(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像処理において、足部外郭投影線における踵部後方の最突出点近傍の点を仮の踵点とし、この仮の踵点を基点として第２趾部の外郭投影線との間の距離が最大となる第２趾部外郭投影線上の点を仮の第２趾尖点とし、この仮の第２趾尖点を基点として踵部の外郭投影線迄の長さが最大となる踵部の外郭投影線上の点を真の踵点とし、この真の踵点を基点として第２趾部外郭投影線との間の長さが最大となる第２趾部外郭投影線上の点を真の第２趾尖点とし、真の踵点と真の第２趾尖点とを通る線を足型計測基準線とする足型計測における足型計測基準線の決定法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【００１】  本発明は、足部の寸法の計測を行う足型計測において、足型計測基準線を自動的に決定する方式に関するものである。
【背景技術】
【００２】  靴製造あるいは靴選択に必要な足型の計測を行う場合、従来は、文献１、文献２、文献３、文献４に見られるように、カメラまたはスキャナーにより取り込んだ足部画像の外郭投影線を印刷し、それに、足型計測基準線を引き、その足型計測基準線を基準に足長、足幅やその他の値をスケールや物差しなどにより人手によって計測する方法が採用されていた。あるいは、文献５に見られるように、足型計測器のコンピュータの画面に表示された足部画像において、コンピュータのマウスやその他のポインタ操作装置を使い、足型計測基準線（踵点と第２趾尖点を結ぶ線）を目視で描画し、それを基準に足長や足幅、その他の値を計測していた。
【特許文献１】特開２００１−２０７（ＪＰ、Ａ）
【特許文献２】特開２０００−２９６００５（ＪＰ、Ａ）
【特許文献３】特開平１１−１００１６２３（ＪＰ、Ａ）
【特許文献４】特開平８−１６６２１９
【特許文献５】特開２００４−２１９４０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３】  文献１、文献２、文献３、文献４のように手書きの基準線や、文献５のように目視による足型計測基準線の描画に基づく長さの計測の場合には、目測誤差あるいは個人差に基づく計測誤差の生じる場合があった。【００４】  足型計測基準線の自動描画を行う場合、最尖点の自動的な決定法としては、外郭投影線に接線を引き、その勾配が正から負、または負から正に変わる境界点（変曲点）を尖点とする方法や、あるいは、ビデオカメラにおいて、走査の開始点を基準として、その基準から外郭投影線までの値の最小値、または、最大値を尖点とする方法が考えられる。これらの方法では、画像の輪郭線が単調に変化し、また、変曲点付近の値が急激に増加または減少する場合には、安定的に尖点を決定できる。しかし、輪郭線の曲率が緩やかな場合や、映像に混入したノイズで曲率が微妙に変化する場合は、正確度の高い足型計測基準線の自動的な決定のできない場合があり、この方式の実用化は困難であった。【００５】  かかる不都合を解消して、本発明は、コンピュータプログラムにより、自動的に足型計測基準線を決定することのできるもので、これにより、計測者の操作誤差を解消し、さらには、計測者の負担を軽減できる足型計測器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】
【００５】  かかる目的を達成するために、本発明は、足置き透明板上の足を足置き透明板の裏面側から撮像する手段を備え、撮像手段により得られる画像情報から自動的に足型を計測できることを特徴とする。【００６】  足型は、図１に示すように、踵部の後方最尖点（これを踵点と記す）１と第２趾尖点２を結ぶ線（この線を足型計測基準線と呼ぶ）３において、この足形計測基準線への他の趾部（図１においての例では第１趾部）の尖点４からの垂線５と足形計測基準線３との交点６が第２趾尖点２よりも踵部方向にある場合は踵点１と第２趾尖点２との間の長さを足長値とする。図２に示すように、足型計測基準線３において、第２趾以外の趾（図２の例では第１趾）の尖点４からの足型計測基準線３への垂線５と足型計測基準線３との交点６と踵点１との間の長さが踵点１と第２趾尖点２の間の長さよりも長い場合は、足型計測基準線３における踵点１と第２趾以外の趾の尖点４から足型計測基準線３に降ろした垂線５との交点６との間の長さを足長値とする。【００７】  この足型計測基準線３の自動的な決定法は、次の通りである。図３において、ビデオカメラの走査は、左上から始まるものとする。図３に示すように、左足画像７は画面の上半分に、右足画像８は下半分に、踵部分が水平走査の開始側９にあるように撮影するとする。このように撮影したビデオ信号において、そのビデオ信号の水平走査開始時点９を基準として、踵部外郭投影線１０までのピクセル数（踵外郭投影線位置ピクセル数）を求める。この最小値位置を仮の踵点１１（Ｘ１１、Ｙ１１）とする。この仮の踵点１１から趾爪先方向の外郭投影線１２迄のピクセル数（（踵点−趾外郭投影線）間ピクセル数）を計算する。【００８】  この計算法は、次の通りである。図４において、仮の踵点１１からの水平走査線方向の直線１３と、趾爪先部外郭投影線１２上の一点１４（Ｘ１４、Ｙ１４）から直線１３に下ろした垂線１５との交点１６（Ｘ１６、Ｙ１６）を求める。仮の踵点１１（Ｘ１１、Ｙ１１）から趾部外郭投影線までの長さＬ（ｈｅｅｌ−ｔｏｅ）は、次式で計算できる。
Ｌ（ｈｅｅｌ−ｔｏｅ）＝ｒｏｏｔ（（Ｘ１６−Ｘ１１）２＋（Ｙ１６−Ｙ１４）２）
図５は、このＬ（ｈｅｅｌ−ｔｏｅ）値によって作図した趾部外郭投影線パタンを示したものである。予備的な検討を行った結果、ほとんどの場合、第１趾部１７、第２趾部１８、第３趾部１９までは趾の形状が保存されていた。このことを利用して、第１趾側からＬ（ｈｅｅｌ−ｔｏｅ）値の変化を調べ、第１趾に関わるＬ（ｈｅｅｌ−ｔｏｅ）の極大値を得た後、減少に移行し、２番目のＬ（ｈｅｅｌ−ｔｏｅ）の極大値位置を仮の第２趾尖点２０とする（図３）。図６に示すように、この仮の第２趾尖点２０を起点として、踵部外郭投影線までの長さが最大となる踵部外郭投影線の点を解析する。この部位を真の踵点１とする。図７において、この真の踵点１を起点として、第２趾部外郭投影線２１と交わる線において、真の踵点１とこの交点までの距離が最長となる第２趾部外郭投影線２１上の点を真の第２趾尖点２とする。このようにして求めた真の踵点１と真の第２趾尖点２を結ぶ線を足型計測基準線３とする。足長、足幅、足囲は特開２００４−２１９４０４と同じ方法で求める。【００９】  右足の足型計測基準線は図８に示すようにして決定する。右足画像は、図８に示すように、ビデオカメラの撮像面の後半に撮像されているものとする。左足計測と同様に、ビデオカメラの画面後半分の画像信号において、水平走査開始点からの踵部外郭投影線までの最小ピクセル数位置をまず検出する。この点を仮の踵点とする。この仮の踵点を基点に趾先方向の足部外郭投影線までのピクセル数を計測する。この値を基に、仮の第２趾尖点を検出する。この仮の第２趾尖点を起点に踵方法の踵部外郭投影線までの最大ピクセル数位置を検出する。これを真の踵点とする。この真の踵点を起点に第２趾部の外郭投影線までの最大ピクセル数位置（真の第２趾尖点）を検出する。この真の踵点と真の第２趾尖点とを結ぶ線を右足の足型計測基準線とする。足長、足幅、その他の解析は、左足部足型計測法と同じである。【００１０】  ビデオカメラの走査開始側に趾がその反対側に踵を写し込むような配置の場合には、水平走査の終了時点を基準として踵部外郭投影線までのピクセル数が最小となる踵部外郭投影線上の点を仮の踵点とし、他も左足計測と同じ方法で求めることができる。【００１１】  画像から求めたピクセル数を単位とする足型値の実寸値への変換は、次のような方法で可能である。足底の画像を取得する台上に既知の大きさの定規をのせ、その定規像のピクセル数を求め、そのピクセル数から実寸への変換式を作成し、その変換式から画像のピクセル数を実寸に変換できる。【００１２】  予備的な実験によると、この方式による足型の計測精度は手計測値を基準とした場合、１００例中９７例は誤差１ｍｍ以内となった。
【発明の効果】
【００１３】  本発明により、足型計測基準線を自動的に描画でき、計測誤差を防止できる。このことにより、計測熟練者以外の人も正確な計測が可能となる。また、これまでの目視による描画の手間を削減でき、効率的な計測が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  本発明の一実施形態を図９〜図１２を基に説明する。図９は足底部画像取得装置例の側面概要図、図１０は上面図（遮光用スクリーンを除く）である。図９に示すように、この装置は被測定者の上に足を乗せるガラス板２２、画像撮影用の照明装置２３、鏡２４、画像取得装置（ビデオカメラ）２５、これらを固定し外光を遮蔽するための箱２６、上部からの光の遮断用シート２７、データ処理用の計算機２８、処理結果の出力用としてのプリンター２９からなる。図１１はこの装置例において取得した画像例である。このビデオ画像の足裏画像の外郭投影線に関し、図１〜図１０の処理を行う。図１２は処理結果を示す図例である。【００１５】  図１３は、計算機で画像処理を行う場合の手順例を示したものである。ビデオ撮影装置においては、図３に示すように、垂直走査の初めの方から画面の１／２に左足、残り１／２の画面に右足を、踵部方向を水平走査の起点側に向けて撮影するものとする。まず、図９の装置を使い足裏方向からの足底部画像をカメラから計算機に取り込む（ｓｔｅｐ−２）。その画像信号を処理し、足部画像の外郭投影線（輪郭線）を抽出する（ｓｔｅｐ−３）。その外郭投影線に関し、ビデオ信号の水平走査開始時点から外郭投影線までのピクセル数を計測する（ｓｔｅｐ−４）。それを垂直走査方向の１／２（画面の１／２部分）まで繰り返す（ｓｔｅｐ−５）。この計測における最小ピクセル数の踵部位置（仮の踵点）を決定する（ｓｔｅｐ−６）。次に、この仮の踵点から足趾部方向の外郭投影線との間の長さを計測する（ｓｔｅｐ−７）。それを垂直操作方向の１／２（画面の１／２部分）まで繰り返す（ｓｔｅｐ−８）。第２趾部にかかるそれらの値の内の最大値を示す線と第２趾部外郭投影線との交点位置を仮の第２趾尖点とする（ｓｔｅｐ−９）。この仮の第２趾尖点を基点に踵部外郭投影線までの距離が最大となる踵部外郭投影線上の点を求める。この点位置を真の踵点とする（ｓｔｅｐ−１０、ｓｔｅｐ−１１、ｓｔｅｐ−１２）。この真の踵点を基点に第２趾部の外郭投影線までの距離が最大となる第２趾部の外郭投影線上の点（真の第２趾尖点）を求める（ｓｔｅｐ−１３、ｓｔｅｐ−１４、ｓｔｅｐ−１５）。これら真の踵点と真の第２趾尖点とを結ぶ線を足型計測基準線とする（ｓｔｅｐ−１６）。この足型計測基準線への第２趾以外の尖点からの垂線とこの足型計測基準線との交点と真の踵点との間の長さＬ（ｈｅｅｌ−ｔｘ）が真の第２趾尖点との間の長さＬ（ｈｅｅｌ−ｔｓ）よりも長い場合はＬ（ｈｅｅｌ−ｔｘ）を足長値とする（ｓｔｅｐ−１８、ｓｔｅｐ−１９）。真の踵点と真の第２趾尖点との間の長さＬ（ｈｅｅｌ−ｔｓ）が、（ｈｅｅｌ−ｔｘ）より長い場合はＬ（ｈｅｅｌ−ｔｓ）を足長値とする（ｓｔｅｐ−２０）。右足についても、同様な方法で算出する（ｓｔｅｐ２１、ｓｔｅｐ−２２）。
【産業上の利用可能性】
【００１６】  本発明は、足型の計測を行う上で、産業界から求められていた自動計測を可能とするものであり、また、これまでの計測器に容易に組み込むことができるものであり、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】  足型計測法その１の説明図である。
【図２】  足型計測法その２の説明図である。
【図３】  足底部の撮影条件及び仮の踵点、仮の第２趾尖点の検出法の説明図である。
【図４】  長さの計算法の説明図である。
【図５】  第２趾部の認識法の説明図である。
【図６】  踵部の最尖点位（踵点）解析法の説明図である。
【図７】  真の第２趾尖点の解析法の説明図である。
【図８】  右足の足型計測法の説明図である。
【図９】  足底部画像取得用装置例の上面概要図である。
【図１０】  足底部画像取得用装置例の上面図である。
【図１１】  足底部画像取得用装置において取得した画像例である。
【図１２】  足底部画像の処理により得た外郭投影線図である。
【図１３】  計算機における処理の手順例を示した図（フローチャート）である。
【符号の説明】
【００１８】１    踵部の尖点
２    第２趾尖点
３    足型計測基準線
４    第１趾尖点からの足型計測基準線への垂線
５    第１趾尖点
６    第１趾尖点からの足型計測基準線への垂線と足型計測基準線との交点
７    右足画像位置
８    左足画像位置
９    ビデオ信号における水平走査開始部位
１０  踵部外郭投影線
１１  仮の踵点
１２  趾爪先方向外郭投影線
１３  斜め線の長さを計測するための補助水平線
１４  第２趾部外郭投影線上の点
１５  第２趾部外郭投影線上の点から斜め線の長さ計測用補助水平線への垂線
１６  斜め線長さ計測用補助水平線１３と第２趾部外郭投影線上の点１４からの垂線１５との交点
１７  計測値に基づいて作図した第１趾部外郭投影線
１８  計測値に基づいて作図した第２趾部外郭投影線
１９  計測値に基づいて作図した第３趾部外郭投影線
２０  仮の第２趾尖点
２１  第２趾部外郭投影線
２２  ガラス板
２３  照明光源（蛍光灯）
２４  反射鏡
２５  ビデオ（デジタル）カメラ
２６  ガラス・鏡・カメラ支持・遮光用箱
２７  遮光用シート
２８  演算用計算機
２９  プリンター
３０  被検者足
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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