特開 2023-30825 画像解析システム、画像解析装置、画像解析方法及び画像解析プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023030825

(43)【公開日】2023-03-08

(54)【発明の名称】画像解析システム、画像解析装置、画像解析方法及び画像解析プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20230301BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20230301BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 101Z

A61B5/11 210

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021136170

(22)【出願日】2021-08-24

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-09-08

(71)【出願人】

【識別番号】521373696

【氏名又は名称】株式会社フットルック

(74)【代理人】

【識別番号】100200333

【弁理士】

【氏名又は名称】古賀 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100121887

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 好章

(72)【発明者】

【氏名】舩越 達

(72)【発明者】

【氏名】下田 英毅

【テーマコード（参考）】

2F051

4C038

【Ｆターム（参考）】

2F051AA17

2F051AA18

2F051AB03

2F051BA07

4C038VA11

4C038VB15

4C038VC01

(57)【要約】

【課題】足裏画像等の画像情報から高精度な圧力分布を求めることができる画像解析システム、画像解析装置、画像解析方法、及び画像解析プログラムを提供する。
【解決手段】被測定者の部位の画像情報を読み取る画像読取装置と、画像情報を用いて部位に関する解析を行う画像解析装置と、を備える画像解析システムであって、画像読取装置が、被測定者の部位が接触する接触板と、接触板に対して、部位が接触している面の反対側の面に光を照射することにより、画像情報を取得する画像取得部と、を備え、画像解析装置が、画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、部位の圧力分布を求める圧力検出部を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定者の部位の画像情報を読み取る画像読取装置と、前記画像情報を用いて前記部位に関する解析を行う画像解析装置と、を備える画像解析システムであって、
前記画像読取装置が、
前記被測定者の部位が接触する接触板と、
前記接触板に対して、前記部位が接触している面の反対側の面に光を照射することにより、前記画像情報を取得する画像取得部と、を備え、
前記画像解析装置が、
前記画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、前記部位の圧力分布を求める圧力検出部を備えることを特徴とする画像解析システム。

【請求項2】

前記圧力検出部が、
肌色に関連する条件及び白色に関連する条件に基づいて、前記色情報を用いた判定を行い、前記圧力分布を求める請求項１に記載の画像解析システム。

【請求項3】

前記圧力検出部が、１６段階で表現される前記圧力分布を求める請求項１又は２に記載の画像解析システム。

【請求項4】

前記部位が足裏である請求項１乃至３のいずれかに記載の画像解析システム。

【請求項5】

前記画像解析装置が、
前記圧力検出部で求められる前記圧力分布を表示させる表示制御部を更に備える請求項１乃至４のいずれかに記載の画像解析システム。

【請求項6】

被測定者の部位の画像情報を用いて前記部位に関する解析を行う画像解析装置であって、
前記被測定者の部位を接触板に接触させて取得される前記画像情報を入力し、
前記画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、前記部位の圧力分布を求める圧力検出部を備えることを特徴とする画像解析装置。

【請求項7】

被測定者の部位の画像情報を用いて前記部位に関する解析を行う画像解析方法であって、
前記被測定者の部位を接触板に接触させて取得される前記画像情報を入力する入力ステップと、
前記画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、前記部位の圧力分布を求める圧力検出ステップと、を含むことを特徴とする画像解析方法。

【請求項8】

コンピュータに、請求項７に記載の画像解析方法を実行させるための画像解析プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被測定者の足の裏等の部位にかかる圧力の分布等を解析する画像解析システム、画像解析装置、画像解析方法、及び画像解析プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

直立した状態での人の足の裏（足裏）の画像（以下、「足裏画像」とする）が、病院、靴屋等で利用されている。例えば、病院や整骨院では、足裏画像から足の裏にかかる圧力の分布や重心の位置を求めることにより、体のバランスや歪み等の診断に利用することができる。足指の角度を計算することにより、外反母趾や内反小趾の診断に利用することができる。靴屋では、足裏画像から足裏の長さや横幅等を測定することにより、顧客に適切な靴の選定を行うことができ、オーダーメイドでの靴の提供にも利用できる。

【0003】

足裏画像から求められる情報の１つである足裏の圧力分布については、圧力センサを使用して測定する方法が多く提案されているが、低コスト化や装置のコンパクト化等を図るべく、足裏画像を利用する測定方法が提案されている。

【0004】

例えば、特開２０００－２２７３７１号公報（特許文献１）に開示されている面圧力分布検出装置は、足裏を直接撮影するのではないが、ゴムボールに荷重が加わったとき、ボールが置かれた床面と接触している部分が圧縮されて平になるので、その平になるボールの圧縮面と加重の相関から圧力を測っている。具体的には、ガラスの上に同一材質で同一径のボールを一定間隔で置き、その上に被測定者が立ち、ボールの圧縮面をガラス裏面より撮影し、撮影した画像から圧縮面の面積を求めることにより、足裏の圧力分布を測定している。

【0005】

特許第６３６４１３９号公報（特許文献２）に開示されている足裏測定装置では、箱状の筐体で構成される測定器で撮影されたカラーの足裏画像（足裏接地面画像）に対してカラー／グレー変換処理を施すことにより足裏のグレー画像を得て、更に、そのグレー画像に対してグレー／足圧分布変換処理（色変換処理）を施すことにより足裏の圧力分布（足圧分布画像）を得ている。グレー／足圧分布変換処理（色変換処理）は、グレースケールの複数階調を、所定の色スケールの複数階調に変換する処理となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０００－２２７３７１号公報

【特許文献2】特許第６３６４１３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の装置では、ボールを介して足裏の圧力を測定しているので、ボールの大きさや形状によって圧力の分布が変わる可能性があり、正確さが劣るおそれがある。特許文献２の装置については、カラー／グレー変換処理及びグレー／足圧分布変換処理の具体的な内容が記載されておらず、詳細は不明であるが、グレー画像を基に足裏の圧力分布を求めているので、精度が不十分である可能性がある。

【0008】

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、足裏画像等の画像情報から高精度な圧力分布を求めることができる画像解析システム、画像解析装置、画像解析方法、及び画像解析プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、被測定者の部位の画像情報を読み取る画像読取装置と、前記画像情報を用いて前記部位に関する解析を行う画像解析装置と、を備える画像解析システムに関し、本発明の上記目的は、前記画像読取装置が、前記被測定者の部位が接触する接触板と、前記接触板に対して、前記部位が接触している面の反対側の面に光を照射することにより、前記画像情報を取得する画像取得部と、を備え、前記画像解析装置が、前記画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、前記部位の圧力分布を求める圧力検出部を備えることにより達成される。

【0010】

また、本発明は、被測定者の部位の画像情報を用いて前記部位に関する解析を行う画像解析装置に関し、本発明の上記目的は、前記被測定者の部位を接触板に接触させて取得される前記画像情報を入力し、前記画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、前記部位の圧力分布を求める圧力検出部を備えることにより達成される。

【0011】

また、本発明は、被測定者の部位の画像情報を用いて前記部位に関する解析を行う画像解析方法に関し、本発明の上記目的は、前記被測定者の部位を接触板に接触させて取得される前記画像情報を入力する入力ステップと、前記画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、前記部位の圧力分布を求める圧力検出ステップを含むことにより達成される。

【0012】

さらに、本発明の上記目的は、コンピュータに、上記の画像解析方法を実行させるための画像解析プログラムにより達成される。

【発明の効果】

【0013】

本発明の画像解析システム、画像解析装置、画像解析方法、及び画像解析プログラムによれば、被測定者の部位を接触板に接触させる際に圧力に応じて変化する皮膚の色情報を用いて圧力を求めているので、被測定者の部位の画像から高精度な圧力分布を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る画像解析システムの構成例（第１実施形態）を示す図である。

【図2】画像読取装置の使用例及び動作例を説明するための平面図である。

【図3】画像解析装置の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。

【図4】画像解析システムの動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。

【図5】圧力分布の表示例を示す図である。

【図6】画像解析装置の構成例（第２実施形態）を示すブロック図である。

【図7】画像解析装置の構成例（第３実施形態）を示すブロック図である。

【図8】モアレ画像の表示例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明では、被測定者の足裏等の部位を接触板に接触させて撮影された画像（画像情報）に含まれる色情報を用いて圧力分布を求める。人体の表面には毛細血管が張り巡っているので、被測定者の部位を接触板に接触させて、接触した部位の皮膚に圧力を加えると、圧力が加わった箇所の毛細血管が圧迫され、血流が抑制される。人体の皮膚、特に手のひらや足裏の皮膚の色は、毛細血管内の血液の色である赤色を反映した色となっているので、皮膚に圧力が加わっていない通常の血流での皮膚の色と、皮膚に圧力が加わり抑制された血流での皮膚の色には違いが生じる。この違いの大きさは、加える圧力の大きさによって変化するので、皮膚の色を反映した色情報を用いることにより、圧力を推測することができる。このことに基づいて、本発明は画像情報から圧力分布を求める。

【0016】

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付し、説明を省略することがある。また、以下では、本発明を実施するための主要な構成及び動作を中心にして説明しており、本発明を実施するために必要となる汎用的な処理、例えばデータ送受信処理、画面表示処理等については説明を簡略又は省略している。

【0017】

本発明に係る画像解析システムの構成例（第１実施形態）を図１に示す。なお、本実施形態の画像解析システムの解析対象は足裏とするが、その他の人体の部位、例えば手のひら等も解析の対象とすることができる。

【0018】

図１に示されるように、画像解析システム１は、画像読取装置１０及び画像解析装置２０を備え、画像読取装置１０と画像解析装置２０はケーブル３０で接続されている。

【0019】

画像読取装置１０は一般的なコピー機が有しているスキャナ機能と同様な機能を有しており、ガラス板（接触板）１１に載置された対象物をスキャンして、画像として取り込む。本実施形態では、被測定者はガラス板１１の上に両足を載せて直立した状態となって足裏をスキャンされるので、ガラス板１１は被測定者の体重に耐えうる強度が必要であり、例えば耐荷重２００ｋｇを持つように設計されており、被測定者の両足が載るだけの十分な面積をもつ矩形状に形成されている。

【0020】

図２は画像読取装置１０の平面図である。画像読取装置１０は略直方体の形状をしており、面積が広い上面にガラス板１１が嵌着されている。図２において、上面の長辺の方向（図２での縦方向）をＸ軸、短辺の方向（図２での横方向）をＹ軸とし、右下端を原点とする。被測定者は、つま先と踵を結ぶ線がＹ軸と略同じ方向で、両足がＸ軸上で並ぶように、破線で示した位置に、直立した状態で、両足をガラス板１１に載せる。

【0021】

画像読取装置１０は、装置内部に光源、ミラー、レンズ及び画像読取手段（図示せず）を備え、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）方式で対象物の画像を取り込む。即ち、光源として白色光を用い、ガラス板１１に載せられた対象物を、対象物が載せられた面とは反対の面から光源で照らし、その反射光がミラーで反射され、レンズを通って画像読取手段に対象物の像が入力される。光源は、図２（Ａ）に示されるＹ軸方向の端から端までの１行を照射するようになっており、一定の速度でＸ軸方向に移動する。よって、画像読取手段には縮小された光の像が帯状に順次入力されることになる。画像読取手段は光信号を電気信号に変換するＣＣＤイメージセンサ、アナログ・デジタル変換を行うＡ／Ｄコンバータ等で構成され、順次入力される光の像を、赤（Red）、緑（Green）及び青（Blue）で表現されるＲＧＢ色空間の値（以下、「ＲＧＢ値」とする）に変換し、画像情報Ｖｄとして出力する。Ｙ軸方向の１行分の画像情報Ｖｄは、図２（Ａ）において右から左の順序で出力されるので、画像読取装置１０は、図２（Ｂ）に示される矢印の順序で、画素単位で画像情報Ｖｄを出力することになる。画像情報ＶｄであるＲＧＢ値は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色を２５６階調（０～２５５）で表した値となっており、画像情報Ｖｄは画素毎のＲＧＢ値であるｖｒ_ｉ、ｖｇ_ｉ及びｖｂ_ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｉ、Ｉは画素数）で構成されている。なお、光源、ミラー、レンズ及び画像読取手段より画像取得部が構成される。

【0022】

このように、画像読取装置１０は、一般のコピー機が有する機能の内のスキャン機能のみを応用しているので、ピドスコープ等の従来の画像読取装置に比べると、コンパクトな構造となっている。

【0023】

なお、画像読取装置１０は、ＣＣＤ方式ではなく、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）方式で対象物の画像を取り込んでも良い。この場合、ミラーは不要となり、光源としてＲＧＢ３原色のＬＥＤを使用し、画像読取手段ではＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを使用する。また、画像読取装置１０は、対象物をスキャンして画像を取り込むのではなく、ガラス板１１全体を撮影する機能を搭載し、対象物が載せられた面とは反対の面を１回撮影することにより、対象物の画像を取り込むようにしても良い。

【0024】

画像解析装置２０は、画像情報Ｖｄから対象物である足裏にかかる圧力（圧力データＰｄ）を求め、圧力分布として表示する。

【0025】

画像解析装置２０の構成例を図３に示す。画像解析装置２０は、入力制御部２１、画像記憶部２２、圧力検出部２３及び表示制御部２４を備えている。画像解析装置２０としては、デスクトップ型パソコンやノートパソコン等を使用し、入力制御部２１、圧力検出部２３及び表示制御部２４は、パソコンで動作するプログラムとして実現される。なお、図３には本実施形態で必要な構成要素のみを示しており、パソコンが有するその他のハードウェア及びソフトウェアの構成要素は示していない。また、画像解析装置２０として、パソコンではなく、専用の装置を使用しても良い。

【0026】

入力制御部２１は、画像読取装置１０に対象物のスキャンを開始させ、画像読取装置１０から送信される画像情報Ｖｄを入力し、画像記憶部２２に格納する。

【0027】

画像解析装置２０を構成するパソコンの画面上に、画像読取装置１０に対象物のスキャンを開始させるための動作開始ボタンを設け、パソコンに接続しているマウス等により動作開始ボタンを押すと、入力制御部２１はそのことを検知し、画像読取装置１０に対して動作開始信号Ｓｇを送信する。画像読取装置１０は、動作開始信号Ｓｇを受信したら、対象物のスキャンを開始する。なお、パソコンの画面上に動作開始ボタンを設けるのではなく、パソコンに接続しているキーボードの任意のキー（例えば、Ｅｎｔｅｒキー等）を動作開始ボタンとして使用しても良い。また、画像解析装置２０ではなく、画像読取装置１０に動作開始ボタンを設けても良い。この場合、動作開始信号Ｓｇの送受信は不要となるが、動作開始ボタンを押す前に、画像解析装置２０を起動させ、画像読取装置１０から送信される画像情報Ｖｄを受信できる状態にしておく必要がある。

【0028】

画像読取装置１０からは、図２（Ｂ）に示される矢印の順序で画像情報Ｖｄが送信されるので、入力制御部２１は、画像読取装置１０でのスキャン終了まで画像情報Ｖｄを順次入力し、その順序通りに画像情報Ｖｄを画像記憶部２２に格納する。例えば、順次出力される画像情報Ｖｄを、アドレスの昇順で画像情報記憶部２２に格納していく。

【0029】

画像記憶部２２は、入力制御部２１から出力される画像データＶｄを記憶する。画像記憶部２２は、画像読取装置１０での１回のスキャンにより生成される画像データＶｄを１つのファイルとして記憶しても良い。

【0030】

圧力検出部２３は、画像記憶部２２に記憶されている画像情報Ｖｄから圧力データＰｄを求める。

【0031】

人体の足裏の色は、病気等による異常がない場合、人種、性別、年齢に関わらず、圧力が加わっていない状態では、メラニンや毛細血管内の血液の色を反映して、肌色（うすだいだい、ペールオレンジ）となっている。足裏に圧力が加わると、毛細血管内の血流が抑制されるので、圧力の大きさに応じて、色が白色に変化していく。このように圧力を加えることにより足裏の色が肌色から白色に変化する現象を利用して、圧力検出部２３は、画像情報Ｖｄから圧力データＰｄを求める。

【0032】

圧力検出部２３は、肌色から白色までを１６段階に分割し、これに、ガラス板１１にて足が載っていない箇所に対応する色（以下、「領域外色」とする）を加えて、１７個の色の領域を設定し、画像情報Ｖｄ中の各画素が属する領域を決定する。各領域に対して特定の番号を、例えば肌色から白色までの各段階に１～１６までの番号（以下、「色番号」とする）と領域外色に０を設定する。色番号１は肌色に対応し、圧力が最も低いことを示し、色番号１６は白色に対応し、圧力が最も高いことを示す。圧力データＰｄは、画素毎に決定された色番号ｐ_ｉ（以下、「圧力値」とする）で構成される。

【0033】

圧力検出部２３は、ＲＧＢ値を入力とし、圧力値を出力とする関数Ｆを用いて、画像情報Ｖｄから圧力データＰｄを求める。画像記憶部２２に記憶されている画像情報Ｖｄ中のＲＧＢ値ｖｒ_ｉ、ｖｇ_ｉ及びｖｂ_ｉを格納された順序で読み出し、関数Ｆを用いて圧力値ｐ_ｉを求め、圧力データＰｄとして順次出力する。関数Ｆは条件判定も含んだ関数である。例えば、以下の（１）～（５）の処理全体を関数Ｆとして定義する。

【0034】

（１）ＲＧＢ値ｖｒ_ｉ、ｖｇ_ｉ及びｖｂ_ｉを色相（Hue）、彩度（Saturation）及び明度（Value）で表現されるＨＳＶ色空間の値（以下、「ＨＳＶ値」とする）ｖｈ_ｉ、ｖｓ_ｉ及びｖｖ_ｉに変換する。

【0035】

（２）肌色に対応するＨ（色相）及びＶ（明度）の範囲（以下、「肌色範囲」とする）を予め設定し、ｖｈ_ｉ及びｖｖ_ｉが肌色範囲に属するか判定する。

【0036】

（３）ｖｈ_ｉ及びｖｖ_ｉが肌色範囲に属する場合、Ｓ（彩度）に対して所定の値から０までに１６段階の範囲を予め設定し、ｖｓ_ｉが属する段階を調べる。各段階には１～１６の色番号が割り当てられている。

【0037】

（４）ｖｓ_ｉが属する段階がある場合、その段階に対して設定されている色番号を圧力値ｐ_ｉとする。

【0038】

（５）ｖｈ_ｉ及びｖｖ_ｉが肌色範囲に属さない場合、又は、ｖｓ_ｉが属する段階がない場合、圧力値ｐ_ｉを０とする。

【0039】

なお、関数Ｆとして、上記（２）のように肌色に関連する条件及び上記（３）のように白色に関連する条件（肌色範囲において、Ｓ＝０は白色に相当する）に基づいた処理を行うのであれば、上記（１）～（５）以外の処理を定義しても良い。

【0040】

表示制御部２４は、圧力データＰｄを圧力分布として表示する。表示制御部２４にはディスプレイが接続されており、圧力分布はディスプレイに表示される。圧力データＰｄ中の圧力値ｐ_ｉが取りうる値である０及び色番号（１～１６）それぞれに対応した色を予め設定し、入力された圧力データＰｄ中の圧力値ｐ_ｉに合わせて、対応する色を表示する。例えば、色番号１には青色を設定し、色番号が大きくなるにつれて青色に緑色を徐々に加えた色を設定し、その後、緑色と黄色の混合で黄色を徐々に強くした色、黄色と赤色の混合で赤色を徐々に強くした色、赤色を徐々に薄くした色を設定して、色番号１６には白色を設定する。０には黒色を設定する。なお、これ以外の配色を設定しても良い。

【0041】

表示制御部２４は、圧力データＰｄ中の圧力値ｐ_ｉを、図２（Ｂ）の矢印で示される順序で入力することになるので、入力された順番を基に決定される位置に、圧力値ｐ_ｉに応じた色を表示する。

【0042】

ケーブル３０は、画像読取装置１０と画像解析装置２０を接続する。ケーブル３０として、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等の有線を使用し、画像読取装置１０及び画像解析装置２０それぞれが装備するＵＳＢポート等にケーブル３０を接続する。画像読取装置１０と画像解析装置２０を、有線ではなく、無線で接続しても良く、或いは、ＵＳＢメモリ等の外付け記録媒体へのデータ書き込み機能を画像読取装置１０に付加し、外付け記録媒体を介して、画像読取装置１０から画像解析装置２０へ画像情報Ｖｄを送るようにしても良い。後者の場合、例えば、画像読取装置１０により複数の被測定者の画像情報を取得して外付け記録媒体に記録し、後日、画像解析装置２０を用いて各被測定者の圧力分布を求めるということも可能となる。

【0043】

このような画像解析システム１の構成において、その動作例及び使用例を図４のフローチャートを参照して説明する。図４において、破線の矢印は画像読取装置１０と画像解析装置２０の間でのデータの送受信を示す。

【0044】

先ず、画像読取装置１０及び画像解析装置２０を起動する。

【0045】

被測定者は、画像読取装置１０のガラス板１１に裸足の状態で両足を載せ、直立した状態となる。この際、通常の状態での圧力分布が得られるように、画像読取装置１０は、傾きがない平坦な場所に設置し、被測定者には計測であることを意識せずにリラックスした状態で直立してもらうようにする。被測定者の姿勢が整ったら、画像読取装置１０に対象物のスキャンを開始させるために、測定者は画像解析装置２０に設けられた動作開始ボタンを押下する。

【0046】

画像解析装置２０は動作開始ボタンの押下を検知したら、入力制御部２１より動作開始信号Ｓｇを画像読取装置１０に送信する（ステップＳ１０）。

【0047】

画像読取装置１０は、動作開始信号Ｓｇを受信したら（ステップＳ２０）、被測定者の足裏のスキャンを開始する（ステップＳ３０）。被測定者には、スキャン中は動かないようにしてもらう。

【0048】

画像読取装置１０は、光源を一定速度で移動させることにより、ガラス板１１に載せられた足裏全体を照射し、その反射光がミラー及びレンズを介して画像読取手段に到達し、画像読取手段により画像情報Ｖｄに変換される。画像情報Ｖｄは、図２（Ｂ）の矢印で示される順序で画像解析装置２０に送信される（ステップＳ４０）。

【0049】

画像解析装置２０は画像情報Ｖｄを受信し（ステップＳ５０）、入力制御部２１が、受信した画像情報Ｖｄを画像記憶部２２に格納する（ステップＳ６０）。

【0050】

画像情報Ｖｄが画像記憶部２２に格納されたら、圧力検出部２３は、画像記憶部２２から画像情報Ｖｄ中のＲＧＢ値ｖｒ_ｉ、ｖｇ_ｉ及びｖｂ_ｉを読み出す（ステップＳ７０）。そして、関数Ｆを用いて、圧力値ｐ_ｉを求め（ステップＳ８０）、表示制御部２４に出力する。

【0051】

表示制御部２４は圧力値ｐ_ｉを入力し、予め設定された色の中から圧力値ｐ_ｉに対応する色を決定し、入力した順番に応じたディスプレイ上の位置に、決定した色を表示する（ステップＳ９０）。

【0052】

ステップＳ７０～Ｓ９０を、画像記憶部２２に記憶された画像情報Ｖｄ中の全てのＲＧＢ値に対して実行する（ステップＳ１００）。

【0053】

なお、画像解析装置２０に、圧力分布の表示を開始するボタンを、動作開始ボタンと同様の形態で用意し、そのボタンが押されたら、ステップＳ７０～Ｓ１００を実行するようにしても良い。

【0054】

表示された圧力分布の例を図５に示す。図５ではグレースケールで圧力分布を示しているので、実際の色とは異なる色での表現となっている。このように、足裏の圧力分布をカラーで表示することにより、圧力の違いを分かり易く把握することができるので、足の内側及び外側並びに前及び後ろに圧力がどのようにかかっているのか、足の指がそれぞれ接地しているのか等、体のバランスを容易に確認することができる。また、顧客一人ひとりの足に合わせて設計して作るオーダーメイドの靴の中敷きであるオーダーインソールの作成のためのデータとしても、この圧力分布を利用することができる。なお、本実施形態では、足裏の圧力分布を１６段階で表現しているが、それ以外の段数の段階で表現しても良い。但し、複数の段階で圧力分布を表現する場合、使用する段数が少な過ぎると、情報量として乏しく、有用性に欠ける圧力分布となってしまい、使用する段数が多過ぎると、煩雑な圧力分布となってしまい、圧力分布の傾向を把握しづらい等、この場合も有用性に欠ける圧力分布となってしまうおそれがあるので、１６段階程度で表現するのが、有用性が高い圧力分布を得るためには好適である。

【0055】

なお、画像読取装置１０は、図２（Ｂ）に示される矢印の順序で画像情報Ｖｄを出力し、画像解析装置２０は、その順序に従って圧力データＰｄを求め、表示しているので、ディスプレイの画面上での表示位置は一意に決まるが、画像情報Ｖｄに座標値等の位置情報を付加し、位置情報を基に表示位置を決めるようにしても良い。また、画像記憶部２２はＲＧＢ値からなる画像情報Ｖｄを記憶しているが、記憶容量の削減等のために、圧縮された画像情報を記憶するようにしても良い。更に、画像読取装置１０から画像解析装置２０に送信される画像情報Ｖｄは、画像記憶部２２に格納され、圧力検出部２３は画像記憶部２２内の画像情報Ｖｄから圧力データＰｄを求めているが、画像情報Ｖｄを画像記憶部２２に格納せず、画像読取装置１０から送信される画像情報Ｖｄを順次用いて圧力データＰｄを求めるようにしても良い。この場合、画像記憶部２２は不要となる。

【0056】

本発明の他の実施形態について説明する。

【0057】

画像解析装置にプリンタ等を接続して印刷機能を付加し、圧力分布を印刷することも可能である。この場合の画像解析装置の構成例（第２実施形態）を図６に示す。第１実施形態の画像解析装置２０と比べると、第２実施形態の画像解析装置４０では、圧力データ記憶部２５及び印刷制御部２６が追加されており、その他の構成は第１実施形態と同じである。

【0058】

圧力データ記憶部２５は、圧力検出部２３から出力される圧力データＰｄを記憶する。圧力データＰｄは、図２（Ｂ）の矢印で示される順序と同じ順序で出力されるので、圧力データ記憶部２５でも、その順序を保持するように圧力データＰｄが記憶される。例えば、順次出力される圧力データＰｄを、アドレスの昇順で圧力データ記憶部２５に記憶していく。

【0059】

印刷制御部２６にはプリンタ（図示せず）が接続されている。印刷制御部２６は圧力データ記憶部２５に記憶された圧力データＰｄ中の圧力値ｐ_ｉを順次入力し、表示制御部２４と同様の手順により圧力値ｐ_ｉに対応した色を決定し、プリンタに出力し、圧力分布を印刷する。

【0060】

なお、表示制御部２４も、圧力検出部２３から圧力データＰｄを入力するのではなく、圧力データ記憶部２５に記憶された圧力データＰｄを使用するようにしても良い。また、圧力データＰｄを記憶するのではなく、圧力データＰｄ中の圧力値ｐ_ｉに対応した色を記憶するようにしても良い。この場合、印刷制御部２６での色の決定を省略することができる。表示制御部２４を削除し、圧力分布の出力をプリンタによる印刷のみに特化しても良い。

【0061】

第１実施形態では、画像情報Ｖｄから圧力分布のみを求めているが、画像情報Ｖｄからはその他にも有用な情報を抽出することができるので、それらを求めることも可能である。この場合の画像解析装置の構成例（第３実施形態）を図７に示す。第１実施形態の画像解析装置２０と比べると、第３実施形態の画像解析装置５０では、関連情報抽出部２７が追加され、表示制御部２４が表示制御部５４に代わっており、その他の構成は第１実施形態と同じである。

【0062】

関連情報抽出部２７は、画像記憶部２２に記憶された画像情報Ｖｄから被測定者の足裏に関連する情報を抽出し、関連情報Ｒｄとして表示制御部５４に出力する。関連情報として、例えば、モアレ画像、重心位置、足裏の長さ及び横幅、足指の角度等を抽出する。

【0063】

モアレ画像は、モアレと呼ばれる光の干渉の現象を利用して、様々な物体の等高線を描く方法であるモアレ・トポグラフィーにより生成された画像のことである。モアレ画像の例を図８に示す。モアレ画像を利用することにより、目視では確認が難しい足裏の凹凸等の足裏の形を詳細に確認することが可能となる。例えば、土踏まずの形状がどうなっているか、タコや魚の目等がないか、等を確認することができる。

【0064】

重心位置は、例えば足裏が接地している面積の量を基に算出する。重心位置と圧力分布を比較することにより、体の歪み等を推測することができる。

【0065】

足指の角度として、例えば親指の角度（外反母趾角）、小指の角度（内反小趾角）、開帳角（ＦＩＣＫ角）を求める。足裏の画像にこれらの値を表示させることにより、外反母趾や内反小趾の診断に利用することができる。

【0066】

画像記憶部２２に記憶された画像情報及び／又は第２実施形態での圧力データ記憶部２５に記憶された圧力データを、解析が終了した後も記憶したままとするか、或いは他の外部記録媒体に記録することにより、過去の解析結果との比較を可能とすることができる。これにより、治療や施術による効果、体のバランスの経年変化等を確認することが可能となる。

【0067】

上述の実施形態は、画像記憶部及び圧力データ記憶部をメモリとして、それ以外の構成要素の処理を、上述のようにプログラムとして実現することにより、コンピュータとメモリの構成で実現可能である。各構成要素は専用ＩＣ（Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアでも実現可能である。また、本発明は、上述の画像読取装置及び画像解析装置を備える画像解析システムとして実現しても、画像情報は既存製品等を利用して取得するようにして、画像解析装置として実現しても良い。更に、本発明は、方法又はプログラムとしての形態を取ることも可能である。

【0068】

なお、本発明は上記形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【符号の説明】

【0069】

１ 画像解析システム
１０ 画像読取装置
１１ ガラス板
２０、４０、５０ 画像解析装置
２１ 入力制御部
２２ 画像記憶部
２３ 圧力検出部
２４、５４ 表示制御部
２５ 圧力データ記憶部
２６ 印刷制御部
２７ 関連情報抽出部
３０ ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2022-07-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定者の部位の画像情報を読み取る画像読取装置と、前記画像情報を用いて前記部位に関する解析を行う画像解析装置と、を備える画像解析システムであって、
前記画像読取装置が、
前記被測定者の部位が接触する接触板と、
前記接触板に対して、前記部位が接触している面の反対側の面に光を照射することにより、前記画像情報を取得する画像取得部と、を備え、
前記画像解析装置が、
前記画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、前記部位の圧力分布を求める圧力検出部を備え、
前記圧力検出部が、
肌色に関連する条件及び白色に関連する条件に基づいて、前記色情報を用いた判定を行い、前記圧力分布を求めることを特徴とする画像解析システム。

【請求項2】

前記圧力検出部が、１６段階で表現される前記圧力分布を求める請求項１に記載の画像解析システム。

【請求項3】

前記部位が足裏である請求項１又は２に記載の画像解析システム。

【請求項4】

前記画像解析装置が、
前記圧力検出部で求められる前記圧力分布を表示させる表示制御部を更に備える請求項１乃至３のいずれかに記載の画像解析システム。

【請求項5】

被測定者の部位の画像情報を用いて前記部位に関する解析を行う画像解析装置であって、
前記被測定者の部位を接触板に接触させて取得される前記画像情報を入力し、
前記画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、前記部位の圧力分布を求める圧力検出部を備え、
前記圧力検出部が、
肌色に関連する条件及び白色に関連する条件に基づいて、前記色情報を用いた判定を行い、前記圧力分布を求めることを特徴とする画像解析装置。

【請求項6】

被測定者の部位の画像情報を用いて前記部位に関する解析を行う画像解析方法であって、
前記被測定者の部位を接触板に接触させて取得される前記画像情報を入力する入力ステップと、
前記画像情報に含まれ、少なくとも赤色に関する情報を含む色情報を用いて、前記部位の圧力分布を求める圧力検出ステップと、を含み、
前記圧力検出ステップでは、
肌色に関連する条件及び白色に関連する条件に基づいて、前記色情報を用いた判定を行い、前記圧力分布を求めることを特徴とする画像解析方法。

【請求項7】

コンピュータに、請求項６に記載の画像解析方法を実行させるための画像解析プログラム。