KR100835186B1 - 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템 - Google Patents

액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템 Download PDF

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KR100835186B1
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Abstract

본 발명은 모션 캡춰를 위한 마커를 액티브(Active) 방식으로 자체 점멸시켜서 모션 캡춰 기능의 정밀도를 높힐 수 있도록 하고, 자체 점멸이 가능한 복수의 마커에 대한 점멸 시점을 다르게 설정할 수 있도록 하여 모션캡춰 카메라를 통해 촬상되는 각 마커의 구분이 가능하도록 하는 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템을 제공한다.
이를 위해 본 발명은 모션 캡춰 대상의 오브젝트 또는 인체에 부착되어, 점등 주파수 신호에 따라 자체적으로 점등되는 복수의 액티브 마커와, 컴퓨터 장치에 의해 설정되는 마커 점멸 설정 상태를 근거로 상기 복수의 액티브 마커들을 동시에 점등시키거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등시키기 위한 구동 제어를 수행하는 마커 점멸 제어장치, 상기 마커 점멸 제어장치의 구동 제어에 따라 동시에 점등되거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등되는 복수의 액티브 마커로부터의 점등광을 촬영하여 마커 촬상 신호를 발생하는 카메라 및, 상기 복수의 액티브 마커를 동시에 점등시키거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등시키기 위한 마커 점멸 설정 정보를 생성하여 상기 마커 점멸 제어장치에 전송하고, 상기 카메라로부터 촬영된 마커 촬상 신호를 수신받아 모션 캡춰를 위해 저장하고, 액티브 마커의 점등 상태를 화면 표시하는 컴퓨터 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Figure R1020070008962
모션 캡춰, 마커, 액티브, 카메라, 구분

Description

액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템{System for Classifying Marker of Motion Capture Using Active Marker}
도 1은 종래의 패시브 마커를 이용한 모션 캡춰 방식을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면,
도 3은 도 2에 도시된 마커 구동부 및 마커 콘트롤러의 구성을 상세히 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 컴퓨터 장치를 통한 액티브 마커의 점멸 설정과, 카메라로부터 촬영되는 마커 촬상 데이터의 수집 상태를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 액티브 마커의 점멸 시점을 각기 다르게 제어하는 동작 상태를 예시적으로 나타낸 도면,
도 6은 도 5에 도시된 바와 같은 마커의 점멸 시점 제어에 의해 카메라로부터 촬영되는 마커 촬상 데이터의 영상이 점멸 시점에 따라 구분적으로 표시되는 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20:마커 구동부, 22:마커 콘트롤러,
24:모션캡춰 카메라, 26:카메라 허브장치,
28:컴퓨터 장치, A,B,C,D:액티브 마커.
본 발명은 모션 캡춰(Motion Capture)를 위한 마커(Marker)를 모션 캡춰용 카메라를 통해 촬영할때에 각 마커를 용이하게 구분할 수 있도록 하는 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 카메라를 이용한 광학식 모션 캡춰 방식은 3차원 형상으로 모션 캡춰된 영상 데이터를 활용하여 산업 제품의 디자인 개발이나 광고 등에 이용할 뿐만 아니라, 애니메이션 등의 영상 컨텐츠에도 광범위하게 적용할 수 있도록 되어 있다.
이러한 광학식 모션 캡춰 방식은, 도 1에 도시된 바와 같이 적외선 카메라(12)의 적외선 송신부(14)에서 전방의 오브젝트(Object) 또는 인체에 부착된 스태틱 마커(10)를 향하여 적외선을 발생하면, 그 스태틱 마커(10)로부터 반사되는 광을 적외선 카메라(12)가 촬영하여 해당 마커(10)가 부착된 오브젝트 또는 인체의 모션 캡춰를 수행할 수 있도록 되어 있다.
여기서, 상기 스태틱 마커(10)는 반사 도료가 도색되어 있거나 반사 테이프가 부착되어 있는 구 형상으로 이루어진다.
상기 적외선 카메라(12)는 흑백 영상을 촬영하는 흑백 카메라로 이루어지고, 카메라의 렌즈 측에 필터를 부착하여 상기 마커(10)로부터 반사되는 광만을 투과할 수 있도록 되어 있으므로, 해당 적외선 카메라(12)로부터 촬영된 영상은 검은 화면에 마커(10)만이 흰색으로 나타나게 된다.
그러나, 이러한 종래의 광학식 모션 캡춰 방식은 마커(10)가 수신되는 적외선 광을 반사시키고, 적외선 카메라(12)가 반사광을 촬영할 수 있도록 되어 있기 때문에, 마커만이 부착되어야할 오브젝트 또는 인체에 광을 반사시킬 수 있는 다른 물체가 부착되어 있는 경우에는, 마커로부터 반사된 광만이 아니라 다른 문체로부터 반사된 광도 함께 촬영될 가능성이 있다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 광학식 모션 캡춰 방식에서는 스태틱 마커(10)가 수동적으로 적외선 광을 반사시키는 기능만을 수행하도록 되어 있어서, 단순히 오브젝트 또는 인체에 부착된 복수개의 마커로부터 반사된 광을 한꺼번에 촬영할 수 있도록 되어 있기 때문에, 해당 오브젝트 또는 인체에 부착되는 복수의 마커들에 대한 구분적인 촬영이 필요하게 되더라도 개별적인 마커의 인식이나 마커의 부착 영역별 부분 촬영이 불가능하도록 되어 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 모션 캡춰를 위한 마커를 액티브(Active) 방식으로 자체 점멸시켜서 모션 캡춰 기능의 정밀도를 높힐 수 있도록 하는 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자체 점멸이 가능한 복수의 마커에 대한 점멸 시점을 다르게 설정할 수 있도록 하여 모션캡춰 카메라를 통해 촬상되는 각 마커의 구분이 가능하도록 하는 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 모션 캡춰 대상의 오브젝트 또는 인체에 부착되어, 점등 주파수 신호에 따라 자체적으로 점등되는 복수의 액티브 마커와, 컴퓨터 장치에 의해 설정되는 마커 점멸 설정 상태를 근거로 상기 복수의 액티브 마커들을 동시에 점등시키거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등시키기 위한 구동 제어를 수행하는 마커 점멸 제어장치, 상기 마커 점멸 제어장치의 구동 제어에 따라 동시에 점등되거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등되는 복수의 액티브 마커로부터의 점등광을 촬영하여 마커 촬상 신호를 발생하는 카메라 및, 상기 복수의 액티브 마커를 동시에 점등시키거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등시키기 위한 마커 점멸 설정 정보를 생성하여 상기 마커 점멸 제어장치에 전송하고, 상기 카메라로부터 촬영된 마커 촬상 신호를 수신받아 모션 캡춰를 위해 저장하고, 액티브 마커의 점등 상태를 화면 표시하는 컴퓨터 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템을 제공한다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
즉, 도 2는 본 발명에 따른 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템은, 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)와, 마커 구동부(20), 마커 콘트롤러(22), 모션 캡춰용 카메라(24), 카메라 허브 장치(26), 컴퓨터 장치(28)로 구성된다.
상기 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)는 모션 캡춰 대상의 오브젝트 또는 인체에 부착할 수 있도록 되어 있음과 더불어, 상기 마커 구동부(20)로부터의 점등 구동에 의해 자체적으로 광을 발생할 수 있는 예컨대 LED 와 같은 점등 소자가 결합되어 있다.
본 발명에서는 복수의 액티브 마커를 4개의 A 마커, B 마커, C 마커, D 마커로 한정하여 나타내고 있지만, 마커의 개수는 4개에 한정되지 않고 해당 마커가 부착되는 오브젝트나 인체의 모션 캡춰 목적에 따라 그 개수를 제한하지 않고 얼마든지 증가시켜서 적용시킬 수 있다.
상기 마커 구동부(20)는 상기 마커 콘트롤러(22)로부터의 무선 통신을 통한 마커 점멸 제어에 따라, 상기 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)를 동시에 점등시키거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등시키기 위한 점멸 구동을 수행한다.
여기서, 상기 마커 구동부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마커 콘트롤러(22)와의 근거리 무선 통신 방식(예컨대, IrDA 방식이나 블루투스 방식)에 의 한 무선 통신에 의해 마커의 점멸 제어를 위한 점멸 제어 신호를 수신하는 무선 송수신부(30)와, 상기 무선 송수신부(30)를 통해 수신되는 마커 콘트롤러(22)로부터의 마커 제어 신호에 따라 상기 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)를 동시에 점등시키거나, 소정 시간 간격에 따라 개별 점등 또는 그룹 점등시키기 위한 구동 제어신호를 발생하는 구동 제어부(32), 상기 구동 제어부(32)의 구동 제어신호에 따라 상기 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)의 점등소자를 점등시키기 위한 구동 주파수 신호를 발생하는 점멸 구동부(34)를 포함하여 구성된다.
상기 마커 콘트롤러(22)는 상기 카메라 허브 장치(26)로부터의 마커 점멸 설정에 따라, 상기 마커 구동부(20)와의 무선 통신에 의해 마커의 점멸 제어 신호를 전송하여 각 액티브 마커(A,B,C,D)가 점멸 설정 상태에 대응적으로 점등되도록 제어한다.
여기서, 상기 마커 콘트롤러(22)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 카메라 허브 장치(26)와 유선으로 연결되어, 그 카메라 허브 장치(26)로부터의 마커 점멸 설정 데이터를 입력받는 데이터 입출력 포트(36)와, 상기 데이터 입출력 포트(36)를 통한 카메라 허브 장치(26)로부터의 마커 점멸 설정 데이터에 설정된 사항에 따라 상기 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)를 점등시키기 위한 점멸 제어 신호를 발생하는 마커 제어부(38), 상기 마커 구동부(20)의 무선 송수신부(30)와의 근거리 무선 통신을 통해 상기 마커 제어부(38)로부터의 점멸 제어 신호를 무선 전송하는 무선 송수신부(40)를 포함하여 구성된다.
상기 마커 콘트롤러(22)는 상기 각각의 액티브 마커(A,B,C,D)가 100 ㎲(100,000,000/1 sec)의 시간 간격으로 개별적인 점등 또는 그룹 점등(예컨대 A 마커와 C 마커가 동시 점등되고, B 마커와 D 마커가 동시 점등)이 이루어지도록 하기 위한 점멸 제어 신호를 발생한다.
상기 모션 캡춰용 카메라(24)는 전방에 위치하는 오브젝트나 인체에 부착되는 액티브 마커(A,B,C,D)의 점등광을 촬영하여 모션 캡춰를 위한 마커 촬상 영상을 발생하는 것으로서, 이는 CCD 촬상 소자보다 해상도가 더 높은 리니어 센서를 채용하는 것이 바람직하다.
상기 카메라 허브 장치(26)는 상기 컴퓨터 장치(28)와 USB(Universal Serial Bus) 포트와 같은 시리얼 포트를 통해 유선 연결되고서, 그 컴퓨터 장치(28)로부터의 마커 점멸 설정 데이터를 수신받아 마커의 점멸 상태 제어를 위해 상기 마커 콘트롤러(22)에 제공하고, 상기 모션 캡춰용 카메라(24)로부터 촬영된 마커 촬상 신호를 수집하여 상기 컴퓨터 장치(28)에 전송한다.
상기 컴퓨터 장치(28)는 사용자의 설정 입력 또는 기본 설정에 따라 상기 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)들을 동시에 점등시키거나, 소정 시간 간격에 따른 개별 점등 또는 그룹 점등을 제어하기 위한 마커 점멸 설정 데이터를 생성하여 상기 카메라 허브 장치(26)에 전송하고, 상기 카메라 허브 장치(26)를 통해 수집되는 상기 모션 캡춰용 카메라(24)로부터의 마커 촬상 데이터를 모션 캡춰를 위한 데이터로서 저장하고, 그 마커 촬상 영상을 화면 표시한다.
여기서, 상기 컴퓨터 장치(28)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 복수 마커(A,B,C,D)의 점멸 상태를 설정하기 위한 어플리케이션 프로그램이 탑재되어 있 고, 그 어플리케이션 프로그램의 실행에 따라 사용자의 키보드 또는 마우스 조작에 의한 마커 점멸 상태의 설정 입력 또는 해당 어플리케이션 프로그램의 기본 설정에 의한 마커 점멸 설정 데이터를 발생하여 상기 카메라 허브 장치(26)에 전송하고, 그 카메라 허브 장치(26)에 의해 수집되는 마커 촬상 데이터를 전송받게 된다.
이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 동작에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 컴퓨터 장치(28)는 마커의 점멸 상태를 설정하기 위해 어플리케이션 프로그램을 실행한 상태에서, 사용자의 설정 입력 또는 해당 프로그램의 기본 설정에 따라 마커의 점멸 제어를 위한 마커 점멸 설정 데이터를 발생하여 상기 카메라 허브 장치(26)에 전송한다.
상기 마커 점멸 설정 데이터는 도 5에 도시된 바와 같이, 4개의 액티브 마커 즉, A 마커, B 마커, C 마커, D 마커를 예컨대 100㎲와 같은 소정 시간 간격에 따라 순차적으로 점등(즉, A 마커의 점등시 B,C,D 마커 소등 -> B 마커 점등시 A<C<D 마커 소등 -> C 마커 점등시 A,B,D 마커 소등 -> D 마커 점등시 A,B,C 마커 소등)시키기 위한 설정 정보를 포함하고 있다.
상기 카메라 허브 장치(26)는 상기 컴퓨터 장치(28)로부터의 마커 점멸 설정 데이터를 수신받아 상기 마커 콘트롤러(22)에 전송하고, 상기 마커 콘트롤러(22)는 상기 마커 점멸 설정 데이터에 따라서 상기 A 마커와, B 마커, C 마커, D 마커가 각각 100㎲의 시간 간격으로 순차 점등되도록 하기 위한 점멸 제어 신호를 마커 구동부(20)에 무선으로 전송한다.
상기 마커 구동부(20)는 상기 마커 콘트롤러(22)로부터의 점멸 제어 신호를 수신받게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)를 100㎲의 시간 간격에 따라 순차적으로 점등시키기 위한 점등 주파수 신호를 각 마커에 대해 발생하게 된다.
상기 모션 캡춰용 카메라(24)는 상기 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)가 100㎲의 시간 간격으로 순차 점등됨에 의해 발생되는 점등광을 촬영하여 그에 따른 마커 촬상 신호를 카메라 허브 장치(26)에 전송하고, 상기 카메라 허브 장치(26)는 모션 캡춰용 카메라(24)로부터 촬영된 마커 촬상 신호를 수집하였다가 상기 컴퓨터 장치(28)에 전송한다.
그에 따라, 상기 컴퓨터 장치(28)는 상기 카메라 허브 장치(26)를 통해 수집된 모션 캡춰용 카메라(24)로부터의 마커 촬상 데이터를 그 저장 공간에 저장함과 더불어, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 복수의 액티브 마커(A,B,C,D)가 시간 간격에 따라 각각 순차적으로 개별 점등되는 상태를 화면 표시하게 된다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 모션 캡춰를 위해 오브젝트나 인체에 부착되는 마커를 자체적으로 점등되는 액티브 마커로 적용하고, 복수의 액티브 마커들에 대한 점등 간격을 임의적으로 조정하여 그 조정된 점등 간격에 따른 마커의 점등광을 모션 캡춰용 카메라를 통해 촬영하여 모션 캡춰를 위한 데이터로 활용할 수 있도록 함에 따라, 자체적으로 점등되는 액티브 마커에 의해 해당 마커들의 소실 및 다른 이물질에 의한 반사광과의 구별이 가능하게 되어 마커의 인식율을 높힐 수 있게 되고, 각 마커의 점등 시점을 개별적으로 조정 가능하게 되면서 마커의 라벨링이나 후편집 작업 등과 같은 추가적인 작업을 줄일 수 있게 되어 모션 캡춰 작업 단순화로 인한 기간 단축 및 비용 절감이 가능하다는 효과를 갖게 된다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 모션 캡춰 대상의 오브젝트 또는 인체에 부착되어, 점등 주파수 신호에 따라 자체적으로 점등되는 복수의 액티브 마커와;
    카메라 허브 장치로부터의 마커 점멸 설정 정보를 근거로 상기 복수의 액티브 마커를 점멸 제어하기 위한 점멸 제어 신호를 발생하여 근거리 무선 통신에 의해 무선 전송하는 마커 콘트롤러;
    상기 마커 콘트롤러와의 근거리 무선 통신을 통해서 상기 점멸 제어신호를 수신받아 상기 복수의 액티브 마커를 동시에 점등시키거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등시키기 위한 점멸 구동을 수행하는 마커 구동부;
    상기 마커 점멸 제어장치의 구동 제어에 따라 동시에 점등되거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등되는 복수의 액티브 마커로부터의 점등광을 촬영하여 마커 촬상 신호를 발생하는 카메라;
    상기 복수의 액티브 마커의 점등 제어 상태를 설정한 마커 점멸 설정 정보를 컴퓨터 장치로부터 수신받아 상기 마커 콘트롤러에 전송하고, 상기 카메라로부터 액티브 마커의 점등광을 촬영한 마커 촬상 신호를 수집하였다가 컴퓨터 장치에 전송하는 카메라 허브 장치; 및
    상기 복수의 액티브 마커를 동시에 점등시키거나, 소정 시간 간격에 따라 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등시키기 위한 마커 점멸 설정 정보를 생성하여 상기 마커 점멸 제어장치에 전송하고, 상기 카메라로부터 촬영된 마커 촬상 신호를 수신받아 모션 캡춰를 위해 저장하고, 액티브 마커의 점등 상태를 화면 표시하는 컴퓨터 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 액티브 마커를 선택적으로 개별 점등 또는 그룹 점등시키기 위한 액티브 마커 간의 소정 시간 간격은, 최소한 100㎲ 이상인 것을 특징으로 하는 액티브 마커를 이용한 모션 캡춰용 마커 구분 시스템.
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