피부를 덮고 있는 부분일 수 있다.

제1 부분은 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하기 위해 참조되는 기준 영상부분이고, 제2 부분은 옷-피부 간격을 측정하는 판단대상 영상부분일 수 있다. 제1 부분과 제 2 부분은 적어도 하나의 픽셀 단위이거나, 일정한 면적일 수도 있다.

일 실시예에서 제1 부분은 열 영상에서 사용자의 피부가 외부로 노출된 부분 중 적어도 일부 일 수 있다. 즉 제1 부분은 주로 목이나 얼굴, 손이 될 수 있다. 예컨대 제1 부분은 열 영상에서 컬러 강도가 가장 높은 부분일 수 있다.

도 1과 2를 참조하면 제1 부분R10은 사용자1의 목 부분으로 나타나나, 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

한편 도 2에서는 두 개의 제2 부분 R20, R21이 도시되었으나, 본 명세서에서는 설명의 명확화를 위해 주로 R20을 제2부분으로 하여 발명의 실시예를 설명한다.

도 2를 참조하면 사용자의 피부가 노출된 제1 부분R10은 컬러 강도가 매우 높아 밝게 나타나나, 다른 제2 부분R20, 21은 옷에 덮여있어 컬러 강도가 상대적으로 낮게 나타난다. 특히 제2 부분R20은 제2부분R21 보다 옷이 피부에 더 밀착되어 더 높은 컬러 강도를 나타낸다. 즉 피부와 옷의 간격이 커질수록 컬러 강도가 낮아짐을 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 옷-피부 간격 추정부200는 이러한 열 영상 내 옷-피부 간격의 컬러 강도 특성을 이용하여 옷-피부 간격을 정확히 추정할 수 있다.

도 3은 피부 표면의 컬러 강도를 기준으로 생성된 옷-피부 간격 테이블을 나타낸다. 일 실시예에서 옷 피부 간격 추정부200는 옷 피부 간격 추정부200는 열 영상에서 가장 컬러 강도가 높은 부분을 피부 표면으로 추정하고 가장 낮은 부분을 주변환경으로 추정하여 도 3과 같은 옷-피부 간격 테이블을 생성할 수도 있다. 이 경우 옷 피부 간격 추정부200는 열 영상 내 각 픽셀의 컬러 강도를 도 3에 예시된 옷-피부 간격 테이블에 적용하여 해당 픽셀의 옷-피부 간격을 추정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라서 도 3의 테이블을 이용하여 열 영상 내 신체 부위에 대하여 옷-피부 간격을 추정한 결과를 나타낸다. 도 4를 참조하면 제1 부분R10은 목이고 피부가 외부로 노출된 부분으로서 옷-피부 간격이 0으로 나타난다. 한편 제2 부분R20은 제2 부분R21에 비하여 더 높은 컬러 강도를 보이며, 옷-피부 간격이 더 좁게 나타난다.

도 5는 옷-피부 간격과 컬러 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.. 도 5에서 가로 축은 옷-피부 간격이고, 세로 축은 컬러 강도를 정규화한 값을 나타낸다. 이러한 옷-피부 간격과 컬러강도의 관계는 옷-피부 간격 함수에 반영될 수 있다.

또한 옷-피부 간격 함수는, 옷-피부 간격; 및 열 영상 내 제1 부분과 다른 부분의 컬러 강도 차이를 포함하여 구성된 것일 수 있으며, 데이터베이스400에 저장될 수 있다. 위 컬러 강도 차이는 도 5와 같은 컬러강도와 옷-피부 간격에 대한 그래프를 참조하여 구해질 수 있다.

옷-피부 간격 추정부200는, 제1 부분R10의 컬러 강도와 제2 부분R20의 컬러 강도 차이를 옷-피부 간격 함수에 적용하여 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정할 수 있다. 여기서 컬러 강도 차이에 이용되는 제1 부분의 컬러 강도는 제1 부분의 컬러 강도의 평균일 수도 있다. 예컨대 제1 부분이 사용자의 목, 볼인 경우, 목과 볼의 컬러 강도의 평균이 제2 부분의 컬러 강도와 비교될 수도 있다.

일 실시예에서, 옷-피부 간격 함수는, 주변환경(ambient) 온도, 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 반영하여 각각 생성된 것일 수 있다. 이렇게 각각 생성된 옷-피부 간격 함수는 데이터베이스400에 저장될 수 있다. 즉, 특정한 주변온도 및 사용자의 피부 온도, 또는 옷의 질감 등 다양한 조건의 조합에 대하여 옷-피부 간격 함수가 생성되고 데이터베이스400에 구비될 수 있다. 주변환경의 온도, 사용자의 신체 부위별 온도 특성, 또는 옷의 질감에 따라서 옷 표면과 피부의 온도 차이는 달라질 수 있으므로, 이러한 조건을 고려하여 적절한 옷-피부 간격 함수를 이용하는 것이 바람직하다.

도 6은 다양한 옷의 질감을 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이 다양한 옷의 질감이 존재하며 질감에 따라서 보온 성능이 상이하므로, 이러한 차이를 반영하여 더욱 정확한 옷-피부 간격 추정이 가능하다.

따라서 옷-피부 간격 추정부200는 열 영상TI이 촬영된 시점에서의 주변환경 온도, 사용자의 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 기초로 옷-피부 간격 함수를 결정하고, 결정된 옷-피부 간격 함수에 컬러 강도 차이를 적용하여 제2 부분R20의 옷-피부 간격을 추정할 수 있다.

위와 같은 방식으로, 열 영상으로부터 사용자의 피부와 옷 사이의 간격이 추정될 수 있다.

2. 열 영상 또는 깊이 영상을 이용한 신체 사이즈 추정

본 발명의 일 실시예에 따른 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치1000는 추정된 제2 부분의 옷-피부 간격을 이용하여 사용자의 신체 사이즈를 추정하는 신체 사이즈 추정부300를 더 포함할 수 있다.

신체 사이즈 추정부300는 열 영상 내 사용자의 신체 신체 외곽선을 결정할 수 있다. 예컨대 신체 사이즈 추정부300는 열 영상 내 컬러 강도(intensity)의 변화가 소정값 이상인 부분을 상기 신체 신체 외곽선으로 결정할 수 있다.

신체 사이즈 추정부300는 열 영상TI 내 신체 외곽선과 열화상 카메라와 사용자 간의 거리, 주변 환경의 평균 온도(배경) 및 사용자 피부온도 중 적어도 하나를 이용하여 사용자1의 신체 사이즈를 추정할 수 있다. 이를 위해서 사용자와 열화상 카메라 간의 거리가 기 입력되어 있거나, 타 장치에 의해 실시간 계산될 수 있다.

예컨대 신체 사이즈 추정부300는 열 영상으로부터 획득한 신체 외곽선으로부터 사용자의 신체 부위의 폭을 결정할 수 있다. 예컨대 신체 사이즈 추정부300는, 상기 신체 외곽선에 의해 형성되는 각 신체 부위의 폭을 이용하여, 각 신체 부위의 깊이 정보(z축 크기, 두께)를 산출하고, 산출된 깊이 정보를 더 이용하여 상기 사용자의 신체 사이즈를 추정할 수 있다. 이를 위해서 각 신체 부위별 폭-두께 관계정보가 참조될 수 있다. 이러한 폭-두께 관계정보는 데이터베이스400에 구비되거나, 다른 타 장치에 저장되어 있을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 영상 획득부100는, 깊이 카메라C2가 사용자1를 촬영하여 생성된 깊이 영상DI(depth image)을 더 획득할 수 있다. 깊이 카메라C2는 상술한 열화상 카메라C1와 시간 동기되어 사용자1를 촬영할 수 있다.

도 7은 동일한 사용자1를 촬영한 깊이 영상과 열 영상을 나타낸다. 도 7에서 깊이 영상은 흑백으로 나타나나, 다른 실시예에서는 컬러깊이영상이 이용될 수 있다. 깊이 영상만으로 사용자의 신체 사이즈를 측정하는 경우 사용자가 착용한 옷으로 인하여 정확한 신체 사이즈 측정이 어렵다. 따라서 본 발명에서는 열 영상으로부터 옷-피부 간격을 추정하고 이를 함께 이용함으로써 사용자의 신체 사이즈를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

깊이 카메라C2는, 적외선 깊이 센서 카메라, 컬러깊이카메라, 싱글 컬러 카메라, 스테레오 컬러 카메라 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

신체 사이즈 추정부300는, 깊이 영상의 깊이정보를 더 이용하여 상기 사용자의 신체 사이즈를 추정할 수 있다. 깊이 카메라C2는 카메라와 객체의 표면 사이의 거리를 측정하는 장비로서, 깊이 영상은 사용자1의 옷 내부를 표현하지는 못하고 옷 표면이나 외부로 노출된 피부의 윤곽을 표현할 수 있다.

열화상 카메라C1와 깊이 카메라C2가 독립적인 장치로 존재하는 경우, 서로 다른 위치에서 사용자를 촬영하기 때문에 두 영상의 시점이 상이하고, 영 상 내 객체의 위치도 상이할 수 있다. 도 7을 참조하면 열 영상 내 사용자는 깊이 영상 내 사용자 보다 더 위에 위치하여 표시되고 있다. 이 경우 두 영상의 픽셀 좌표를 그대로 매칭시키는 경우 동일한 신체 부위가 매칭되지 않게 된다.

따라서 두 카메라간의 교정이 필요하다. 이를 위해 상관관계 계산부(미도시)는 깊이 카메라와 열화상 카메라의 교정 파라미터를 기초로 상기 열 영상과 상기 깊이 영상간의 상관관계를 계산할 수 있다. 상관관계는 각 카메라로부터 획득한 영상 내 객체의 위치를 정렬하는 것으로서, 동일한 좌표에 동일한 신체 부위가 위치하도록 카메라간 차이를 보정하는 것이다. 여기서 교정 파라미터는, 카메라 내부 파라미터, 카메라 회전 rotation 파라미터, 카메라 이동 translation 파라미터 중 적어도 하나 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대 깊이 카메라에 포함된 컬러 카메라의 교정 파라미터를(이 경우 깊이 카메라는 컬러 깊이(RGBD) 카메라임) 열화상 카메라에 포함된 컬러 카메라에 적용함으로써 깊이 카메라와 열화상 카메라의 교정이 이루어질 수 있다.

따라서 신체 사이즈 추정부300는, 상관관계를 기초로 상기 깊이 영상과 상기 열 영상 내 사용자의 신체 부위를 대응시킬 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 동일한 사용자를 촬영한 깊이 영상과 열화상 영상에서 사용자의 각 신체 부위(81-84)를 대응시킨 결과를 나타낸다. 위와 같이 두 카메라간 상관관계를 계산함으로써, 각 영상 내 서로 다른 위치에 위치한 사용자의 동일한 신체 부위에 대하여 매칭이 이루어질 수 있다. 매칭이 이루어진 후, 신체 사이즈 추정부300는 대응되는 각 픽셀에 대하여 거리 값을 계산하여 사용자의 신체에 대한 3차원 정보를 획득할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법의 순서도이다. 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법은 상술한 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치의 구성요소들에 의해 구현될 수 있다.

도 9를 참조하면 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법은 열화상 카메라가 사용자를 촬영하여 생성된 열 영상을 획득하는 단계(S100), 상기 열 영상 내 제1 부분의 컬러 강도와 제2 부분의 컬러 강도를 이용하여 상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계(S200)를 포함할 수 있다. 여기서 제1 부분은 열 영상 내 컬러 강도가 소정 범위 이상인 부분이고, 상기 제2 부분은 옷이 사용자의 피부를 덮고 있는 부분일 수 있다.

일 실시예에서, 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계(S200)는, 제1 부분과 제2 부분의 컬러 강도 차이를 옷-피부 간격 함수에 적용하여 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 옷-피부 간격 함수는, 옷-피부 간격 및 열 영상 내 제1 부분과 다른 부분의 컬러 강도 차이를 포함하여 구성된 것일 수 있다.

또한 옷-피부 간격 함수는, 주변환경(ambient) 온도, 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 반영하여 각각 생성된 것일 수 있다. 이 경우 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계(S200)는, 상기 열 영상이 촬영된 시점에서의 주변환경 온도, 사용자의 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 기초로 옷-피부 간격 함수를 결정하고, 결정된 옷-피부 간격 함수에 상기 컬러 강도 차이를 적용하는 것일 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법은 추정된 제2 부분의 옷-피부 간격을 이용하여 상기 사용자의 신체 사이즈를 측정하는 단계를 더 포함할 수 도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는, 상술한 열 영상을 이용한 사용자 신체 특징 분석 방법을 실행하기 위한 명령을 저장할 수 있다.

이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

1 사용자, 2 옷, C1 열화상 카메라, C2 깊이 카메라,
TI 열 영상, DI 깊이 영상,
100 영상 획득부, 200 옷-피부 간격 추정부, 300 신체 사이즈 추정부, 400 데이터베이스,
1000 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치

Claims (13)

1. 열화상 카메라가 사용자를 촬영하여 생성된 열 영상을 획득하는 영상 획득부;
   상기 열 영상 내 제1 부분의 컬러 강도와 제2 부분의 컬러 강도를 이용하여 상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 옷-피부 간격 추정부를 포함하되,
   상기 제1 부분은 컬러 강도가 소정 범위 이상인 부분이고, 상기 제2 부분은 옷이 사용자의 피부를 덮고 있는 부분인, 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 옷-피부 간격 추정부는,
   제1 부분의 컬러 강도와 제2 부분의 컬러 강도의 컬러 강도 차이를 옷-피부 간격 함수에 적용하여 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하되,
   상기 옷-피부 간격 함수는,
   옷-피부 간격; 및 열 영상 내 제1 부분과 다른 부분의 컬러 강도 차이를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 옷-피부 간격 함수는, 주변환경(ambient) 온도, 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 반영하여 각각 생성된 것이고,
   상기 옷-피부 간격 추정부는, 상기 열 영상이 촬영된 시점에서의 주변환경 온도, 사용자의 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 기초로 옷-피부 간격 함수를 결정하고, 결정된 옷-피부 간격 함수에 상기 컬러 강도 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 부분은 열 영상에서 사용자의 피부가 외부로 노출된 부분 중 적어도 일부이고,
   상기 컬러 강도 차이에 이용되는 제1 부분의 컬러 강도는 제1 부분의 컬러 강도의 평균인 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   추정된 제2 부분의 옷-피부 간격을 이용하여 상기 사용자의 신체 사이즈를 측정하는 신체 사이즈 추정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 영상 획득부는, 깊이 카메라가 상기 사용자를 촬영하여 생성된 깊이 영상을 더 획득하고,
   상기 신체 사이즈 추정부는, 상기 깊이 영상의 깊이정보를 더 이용하여 상기 사용자의 신체 사이즈를 추정하되,
   상기 깊이 카메라는,
   적외선 깊이 센서 카메라, 컬러깊이카메라, 싱글 컬러 카메라, 스테레오 컬러 카메라 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 깊이 카메라와 상기 열화상 카메라의 교정 파라미터를 기초로 상기 열 영상과 상기 깊이 영상간의 상관관계를 계산하는 상관관계 계산부를 더 포함하되,
   상기 신체 사이즈 추정부는, 상기 상관관계를 기초로 상기 깊이 영상과 상기 열 영상 내 사용자의 신체 부위를 대응시키는 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치.
   
8. 제6항에 있어서,
   깊이 카메라 또는 열화상 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 장치.
   
9. 열화상 카메라가 사용자를 촬영하여 생성된 열 영상을 획득하는 단계;
   상기 열 영상 내 제1 부분의 컬러 강도와 제2 부분의 컬러 강도를 이용하여 상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계를 포함하되,
   상기 제1 부분은 열 영상 내 컬러 강도가 소정 범위 이상인 부분이고, 상기 제2 부분은 옷이 사용자의 피부를 덮고 있는 부분인, 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계는,
    제1 부분과 제2 부분의 컬러 강도 차이를 옷-피부 간격 함수에 적용하여 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하되,
    상기 옷-피부 간격 함수는,
    옷-피부 간격; 및 열 영상 내 제1 부분과 다른 부분의 컬러 강도 차이를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 옷-피부 간격 함수는, 주변환경(ambient) 온도, 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 반영하여 각각 생성된 것이고,
    상기 제2 부분의 옷-피부 간격을 추정하는 단계는,
    상기 열 영상이 촬영된 시점에서의 주변환경 온도, 사용자의 피부 온도, 옷의 질감, 옷의 두께 중 적어도 하나를 기초로 옷-피부 간격 함수를 결정하고, 결정된 옷-피부 간격 함수에 상기 컬러 강도 차이를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법.
    
12. 제10항에 있어서,
    추정된 제2 부분의 옷-피부 간격을 이용하여 상기 사용자의 신체 사이즈를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 영상을 이용한 신체 특징 분석 방법.
    
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 명령이 저장된, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.

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