客制化鞋墊影像感測系統及方法

2023-06-08 00:21:31 2

專利名稱：客制化鞋墊影像感測系統及方法
技術領域：
本發明是關於一種客制化鞋墊影像感測系統及方法，用以將受測者足型及鞋型影
像信息轉換為客制化鞋墊製造信息。
背景技術：
足部支撐整個身體的重量，走路時所產生的回震更會令腳部承受極大的壓力，因 此適當保護足部十分重要。鞋履中適合足型的鞋墊有助身體走路時平均分配足部承受的壓 力，並且避免各個關節因受到不正常的壓迫而繼續磨損。然而，一般市售鞋履的鞋墊皆由工 廠統一開模製作，無法依個人足型客制化製造，使得足部無法完全貼近鞋墊，造成行走時鞋 墊無法平均分配足部承受的力量。 此外，目前雖有廠商可依個人足型訂製鞋墊(即矯正型鞋墊)，但價格通常十分昂 貴且製作耗時，故本發明的發明人有鑑於此乃亟思發明而達到一種客制化鞋墊影像感測系 統及方法，用以提供製造鞋墊的信息，以快速的製作滿足個人足型的鞋墊。

發明內容
本發明的主要目的是提供一種將受測者足型及鞋型影像信息轉換為客制化鞋墊 製造信息的系統及方法。 本發明之一 目的是提供客制化鞋墊影像感測系統，其包括一膚色攝取單元，用以 攝取足部膚色影像；一足部影像攝取單元，用以掃描及產生三維足型影像；一足部影像處 理單元，用以將該足部膚色影像曲面重鋪於該三維足型影像，並產生一全彩三維足型影像 信息；一鞋型影像產生單元，用以攝取並執行偏移以產生二維鞋型輪廓影像；一鞋墊影像 產生單元，用以結合該全彩三維足型影像信息及該二維鞋型輪廓影像，並輸出一全彩三維 鞋墊影像信息。 本發明另一目的進一步提供一種客制化鞋墊影像感測方法，其包括攝取足部膚色
影像；掃描及產生三維足型影像；將該足部膚色影像曲面重鋪於該三維足型影像，並產生
一全彩三維足型影像信息；攝取並執行偏移以產生二維鞋型輪廓影像；以及結合該全彩三
維足型影像信息及該二維鞋型輪廓影像，並輸出一全彩三維鞋墊影像信息。 為使熟悉該項技藝人士了解本發明的目的、特徵及功效，現在藉由下述具體實施
例，並配合圖式，對本發明詳加說明如後。


圖1為本發明第一實施例的客制化鞋墊影像感測系統的組件關聯圖；
圖2A為本發明重鋪影像曲面的示意圖；
圖2B為本發明三維足型影像示意圖；
圖3A為本發明全彩三維足型影像示意圖；
圖3B為本發明的二維鞋型輪廓影像示意 圖4A為本發明二維鞋型輪廓影像及全彩三維足型影像結合的示意圖； 圖4B為本發明一合成影像的示意圖； 圖5為本發明第二實施例的客制化鞋墊影像感測系統的組件關聯圖； 圖6為本發明客制化鞋墊影像感測方法步驟流程圖。主要組件符號說明
1客制化鞋墊影像感測系統 102膚色攝取單元 104足部影像攝取單元 106足部影像處理單元 108鞋型影像產生單元 IIO鞋墊影像產生單元 5客制化鞋墊影像感測系統 502膚色攝取單元 504足部影像攝取單元 5042屏蔽單元 506足部影像處理單元 508鞋型影像產生單元 5082偏移參數儲存單元 510鞋墊影像產生單元 5102屏蔽處理單元
具體實施例方式
請參考圖l，其為本發明第一實施例的客制化鞋墊影像感測系統1的組件關聯圖， 其中該客制化鞋墊影像感測系統1包括一膚色攝取單元102、一足部影像攝取單元104、一 足部影像處理單元106、一鞋型影像產生單元108以及一鞋墊影像產生單元110。該膚色攝 取單元102用以攝取足部膚色影像；該足部影像攝取單元104用以掃描及產生三維足型影 像；該足部影像處理單元106用以將該足部膚色影像曲面重鋪於該三維足型影像，並產生 一全彩三維足型影像信息；該鞋型影像產生單元108用以攝取並執行偏移以產生二維鞋型 輪廓影像；以及該鞋墊影像產生單元110用以結合該全彩三維足型影像信息及該二維鞋型 輪廓影像，並輸出一全彩三維鞋墊影像信息。 在上述本發明客制化鞋墊影像感測系統1中，該膚色攝取單元102針對受測者的 足部執行攝影並擷取該足部的膚色影像，其中該膚色攝取單元102為一互補性氧化金屬半 導體(CMOS)或一感光耦合組件(CCD)所構成的數字攝影裝置。該足部影像攝取單元104 用以掃描受測者的足部立體外型，以獲得具有足底曲面的三維足型影像，其中該足部影像 攝取單元104為一掃描三維影像的雷射掃描儀。該足部影像處理單元106是電性連結該膚 色攝取單元102及該足部影像攝取單元104，並用以讀取足部膚色影像及三維足型影像。該 足部影像處理單元106進一步將該足部膚色影像鋪設於該三維足型影像，以產生一全彩三 維足型影像信息。 該鞋型影像產生單元108是針對受測者的鞋型執行攝影並擷取鞋型影像，以獲得二維鞋型輪廓影像，該鞋型影像產生單元108可利用一互補性氧化金屬半導體(CMOS)或一 感光耦合組件(CCD)所構成的數字攝影裝置，或為一光學掃描儀獲取二維鞋型輪廓影像。 該鞋型影像產生單元108進一步以一固定尺寸(如0.3mm)偏移該二維鞋型輪廓影像。該 鞋墊影像產生單元110電性連結該足部影像處理單元106以及該鞋型影像產生單元108，並 用以讀取全彩三維足型影像信息及二維鞋型輪廓影像，且利用該二維鞋型輪廓影像及該全 彩三維足型影像信息的兩中心線及該兩中心線之任一對應點進行影像結合，以獲得全彩三 維鞋墊影像信息，其中該兩中心線之任一對應點為足根、足弓或足掌的中心點，且其中該全 彩三維鞋墊影像信息包括一足底曲面及一鞋墊輪廓信息。 圖2A為本發明重鋪影像曲面的示意圖，圖2A中影像^為創建的曲面影像。圖2B 為本發明三維足型影像的示意圖，圖2B中影像12為該三維足型並具有膚色的影像。該足 部影像處理單元106是進行曲面重鋪，將該三維足型影像12鋪設於經由運算而創建適合的 曲面影像I"以產出一全彩三維足型影像信息13，如圖3A所示。 參考圖3A、圖3B及圖4A，該鞋墊影像產生單元110是利用該二維鞋型輪廓影像及 該全彩三維足型影像的兩中心線及兩足跟中心點進行影像結合，以獲得全彩三維鞋墊影像 信息。參考圖3B，其為本發明的二維鞋型輪廓影像示意圖；參考圖3A，其為本發明的全彩三 維足型影像示意圖。圖3B中邊界S1為二維鞋型輪廓的邊界，水平線H1及H2將二維鞋型 輪廓邊界的最大垂直長度平分為三區域，並與邊界Sl分別相交於邊界點Hll、 H12及H21、 H22，其中該三區域可分別對應至足部的結構，水平線H2以上的區域對應至足部的足掌部 份，水平線H1及H2間對應至足部的足弓部份以及水平線H1以下的區域對應至足部的足跟 部份。中點H1M及H2M分別為H11、H12水平線段及H21、H22水平線段的中點位置，為獲得 足跟部份(亦即水平線H1以下的區域)的中心點位置及二維鞋型輪廓的中心線，本實施例 是以HIM及H2M兩點形成一直線VI作為二維鞋型輪廓的中心線，該中心線VI並且與邊界 Sl相交於邊界點Vll及V12，接著以HM及Vll線段的中點位置SM作為二維鞋型輪廓足跟 部份的中心點位置。此外，圖3A中邊界Fl為全彩三維足型影像13的足底邊界，由於該膚 色攝取單元102所攝取的膚色於足跟、足弓及足掌三區域的交界處呈現明顯的色階變化， 因此透過色階的判別可獲得足跟、足弓及足掌三區域的分界信息，水平線H3是足跟及足弓 的分界線，以及H4是足弓及足掌的分界線。為獲得足跟部份(亦即水平線H3以下的區域) 的中心點位置及全彩三維足型影像足部的中心線，本實施例是以全彩三維足型影像足部第 二指骨(腳食指)的中間線V2作為足部的中心線，其中該中心線V2與邊界F1的足跟部份 相交於邊界點V21，以及與H3水平線相交於交點H3V2，接著以H3V2及V21線段的中點位置 FM作為足跟部份的中心點位置。 參考圖4A，其為本發明二維鞋型輪廓影像及全彩三維足型影像結合的示意圖。如 圖所示，首先將二維鞋型輪廓影像足跟的中心點SM及全彩三維足型影像足跟的中心點FM 相互重迭，接著將兩中心線VI及V2相互對準重迭，藉由中心點及中心線定位即可將二維鞋 型輪廓影像與全彩三維足型影像重迭產生一合成影像14(如圖4B所示)，接著沿著鞋型輪 廓執行曲面修剪，以獲得全彩三維鞋墊影像信息。 請參考圖5，為本發明第二實施例的客制化鞋墊影像感測系統5的組件關聯圖，其 中該客制化鞋墊影像感測系統5包括一膚色攝取單元502、一足部影像攝取單元504、一足 部影像處理單元506、一鞋型影像產生單元508以及一鞋墊影像產生單元510。該足部影像處理單元506利用該膚色攝取單元502攝取的足部膚色影像及該足部影像攝取單元504產 生的三維足型影像，產生一全彩三維足型影像信息；接著，該鞋墊影像產生單元510將該鞋 型影像產生單元508產生的二維鞋型輪廓影像及該全彩三維足型影像信息結合，產生一全 彩三維鞋墊影像信息。 如圖5所示，本發明第二實施例中該足部影像攝取單元504進一步包括一屏蔽單 元5042，用以遮蔽受測者部份足部區域形成一遮蔽區域，使得該足部影像攝取單元504掃 描受測者足部時無法吸收該遮蔽區域的光源。例如，透過該膚色攝取單元502所獲得的二 維足部全彩影像判定受測者足部患有雞眼時，該屏蔽單元5042使用黑色塗料、黑色布料或 黑色貼紙遮蔽足部的患部區域，使得該足部影像攝取單元504進行三維影像掃描時無法吸 收患部區域的光源，造成所獲得的三維足型影像於受遮蔽的患部區域呈現一挖空狀態(該 處無曲面信息)。 如圖5所示，本發明第二實施例中鞋墊影像產生單元510進一步包括一屏蔽處理
單元5102，用以修訂該遮蔽區域的鞋墊曲面。若該屏蔽處理單元5102設定的鞋墊曲面為0，
則全彩三維鞋墊影像上該遮蔽區域呈現挖空狀態；若該屏蔽處理單元5102設定的鞋墊曲
面大於該遮蔽區域四周的曲面高度，則全彩三維鞋墊影像上該遮蔽區域呈現凸面狀態；反
之若該屏蔽處理單元5102設定的鞋墊曲面小於該遮蔽區域四周的曲面高度，則全彩三維
鞋墊影像上該遮蔽區域呈現凹面狀態。藉由該屏蔽處理單元修訂該遮蔽區域的鞋墊曲面，
可使該全彩三維鞋墊影像上該遮蔽區域呈現一挖空、凸面或凹面的曲面。 如圖5所示，本發明第二實施例中該鞋型影像產生單元508進一步包括一偏移參
數儲存單元5082，用以儲存一鞋邊參數，並依據該鞋邊參數偏移該二維鞋型輪廓影像，其中
該鞋邊參數包括一鞋面厚度信息(如鞋麵皮革的厚度)。 參考圖6所示，其為本發明客制化鞋墊影像感測方法步驟流程圖。本發明的方法 包含以下步驟 步驟602 :攝取足部膚色影像。本步驟是針對受測者的足部執行攝影並擷取該足 部的膚色影像。 步驟604 :掃描及產生三維足型影像。本步驟是掃描受測者的足部立體外型，以獲 得具有足底曲面的三維足型影像。本步驟可進一步遮蔽受測者部份足部區域形成一遮蔽區 域，使得掃描時無法吸收該遮蔽區域的光源，造成所獲得的三維足型影像於該遮蔽區域呈 現一挖空狀態。 步驟606 :將該足部膚色影像曲面重鋪於該三維足型影像，並產生一全彩三維足 型影像信息。本步驟是讀取足部影像膚色信息及三維足型影像信息，並將該足部膚色影像 鋪設於該三維足型影像，以產生一全彩三維足型影像信息。 步驟608 :攝取並執行偏移以產生二維鞋型輪廓影像。本步驟是針對受測者的鞋 型執行攝影並擷取鞋型影像，以獲得二維鞋型輪廓影像。本步驟進一步以一固定尺寸或讀 取一儲存的鞋邊參數偏移該二維鞋型輪廓影像，其中該鞋邊參數包括一鞋面厚度信息(如 鞋麵皮革的厚度)。 以及步驟610 :結合該全彩三維足型影像信息及該二維鞋型輪廓影像，並輸出一 全彩三維鞋墊影像信息。本步驟是讀取全彩三維足型影像信息及二維鞋型輪廓影像，且利 用該二維鞋型輪廓影像及該全彩三維足型影像信息的兩中心線及該兩中心線之任一對應點進行影像結合，以獲得全彩三維鞋墊影像信息，其中該兩中心線之任一對應點為足根、足 弓或足掌的中心點，且其中該全彩三維鞋墊影像信息包括一足底曲面及一鞋墊輪廓信息。 此外，當步驟504中遮蔽受測者部份足部區域形成一遮蔽區域時，本步驟中可進一步設定 及修訂該遮蔽區域鞋墊曲面，使該全彩三維鞋墊影像上該遮蔽區域呈現一挖空、凸面或凹 面的曲面。 雖然本發明已以具體實施例揭露如上，然其所揭露的具體實施例並非用以限定本 發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，其 所作的更動與潤飾皆屬於本發明的範疇，本發明的保護範圍當視後附的權利要求範圍所界 定的內容為準。
權利要求
一種客制化鞋墊影像感測系統，用以將受測者足型及鞋型影像信息轉換為客制化鞋墊製造信息，其中該系統包括一膚色攝取單元，用以攝取足部膚色影像；一足部影像攝取單元，用以掃描及產生三維足型影像；一足部影像處理單元，用以將該足部膚色影像曲面重鋪於該三維足型影像，並產生一全彩三維足型影像信息；一鞋型影像產生單元，用以攝取並執行偏移以產生二維鞋型輪廓影像；一鞋墊影像產生單元，用以結合該全彩三維足型影像信息及該二維鞋型輪廓影像，並輸出一全彩三維鞋墊影像信息。
2. 如權利要求l的客制化鞋墊影像感測系統，其中該膚色攝取單元為一互補性氧化金 屬半導體(CM0S)或一感光耦合組件(CCD)所構成的數字攝影裝置。
3. 如權利要求l的客制化鞋墊影像感測系統，其中該足部影像攝取單元為一掃描三維 影像的雷射掃描儀。
4. 如權利要求l的客制化鞋墊影像感測系統，其中該足部影像處理單元是將該足部膚 色影像鋪設於該三維足型影像，以產生該全彩三維足型影像信息。
5. 如權利要求l的客制化鞋墊影像感測系統，其中該鞋型影像產生單元(108)是利用 一互補性氧化金屬半導體(CMOS)或一感光耦合組件(CCD)所構成的數字攝影裝置，或為一 光學掃描儀獲取二維鞋型輪廓影像。
6. 如權利要求1的客制化鞋墊影像感測系統，其中該鞋墊影像產生單元進一步利用該 二維鞋型輪廓影像及該全彩三維足型影像信息的兩中心線及該兩中心線之任一對應點進 行影像結合。
7. 如權利要求6的客制化鞋墊影像感測系統，其中該兩中心線之任一對應點為下列任 一選項足根、足弓或足掌的中心點。
8. 如權利要求1的客制化鞋墊影像感測系統，其中該全彩三維鞋墊影像信息包括一足 底曲面及一鞋墊輪廓信息。
9. 如權利要求1的客制化鞋墊影像感測系統，其中該足部影像攝取單元進一步包括一 屏蔽單元，用以遮蔽受測者部份足部區域形成一遮蔽區域。
10. 如權利要求9的客制化鞋墊影像感測系統，其中該屏蔽單元是使用黑色塗料、黑色 布料或黑色貼紙遮蔽該遮蔽區域。
11. 如權利要求1的客制化鞋墊影像感測系統，其中鞋墊影像產生單元進一步包括一 屏蔽處理單元，用以修訂該遮蔽區域的鞋墊曲面。
12. 如權利要求ll的客制化鞋墊影像感測系統，其中該屏蔽處理單元修訂該遮蔽區域 的鞋墊曲面，可使該全彩三維鞋墊影像上該遮蔽區域呈現一挖空、凸面或凹面的曲面。
13. 如權利要求l的客制化鞋墊影像感測系統，其中該鞋型影像產生單元進一步包括 一偏移參數儲存單元，用以儲存一鞋邊參數，並依據該鞋邊參數偏移該二維鞋型輪廓影像。
14. 如權利要求13的客制化鞋墊影像感測系統，其中該鞋邊參數包括一鞋面厚度信息。
15. —種客制化鞋墊影像感測方法，用以將受測者足型及鞋型影像信息轉換為客制化 鞋墊製造信息，其中該方法包括攝取足部膚色影像； 掃描及產生三維足型影像；將該足部膚色影像曲面重鋪於該三維足型影像，並產生一全彩三維足型影像信息； 攝取並執行偏移以產生二維鞋型輪廓影像；以及結合該全彩三維足型影像信息及該二維鞋型輪廓影像，並輸出一全彩三維鞋墊影像信
16. 如權利要求15的客制化鞋墊影像感測方法，其中該足部膚色影像鋪設於該三維足 型影像，以產生該全彩三維足型影像信息。
17. 如權利要求15的客制化鞋墊影像感測方法，其中該全彩三維足型影像信息及該二 維鞋型輪廓影像是利用兩中心線及該兩中心線之任一對應點進行影像結合。
18. 如權利要求17的客制化鞋墊影像感測方法，其中該兩中心線之任一對應點為下列 任一選項足根、足弓或足掌的中心點。
19. 如權利要求15的客制化鞋墊影像感測方法，其中該全彩三維鞋墊影像信息包括一 足底曲面及一鞋墊輪廓信息。
20. 如權利要求15的客制化鞋墊影像感測方法，其中掃描三維足型影像可進一步遮蔽 受測者部份足部區域形成一遮蔽區域。
21. 如權利要求20的客制化鞋墊影像感測方法，其中進一步設定及修訂該遮蔽區域的 鞋墊曲面，使該全彩三維鞋墊影像上該遮蔽區域呈現一挖空、凸面或凹面的曲面。
22. 如權利要求15的客制化鞋墊影像感測方法，其中產生二維鞋型輪廓影像進一步以 一固定尺寸或讀取一儲存的鞋邊參數偏移該二維鞋型輪廓影像。
23. 如權利要求22的客制化鞋墊影像感測方法，其中該鞋邊參數包括一鞋面厚度信
全文摘要
本發明為一種客制化鞋墊影像感測系統及方法，用以將受測者足型及鞋型影像信息轉換為客制化鞋墊製造信息。本發明的客制化鞋墊影像感測系統包括一膚色攝取單元、一足部影像攝取單元、一足部影像處理單元、一鞋型影像產生單元以及一鞋墊影像產生單元。本發明的客制化鞋墊影像感測方法包括攝取足部膚色影像；掃描及產生三維足型影像；將該足部膚色影像曲面重鋪於該三維足型影像，並產生一全彩三維足型影像信息；攝取並執行偏移以產生二維鞋型輪廓影像；以及結合該全彩三維足型影像信息及該二維鞋型輪廓影像，並輸出一全彩三維鞋墊影像信息。
文檔編號G01B11/24GK101711614SQ20081016699
公開日2010年5月26日 申請日期2008年10月6日 優先權日2008年10月6日
發明者劉家忠, 林上智, 釋高上, 陳璽仁 申請人:華渥股份有限公司