(57)【要約】【課題】身体の体積を簡単に測定でき、正確な体脂肪率を求める。【解決手段】体重計１００は、人体Ｈの体重を測定するロードセルと、奥行を含む形状データを撮影するデプスカメラ１０４と、デプスカメラ１０４によって撮影した人体Ｈの複数の異なる面の形状データに基づき、人体Ｈの体積を算出し、体重と体積に基づき人体Ｈの体脂肪率を算出する。デプスカメラ１０４は、体重計１００の筐体から所定距離離れて配置された反射体１１１に映る筐体上の人体Ｈを撮影する。【選択図】図１
2020162748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の体重を測定するロードセルと、
奥行を含む形状データを撮影するデプスカメラと、
前記デプスカメラによって撮影した人体の複数の異なる面の前記形状データに基づき、前記人体の体積を算出し、前記体重と前記体積に基づき前記人体の体脂肪率を算出する制御部と、
を備えたことを特徴とする体重計。
【請求項２】
前記デプスカメラは、体重計の筐体から所定距離離れて配置された反射体に映る前記筐体に載った前記人体を撮影することを特徴とする請求項１に記載の体重計。
【請求項３】
前記制御部は、
前記筐体上に前記人体が載っていない体重測定前に、前記デプスカメラが撮影した前記形状データに基づき、体重計の筐体から所定距離離れて配置された壁面および前記反射体までの距離をそれぞれ検出し、
前記筐体上に前記人体が載った前記体重測定時に、前記デプスカメラが撮影した前記形状データから前記距離の前記人体に相当する形状データを抽出し、
抽出した前記形状データに基づき前記人体の体積を算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の体重計。
【請求項４】
前記制御部は、
前記体重測定前に、前記デプスカメラが撮影した前記形状データが取得できなければ、当該未取得の状態を通知することを特徴とする請求項３に記載の体重計。
【請求項５】
前記制御部は、
前記体重測定時に、前記デプスカメラと前記反射体との間の傾斜を検出し、当該検出した傾斜に応じて前記形状データを補正することを特徴とする請求項３または４に記載の体重計。
【請求項６】
前記制御部は、
前記デプスカメラによって撮影した人体の正面と側面の前記形状データを統合し、前記人体の体積を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の体重計。
【請求項７】
前記制御部は、
前記人体の正面と側面の前記形状データの統合時に生じた欠損部を埋める補完を行うことを特徴とする請求項６に記載の体重計。
【請求項８】
前記制御部は、
実測した前記人体の前記体重および前記体積に基づき体密度を算出し、当該体密度を所定の計算式に代入して前記体脂肪率を求めることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の体重計。
【請求項９】
身長および体重別の標準的な体積、および人体の各部位ごとの体積のデータベースを有し、
前記制御部は、
前記デプスカメラで撮影できなかった部位を、前記データベースの参照により補完することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の体重計。
【請求項１０】
前記デプスカメラは、体重計の筐体から引き出し可能とされ、前記筐体から所定距離離れた位置で前記人体を直接撮影することを特徴とする請求項１、６〜９のいずれか一つに記載の体重計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人体の体重を測定する体重計に関する。
【背景技術】
【０００２】
体重計の機能として体脂肪率を測定するものがある。例えば、被検者を撮影した画像情報と、インピーダンス体重から体内の脂肪率を求める技術がある（例えば、下記特許文献１参照。）。また、複数のカメラで被検者を撮影して得た身体容積データを用いて体脂肪率を求める技術がある（例えば、下記特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１９０６号公報
【特許文献２】特開２００５−１２５０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、簡単に体脂肪率を得ることができなかった。従来技術１では、身体の体積を測定しないため、正確な体脂肪率を得ることができない。この技術では、生体インピーダンス法を用いて、身体に微弱な電流を流した際の電気インピーダンスに基づき体脂肪率を求めている。しかし、生体インピーダンスは、起床直後や就寝直前などの身体状態による変化が大きく、同じ日でも測定した時間でばらつきがある。また、生体電気インピーダンスを用いて体脂肪率を推定するアルゴリズムは、製造メーカごとに異なり、機器によるばらつきが大きい。
【０００５】
正確な体脂肪率は、ブロゼックの式に基づき体重と体密度から求められるが、体密度を求めるには体重と体積が必要である。従来技術１では、身体の体積を測定できないため、正確な体脂肪率を求めることができない。
【０００６】
また、従来技術２では、複数台のカメラを用いた大型のシステムでコスト高となった。例えば、家庭用に適したサイズではなく、装置を容易に取り扱えない。
【０００７】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、身体の体積を簡単に測定でき、正確な体脂肪率を求めることができる体重計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる体重計は、人体の体重を測定するロードセルと、奥行を含む形状データを撮影するデプスカメラと、前記デプスカメラによって撮影した人体の複数の異なる面の前記形状データに基づき、前記人体の体積を算出し、前記体重と前記体積に基づき前記人体の体脂肪率を算出する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記デプスカメラは、体重計の筐体から所定距離離れて配置された反射体に映る前記筐体に載った前記人体を撮影することを特徴とする。
【００１０】
また、前記制御部は、前記筐体上に前記人体が載っていない体重測定前に、前記デプスカメラが撮影した前記形状データに基づき、体重計の筐体から所定距離離れて配置された壁面および前記反射体までの距離をそれぞれ検出し、前記筐体上に前記人体が載った前記体重測定時に、前記デプスカメラが撮影した前記形状データから前記距離の前記人体に相当する形状データを抽出し、抽出した前記形状データに基づき前記人体の体積を算出する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、前記制御部は、前記体重測定前に、前記デプスカメラが撮影した前記形状データが取得できなければ、当該未取得の状態を通知することを特徴とする。
【００１２】
また、前記制御部は、前記体重測定時に、前記デプスカメラと前記反射体との間の傾斜を検出し、当該検出した傾斜に応じて前記形状データを補正することを特徴とする。
【００１３】
また、前記制御部は、前記デプスカメラによって撮影した人体の正面と側面の前記形状データを統合し、前記人体の体積を算出することを特徴とする。
【００１４】
また、前記制御部は、前記人体の正面と側面の前記形状データの統合時に生じた欠損部を埋める補完を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、前記制御部は、実測した前記人体の前記体重および前記体積に基づき体密度を算出し、当該体密度を所定の計算式に代入して前記体脂肪率を求めることを特徴とする。
【００１６】
また、身長および体重別の標準的な体積、および人体の各部位ごとの体積のデータベースを有し、前記制御部は、前記デプスカメラで撮影できなかった部位を、前記データベースの参照により補完することを特徴とする。
【００１７】
また、前記デプスカメラは、体重計の筐体から引き出し可能とされ、前記筐体から所定距離離れた位置で前記人体を直接撮影することを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、体重計に載った人体をデプスカメラで撮影して実際の体積を求めるため、体脂肪率をより正確に求めることができるようになる。また、筐体内にデプスカメラを備えることで、小型な体重計にでき、容易に取り扱うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の一側面によれば、身体の体積を簡単に測定でき、正確な体脂肪率を求めることができる体重計を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施の形態にかかる体重計による体脂肪率の測定状態を説明する側面図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる体重計を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態にかかる体重計のハードウェア構成例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態にかかる体重計の制御部の機能を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態にかかる体重計の人体データベースの情報例を示す図表である。
【図６】図６は、実施の形態にかかるデプスカメラを用いた人体の撮影状態を説明する図である。
【図７】図７は、実施の形態にかかる体重計による体脂肪率測定にかかる全体処理例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態にかかるデプスカメラによる壁検出時のデータ例の説明図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態にかかるデプスカメラを用いた場合の傾き角を説明する図である。（その１）
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態にかかるデプスカメラを用いた場合の傾き角を説明する図である。（その２）
【図１０】図１０は、実施の形態にかかる壁検出時のデータ例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、実施の形態にかかる壁検出の処理例を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態にかかる実施の形態にかかる体脂肪率の測定の処理例を示すフローチャートである。（その１）
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態にかかる実施の形態にかかる体脂肪率の測定の処理例を示すフローチャートである。（その２）
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、実施の形態にかかる実施の形態にかかる体脂肪率の測定の処理例を示すフローチャートである。（その３）
【図１３】図１３は、実施の形態にかかる体脂肪率の測定時の穴埋めの処理例を説明する図である。（その１）
【図１４】図１４は、実施の形態にかかる体脂肪率の測定時の穴埋めの処理例を説明する図である。（その２）
【図１５】図１５は、実施の形態にかかる体脂肪率の測定時の体積算出の処理例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、この発明にかかる体重計の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる体重計による体脂肪率の測定状態を説明する側面図である。体重計１００は、人体Ｈの体重を測定する機能のほかに、体脂肪率を測定する機能を有している。実施の形態の体重計１００は、上面（体重計１００上の人体Ｈが見た前面側）にデプスカメラ１０４が設けられている。
【００２３】
デプスカメラ（３Ｄカメラ）１０４は、所定波長（例えば赤外線の波長帯）の光を、壁１１０等に設けた鏡等の反射体１１１に向けて出射し、反射体１１１により反射された光を受光することで、撮影した人体Ｈの奥行方向の距離情報を含む３次元情報（形状データ）を出力する。奥行方向は、光切断法または飛行時間（ＴＯＦ：Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）法を用いて行う。詳細は後述するが、デプスカメラ１０４を反射体１１１に向けて設置することで、デプスカメラ１０４は、体重計１００上に載った人体Ｈを反射体１１１を介して撮影する。
【００２４】
体重計１００内部の制御部は、デプスカメラ１０４により、体重計１００上で少なくとも人体Ｈの正面および側面を撮影した際の形状データを体重計１００内部でデータ処理することで、人体Ｈの体積を算出し、この体積を用いて体脂肪率を算出する。
【００２５】
図２は、実施の形態にかかる体重計を示す斜視図である。体重計１００は、筐体２０１の上面に体重測定部２０２、表示部２０３が設けられ、筐体２０１の上部中央にデプスカメラ１０４が設けられる。
【００２６】
体重測定部２０２は、体重計１００に載った人体Ｈの体重を筐体２０１内部に設けられたロードセルで測定する。
【００２７】
デプスカメラ１０４は、人体全体を撮影するため、床面に設置された体重計１００から反射体１１１側の斜め上の方向に向いて設けられる。対応して筐体２０１には凹部２０１ａが設けられ、この凹部２０１ａにデプスカメラ１０４が設けられる。
【００２８】
表示部２０３は、一つの表示装置で各種表示を行ってもよいが、例えば、機能別に体重表示部２１１、設置案内部２１２、測定案内部２１３、体脂肪率表示部２１４、をそれぞれ有し、体重計１００内部の制御部により表示制御される。
【００２９】
体重表示部２１１は、体重計１００が測定した体重を表示する。設置案内部２１２は、体脂肪率測定時、デプスカメラ１０４が規定位置に向くように体重計１００の角度を変更する案内表示を行う。例えば、反射体１１１（壁１１０）に対して生じた傾斜（後述する方位角Φおよび傾き角θ）が補正範囲外の場合、これら傾斜に対応する上下左右や回転のマークを表示し、傾斜が補正範囲外である通知を行う。
【００３０】
この際、例えば、体重計１００を該当方向に角度変更することで、傾斜をデータ補正可能な範囲内に収めることができる。また、体重計１００に対し、デプスカメラ１０４が全方向に角度変更できる機構を有してもよく、この場合、デプスカメラ１０４の角度変更で傾斜を補正範囲内にすることができる。
【００３１】
測定案内部２１３は、体脂肪率測定時、デプスカメラ１０４による人体の撮影で不足している人体の部位に相当する人体のマークの部位を示す案内表示を行う。体重計１００上で、例えば、人体Ｈの正面や側面をデプスカメラ１０４で撮影した際、反射体１１１（鏡）の大きさの制約等で、鏡からはみ出しデプスカメラ１０４で撮影されていない人体Ｈの部位（欠損部）がある場合等に、その欠損部を通知する。また、測定案内部２１３は、デプスカメラ１０４により人体Ｈの正面の撮影、および側面の撮影を行うための案内通知、例えば、正面撮影後に回転等の矢印で側面を撮影する通知を行ってもよい。
【００３２】
体脂肪率表示部２１４は、デプスカメラ１０４により撮影後、体重計１００がデータ処理により求めた体脂肪率を表示する。
【００３３】
また、体重計１００は、図示しない電源スイッチ、および個人データ等の各種設定データを操作入力する操作スイッチを設けてもよい。
【００３４】
図３は、実施の形態にかかる体重計のハードウェア構成例を示す図である。体重計１００は、例えば、図３に示すハードウェアで構成することができる。例えば、体重計１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１、メモリ３０２、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３０３、デプスカメラ１０４、ロードセル３０４（体重測定部２０２に相当）、ディスプレイ３０５（表示部２０３に相当）、を備える。
【００３５】
ＣＰＵ３０１は、体重計１００の全体の制御を司る制御部として機能する演算処理装置である。メモリ３０２は、不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。不揮発性メモリは、例えば、ＣＰＵ３０１のプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。揮発性メモリは、例えば、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用されるＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
【００３６】
入出力Ｉ／Ｆ３０３は、デプスカメラ１０４の撮影データおよびロードセル３０４が測定した体重をＣＰＵ３０１に出力する、また、ＣＰＵ３０１がデータ処理した各種データ（体重、体脂肪率、案内表示）をディスプレイ３０５に出力する。
【００３７】
また、メモリ３０２を補助する記録装置、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）フラッシュドライブ等を接続可能に構成することもできる。
【００３８】
メモリ３０２に記録されたプログラムをＣＰＵ３０１が実行することにより、体重計１００の各機能を実現する。実施の形態では、主にＣＰＵ３０１は、体脂肪率の算出にかかる処理を実行する。
【００３９】
図４は、実施の形態にかかる体重計の制御部の機能を示すブロック図である。制御部（ＣＰＵ３０１）の内部機能を示す。ＣＰＵ３０１は、体重計算部４０１と、体脂肪率計算部４０２と、人体データベース（ＤＢ）４０３と、を含む。体重計算部４０１は、ロードセル３０４が出力する体重の情報に基づき人体Ｈの体重を計算し、ディスプレイ３０５（体重表示部２１１）に表示する。
【００４０】
体脂肪率計算部４０２は、壁検出部４１１、傾斜補正部４１２、人データ抽出部４１３、体積計算部４１４、体脂肪率計算部４１５を含む。壁検出部４１１と、傾斜補正部４１２は、体脂肪率の測定前の状態で、体重計１００を規定位置に設置するための校正機能を有する。この校正後、体重計１００に人体Ｈが載り、体脂肪率を測定する際には、人データ抽出部４１３と、体積計算部４１４と、体脂肪率計算部４１５とにより、人体Ｈの体脂肪率が測定処理される。
【００４１】
壁検出部４１１は、デプスカメラ１０４が出力するデータに基づき、壁１１０（および反射体１１１）の位置を検出する。反射体１１１は光を反射し、デプスカメラ１０４による人体Ｈの撮影を可能とする。これに対し、壁１１０は非反射体に相当し、反射体１１１の位置検出のために壁１１０を検出する。
【００４２】
傾斜補正部４１２は、検出した壁１１０の傾斜（方位角Φおよび傾き角θ）を検出し、検出時には、相対的に体重計１００側を傾斜（方位角Φおよび傾き角θ）を相殺する補正を行う。また、傾斜が補正範囲を超える大きな角度である場合、傾斜を相殺する方向に体重計１００を傾ける通知をディスプレイ３０５（設置案内部２１２）に表示してもよい。
【００４３】
人データ抽出部４１３は、体重計１００に載った人体Ｈをデプスカメラ１０４で撮影したときの形状データから、人体Ｈに相当するデータを抽出する。この際、取得した形状データに人体Ｈの一部に欠損がある場合、欠損部の部位がある通知をディスプレイ３０５（測定案内部２１３）に表示する。
【００４４】
体積計算部４１４は、人データ抽出部４１３により抽出したデータに基づき、人体Ｈの体積を計算する。体脂肪率計算部４１５は、体積計算部４１４で計算した体積と、ロードセル３０４が測定した体重とに基づき、人体Ｈの体脂肪率を算出する。算出した体脂肪率は、ディスプレイ３０５（体脂肪率表示部２１４）に表示する。
【００４５】
実施の形態では、下記式（１）のブロゼックの式に基づき体脂肪率を求める。体脂肪率は、ａ＝１．１０００ｇ／ｍＬ（除脂肪組織  Ｌｅａｎ  Ｂｏｄｙ  Ｍａｓｓ：ＬＢＭの密度）、ｂ＝０．９００７ｇ／ｍＬ（脂肪の密度）、Ｗ：体重、Ｄ：体密度とすると、
【００４６】
【数１】
2020162748.tif 000003
【００４７】
により得ることができる。体密度Ｄは、体重Ｗと体積から正確に求めることができる。
【００４８】
図５は、実施の形態にかかる体重計の人体データベースの情報例を示す図表である。人体データベース（ＤＢ）４０３には、予め身長および体重別の人体Ｈの各部位の情報、例えば、各部位の体積の情報がデータベースとして格納されている。各体積５０１は、例えば、身長と体重に基づく人体Ｈの全体積５０１ａ、部位Ａの体積５０１ｂ、部位Ｂの体積５０１ｃ、…、というように標準的な体積が予め登録されている。
【００４９】
これにより、例えば、制御部（ＣＰＵ３０１）は、デプスカメラ１０４で撮影できなかった欠損部があった場合、人体ＤＢ４０３を参照し、該当する欠損部の体積を読み出すことで、欠損部の体積を補完し、人体Ｈ全体の体積を算出することができる。
【００５０】
実施の形態では、デプスカメラ１０４で撮影した人体Ｈの形状データにより制御部（ＣＰＵ３０１）は体積を求める。そして、制御部（ＣＰＵ３０１）は、体積と体重により体密度Ｄを求め、この体密度Ｄを用いて体脂肪率を求める。このように、実施の形態では、人体Ｈの体積を実測することにより、体脂肪率を精度よく求めることができるものである。
【００５１】
（デプスカメラを用いた人体の撮影）
図６は、実施の形態にかかるデプスカメラを用いた人体の撮影状態を説明する図である。デプスカメラ１０４を備えた体重計１００は、壁１１０から所定距離ｄ離した床面に設置する（厳密には鏡等の反射体１１１の表面）。
【００５２】
所定距離ｄにより、デプスカメラ１０４は、所定距離ｄの２倍（２×ｄ）の距離に位置する人体Ｈの虚像ｈを撮影することになる。体重計１００と壁１１０（反射体１１１）との間に距離をとることにより、デプスカメラ１０４の収差や、人体Ｈの凹凸による影の影響を低減した撮影ができる。体脂肪率の測定時、デプスカメラ（あるいはＣＰＵ３０１）は、体重計１００に載った人体Ｈの体重が安定したときの３次元データを取得し、体脂肪率算出用のデータとする。
【００５３】
ここで、制御部（ＣＰＵ３０１）は、人体Ｈの正面と側面からの形状データをそれぞれ取得し、つなぎ合わせることで、人体Ｈの人データを生成する。この際、制御部（ＣＰＵ３０１）は、形状データが不足している人体Ｈの部位（欠損部）があれば、欠損部があることをディスプレイ３０５（測定案内部２１３）に表示する。なお、欠損部をディスプレイ３０５（測定案内部２１３）に表示した後においても、欠損部の形状データが撮影（取得）できなかった場合、制御部（ＣＰＵ３０１）は、人体ＤＢ４０３を参照して補完することができる。
【００５４】
（全体処理）
図７は、実施の形態にかかる体重計による体脂肪率測定にかかる全体処理例を示す図である。図７の処理は、体重計１００の制御部（ＣＰＵ３０１）が実行する。はじめに、体重計１００を上記のように壁１１０（反射体１１１）から所定距離ｄ離して設置する（ステップＳ７０１）。
【００５５】
この後、体重計１００は、ステップＳ７０１〜ステップＳ７０３の校正処理を行う。ステップＳ７０２では、壁１１０（および反射体１１１）を検出する（ステップＳ７０２）。そして、制御部は、体重計１００と検出した壁１１０との相対的な傾斜（方位角Φおよび傾き角θ）を検出し、傾斜に対応した補正を行う（ステップＳ７０３）。
【００５６】
この後、制御部は、体脂肪率を算出するステップＳ７０４〜ステップＳ７０７の処理を実行する。例えば、ステップＳ７０４で体重計に人が載ることで、体脂肪率の算出処理を開始する（ステップＳ７０４）。これに限らず、スイッチ操作等で体脂肪率の算出処理を開始してもよい。次に、制御部は、デプスカメラ１０４の形状データから、体重計１００に載った人体Ｈの人データを抽出する（ステップＳ７０５）。
【００５７】
次に、制御部は、抽出した人データから人体Ｈの体積を計算する（ステップＳ７０６）。そして、制御部は、求めた体積と、ロードセル３０４が測定した体重とに基づき人体Ｈの体脂肪率を計算し、ディスプレイ３０５に表示し（ステップＳ７０７）、以上の処理を終了する。
【００５８】
（壁検出処理）
図８は、実施の形態にかかるデプスカメラによる壁検出時のデータ例の説明図である。図８（ａ）は、体重計１００のデプスカメラ１０４の形状データの座標軸ｘ、ｙ、ｚである。そして、制御部（ＣＰＵ３０１）は、壁１１０領域と、形状データのデータセット（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）に対して平面ａｘ＋ｂｙ＋ｃ（ｚ−ｄ）＝０を、最小二乗法によりフィッティングすることにより壁データを得ることができる（ｃ＞０とする）。
【００５９】
そして、図８（ａ）に示すように、制御部（ＣＰＵ３０１）は、壁１１０（反射体１１１）の傾斜（方位角Φおよび傾き角θ）がある場合、Φ＝−ｔａｎ-1（ａ／ｃ）、θ＝−ｔａｎ-1（ｂ／ｃ）に基づき、壁１１０の傾斜（壁データ）ｄ、θ、Φを得る。
【００６０】
図９Ａ，図９Ｂは、実施の形態にかかるデプスカメラを用いた場合の傾き角を説明する図である。図９Ａに示すように、壁１１０とともに反射体１１１が傾き角θで傾いている場合、虚像ｈは２θで傾く。また、図９Ｂに示すように、姿見（額縁ミラー）９１０のように、姿見９１０（反射体１１１）自体が傾き角θの場合も虚像ｈは２θで傾く。この場合、壁１１０に相当するものとして姿見の額縁部分を検出すればよい。これら図９Ａ，図９Ｂに示すように壁１１０（姿見９１０）が傾き角θの場合、制御部（ＣＰＵ３０１）は、傾き角２θ分の補正を行う。
【００６１】
図１０は、実施の形態にかかる壁検出時のデータ例を示す説明図である。図１０（ａ）は、壁１１０と反射体（鏡）１１１を示す。左下の点Ｏは基準点であり、ｘｄ軸と、ｙｄ軸とを有する。符号１１０ａは、反射体１１１以外の部分の壁１１０に相当し、符号１１０ｂは、壁１１０のうち、反射体１１１の下部で床面近い部分である。
【００６２】
図１０（ｂ）は、制御部（ＣＰＵ３０１）の壁検出の処理で算出した壁データ１０００の例を示す図である。図１０（ｂ）の壁データ１０００は、図１０（ａ）の壁１１０に対応したメモリ３０２上の配置を示している。壁データ１０００は、壁領域のデータ「値：２」、反射体１１１に対応したデータ「値：０」、壁１１０のうち床部分に対応した床領域のデータ「値：１」として、それぞれ異なるラベルを付与し、各領域を識別する。
【００６３】
（壁検出処理）
図１１は、実施の形態にかかる壁検出の処理例を示すフローチャートである。図１１の処理は、校正時のステップＳ７０２（図７参照）の処理の詳細であり、体重計１００に人が載っていない状態でデプスカメラ１０４による撮影を行い、体重計１００の制御部（ＣＰＵ３０１）が実行処理する。
【００６４】
制御部は、デプスカメラ１０４が出力する形状データを順次ラスタースキャンする際、はじめに、点Ｏ（図１０の基準点）を注目点とし、注目画素のＺ値をｔとする（ステップＳ１１０１）。次に、制御部は、ｄｍｉｎ＜ｔ＜ｄｍａｘであるか判断する（ステップＳ１１０２）。ｄｍｉｎは壁最小距離、ｄｍａｘは壁最大距離である。ここでは、上述した体重計１００と壁１１０との間の距離ｄが規定内であるか判断している。
【００６５】
そして、ｄｍｉｎ＜ｔ＜ｄｍａｘであれば（ステップＳ１１０２：Ｙｅｓ）、制御部は、ステップＳ１１０３以下の処理に移行し、ｄｍｉｎ＜ｔ＜ｄｍａｘでなければ（ステップＳ１１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１１０７の処理に移行する。
【００６６】
ステップＳ１１０３では、制御部は、ｔと注目画素の近傍でどの領域にも属していない画素のＺ値とを比較し、その差がζ以下であるか判断する（ステップＳ１１０３）。ζは壁しきい値である。近傍は、４近傍でも８近傍でもよい。
【００６７】
制御部は、ステップＳ１１０３の条件を満たせば（ステップＳ１１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０４の処理に移行し、ステップＳ１１０３の条件を満たさなければ（ステップＳ１１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１１０７の処理に移行する。
【００６８】
ステップＳ１１０４では、制御部は、差がη以下であれば、メモリ３０２に壁領域ラベルを格納する（ステップＳ１１０４）。また、上記差がηより大きく、ζ以下であればメモリ３０２に床領域ラベルを格納する（ステップＳ１１０５）。そして、制御部は、新たな画素を注目画素としてＺ値をｔとし（ステップＳ１１０６）、ステップＳ１１０３の処理に戻る。
【００６９】
また、ステップＳ１１０７の処理では、制御部は、ｘｄ軸、ｙｄ軸についてのラスタースキャンが終了したか判断する（ステップＳ１１０７）。壁データ１０００全体に対するラスタースキャンが終了していなければ（ステップＳ１１０７：Ｎｏ）、制御部は、ステップＳ１１０２の処理に戻り、ラスタースキャンが終了していれば（ステップＳ１１０７：Ｙｅｓ）、以上の処理を終了する。
【００７０】
（全体処理の詳細）
図１２Ａ〜図１２Ｃは、実施の形態にかかる体脂肪率の測定の処理例を示すフローチャートである。この処理は、図７に示す全体処理の詳細であり、体重計１００の制御部（ＣＰＵ３０１）が実行処理する。
【００７１】
はじめに、体重計１００を適切な位置に設置する（ステップＳ１２０１）。上述したように、体重計１００を壁１１０（反射体１１１）から所定距離ｄ離して設置する。
【００７２】
この後、制御部は、壁１１０（および反射体１１１）を検出し、壁データを取得する（ステップＳ１２０２）。そして、制御部は、壁データに基づき、設置した体重計１００の位置が適正であるか判断する（ステップＳ１２０３）。ここでは、体重計１００上の人体Ｈをデプスカメラ１０４で撮影できるよう、体重計１００と壁１１０との距離ｄと、傾斜（方位角Φおよび傾き角θ）が適正であるかを判断している。
【００７３】
設置した体重計１００の位置が適正であれば（ステップＳ１２０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０５の処理に移行する。一方、設置した体重計１００の位置が適正でなければ（ステップＳ１２０３：Ｎｏ）、体重計１００の再設置を行い（ステップＳ１２０４）、ステップＳ１２０２の処理に戻る。
【００７４】
例えば、体重計１００と壁１１０との距離ｄ、および傾斜（方位角Φおよび傾き角θ）が所定範囲外であれば、体重計１００と壁１１０とが距離ｄとなるように、また、体重計１００と壁１１０との間の相対的な傾斜（方位角Φおよび傾き角θ）がなくなるように体重計１００の角度の調整をディスプレイ３０５に通知する。なお、制御部は、上記のように補正可能な範囲において所定角度の傾斜（方位角Φおよび傾き角θ）を補正できる。
【００７５】
ステップＳ１２０５では、制御部は、体重計に載った人体Ｈの正面について、デプスカメラ１０４を用いた測定（体重と形状）を行う（ステップＳ１２０５）。この際、制御部は、ロードセル３０４で測定した体重をディスプレイ３０５に表示する（ステップＳ１２０６）。
【００７６】
次に、制御部は、角度（傾き角θ）の補正を行い（ステップＳ１２０７）、形状データから人データを抽出する（ステップＳ１２０８）。例えば、デプスカメラ１０４の形状データ座標上で、２ｄ＜ｚ座標＜２ｄ＋体重計奥行、の範囲を抽出することで人データを抽出できる。
【００７７】
次に、制御部は、抽出した人データのデータ簡略化を行う（ステップＳ１２０９）。例えば、Ｅｄｇｅ  Ｃｏｌｌａｐｓｅ簡略化法等の標準的なデータのメッシュ処理によりデータ簡略化を行う。次に、制御部は、簡略化した人データから人体Ｈのスケルトン（骨格）を抽出する（ステップＳ１２１０）。例えば、Ｅｒｏｓｉｏｎ処理等によりスケルトンを抽出する。
【００７８】
この後、制御部は、抽出したスケルトンのデータにおいて、人体Ｈの欠損部の有無を判定する（ステップＳ１２１１）。ここでは、デプスカメラ１０４の撮影で欠損しやすい人体Ｈの四肢の欠損がないか判定している。欠損部がなければ（ステップＳ１２１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２１２の処理に移行し、欠損部があれば（ステップＳ１２１１：Ｎｏ）、ステップＳ１２２２の処理に移行する。
【００７９】
ステップＳ１２１２では、制御部は、体重計に載った人体Ｈの側面について、デプスカメラ１０４を用いた測定（体重と形状）を行う（ステップＳ１２１２）。この後、制御部は、傾斜（傾き角θ）の補正を行い（ステップＳ１２１３）、形状データから人データを抽出する（ステップＳ１２１４）。
【００８０】
次に、制御部は、抽出した人データのデータ簡略化を行う（ステップＳ１２１５）。次に、制御部は、簡略化した人データから人体Ｈのスケルトンを抽出する（ステップＳ１２１６）。
【００８１】
この後、制御部は、ステップＳ１２１０で抽出した人体Ｈの正面のスケルトンの形状データと、ステップＳ１２１６で抽出した人体Ｈの側面のスケルトンの形状データとを統合する（ステップＳ１２１７）。この際、制御部は、正面の形状データを９０度回転させ、側面の形状データとスケルトンが一致するようにｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎし、形状データを統合する。
【００８２】
この後、制御部は、統合した形状データに生じた穴部分に対する穴埋めを行う（ステップＳ１２１８）。穴埋めにより、例えば、頭頂部や背中に生じやすいデータの欠損を補完する。この穴埋めの処理例は後述する。
【００８３】
この後、制御部は、穴埋め後の形状データに基づき、人体Ｈの体積を計算し（ステップＳ１２１９）、算出した体積をブロゼックの式等に代入して人体Ｈの体脂肪率を計算する（ステップＳ１２２０）。そして、制御部は、算出した体脂肪率をディスプレイ３０５に表示し（ステップＳ１２２１）、以上の処理を終了する。
【００８４】
ステップＳ１２２２では、制御部は、四肢欠損部の体積を人体ＤＢ４０３より得る（ステップＳ１２２２）。例えば、デプスカメラ１０４で右手の部位が撮影できず、右手の部位の形状データが欠損した場合、人体ＤＢ４０３を参照し、人体Ｈの伸長と体重に該当する部位の体積のデータを読み出して用いる。
【００８５】
次に、制御部は、体重計に載った人体Ｈの側面について、デプスカメラ１０４を用いた測定（体重と形状）を行う（ステップＳ１２２３）。この後、制御部は、傾斜（傾き角θ）の補正を行い（ステップＳ１２２４）、形状データから人データを抽出する（ステップＳ１２２５）。
【００８６】
次に、制御部は、抽出した人データのデータ簡略化を行う（ステップＳ１２２６）。次に、制御部は、簡略化した人データから人体Ｈのスケルトンを抽出する（ステップＳ１２２７）。
【００８７】
この後、制御部は、ステップＳ１２１０で抽出した人体Ｈの正面のスケルトンの形状データと、ステップＳ１２２７で抽出した人体Ｈの側面のスケルトンの形状データとを統合する（ステップＳ１２２８）。この際、制御部は、四肢欠損部の部位を切断する（ステップＳ１２２９）。
【００８８】
そして、制御部は、統合した形状データに生じた穴部分に対する穴埋めを行う（ステップＳ１２３０）。この後、制御部は、穴埋め後の形状データに基づき、人体Ｈの体積を計算し（ステップＳ１２３１）、算出した体積をブロゼックの式等に代入して人体Ｈの体脂肪率を計算する（ステップＳ１２３２）。そして、制御部は、算出した体脂肪率をディスプレイ３０５に表示し（ステップＳ１２３３）、以上の処理を終了する。
【００８９】
（穴埋めの処理例）
図１３、図１４は、実施の形態にかかる体脂肪率の測定時の穴埋めの処理例を説明する図である。図１３には頭頂部に対する穴埋めの処理例を簡易的に示す。図１３（ａ）に示すように、例えば、球体１３００の一部に比較的小さなデータ欠損部１３００ｘが生じたとする。この場合、制御部は、図１３（ｂ）に示すように、球体１３００の形状に基づき、データ欠損部１３００ｘに対して３次元スプライン処理で補完部１３００ａを生成することで、穴埋めを行うことができる。
【００９０】
また、図１４には人体Ｈの四肢等の一部に対する穴埋めの処理例を簡易的に示す。図１４（ａ）に示すように、例えば、形状データとして取得できたデータ部分１４００の一部に比較的大きな（複雑な形状）のデータ欠損部１４００ｘ（穴）が生じたとする。
【００９１】
この場合、制御部は、はじめに、図１４（ｂ）のように、穴境界閉曲線１４００Ｓに平面１４００Ｍをフィットさせる。この後、図１４（ｃ）のように、平面１４００Ｍに閉曲線１４００Ｋを射影する。この後、図１４（ｄ）のように、平曲線１４００Ｋを収縮させていく。これにより、図１４（ｅ）に示すように、穴境界曲線１４００Ｓから収縮させた閉曲線１４００Ｋへスプライン曲面で補完することで、穴埋めを行うことができる。
【００９２】
（体積算出の処理例）
図１５は、実施の形態にかかる体脂肪率の測定時の体積算出の処理例を説明する図である。上述した穴埋めの処理により、閉曲面の形状データを生成できる。この後、正面と側面の形状データを統合して人体Ｈの体積の算出例を説明する。
【００９３】
形状データの複数メッシュのうち、１メッシュの基準面１５００との間の体積をＶｅとすると、
Ｖｅ＝１／２４（１０ｚ1＋ｚ2＋ｚ3）｛（ｘ1−ｘ3）（ｙ2−ｙ3）−（ｘ２−ｘ3）（ｙ1−ｙ3）｝となる。
【００９４】
これを全メッシュに対して足し合わせると体積となる。人体Ｈの体積をＶbodyとすると、
Ｖbody＝Σｓｇｎ｜Ｖｅ｜となる
（ｓｇｎはメッシュ面が基準面１５００に対して表向きなら＋１、裏向きなら−１とする）。
【００９５】
上記説明した実施の形態によれば、デプスカメラ１０４を体重計１００の筐体２０１内に収容し、反射体１１１に映った人体Ｈの虚像ｈを撮影する構成とした。これにより、デプスカメラ１０４を用いた体重計１００を小型化でき、容易に取り扱うことができる。
【００９６】
これに限らず、デプスカメラ１０４で直接人体Ｈを撮影する構成とすることもできる。この場合、反射体１１１を用いずに、デプスカメラ１０４を筐体２０１から所定距離（図６の距離２ｄの位置）に配置すればよい。例えば、体重計１００の筐体２０１に対しデプスカメラ１０４を引き出し可能とし、デプスカメラ１０４が距離２ｄの長さを有する接続線で筐体２０１（制御部）に接続された構成としてもよい。この場合、上記の校正時、体重計１００上に疑似的に壁面を設置して上述した壁検出処理をおこなえばよい。
【００９７】
また、上記説明した実施の形態によれば、人体の体積を実測することができるものであるため、体脂肪率の算出に限らず、体積を用いた各種の評価、例えば、ＢＭＩ（Ｂｏｄｙ  Ｍａｓｓ  Ｉｎｄｅｘ）等をより正確に求めることもできるようになる。
【００９８】
以上説明した実施の形態によれば、体重計による体重測定時に、デプスカメラにより人体の複数の異なる面を撮影した形状データに基づき、人体の体積を算出し、体重と体積に基づき人体の体脂肪率を算出することができる。このように、体重計に載った人体をデプスカメラで撮影して実際の体積を求めるため、従来の生体インピーダンス法等に比べて体脂肪率をより正確に求めることができるようになる。また、筐体内にデプスカメラを備えることで、小型な体重計にでき、容易に取り扱うことができる。
【００９９】
また、デプスカメラは、体重計の筐体から所定距離離れて配置された反射体に映る筐体に載った人体を撮影してもよい。例えば、壁に設置した鏡や姿見から所定距離離れた位置に体重計を設置するだけで、デプスカメラが鏡を介して人体の全体を撮影できる。
【０１００】
また、体重計の制御部は、体重測定前に、デプスカメラが撮影した形状データに基づき、体重計の筐体から所定距離離れて配置された壁面および反射体をそれぞれ検出する。そして、体重測定時に、デプスカメラが撮影した形状データに基づき、体重計上に載っている人体に相当する形状データを抽出し、抽出した形状データに基づき人体の体積を算出することとしてもよい。また、制御部は、体重測定前に、デプスカメラが撮影した形状データに基づき、デプスカメラと反射体との間の傾斜を検出し、傾斜を通知および補正してもよい。このような校正をおこなっておくことで、移動自在な体重計の設置状態を最適な状態にして体積を算出し、体脂肪率を精度よく算出できるようになる。
【０１０１】
また、制御部は、デプスカメラによって撮影した人体の正面と側面の形状データを統合し、人体の体積を算出してもよい。このように、少なくとも人体の正面と側面の形状データを撮影するだけで人体の体積を算出でき、体脂肪率を算出できるようになる。
【０１０２】
また、制御部は、人体の正面と側面の形状データの統合時に生じた欠損部を埋める補完を行ってもよい。これにより、人体の体積をより正確に算出でき、体脂肪率を算出できるようになる。
【０１０３】
また、制御部は、実測した人体の体重および体積に基づき体密度を算出し、体密度を所定の計算式に代入して体脂肪率を求めることができる。例えば、一般的なブロゼックの式に基づき体脂肪率を求めることができ、この式に必要な体積として実測値を用いることができ、正確な体脂肪率を簡単に算出できるようになる。
【０１０４】
また、体重計が身長および体重別の標準的な体積、および人体の各部位ごとの体積のデータベースを有してもよい。これにより、制御部は、デプスカメラで撮影できなかった部位を、データベースの参照により補完できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
以上のように、この発明は、体脂肪率を求める技術に有用であり、特に、人体の体積を実測するカメラを実装した体重計に適している。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  体重計
１０４  デプスカメラ
１１０  壁
１１１  反射体
２０２  体重測定部
２０３  表示部
２１１  体重表示部
２１２  設置案内部
２１３  測定案内部
２１４  体脂肪率表示部
３０１  ＣＰＵ（制御部）
３０２  メモリ
３０３  入出力インタフェース
３０４  ロードセル
３０５  ディスプレイ
４０１  体重計算部
４０２  体脂肪率計算部
４０３  人体データベース
４１１  壁検出部
４１２  傾斜補正部
４１３  人データ抽出部
４１４  体積計算部
４１５  体脂肪率計算部
Ｈ  人体
ｈ  虚像
【図１】
2020162748.tif 000004
【図２】
2020162748.tif 000005
【図３】
2020162748.tif 000006
【図４】
2020162748.tif 000007
【図５】
2020162748.tif 000008
【図６】
2020162748.tif 000009
【図７】
2020162748.tif 000010
【図８】
2020162748.tif 000011
【図９Ａ】
2020162748.tif 000012
【図９Ｂ】
2020162748.tif 000013
【図１０】
2020162748.tif 000014
【図１１】
2020162748.tif 000015
【図１２Ａ】
2020162748.tif 000016
【図１２Ｂ】
2020162748.tif 000017
【図１２Ｃ】
2020162748.tif 000018
【図１３】
2020162748.tif 000019
【図１４】
2020162748.tif 000020
【図１５】
2020162748.tif 000021