(57)【要約】【課題】体形の変化又は差異を定量的に評価する技術を提供する。【解決手段】身体情報取得装置が、対象者の身体を測定して得られた、胴部分を少なくとも含む身体の外形の３次元形状を表す第１の身体形状データと、前記対象者の身体と比較される参照用身体の外形の３次元形状を表す第２の身体形状データと、を取得し、前記第１の身体形状データに基づき前記対象者の身体の３次元形状に対し第１の局所領域を設定するとともに、前記第２の身体形状データに基づき前記参照用身体の３次元形状に対し前記第１の局所領域に対応する第２の局所領域を設定し、前記第１の身体形状データに基づき前記第１の局所領域における身体形状に関わる指標値を計算するとともに、前記第２の身体形状データに基づき前記第２の局所領域における身体形状に関わる指標値を計算し、前記第１の局所領域の指標値と前記第２の局所領域の指標値の差を前記対象者の身体情報として取得する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の身体を測定して得られた、胴部分を少なくとも含む身体の外形の３次元形状を表す第１の身体形状データと、前記対象者の身体と比較される参照用身体の外形の３次元形状を表す第２の身体形状データと、を取得する身体形状取得部と、
前記第１の身体形状データに基づき前記対象者の身体の３次元形状に対し第１の局所領域を設定するとともに、前記第２の身体形状データに基づき前記参照用身体の３次元形状に対し前記第１の局所領域に対応する第２の局所領域を設定する対応領域設定部と、
前記第１の身体形状データに基づき前記第１の局所領域における身体形状に関わる指標値を計算するとともに、前記第２の身体形状データに基づき前記第２の局所領域における身体形状に関わる指標値を計算し、前記第１の局所領域の指標値と前記第２の局所領域の指標値の差を前記対象者の身体情報として取得する身体情報取得部と、
を有することを特徴とする身体情報取得装置。
【請求項２】
前記対応領域設定部は、前記対象者の身体の３次元形状に対し複数の第１の局所領域を設定するとともに、前記参照用身体の３次元形状に対し前記複数の第１の局所領域のそれぞれに対応する複数の第２の局所領域を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の身体情報取得装置。
【請求項３】
身体の内部を通り且つ身長方向に沿う第１基準軸を、前記第１の身体形状データと前記第２の身体形状データのそれぞれについて計算する基準軸計算部をさらに有し、
前記対応領域設定部は、前記第１基準軸を基準にして、前記第１の局所領域上の点と、当該点に対応する前記第２の局所領域上の点である対応点との対応付けを行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の身体情報取得装置。
【請求項４】
前記第１の身体形状データ及び前記第２の身体形状データは、身体の３次元形状を構成する複数の点の３次元座標を含むデータであり、
前記基準軸計算部は、前記第１の身体形状データに含まれる複数の点の３次元座標を主成分分析することによって得られた第１主成分軸を前記第１の身体形状データの前記第１基準軸とし、前記第２の身体形状データに含まれる複数の点の３次元座標を主成分分析することによって得られた第１主成分軸を前記第２の身体形状データの前記第１基準軸とする
ことを特徴とする請求項３に記載の身体情報取得装置。
【請求項５】
前記対応領域設定部は、前記対象者の身体の３次元形状上の点に対し、前記第１基準軸方向の位置及び前記第１基準軸周りの方位がともに等しい前記参照用身体の３次元形状上の点を前記対応点とする
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の身体情報取得装置。
【請求項６】
前記身体情報取得部は、前記第１基準軸から前記第１の局所領域までの距離を前記第１の局所領域の指標値として計算し、前記第１基準軸から前記第２の局所領域までの距離を前記第２の局所領域の指標値として計算する
ことを特徴とする請求項３〜５のうちいずれか１項に記載の身体情報取得装置。
【請求項７】
身体の内部を通り且つ身長方向に沿う第１基準軸と前記第１基準軸に直交し且つ肩幅方向に沿う第２基準軸とを、前記第１の身体形状データと前記第２の身体形状データのそれぞれについて計算する基準軸計算部をさらに有し、
前記対応領域設定部は、前記第１基準軸及び前記第２基準軸を基準にして、前記第１の局所領域上の点と、当該点に対応する前記第２の局所領域上の点である対応点との対応付けを行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の身体情報取得装置。
【請求項８】
前記第１の身体形状データ及び前記第２の身体形状データは、身体の３次元形状を構成する複数の点の３次元座標を含むデータであり、
前記基準軸計算部は、前記第１の身体形状データに含まれる複数の点の３次元座標を主成分分析することによって得られた第１主成分軸及び第２主成分軸をそれぞれ前記第１の身体形状データの前記第１基準軸及び前記第２基準軸とし、前記第２の身体形状データに含まれる複数の点の３次元座標を主成分分析することによって得られた第１主成分軸及び第２主成分軸をそれぞれ前記第２の身体形状データの前記第１基準軸及び前記第２基準軸とする
ことを特徴とする請求項７に記載の身体情報取得装置。
【請求項９】
前記対応領域設定部は、前記対象者の身体の３次元形状上の点に対し、前記第１基準軸方向の位置及び前記第２基準軸方向の位置がともに等しい前記参照用身体の３次元形状上の点を前記対応点とする
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の身体情報取得装置。
【請求項１０】
前記身体情報取得部は、前記第１基準軸と前記第２基準軸により張られる基準面から前記第１の局所領域までの距離を前記第１の局所領域の指標値として計算し、前記基準面から前記第２の局所領域までの距離を前記第２の局所領域の指標値として計算する
ことを特徴とする請求項７〜９のうちいずれか１項に記載の身体情報取得装置。
【請求項１１】
前記身体情報取得部は、前記第１の局所領域の面積を前記第１の局所領域の指標値として計算し、前記第２の局所領域の面積を前記第２の局所領域の指標値として計算する
ことを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の身体情報取得装置。
【請求項１２】
前記身体情報取得部は、前記第１の局所領域と前記第１の局所領域の輪郭を通る断面とで少なくとも囲まれる立体図形の体積を、前記第１の局所領域の指標値として計算し、前記第２の局所領域と前記第２の局所領域の輪郭を通る断面とで少なくとも囲まれる立体図形の体積を、前記第２の局所領域の指標値として計算する
ことを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の身体情報取得装置。
【請求項１３】
前記第２の身体形状データは、前記第１の身体形状データとは異なる時期に前記対象者の身体を測定して得られたデータ、又は、前記対象者とは異なる者の身体を測定して得られたデータ、又は、理想体形の３次元形状を表すデータである
ことを特徴とする請求項１〜１２のうちいずれか１項に記載の身体情報取得装置。
【請求項１４】
前記対象者の身体の３次元形状を表す立体図形と共に前記対象者の身体情報を表示装置に出力する情報出力部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１〜１３のうちいずれか１項に記載の身体情報取得装置。
【請求項１５】
前記情報出力部は、前記対象者の身体の３次元形状を表す立体図形の前記第１の局所領域の部分を、前記第１の局所領域の指標値と前記第２の局所領域の指標値の差の大きさに応じた色又は輝度で表示する
ことを特徴とする請求項１４に記載の身体情報取得装置。
【請求項１６】
コンピュータが、
対象者の身体を測定して得られた、胴部分を少なくとも含む身体の外形の３次元形状を表す第１の身体形状データと、前記対象者の身体と比較される参照用身体の外形の３次元形状を表す第２の身体形状データと、を取得するステップと、
前記第１の身体形状データに基づき前記対象者の身体の３次元形状に対し第１の局所領域を設定するとともに、前記第２の身体形状データに基づき前記参照用身体の３次元形状に対し前記第１の局所領域に対応する第２の局所領域を設定するステップと、
前記第１の身体形状データに基づき前記第１の局所領域における身体形状に関わる指標値を計算するとともに、前記第２の身体形状データに基づき前記第２の局所領域における身体形状に関わる指標値を計算し、前記第１の局所領域の指標値と前記第２の局所領域の指標値の差を前記対象者の身体情報として取得するステップと、
を実行することを特徴とする身体情報取得方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の身体情報取得方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の身体の外形に関わる情報を取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイエットやトレーニングに取り組んでいる人は、自分の身体の日々の変化に強い関心を持つものである。摂生や運動の効果を実感し、継続実施へのモチベーションにつなげたり、必要に応じて食事量・運動内容やその実施計画などにフィードバックしたりするためである。このような目的で利用される一般消費者向けの製品としては、体重計、体脂肪計、体組成計などがよく知られている。例えば、特許文献１の体脂肪計のように、体重、体脂肪率、ＢＭＩの値を計測・記録し、その変化の様子をユーザに提示する機能をもつものもある。
【０００３】
しかしながら、従来製品は体重や体脂肪率といった身体内部の情報の計測に限られていたり、単に腹回り周囲長の計測・記録を行うだけであったりで、身体の外形に関わる情報、すなわち体形の変化や体形の良し悪しなどを定量的に評価するアプローチの製品は存在しなかった。したがって、従来は、鏡に映った姿を見たり、周囲長を数値で知るなどして、「お腹周りが細くなった」、「たるみが減り始めた」、「胸板が厚くなった」といった体形変化を感覚的にとらえるしか方法がなかった。
【０００４】
なお、特許文献２には、デジタルカメラで撮影した画像から被検者の輪郭を抽出し、同年代の理想的な体形の輪郭と比較表示する装置が提案されている。しかしこの方法では、自身の体形と理想体形とのおおまかな違いは認識できるものの、例えば、ウエストが一週間前に比べてどの程度細くなっているか、というような局所的かつ定量的な評価は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１７７２２３号公報
【特許文献２】特開平６−２５４０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、体形の変化又は差異を定量的に評価する技術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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では以下の構成を採用する。
【０００８】
本発明に係る身体情報取得装置は、対象者の身体を測定して得られた、胴部分を少なくとも含む身体の外形の３次元形状を表す第１の身体形状データと、前記対象者の身体と比較される参照用身体の外形の３次元形状を表す第２の身体形状データと、を取得する身体形状取得部と、前記第１の身体形状データに基づき前記対象者の身体の３次元形状に対し第１の局所領域を設定するとともに、前記第２の身体形状データに基づき前記参照用身体の３次元形状に対し前記第１の局所領域に対応する第２の局所領域を設定する対応領域設定部と、前記第１の身体形状データに基づき前記第１の局所領域における身体形状に関わる指標値を計算するとともに、前記第２の身体形状データに基づき前記第２の局所領域における身体形状に関わる指標値を計算し、前記第１の局所領域の指標値と前記第２の局所
領域の指標値の差を前記対象者の身体情報として取得する身体情報取得部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、身体形状データを用いて対象者の身体と参照用身体の３次元形状を局所領域の単位で計算し、比較することができるため、体形の変化又は差異を正確に且つ定量的に評価することが可能となる。
【００１０】
前記対応領域設定部は、前記対象者の身体の３次元形状に対し複数の第１の局所領域を設定するとともに、前記参照用身体の３次元形状に対し前記複数の第１の局所領域のそれぞれに対応する複数の第２の局所領域を設定するとよい。このように対象者の身体と参照用身体の３次元形状を複数の局所領域で個別に比較することで、例えば、腹回りは細くなり胸板は厚くなったとか、特にわき腹の贅肉が減ったとか、ヒップが持ち上がったというように、体形の局所的な変化（増減）を正確に評価することができる。
【００１１】
身体の内部を通り且つ身長方向に沿う第１基準軸を、前記第１の身体形状データと前記第２の身体形状データのそれぞれについて計算する基準軸計算部をさらに有し、前記対応領域設定部は、前記第１基準軸を基準にして、前記第１の局所領域上の点と、当該点に対応する前記第２の局所領域上の点である対応点との対応付けを行うとよい。このように身体形状データに基づき第１基準軸を計算し、その第１基準軸を基準にして身体形状同士の対応付けを行うことにより、測定時の身体の位置や向き、姿勢の違いによるズレを修正し、両者の形状を同じ基準で比較することが可能となる。第１基準軸は体幹の中心に相当する軸と捉えることもできる。
【００１２】
前記第１の身体形状データ及び前記第２の身体形状データは、身体の３次元形状を構成する複数の点の３次元座標を含むデータであり、前記基準軸計算部は、前記第１の身体形状データに含まれる複数の点の３次元座標を主成分分析することによって得られた第１主成分軸を前記第１の身体形状データの前記第１基準軸とし、前記第２の身体形状データに含まれる複数の点の３次元座標を主成分分析することによって得られた第１主成分軸を前記第２の身体形状データの前記第１基準軸とするとよい。一般的な人の身体は身長方向に最も長く延びた形状を有している。よって、身体形状を構成する点群から第１主成分軸を求めるという方法により、当該身体形状の身長方向に沿う軸を簡単に求めることができる。
【００１３】
前記対応領域設定部は、前記対象者の身体の３次元形状上の点に対し、前記第１基準軸方向の位置及び前記第１基準軸周りの方位がともに等しい前記参照用身体の３次元形状上の点を前記対応点とするとよい。この方法により、体幹の中心に相当する第１基準軸を基準として、２つの身体形状の間の対応点を簡単に定めることができる。
【００１４】
前記身体情報取得部は、前記第１基準軸から前記第１の局所領域までの距離を前記第１の局所領域の指標値として計算し、前記第１基準軸から前記第２の局所領域までの距離を前記第２の局所領域の指標値として計算するとよい。このような指標値を用いることにより、体幹の中心（第１基準軸）を基準として、身体が前後左右へどの程度の厚み（幅）を持っているかを計算できるため、例えば、腹部の前方への突出度合、わき腹の左右方向への突出度合、バスト・ウエスト・ヒップの厚みや幅などを定量的に評価することが可能となる。
【００１５】
身体の内部を通り且つ身長方向に沿う第１基準軸と前記第１基準軸に直交し且つ肩幅方向に沿う第２基準軸とを、前記第１の身体形状データと前記第２の身体形状データのそれぞれについて計算する基準軸計算部をさらに有し、前記対応領域設定部は、前記第１基準軸及び前記第２基準軸を基準にして、前記第１の局所領域上の点と、当該点に対応する前
記第２の局所領域上の点である対応点との対応付けを行うとよい。このように身体形状データに基づき第１基準軸及び第２基準軸を計算し、その第１基準軸及び第２基準軸を基準にして身体形状同士の対応付けを行うことにより、測定時の身体の位置や向き、姿勢の違いによるズレを是正し、両者の形状を同じ基準で比較することが可能となる。
【００１６】
前記第１の身体形状データ及び前記第２の身体形状データは、身体の３次元形状を構成する複数の点の３次元座標を含むデータであり、前記基準軸計算部は、前記第１の身体形状データに含まれる複数の点の３次元座標を主成分分析することによって得られた第１主成分軸及び第２主成分軸をそれぞれ前記第１の身体形状データの前記第１基準軸及び前記第２基準軸とし、前記第２の身体形状データに含まれる複数の点の３次元座標を主成分分析することによって得られた第１主成分軸及び第２主成分軸をそれぞれ前記第２の身体形状データの前記第１基準軸及び前記第２基準軸とするとよい。一般的な人の身体は身長方向に最も長く延び、肩幅方向に扁平な形状を有している。したがって、身体形状を構成する点群から直交する２つの主成分軸を求めるという方法により、当該身体形状の身長方向に沿う軸と肩幅方向に沿う軸をそれぞれ簡単に求めることができる。
【００１７】
前記対応領域設定部は、前記対象者の身体の３次元形状上の点に対し、前記第１基準軸方向の位置及び前記第２基準軸方向の位置がともに等しい前記参照用身体の３次元形状上の点を前記対応点とするとよい。この方法により、第１基準軸と第２基準軸によって張られる基準面を基準として、２つの身体形状の間の対応点を簡単に定めることができる。
【００１８】
前記身体情報取得部は、前記第１基準軸と前記第２基準軸により張られる基準面から前記第１の局所領域までの距離を前記第１の局所領域の指標値として計算し、前記基準面から前記第２の局所領域までの距離を前記第２の局所領域の指標値として計算するとよい。このような指標値を用いることにより、体幹の中心を通る基準面を基準として、身体が前後方向へどの程度の厚みを持っているかを計算できるため、例えば、腹部の前方への突出度合、バスト・ウエスト・ヒップの厚みなどを定量的に評価することが可能となる。
【００１９】
前記身体情報取得部は、前記第１の局所領域の面積を前記第１の局所領域の指標値として計算し、前記第２の局所領域の面積を前記第２の局所領域の指標値として計算するとよい。このような指標値を用いることにより、例えば、身体の各部分の脂肪又は筋肉の付き具合や、胴回りの太さ／細さなどを定量的に評価することが可能となる。
【００２０】
前記身体情報取得部は、前記第１の局所領域と前記第１の局所領域の輪郭を通る断面とで少なくとも囲まれる立体図形の体積を、前記第１の局所領域の指標値として計算し、前記第２の局所領域と前記第２の局所領域の輪郭を通る断面とで少なくとも囲まれる立体図形の体積を、前記第２の局所領域の指標値として計算するとよい。このような指標値を用いることにより、例えば、身体の各部分の脂肪又は筋肉の付き具合や、胴回りの太さ／細さなどを定量的に評価することが可能となる。
【００２１】
前記第２の身体形状データは、前記第１の身体形状データとは異なる時期に前記対象者の身体を測定して得られたデータであるとよい。同じ対象者の異なる時期の身体形状を比べることにより、体形の経年変化の把握、ダイエットやトレーニングの効果の確認などが容易に可能となる。また、前記第２の身体形状データは、前記対象者とは異なる者の身体を測定して得られたデータ、又は、理想体形の３次元形状を表すデータであってもよい。この場合、他人の身体形状との違いや理想体形との違いを見ることで、自分自身の体形の特徴（良い点／悪い点、形状が異なる部分、寸法が大きい部分／小さい部分など）を把握することができる。
【００２２】
前記対象者の身体の３次元形状を表す立体図形と共に前記対象者の身体情報を表示装置
に出力する情報出力部をさらに有するとよい。このような表示を見ることで、ユーザ（対象者）は自身の身体の外形に関わる特徴を正確かつ定量的に把握することができ、健康管理や美容に役立てることができる。
【００２３】
前記情報出力部は、前記対象者の身体の３次元形状を表す立体図形の前記第１の局所領域の部分を、前記第１の局所領域の指標値と前記第２の局所領域の指標値の差の大きさに応じた色又は輝度で表示するとよい。このような表示により、ユーザ（対象者）は自身の身体と参照用身体の間の差異や変化、つまり増えた部分と減った部分を色の違いや輝度の違いとして直観的かつ視覚的に把握することができる。
【００２４】
なお、本発明は、上記構成ないし機能の少なくとも一部を有する身体情報取得装置として捉えることができる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む身体情報取得方法、又は、斯かる方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、又は、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、体形の変化又は差異を定量的に評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】身体情報取得装置のシステム構成を示すブロック図。
【図２】身体形状データの一例を示す図。
【図３】身体形状により定まる第１基準軸及び第２基準軸の一例を示す図。
【図４】２つの身体形状の間の対応付け方法の一例を示す図。
【図５】２つの身体形状の間で対応付けされた局所領域の一例を示す図。
【図６】局所領域のサイズや形状の変形例を示す図。
【図７】身体情報取得処理のフローチャート。
【図８】指標値の一例を示す図。
【図９】身体情報表示画面の一例を示す図。
【図１０】形状の差異を色又は輝度の違いで表示するためのテーブルの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
＜身体情報取得装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る身体情報取得装置１のシステム構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、身体情報取得装置１は、身体形状取得部１０、基準軸計算部１１、対応領域設定部１２、身体情報取得部１３、情報出力部１４などの機能を有している。
【００２９】
身体形状取得部１０は、身体の外形の３次元形状を表す身体形状データを取得する機能を有する。
【００３０】
身体形状データとしては、人の身体の外形の３次元形状を表現できるものであれば、どのようなフォーマットのデータを用いてもよい。例えば、身体の外形面を構成する複数のポリゴンの情報（ポリゴンの頂点座標と法線ベクトルなど）が記述されたポリゴンデータであってもよいし、身体の外形面上の複数の点の座標が記述された点群データであってもよい。本実施形態では、図２に示すように、床面上に原点、身体に対して前後の方向にＺ
軸（前方が＋）、左右の方向にＸ軸（右方が＋）、上下の方向にＹ軸（上方が＋）をとった３次元座標系を用い、身体の外形面上の複数の点の３次元座標（ＸＹＺ座標）を記述した点群データからなる身体形状データを用いる。
【００３１】
身体形状取得部１０は、対象者の身体の３次元形状を計測する計測装置から身体形状データを直接取得してもよいし、記憶装置やネットワーク上のサーバ（例えばクラウドサーバやネットワークストレージ）から身体形状データを取得してもよい。
【００３２】
計測装置としては、例えば、アクティブ三角測量方式の非接触３次元スキャナなどを好ましく利用することができる。アクティブ三角測量方式とは、プロジェクタから所定のパターン光を計測対象（人の身体）の表面に投射し、計測対象表面上のパターンをカメラで撮影し、得られた画像からプロジェクタとカメラと計測対象表面上の点の位置関係を推定することにより、計測対象表面の３次元形状を計算する手法である。パターン光の投射の方法により、空間コード化法と時間コード化法があるが、いずれの方法を用いてもよいし、両者を組み合わせてもよい。身体の外形を測定する際には、裸の状態で体表面の形状を測定してもよいし、肌着などの衣服（薄くて身体にフィットする衣服が望ましい）を着用した状態で測定を行ってもよい。
【００３３】
なお、身体形状取得部１０が取得する身体形状データは、全身のデータであってもよいし、身体の一部のデータであってもよい。本実施形態では、胴部分（体幹部分）の３次元形状データを利用するため、胴部分のデータを少なくとも含んでいればよい。例えば、胴部分のみのデータでもよいし、上半身のみのデータでもよいし、上肢や下肢の一部又は全部を含むデータであってもよい。
【００３４】
本実施形態の身体情報取得装置１は、後述するように、２つの身体形状を比較し、体形の変化や差異を定量的に評価する機能に特徴を有している。そのため、身体形状取得部１０は、対象者の身体の身体形状データ（第１の身体形状データと呼ぶ）と、対象者の身体と比較される参照用身体の身体形状データ（第２の身体形状データと呼ぶ）の２種類のデータを読み込む。比較対象である参照用身体のデータには、例えば、第１の身体形状データとは異なる時期に測定された同じ対象者のデータを用いることができる。同じ対象者の異なる時期の身体形状を比べることにより、体形の経年変化の把握、ダイエットやトレーニングの効果の確認などが容易に可能となる。また、参照用身体のデータには、対象者とは異なる被検者の身体を測定して得られたデータや、理想体形の３次元形状を表すデータを用いることもできる。この場合、他人の身体形状との違いや理想体形との違いを見ることで、自分自身の体形の特徴（良い点／悪い点、形状が異なる部分、寸法が大きい部分／小さい部分など）を把握することができる。
【００３５】
ところで、測定時期や被検者の異なる２つの身体形状データが与えられた場合、その２つの形状を比較するのは単純ではない。計測装置と身体の相対位置や測定時の姿勢を毎回同じにすることは困難なため、身体形状データごとに３次元座標系での位置や向きに多少のズレが生じることは避けられないからである。また、人の身体の外形は複雑かつ任意の曲面からなる立体図形であるため、２つの身体形状同士をどのように対応付け、どこを基準とするどのような指標で比較を行うのかを適切に定めなければ、意味のある比較ができないからである。このような課題に対処すべく、本実施形態の身体情報取得装置１は、基準軸計算部１１及び対応領域設定部１２を備えている。
【００３６】
基準軸計算部１１は、身体形状データを分析し、当該身体形状データにより表される身体形状に固有の軸を計算する機能を有する。身体形状に固有の軸とは、身体形状（身体の外形の３次元形状）に対し一意に定まる軸をいい、ここでは、図３に示すように、身体の内部を通り且つ身長方向に沿う第１基準軸と、身体の内部を通り且つ肩幅方向に沿う第２
基準軸の２つを考える。以下では、第１基準軸と第２基準軸により張られる平面を基準面とも呼ぶ。
【００３７】
なお、第１基準軸及び第２基準軸はそれぞれ３次元座標系のＹ軸及びＸ軸と概ね平行になるが、両者は本来的に異なる軸であることに注意されたい。第１基準軸及び第２基準軸は身体形状により定まる軸であるため、身体の位置・向き・姿勢・形状などに依存して軸の位置及び方向が変わるが、Ｙ軸及びＸ軸は計測装置により設定される座標系であるため、被検者の状態とは無関係に定まるのである。
【００３８】
基準軸計算部１１によって、第１の身体形状データから対象者の身体の第１基準軸及び第２基準軸を計算すると共に、第２の身体形状データから参照用身体の第１基準軸及び第２基準軸を計算する。そして、第１基準軸もしくは第２基準軸、又は、それらで張られる基準面を基準にして、対象者の身体と参照用身体の間の位置合わせや正規化を行えば、前述した身体形状データ同士の位置や向きのズレを修正し、両者の形状を同じ基準で比較することが可能となる。
【００３９】
本実施形態の基準軸計算部１１は、身体形状データに含まれる複数の点の３次元座標を主成分分析することによって第１主成分軸及び第２主成分軸を計算し、第１主成分軸を第１基準軸、第２主成分軸を第２基準軸とする。一般的な人の身体は身長方向に最も長く延び、肩幅方向に扁平な形状を有している。したがって、身体表面上の点群から直交する２つの主成分軸を求めるという方法で、身長方向に沿う軸と肩幅方向に沿う軸をそれぞれ簡単に求めることができる。
【００４０】
なお、第１基準軸及び第２基準軸は、主成分分析以外の方法で計算してもよい。例えば、身体形状をＹ軸に平行な面でスライスした断面を２つ以上求め、最小二乗法などによって各断面の中心に最もフィットする直線を計算し、これを第１基準軸に設定してもよい。あるいは、身体形状を所定のＹ位置（例えば腹部あたり）でスライスした断面の中心点と頭頂部の点とを結ぶ直線を第１基準軸に設定してもよい。また、身体形状を所定のＹ位置（例えば胸部や肩のあたり）でスライスした断面を、楕円モデルや長方形モデルにフィッティングし、その長軸方向を第２基準軸に設定してもよい。その他、身体形状データに基づき第１基準軸及び第２基準軸を計算する方法であれば、いかなる方法も好ましく利用することができる。
【００４１】
対応領域設定部１２は、第１の身体形状データで表される対象者の身体の３次元形状と第２の身体形状データで表される参照用身体の３次元形状との間の、領域の対応付けを行う機能を有する。以下、対象者の身体の３次元形状上の局所領域を第１の局所領域と呼び、参照用身体の３次元形状上の局所領域を第２の局所領域と呼ぶ。第１の局所領域と第２の局所領域との対応付けは、第１の局所領域上の１ないし複数の点（例えば、局所領域の輪郭線上の点、頂点、中心点など）と第２の局所領域上の１ないし複数の点とを対応付けることにより行われる。
【００４２】
ここで、対象者の身体の３次元形状上の点（注目点とも呼ぶ）と参照用身体の３次元形状上の点（対応点とも呼ぶ）とを対応付ける方法には、第１基準軸に対する位置及び方位に基づき対応付ける方法（図４（ａ））と、第１基準軸及び第２基準軸に対する位置に基づき対応付ける方法（図４（ｂ））とがある。以後、第１基準軸、第２基準軸、及び、その２つに直交する第３の軸をそれぞれ、Ｙ’軸、Ｘ’軸、及び、Ｚ’軸と呼ぶ。Ｘ’Ｙ’Ｚ’座標系は、身体形状の位置・向き・傾きなどが修正された修正座標系ともいえる。注目点と対応点との対応付けの計算は、この修正座標系の下で行うと簡便である。なお、Ｘ’Ｙ’Ｚ’座標系の原点は、Ｙ’軸と床面との交点に設定してもよいし、身長方向の真ん中の点や頭頂点などに設定してもよい。
【００４３】
図４（ａ）に、Ｙ’軸に対する位置及び方位に基づいて注目点と対応点との対応付けを行う方法の一例を示す。図４（ａ）は、対象者の身体の３次元形状をあるＹ’位置（Ｙ’軸方向の位置）のＸ’Ｚ’平面でスライスした輪郭４０と、参照用身体の３次元形状を同じＹ’位置のＸ’Ｚ’平面でスライスした輪郭４１とを、Ｙ’軸を基準に位置合わせして示している。この方法では、対応領域設定部１２は、対象者の身体の輪郭４０上の注目点４２に対し、Ｙ’位置が等しく、且つ、Ｙ’軸周りの方位θも等しい輪郭４１上の点４３を、対応点４３に選ぶ。なお、Ｙ’軸周りの方位θは、例えば、Ｚ’軸方向を０度とする時計周りの角度とする。
【００４４】
図４（ｂ）に、Ｙ’軸及びＸ’軸に対する位置に基づいて注目点と対応点との対応付けを行う方法の一例を示す。輪郭４０、４１は図４（ａ）のものと同じである。この方法では、対応領域設定部１２は、対象者の身体の輪郭４０上の注目点４２に対し、Ｙ’位置が等しく、且つ、Ｘ’位置も等しい輪郭４１上の点４３を、対応点４３に選ぶ。
【００４５】
図５は、図４（ａ）の方法により対応付けを行った、対象者の身体の３次元形状における第１の局所領域５０と、参照用身体の３次元形状における第２の局所領域５１の一例である。各局所領域５０、５１は矩形の領域からなり、第１の局所領域５０の４つの頂点と第２の局所領域５１の４つの頂点とが、図４（ａ）に示す方法により対応付けられている。このように対象者の身体と参照用身体の間で領域の対応付けを行うことにより、両者の身体形状の比較が容易となる。
【００４６】
なお、局所領域のサイズや形状は任意に選ぶことができ、２つの身体形状をどの程度の粒度（分解能）で比較したいかによって適宜設定すればよい。局所領域の最小のサイズは１画素のサイズであり、最大のサイズは身体の周囲を取り囲むサイズである。図６に局所領域のサイズや形状の変形例を模式的に示す。図６（ａ）は身体の前面を６つの局所領域に分けた例であり、図６（ｂ）は微小サイズの局所領域に分けた例である。
【００４７】
身体情報取得部１３は、身体形状データに基づき各局所領域における身体形状に関わる指標値を計算する機能、及び、第１の局所領域の指標値と第２の局所領域の指標値の差を計算する機能を有している。身体情報取得部１３は、第１の局所領域の指標値と第２の局所領域の指標値の差を身体情報として出力する。なお、身体情報としては、対象者の身体の外形に関わる指標であれば、どのような情報を取得してもよい。健康管理や美容に有益な情報であれば特に好ましい。情報出力部１４は、身体形状データに基づく対象者の身体の３次元形状、取得した身体情報などの情報を表示装置に出力する機能を有する。身体情報取得部１３と情報出力部１４の詳細については後述する。
【００４８】
身体情報取得装置１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、補助記憶装置（例えば、フラッシュメモリ、ハードディスク）、入力装置（例えば、マウス、タッチパネル）、表示装置などを有するコンピュータにより構成することができる。上述した各機能は、補助記憶装置に格納されたプログラムがＲＡＭにロードされ、ＣＰＵにより実行されることで実現されるものである。この種のコンピュータとしては、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ゲーム機などを例示できる。なお、上述した機能の一部又は全部をＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などで実現してもよいし、他のコンピュータ（例えばクラウドサーバ）で処理してもよい。
【００４９】
＜身体情報取得装置の動作＞
図７のフローチャートを参照して、身体情報取得装置１による身体情報取得処理の流れを説明する。
【００５０】
まず、身体形状取得部１０が、対象者の第１の身体形状データを取得する（ステップＳ７０）。また、身体形状取得部１０は、参照用身体の第２の身体形状データを取得する（ステップＳ７１）。
【００５１】
次に、基準軸計算部１１が、第１の身体形状データと第２の身体形状データのそれぞれに対し、第１基準軸（Ｙ’軸）及び第２基準軸（Ｘ’軸）を計算する（ステップＳ７２）。なお、第１の身体形状データと第２の身体形状データの間の位置や向きのズレを無視してよい場合には、ステップＳ７２の処理を省略し、Ｙ軸及びＸ軸をそれぞれ第１基準軸及び第２基準軸としてそのまま用いてもよい。
【００５２】
次に、対応領域設定部１２が、第１の身体形状データに基づき対象者の身体の３次元形状に対し第１の局所領域を設定するとともに、第２の身体形状データに基づき参照用身体の３次元形状に対し第１の局所領域に対応する第２の局所領域を設定する（ステップＳ７３）。第１の局所領域と第２の局所領域の間の対応付けは、前述した図４（ａ）又は図４（ｂ）に示した方法で行われる。局所領域の数は１つでも複数でもよいが、本実施形態では、身体の３次元形状の全域を複数の局所領域に分割し、それらの局所領域のすべてについて対応付けを行うものとする。
【００５３】
次に、身体情報取得部１３が、第１の身体形状データに基づき各第１の局所領域の指標値を計算するとともに、第２の身体形状データに基づき各第２の局所領域の指標値を計算する（ステップＳ７４）。そして、身体情報取得部１３は、第１の局所領域の指標値と対応する第２の局所領域の指標値の差を計算する（ステップＳ７５）。
【００５４】
以下、本実施形態の装置で取得可能な指標値の一例を示す。
【００５５】
（１）第１基準軸からの距離
図８（ａ）に示すように、第１基準軸（Ｙ’軸）から局所領域８０までの距離Ｌ１、つまり、局所領域８０から第１基準軸（Ｙ’軸）に下した垂線の長さＬ１を指標値とする。局所領域８０がある程度の広がりをもつ場合には、局所領域８０内の代表点（例えば中心点）について指標値を計算してもよいし、局所領域８０内の複数の点（例えば局所領域８０の輪郭の頂点）についてそれぞれ指標値を計算しそれらの平均を求めてもよい。
【００５６】
（２）基準面からの距離
図８（ｂ）に示すように、基準面（Ｘ’Ｙ’平面）から局所領域８０までの距離Ｌ２、つまり、局所領域８０から基準面（Ｘ’Ｙ’平面）に下した垂線の長さＬ２を指標値とする。局所領域８０がある程度の広がりをもつ場合には、局所領域８０内の代表点（例えば中心点）について指標値を計算してもよいし、局所領域８０内の複数の点（例えば局所領域８０の輪郭の頂点）についてそれぞれ指標値を計算しそれらの平均を求めてもよい。
【００５７】
（３）局所領域の面積
図８（ｃ）に示すように、局所領域８０の面積Ｓを指標値とする。例えば、局所領域８０を構成する複数のポリゴンの面積の合計を計算すればよい。
【００５８】
（４）局所領域と局所領域の輪郭を通る断面で囲まれる立体図形の体積
図８（ｄ）は、第１基準軸（Ｙ’軸）を中心に放射状の断面で身体形状を分割した場合の立体図形（ブロック）の体積を示す。また、図８（ｅ）は、基準面（Ｘ’Ｙ’平面）と垂直な断面で身体形状を分割した場合の立体図形（ブロック）の体積を示す。ブロックの分割方法はいずれの方法でもよい。
【００５９】
最後に、情報出力部１４が、身体情報表示画面を生成し、表示装置に表示する（ステップＳ７６）。図９に身体情報表示画面の一例を示す。図９の画面例では、第１の身体形状データに基づく対象者の身体の３次元形状を表す立体図形の上に、各局所領域の身体情報（指標値の差）をマッピングした画像を表示している。例えば、図１０（ａ）又は図１０（ｂ）のテーブルに従って、各局所領域の画素が、指標値の差の大きさに応じた色又は輝度で描画されている。
【００６０】
＜本実施形態の利点＞
上述した本実施形態の身体情報取得装置によれば、身体形状データを用いて対象者の身体と参照用身体の３次元形状を局所領域の単位で計算し、比較することができるため、体形の変化又は差異を正確に且つ定量的に評価することが可能となる。また、対象者の身体と参照用身体の３次元形状を複数の局所領域で個別に比較することで、例えば、腹回りは細くなり胸板は厚くなったとか、特にわき腹の贅肉が減ったとか、ヒップが持ち上がったというように、体形の局所的な変化（増減）を正確に評価することができる。
【００６１】
また、図９の画面例のように体形の変化や差異を表示するため、ユーザ（対象者）は自身の身体の外形に関わる特徴を正確かつ定量的に把握することができ、健康管理や美容に役立てることができる。しかも、ユーザ（対象者）は、参照用身体と比較した場合の自身の体形の変化や差異、つまり増えた部分と減った部分を色の違いや輝度の違いとして直観的かつ視覚的に把握することができる。
【００６２】
＜その他の実施形態＞
上述した実施形態の構成は本発明の一具体例を示したものにすぎず、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。本発明はその技術思想を逸脱しない範囲において、種々の具体的構成を採り得るものである。
【００６３】
上記実施形態における領域の対応付け方法、基準軸の計算方法、指標の計算方法、身体情報表示画面の表示方法などはあくまでも一例であり、他の方法を用いてもよい。例えば、身体の３次元形状の表示形式を、点群、ポリゴン、シェーディング、テクスチャマッピングなどから選べるようにしてもよいし、身体の３次元形状の投影像や断面像を表示してもよい。また、対象者の身体と参照用身体の形状を並べて表示してもよいし、３つ以上の形状を比較したり表示したりできるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１：身体情報取得装置、１０：身体形状取得部、１１：基準軸計算部、１２：対応領域設定部、１３：身体情報取得部、１４：情報出力部
【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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