KR100961319B1 - Vision recognition apparatus for the blind - Google Patents

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KR100961319B1 KR1020080029200A KR20080029200A KR100961319B1 KR 100961319 B1 KR100961319 B1 KR 100961319B1 KR 1020080029200 A KR1020080029200 A KR 1020080029200A KR 20080029200 A KR20080029200 A KR 20080029200A KR 100961319 B1 KR100961319 B1 KR 100961319B1
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Abstract

본 발명은 시각장애인용 영상인식장치에 관한 것으로, 컬러 카메라와 같은 영상촬영장치로부터 실시간으로 촬영한 영상을 전기자극전달장치를 통해 영상에 맞게 다양한 전기자극을 사용자 피부에 전달하여, 사용자가 시각이 아닌 전기자극을 통하여 영상의 색 또는 물체의 윤곽선을 인식할 수 있게 하는 시각장애인용 영상인식장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image recognition device for the visually impaired, and delivers a variety of electrical stimulation to the user's skin according to the image through the electrical stimulation transfer device to take images taken in real time from an image photographing device such as a color camera, Rather, the present invention relates to an image recognition device for the visually impaired, which enables to recognize the color of an image or the contour of an object through electrical stimulation.

상기와 같은 본 발명인 시각장애인용 영상인식장치는 외부 영상을 촬영하는 영상촬영장치(100)와, 상기 영상촬영장치(100)의 촬영된 영상(110)을 디지털신호 처리하여 전기자극출력신호로 변환시키는 마이크로컨트롤러(200)와, 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 전기자극전달장치(300)를 포함하고 있다. As described above, the inventors of the present invention recognize the image for the visually impaired by the image photographing apparatus 100 for photographing an external image, and converts the photographed image 110 of the image photographing apparatus 100 into an electrical stimulus output signal by processing a digital signal. The microcontroller 200, and the electrical stimulation transmission device 300 controlled by the electrical stimulation output signal.

상기 마이크로컨트롤러(200)는, 상기 영상(110)을 축소하는 영상축소부(210)와, 상기 영상축소부(210)의 축소된 영상(212)을 디지털신호처리하는 디지털신호처리부(220)와, 상기 디지털신호처리부(220)의 디지털신호를 전기자극출력신호로 변환하는 신호제어부(250)를 포함하여 구성된다.The microcontroller 200 may include an image reduction unit 210 that reduces the image 110, a digital signal processor 220 that digitally processes the reduced image 212 of the image reduction unit 210, and And a signal controller 250 for converting the digital signal of the digital signal processor 220 into an electrical stimulus output signal.

전기자극전달장치(300)는, 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 전기자극을 외부로 전달하는 전도체(310)가 외부로 형성되고, 상기 전도체(310)와 인접하여 위치하고, 외부로 형성되는 부도체(320)를 포함하여 구성된다.In the electrical stimulation transfer device 300, a conductor 310 for transmitting the electrical stimulation controlled by the electrical stimulation output signal to the outside is formed outside, is located adjacent to the conductor 310, the insulator is formed outside And 320.

상기 전기자극은 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 전력 값을 갖고, 상기 전기자극의 주파수는 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 주파수 값을 갖 는다. The electrical stimulation has a power value controlled by the electrical stimulation output signal, and the frequency of the electrical stimulation has a frequency value controlled by the electrical stimulation output signal.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 본 발명인 시각장애인용 영상인식장치 사용자의 피부에 전기자극을 전달하여 시각장애인이 물체를 손대지 않고도 사물을 인지할 수 있는 능력을 부여하는 효과가 있다. 또한 외부의 상황과 사용자의 인지까지 시간적 지연이 발생하지 않으며, 디지털 회로를 통하여 구조가 단순화되어 소형화가 가능하고 가동시간을 연장할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by delivering an electrical stimulation to the skin of the user of the image recognition device for the visually impaired the present invention has the effect of giving the visually impaired ability to recognize the object without touching the object. In addition, there is no time delay between external situation and user's perception, and the structure is simplified through digital circuit, which makes it possible to miniaturize and extend uptime.

영상인식, 영상촬영, 디지털신호, 전기자극출력신호, 전기자극, 전기자극전달장치, 전도체 Image recognition, image taking, digital signal, electrical stimulation output signal, electrical stimulation, electrical stimulation transmission device, conductor

Description

시각장애인용 영상인식장치{VISION RECOGNITION APPARATUS FOR THE BLIND} VISION RECOGNITION APPARATUS FOR THE BLIND}

본 발명은 시각장애인용 영상인식장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상촬영장치를 통하여 실시간으로 촬영된 영상을 마이크로컨트롤러를 통해 색상(hue) 또는 명도(bightness)에 의해 구분된 색(color)을 디지털신호처리하거나, 영상내 물체의 윤곽선을 추출하여 디지털신호처리한 후, 상기 디지털신호를 다양한 전기자극의 발생을 제어하는 전기자극출력신호로 변환하여, 전기자극전달장치를 통해 사용자가 시각 또는 촉각이 아닌 피부의 전기자극을 통해 영상의 색 또는 물체의 윤곽선을 인식할 수 있게 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image recognition device for the visually impaired, and more particularly, to a color image separated by color or brightness through a microcontroller. After processing the digital signal or extracting the contour of an object in the image and processing the digital signal, the digital signal is converted into an electrical stimulation output signal that controls the generation of various electrical stimuli, and the user visually or tactilely through the electrical stimulation transmission device. The present invention relates to an apparatus for recognizing the color of an image or the contour of an object through electrical stimulation of the skin.

본 발명이 속하는 종래 기술을 살펴보면, 일반적으로 시각장애인이 물체를 탐지하기 위하여 시각장애인용 지팡이가 사용되고 있으나, 1m 이상 떨어져 있는 물체에 대하여는 감지하기가 어렵고 근접한 물체라도 접촉에 의하여서만 감지가 가능한 실정이다. 이를 보완하기 위하여 장애물을 감지하는 장치가 국내에서도 활발히 개발되어 오고 있으나 현재 개발되어 있는 감지장치는 보행시 전방에 있는 장애물의 존재 유무만을 감지하여 경보음 형태로 알려 주고 있는 장치가 대부분이며, 물체를 명확하게 인식할 수 있도록 물체에 대한 방향, 거리 및 크기 등의 정보를 상 세하게 전달하여 주지는 못하고 있는 실정이다.Looking at the prior art to which the present invention belongs, in general, the visually impaired walking stick is used to detect the object, but it is difficult to detect the object more than 1m away, even the closest object can be detected only by contact. . In order to compensate for this, obstacle detection devices have been actively developed in Korea, but the detection devices currently developed are mostly devices that detect the presence of obstacles in front of the vehicle and notify them in the form of alarm sounds. In order to clearly recognize the information, such as the direction, distance and size of the object cannot be delivered in detail.

이러한 문제를 해결하기 위해 대한민국 특허공보 등록번호 20-6426384의 "시각장애인용 물체탐지장치"에서의 시각장애인이 탐지하고자 하는 부분을 3개의 영역으로 나누어 각 영역별로 물체 탐지기를 달아 동시에 여러 물체를 탐지하는 장치로 물체의 거리, 방향, 크기 등을 감지하게 하는 방식을 제시하고 있다. 그러나 단순히 물체가 있다는 것을 알 수 있을 뿐 어떤 형태인지 알 수 없고 대략적인 방향만 알 수 있는 문제가 있다.In order to solve this problem, the object of the visually impaired object detection device of Korean Patent Publication No. 20-6426384 is divided into three areas and an object detector is attached to each area to detect several objects at the same time. It suggests a way to detect the distance, direction, size, etc. of an object. However, there is a problem in that it is possible to simply know that there is an object and not know what form it is, and only an approximate direction.

또한 대한민국 특허공보 등록번호 10-0355659 "시각장애인용 빛방향인식기"에서는 이미지 포토센서로 외부의 빛을 수집하여 증폭, 비교, 가공하여 피부 촉각 진동자로 인체의 피부촉각을 통하여 빛의 명암을 식별하게 하는 방식이 있다. 그러나 대강의 방향에 물체의 유무를 진동자의 ON/OFF로 알려줄 뿐 정확한 형상을 알 수 없는 문제가 있다.In addition, the Korean Patent Publication No. 10-0355659 "Light Direction Recognizer for the Blind" collects, amplifies, compares and processes the external light with an image photo sensor to identify the contrast of light through the skin tactile oscillator. There is a way. However, there is a problem that can not know the exact shape only tells the presence or absence of the object in the direction of the rough to the ON / OFF of the vibrator.

또한 피부 진동자가 진동하면 주변까지 진동이 전달되어 세밀하게 표현하는 것이 어려운 문제가 있고, 진동자가 진동하여 전달하는 물리적인 구조를 가진 방식으로 시간적 지연이 발생하며 장치의 크기가 커서 휴대성이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, when the skin vibrator vibrates, vibration is transmitted to the surroundings, so it is difficult to express the details, and a time delay occurs in a manner that has a physical structure in which the vibrator vibrates and transmits, and the size of the device is large, resulting in poor portability. There is this.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 컬러 카메라로부터 실시간으로 촬영한 영상을 마이크로컨트롤러를 통해 색(color)을 구분하거나 물체의 윤곽선을 추출하여 디지털신호처리된 영상으로 변환하여 전기자극전달장치를 통해 사용자 피부에 변환된 영상에 맞게 다양한 전기자극을 주어 사용자가 시각이 아닌 전기자극을 통하여 영상의 색 또는 윤곽선을 인식할 수 있게 하는 시각장애인용 영상인식장치에 관한 것으로, 다양한 전기자극을 통해 본 발명의 사용자가 실제영상에 가깝게 물체의 형상과 색상을 인식할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the image captured in real time from the color camera by the microcontroller to distinguish the color (color) or to extract the contour of the object to convert the digital signal processed image The present invention relates to an image recognition device for the visually impaired, which provides various electrical stimulation to the user's skin through a stimulus transmission device so that the user can recognize the color or contour of the image through the electrical stimulation rather than the visual. The present invention relates to a device that enables a user of the present invention to recognize a shape and color of an object closer to an actual image through stimulation.

본 발명의 다른 목적은 전기자극을 이용하면 영상의 촬영에서 사용자의 인지까지 시간적 지연이 발생하지 않으며, 디지털 회로를 통하여 구조가 단순화되어 소형화가 가능하고 가동시간을 연장할 수 있다. Another object of the present invention is that the electrical stimulation does not cause a time delay from the image capturing to the user's recognition, the structure is simplified through the digital circuit can be miniaturized and can extend the operating time.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시각장애인용 영상인식장치는, 외부 영상을 촬영하는 영상촬영장치(100)와, 상기 영상촬영장치(100)의 촬영된 영상(110)을 디지털신호처리하여 전기자극출력신호로 변환시키는 마이크로컨트롤러(200)와, 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 전기자극전달장치(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the image recognition device for the visually impaired includes an image photographing apparatus 100 for photographing an external image, and a digital signal processing of the photographed image 110 of the image photographing apparatus 100. And a microcontroller 200 for converting the electric stimulus output signal into an electric stimulus output signal, and an electric stimulus transmitting device 300 controlled by the electric stimulus output signal.

상기 마이크로컨트롤러(200)는, 상기 영상(110)을 축소하는 영상축소부(210)와, 상기 영상축소부(210)의 축소된 영상(212)을 디지털신호처리하는 디지털신호처 리부(220)와, 상기 디지털신호처리부(220)의 디지털신호를 전기자극출력신호로 변환하는 신호제어부(250)를 포함하여 구성된다.The microcontroller 200 may include an image reduction unit 210 that reduces the image 110 and a digital signal processor 220 that digitally processes the reduced image 212 of the image reduction unit 210. And a signal controller 250 for converting the digital signal of the digital signal processor 220 into an electrical stimulus output signal.

상기 디지털신호처리부(220)는 상기 영상(110)의 색상(hue)에 의해 색(color)을 구분하여 디지털신호처리하는 단계; 또는 명도(brightness)에 의해 색(color)을 구분하여 디지털신호처리하는 단계; 또는 색상(hue) 및 명도(brightness)에 의해 색(color)을 구분하여 디지털신호처리하는 단계 중 어느 한 단계를 포함하는 색(color)처리부(230)를 구비한다. 상기 디지털신호처리부(220)에서는 미리 지정된 색상(hue)이외 색상(hue)은 채도 또는 명도가 잘 감지되는 색상(hue)을 추출하는 기법에 의해 상기 영상(110)의 색을 구분할 수도 있다. 또한 상기 디지털신호처리부(220)는 , 물체의 윤곽선을 추출하여 디지털신호처리하는 윤곽선처리부(240)를 구비할 수도 있다. The digital signal processing unit 220 dividing colors by color of the image 110 to process digital signals; Or dividing colors by brightness and processing digital signals; Or a color processor 230 including any one of steps of dividing colors by hue and brightness to process digital signals. The digital signal processor 220 may distinguish colors of the image 110 by a technique of extracting a hue that is well perceived as a saturation or lightness. In addition, the digital signal processor 220 may include an outline processor 240 that extracts an outline of an object and processes the digital signal.

전기자극전달장치(300)는, 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 전기자극을 외부로 전달하는 전도체가 외부로 형성되고, 상기 전도체와 인접하여 위치하고, 외부로 형성되는 부도체를 포함하여 구성된다. 상기 전도체는 양각된 형상이고, 격자 배열되고; 상기 부도체는 신축성 있는 재질로 구성된다.The electric stimulation transfer device 300 includes a non-conductor formed outside of the conductor, which is formed adjacent to the conductor, and is formed outside to transmit the electric stimulus controlled by the electric stimulus output signal to the outside. The conductors are embossed and lattice arranged; The insulator is made of a flexible material.

상기 전기자극은 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 전력 값을 갖고, 상기 전기자극의 주파수는 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 주파수 값을 갖는다.The electrical stimulation has a power value controlled by the electrical stimulation output signal, and the frequency of the electrical stimulation has a frequency value controlled by the electrical stimulation output signal.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 촬영된 영상을 디지털신호처리하여 전기자극출력신호의 제어로 전기자극전달장치에 전기자극을 출력하여 본 발명인 시각장애인용 영상인식장치의 사용자의 피부에 전기자극을 전달하여 시각장애인이 물체를 손대지 않고도 사물을 인지할 수 있는 능력을 부여하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by processing the digital signal photographed image and output the electrical stimulation to the electrical stimulation transmission device by the control of the electrical stimulation output signal to deliver the electrical stimulation to the skin of the user of the image recognition device for the blind Therefore, the visually impaired person has the effect of giving the ability to recognize the object without touching the object.

보다 구체적으로 본 발명의 사용자는 물체의 여러 색상을 다양한 전기자극으로 인식할 수 있는 효과가 있다. 또한 물체의 윤곽선을 다양한 전기자극을 통해 인식할 수 있는 효과가 있다. 나아가 시각장애인이 글과 그림 등을 인식할 수 있는 효과가 있다.More specifically, the user of the present invention has the effect of recognizing various colors of the object with various electrical stimulation. In addition, the contour of the object can be recognized through a variety of electrical stimulation. Furthermore, it is effective for the visually impaired to recognize text and pictures.

또한, 물체의 영상 또는 윤곽선에 관한 정보를 전기자극을 통해 본 발명의 사용자에게 전달하므로 영상의 촬영과 사용자의 인식 사이의 시간적 지연을 최소화할 수 있다. 따라서 시각장애인이 외부정보를 인지하고 대처하는데 보다 효율적이다.In addition, since the information about the image or the contour of the object is transmitted to the user of the present invention through the electrical stimulation, it is possible to minimize the time delay between the image capture and the user's recognition. Therefore, it is more efficient for visually impaired people to recognize and cope with external information.

또한, 디지털 회로를 통하여 전기자극의 출력을 제어하고 사용자에게 전달하므로 본 발명의 구조가 단순화되어 소형화가 가능하고, 가동시간을 연장할 수 있다. In addition, since the output of the electrical stimulation is controlled and transmitted to the user through the digital circuit, the structure of the present invention can be simplified and downsized, and the operating time can be extended.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 사시도이 고, 도 2 은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 사용상태도이다. 1 is a perspective view of an image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a state diagram of the image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치(1)는 HMD(Head Mount Display)형태로 구성가능하다. 상기 시각장애인용 영상인식장치(1)는 "ㄷ"자형 본체(10)를 형성하고, 상기 본체(10)에는 다리부(40)가 형성되며 , 상기 다리부(40)에 배터리(50)가 장착되어 전원을 공급한다. 상기 본체(10) 전면부(20) 중앙에 영상촬영장치(100)가 위치하고, 상기 본체(10) 내측면(30)에 전기자극전달장치(300)가 부착된다.1 and 2, the image recognition device 1 for the visually impaired according to an embodiment of the present invention can be configured in the form of a head mount display (HMD). The image recognition device 1 for the visually impaired forms a "c" shaped main body 10, the main body 10 is formed with a leg portion 40, the battery portion 50 is provided in the leg portion 40 It is equipped with power supply. The image photographing apparatus 100 is positioned at the center of the front portion 20 of the main body 10, and the electric stimulation transmitting device 300 is attached to the inner surface 30 of the main body 10.

상기 영상촬영장치(100)와 상기 전기자극전달장치(300)의 위치가 동일하여 실제 영상과 전기자극을 통해 전달되는 영상 사이에 인식의 차이가 적어지고, 정상인의 시야에서 영상을 인식하는 기능을 원할하게 수행할 수 있다. 또한 상기 다리부(40)가 머리 또는 귀를 감싸 상기 시각장애인용 영상인식장치(1)를 고정시키고, 상기 전기자극전달장치(300)는 본 발명에 따른 장치의 사용자 피부에 밀착되어 전기자극을 전달한다.Since the positions of the image capturing apparatus 100 and the electric stimulation transmitter 300 are the same, a difference in recognition is reduced between the actual image and the image transmitted through the electric stimulus, and the function of recognizing the image in the field of view of a normal person is provided. It can be done smoothly. In addition, the leg 40 is wrapped around the head or ears to fix the image recognition device 1 for the visually impaired, the electrical stimulation transmission device 300 is in close contact with the user's skin of the device according to the present invention for electrical stimulation To pass.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 구성도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 시각장애인용 영상인식장치(1)는 상기 영상촬영장치(100)에서 촬영된 영상을 전달받아 디지털신호처리하고, 상기 디지털신호를 전기자극출력신호로 변환하여 상기 전기자극전달장치(300)에서 전기자극을 출력시키도록 명령하는 마이크로컨트롤러(200)로 구성된다.3 is a block diagram of an image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the image recognition device 1 for the visually impaired receives a photographed image from the image photographing apparatus 100, processes a digital signal, and converts the digital signal into an electrical stimulus output signal. It is composed of a microcontroller 200 for commanding the electrical stimulation transfer device 300 to output the electrical stimulation.

상기 영상촬영장치(100)는 휴대용 장비(휴대폰, 콤팩트형 디지털카메라 등) 에 사용되는 소형 카메라이며, 외부 영상을 실시간으로 촬영하고 상기 촬영된 영상을 상기 마이크로컨트롤러(200)로 전달한다.The image capturing apparatus 100 is a small camera used in a portable device (mobile phone, compact digital camera, etc.), and captures an external image in real time and transmits the captured image to the microcontroller 200.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 영상처리과정을 나타내는 흐름도이고, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치를 구성하는 마이크로컨트롤러의 영상처리회로도이다. 4 is a flowchart illustrating an image processing process of an image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an image of a microcontroller constituting the image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention. Processing circuit diagram.

도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로컨트롤러(200)는, 영상축소부(210), 디지털신호처리부(220) 및 신호제어부(250)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 5, the microcontroller 200 includes an image reduction unit 210, a digital signal processor 220, and a signal controller 250.

상기 영상축소부(210)는 상기 영상촬영장치(100)의 촬영된 영상(110)을 전달받고, 상기 전기자극전달장치(300)의 출력 해상도(가로수(X)×세로수(Y)×전기자극)에 맞게 영상을 축소하여 축소된 영상(212)을 생성한다. 상기 출력해상도는 후술하는 전도체의 수(가로수(X)×세로수(Y))와 하나의 전도체에서 표현될 수 있는 전기자극의 값을 곱한 것을 가리킨다. M, N는 1≤M≤X, 1≤N≤Y 범위내 값이며, 하나의 전도체와 후술하는 하나의 픽셀은 (M,N)픽셀로 표현한다.The image reduction unit 210 receives the photographed image 110 of the image photographing apparatus 100, and outputs the output resolution of the electric stimulation transmitting apparatus 300 (width X × height Y × electricity). To reduce the image to generate a reduced image 212. The output resolution refers to the product of the number of conductors (width (X) × length (Y)) described later multiplied by the value of the electrical stimulation that can be expressed in one conductor. M and N are values in the range of 1 ≦ M ≦ X and 1 ≦ N ≦ Y, and one conductor and one pixel described later are represented by (M, N) pixels.

도 6 은 본 발명에 일 실시예에 따른 디지털신호처리부의 영상처리회로구성도이다. 6 is a block diagram of an image processing circuit of a digital signal processing unit according to an embodiment of the present invention.

도 6 을 참조하면, 상기 디지털신호처리부(220)는 색(color)처리부(230)를 구비하고 있고, 상기 영상축소부(210)에서 상기 축소된 영상(212)을 전달받아 디지털신호처리한다. 상기 디지털신호처리부(200)는 아래와 같은 단계를 거쳐 촬영된 영상을 디지털신호처리하는바, 이하 상세하게 후술한다.Referring to FIG. 6, the digital signal processor 220 includes a color processor 230, and receives the reduced image 212 from the image reducer 210 to process digital signals. The digital signal processing unit 200 performs digital signal processing on the image photographed through the following steps, which will be described later in detail.

디지털신호처리 1 단계는, 상기 디지털신호처리부(220)가 상기 축소된 영 상(212)을 상기 전기자극전달장치(300)의 출력해상도(가로수(X)×세로수(Y)×전기자극)에 맞게 (X×Y)행렬로 구성된 픽셀(pixel)들로 분할하는 단계이다.In the first step of digital signal processing, the digital signal processing unit 220 outputs the reduced image 212 to the output resolution of the electric stimulation transfer device 300 (width X × height Y × electrical stimulation). This is the step of dividing the pixels into (X × Y) matrixes accordingly.

디지털신호처리 2 단계는, 상기 디지털신호처리부(220)가 상기 분할된 (M,N)픽셀의 색(color)을 구분하는 단계이다. 일반적으로 색(color)은 색상(hue)·채도(saturation) ·명도(brightness)와 같은 3가지 특성에 의해 지정될 수 있다. 본 발명의 상기 디지털신호처리부(220)에서 인식하는 색(color)은 색상(hue) 또는 명도(brightness)에 의해 한정된 기준으로 지정될 수 있다. In the second step of digital signal processing, the digital signal processing unit 220 distinguishes colors of the divided (M, N) pixels. In general, color can be specified by three characteristics: hue, saturation, and brightness. Color recognized by the digital signal processing unit 220 of the present invention may be specified as a reference defined by the color (hue) or brightness (brightness).

따라서 상기 디지털신호처리 2 단계의 제 1 실시예는 색상(hue)에 의하여 색(color)을 구분하는 실시예이다. 상기 디지털신호처리부(220)는 각 색상(hue)을 구분하고, 각 색상에 (h)번의 고유번호를 할당하여 저장하는 메모리부(222)를 포함한다. 상기 h는 1≤h≤H 의 범위내 값이며, 상기 H 는 상기 메모리부(222)에 저장되어 있는 색상의 전체 수이다. Therefore, the first embodiment of the second step of the digital signal processing is an embodiment in which colors are distinguished by color. The digital signal processor 220 includes a memory unit 222 that distinguishes each color and assigns and stores a unique number of (h) to each color. H is a value within a range of 1 ≦ h ≦ H, and H is a total number of colors stored in the memory unit 222.

또한, 디지털신호처리 2 단계의 제 2 실시예는 명도(brightness)에 의하여 색(color)을 구분하는 실시예이다. 상기 디지털신호처리부(220)는 명도(brightness)을 밝고 또는 어두운 정도에 의해 구분하여 저장하는 메모리부(222)를 포함한다. 상기 메모리부(211)에는 상기 구분된 명도(brightness)에 의해 색(color)은 (b)번의 고유번호를 할당하여 저장되어 있다. 상기 b는 1≤b≤B 범위내의 값이며, 상기 B 는 상기 메모리부(222)에 저장되어 있는 명도의 전체 수이다.In addition, a second embodiment of the second stage of digital signal processing is an embodiment in which colors are distinguished by brightness. The digital signal processing unit 220 includes a memory unit 222 that stores brightness by dividing the brightness by a bright or dark degree. In the memory unit 211, colors are stored by assigning a unique number of (b) according to the distinguished brightness. B is a value within a range of 1 ≦ b ≦ B, and B is the total number of brightness stored in the memory unit 222.

또한, 디지털신호처리 2 단계의 제 3 실시예는 색상(hue) 과 명도(brightness)에 의해 색(color)을 구분하는 실시예이다. 상기 디지털신호처리 부(220)는 (색상, 명도)의 조합에 의해 색(color)을 구분하고 (h, b)의 고유번호를 할당하여 저장하는 메모리부(222)가 형성된다.In addition, the third embodiment of the second stage of the digital signal processing is an embodiment in which colors are distinguished by hue and brightness. The digital signal processor 220 is provided with a memory unit 222 that distinguishes colors by a combination of (color, brightness) and allocates and stores unique numbers of (h, b).

디지털신호처리 3 단계는, 상기 메모리부(222)와 (M,N)픽셀의 색상 또는 명도를 비교하여 디지털신호처리된 고유번호를 상기 (M,N)픽셀에 부여하는 단계이다. In the digital signal processing step 3, the memory unit 222 compares the color or brightness of the (M, N) pixels to give the (M, N) pixels the digital signal processed unique number.

상기 디지털신호처리 3 단계에서 상기 디지털신호처리 2 단계의 제 1 또는 제 2 실시예에 의하는 경우, 상기 축소된 영상(212)에서 분할된 (M,N)픽셀의 색 (color)은 (h) 또는 (b)번으로 식별가능한 디지털신호로 지정되면서, 상기 축소된 영상(212)은 디지털신호처리된 영상(232)으로 변환된다. 따라서 노란 색상이 (h=1)번으로 지정되어 있는 경우, (20,30)픽셀의 색상이 노란 색상으로 상기 감지되면, (20,30)픽셀의 색은 디지털신호처리된 고유번호가 (1)이 된다.According to the first or second embodiment of the digital signal processing step 2 in the digital signal processing step 3, the color of the (M, N) pixels divided in the reduced image 212 is (h). The reduced image 212 is converted into a digital signal-processed image 232 while being designated as a digital signal identifiable as (a) or (b). Therefore, when yellow color is designated as (h = 1), if the color of (20,30) pixels is detected as yellow color, the color of (20,30) pixels is the digital signal processed unique number (1 )

상기 디지털신호처리 3 단계에서 상기 디지털신호처리 2 단계의 제 3 실시예에 의하는 경우, 상기 축소된 영상(212)에서 분할된 (M,N)픽셀의 색(color)은 (h,b)번의 디지털신호로 지정된다. 예를 들어 (20,30)픽셀의 색상이 노란 색상이고, 명도가 2번이면, 상기 (20,30)픽셀의 색은 (1,2)번으로 식별되는 디지털신호로 지정된다.According to the third embodiment of the digital signal processing step 2 in the digital signal processing step 3, the color of the (M, N) pixels divided in the reduced image 212 is (h, b). It is designated as digital signal of times. For example, if the color of the (20,30) pixel is yellow and the brightness is 2, the color of the (20,30) pixel is designated by the digital signal identified by (1,2).

디지털신호처리 4 단계는, 상기 메모리부(222)에 지정되어 있는 색상(hue) 이외의 색상을 디지털신호처리하는 경우, 상기 메모리부(222)에 저장되어있고; 채도 또는 명도가 잘 감지되는 색상을 추출하고; 상기 추출된 색상을 상기 메모리부(222)에 저장되어있는 색상의 고유번호(h)를 부여하는 단계이다. 또한 상기 메모리부(222)에 지정되지않은 명도는 미리 지정되어 있는 명도 값과 가까운 명도를 추 출하여 고유번호를 부여하는 단계이다. 이후 디지털신호처리는 도 6 에 도시된 바와 같이 상기 디지털신호처리 2 단계의 제 1 내지 3 실시예 중 어느 한 실시예로 진행한다.The digital signal processing step 4 is stored in the memory unit 222 when digital signal processing colors other than hue specified in the memory unit 222; Extract colors in which saturation or lightness is well perceived; A step of assigning the extracted color to the unique number (h) of the color stored in the memory unit 222. In addition, the brightness that is not specified in the memory unit 222 is a step of extracting brightness close to a predetermined brightness value and assigning a unique number. Thereafter, the digital signal processing proceeds to any one of the first to third embodiments of the second stage of the digital signal processing as shown in FIG.

상기 신호제어부(250)는 상기 디지털신호처리부(220)의 디지털신호처리된 영상(232)에 대응하여 전기자극출력신호를 발진한다. The signal controller 250 oscillates an electric stimulus output signal in response to the digital signal processed image 232 of the digital signal processor 220.

상기 신호제어부(250)는 상기 디지털신호처리 2 단계의 제 1 실시예에 의하는 경우, 상기 (M,N)픽셀이 (h)번으로 식별되는 디지털신호를 전기자극출력신호(주파수h) 또는 전기자극출력신호(전력h)로 변환시키거나, 전기자극출력신호(주파수h, 전력h)로 변환시킨다. When the signal controller 250 according to the first embodiment of the second step of the digital signal processing, the digital signal in which the (M, N) pixels are identified by (h) is an electrical stimulus output signal (frequency h) or The electrical stimulation output signal (power h) or the electrical stimulation output signal (frequency h, power h).

상기 전기자극출력신호(주파수h)가 출력되는 경우, 상기 출력과 무관하게 전력 값은 일정한 값으로 지정된다. 상기 전기자극출력신호는 주파수 (주파수h)값을 갖는 전기자극을 출력하도록 전기자극전달장치(300)를 제어한다. 예를 들어, (20,30)픽셀의 색(color)이 색상(1)번으로 지정되어 있으면, 상기 (20,30)픽셀의 색(color)을 지정하는 디지털신호는 (1)이 되고, 전기자극출력신호는 (주파수1)이 된다. 따라서 상기 (20,30)픽셀의 전기자극은 상기 전기자극출력신호(주파수1)에 지정되어 있는 주파수 (주파수1)값으로 구성된다.When the electric stimulus output signal (frequency h) is outputted, the power value is designated as a constant value regardless of the output. The electrical stimulation output signal controls the electrical stimulation transfer device 300 to output the electrical stimulation having a frequency (frequency h) value. For example, when the color of (20,30) pixels is designated as color (1), the digital signal specifying the color of the (20,30) pixels is (1), The electrical stimulus output signal becomes (frequency 1). Therefore, the electrical stimulation of the (20,30) pixels is composed of the frequency (frequency 1) value specified in the electrical stimulation output signal (frequency 1).

상기 전기자극출력신호(전력h)가 출력되는 경우, 상기 출력과 무관하게 주파수 값은 일정한 값으로 지정된다.When the electric stimulus output signal (power h) is output, the frequency value is designated as a constant value regardless of the output.

상기 전기자극출력신호(주파수h, 전력h)를 출력시키는 실시예의 경우 주파수와 전력이 쌍방 제어되어 전기자극을 구성한다.In the embodiment of outputting the electrical stimulation output signal (frequency h, power h), both the frequency and the power are controlled to form an electrical stimulation.

상기 신호제어부(250)는 상기 디지털신호처리 2 단계의 제 2 실시예에 의하는 경우, 상기 (M,N)픽셀이 (b)번으로 식별되는 디지털신호를 전기자극출력신호(주파수b) 또는 전기자극출력신호(전력b) 또는 전기자극출력신호(주파수b, 전력b)로 변환시킨다. 상기 전기자극출력신호는 전력(b)값 및 주파수(b)값의 어느 하나 또는 양쪽의 값으로 구성되는 전기자극을 출력하도록 전기자극전달장치(300)를 제어한다.When the signal controller 250 according to the second embodiment of the second step of the digital signal processing, the digital signal in which the (M, N) pixels are identified by (b) is an electrical stimulation output signal (frequency b) or Electric stimulation output signal (power b) or electric stimulation output signal (frequency b, power b). The electrical stimulation output signal controls the electrical stimulation transfer device 300 to output an electrical stimulation composed of one or both of the power (b) value and the frequency (b) value.

상기 신호제어부(250)는 상기 디지털신호처리 2 단계의 제 3 실시예에 의하는 경우, 상기 (M,N)픽셀이 (h,b)번으로 식별되는 디지털신호를 전기자극출력신호(주파수h, 전력b)로 변환시킨다. 따라서 (M,N)픽셀의 색상이 (h)이고 명도가 (b)이면 주파수 (주파수h)값 및 전력 (전력b)값으로 구성되는 전기자극을 출력하도록 전기자극전달장치(300)를 제어한다.According to the third embodiment of the second step of the digital signal processing, the signal controller 250 may output an electric stimulus output signal (frequency h) in which the (M, N) pixels are identified as (h, b). To power b). Therefore, when the color of the (M, N) pixel is (h) and the brightness is (b), the electric stimulation transfer device 300 is controlled to output an electric stimulus composed of a frequency (frequency h) value and a power (power b) value. do.

도 7 은 본 발명에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 일실시예를 나타내는 전기자극전달장치의 사시도와 부분 확대도이다. 7 is a perspective view and a partially enlarged view of an electrical stimulation transmission device showing an embodiment of an image recognition device for the visually impaired according to the present invention.

도 7 을 참조하면, 상기 디지털신호처리 2 단계의 제 1 실시예에 의하는 경우이고 전기자극출력신호가 전기자극출력신호(주파수h)이면, 전기자극전달장치(300)는 상기 전기자극출력신호(주파수h)에 의해 제어되는 전기자극을 사람의 피부에 밀착되게 장착되어 전기자극을 피부에 전달하는 장치이다.Referring to FIG. 7, when the electric stimulus output signal is the electric stimulus output signal (frequency h) and the electric stimulus output signal according to the first embodiment of the second step of the digital signal processing, the electric stimulus output signal 300 is the electric stimulus output signal. An electric stimulation controlled by (frequency h) is mounted in close contact with human skin to transmit electric stimulation to the skin.

상기 전기자극전달장치(300)는 양각된 형상의 전도체가 (X×Y) 행렬로 구성되어 격자 배열되고, 상기 양각된 형상은 외부로 돌출한다. 상기 전도체는 디지털신호처리된 영상(232)의 (M,N)픽셀의 전기자극을 외부로 전달한다.In the electric stimulation transfer device 300, conductors having an embossed shape are arranged in a lattice structure (X × Y), and the embossed shape protrudes outward. The conductor transmits an electrical stimulus of (M, N) pixels of the digital signal processed image 232 to the outside.

또한 상기 전도체 주위에 부도체가 인접하여 위치하여, 상기 전기자극전달장치(300)가 피부와 밀착하는 면을 형성한다. 상기 부도체는 신축성있는 재질로 구성되어, 사람의 이마와 같은 굴곡면에 밀착할 수 있다. In addition, the non-conductor is positioned adjacent to the conductor to form a surface in which the electrical stimulation transfer device 300 is in close contact with the skin. The insulator is made of an elastic material, and can be in close contact with a curved surface such as a forehead of a person.

도 8 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디지털신호처리부의 영상처리회로구성도이다. 8 is a block diagram of an image processing circuit of a digital signal processor according to another embodiment of the present invention.

도 8 을 참조하면, 상기 디지털신호처리부(220)는 윤곽선처리부(240)를 구비하고 있고, 상기 축소된 영상(212)내의 물체의 윤곽선을 추출하여 디지털신호처리한다. Referring to FIG. 8, the digital signal processor 220 includes a contour processor 240, and extracts the contour of an object in the reduced image 212 to process the digital signal.

상기 윤곽선처리부(240)는 상기 추출된 윤곽선을 상기 (X×Y) 행렬로 분할된 상기 축소된 영상(212)의 픽셀에 분할하여 할당하고, 윤곽선이 추출되는 (M,N)픽셀은 (M1,N1)으로 식별되는 디지털신호로 지정하고, 윤곽선이 디지털신호처리된 영상(242)을 생성한다.The contour processing unit 240 divides the extracted contour into pixels of the reduced image 212 divided into the (X × Y) matrix, and allocates the (M, N) pixels from which the contour is extracted (M1). And a digital signal identified by N1), and generates an image 242 with contours digitally processed.

윤곽선 추적 알고리즘은 4방향 윤곽선추적, Roberts, Prewitt, Sobel, Laplacian 등의 기법이 이용될 수 있다.As the contour tracking algorithm, four-way contour tracking, Roberts, Prewitt, Sobel, Laplacian, etc. may be used.

상기 신호제어부(250)는 상기 윤곽선이 추출되는 (M,N)픽셀에 부여되는 (M1,N1)으로 식별되는 디지털신호를 전기자극출력신호(주파수M,전력N)로 변환시킨다. 상기 전기자극출력신호(주파수M,전력N)에서 주파수 (주파수N)값, 전력 (전력M)값으로 구성된 전기자극을 출력하도록 상기 전기자극전달장치(300)를 제어한다.The signal controller 250 converts the digital signal identified by (M1, N1) to the (M, N) pixel from which the contour is extracted, into an electrical stimulus output signal (frequency M, power N). The electric stimulus transmission device 300 is controlled to output an electric stimulus composed of a frequency (frequency N) value and a power (power M) value from the electric stimulus output signal (frequency M, power N).

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 컬러카메라 대신 적외선 카메라를 이용가능하고, 이 경우 밤이나 어두운 곳에서도 동일하게 사용가능하다.The present invention is not limited to the above embodiment, and an infrared camera may be used instead of a color camera, and in this case, the same may be used at night or in a dark place.

또한 본 발명의 응용예로 Video in 기능을 추가하여 TV, VTR, PC 의 영상 정보를 입력받아 처리하면, 상기 영상촬영장치(100)에 의하지 않은 상태에서 해당 장비의 영상을 인식할 수 있다.In addition, as an application example of the present invention, if the video information of the TV, VTR, and PC is input and processed by adding a video in function, the image of the corresponding device can be recognized without being taken by the video photographing apparatus 100.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 당해 고안이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술사상과 첨부된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형가능함은 물론이다.The present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, but is not limited to the above embodiments, it should be interpreted by the appended claims. In addition, various modifications and variations may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the appended claims.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 사시도이다.1 is a perspective view of an image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention.

도 2 은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 사용상태도이다. 2 is a state diagram used in the image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 구성도이다. 3 is a block diagram of an image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 영상처리과정을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an image processing process of an image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 영상인식장치를 구성하는 마이크로컨트롤러의 영상처리회로도이다. 5 is an image processing circuit diagram of a microcontroller constituting an image recognition device for the visually impaired according to an embodiment of the present invention.

도 6 은 본 발명에 일 실시예에 따른 디지털신호처리부의 영상처리회로구성도이다. 6 is a block diagram of an image processing circuit of a digital signal processing unit according to an embodiment of the present invention.

도 7 은 본 발명에 따른 시각장애인용 영상인식장치의 일실시예를 나타내는 전기자극전달장치의 사시도와 부분 확대도이다. 7 is a perspective view and a partially enlarged view of an electrical stimulation transmission device showing an embodiment of an image recognition device for the visually impaired according to the present invention.

도 8 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디지털신호처리부의 영상처리회로구성도이다.8 is a block diagram of an image processing circuit of a digital signal processor according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

100:영상촬영장치 200:마이크로컨트롤러100: video recording device 200: microcontroller

220:디지털신호처리부 230:색(color)처리부220: digital signal processing unit 230: color processing unit

240:윤곽선처리부 250:신호제어부240: outline processing unit 250: signal control unit

300:전기자극전달장치 310:전도체300: electrical stimulation transfer device 310: conductor

320:부도체320: insulator

Claims (8)

외부 영상을 촬영하는 영상촬영장치와; 상기 영상촬영장치의 촬영된 영상을 디지털신호처리하여 전기자극출력신호로 변환시키는 마이크로컨트롤러와; 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 전기자극전달장치를; 포함하고,An image photographing apparatus photographing an external image; A microcontroller for digitally processing the photographed image of the image photographing apparatus and converting the photographed image into an electrical stimulus output signal; An electrical stimulation transmission device controlled by the electrical stimulation output signal; Including, 상기 마이크로컨트롤러는, 상기 촬영된 영상을 축소하는 영상축소부와; 상기 영상축소부의 축소된 영상을 디지털신호처리하는 디지털신호처리부와; 상기 디지털신호처리부의 디지털신호를 전기자극출력신호로 변환하는 신호제어부를; 포함하고,The microcontroller may include an image reduction unit configured to reduce the captured image; A digital signal processing unit for digitally processing the reduced image of the image reduction unit; A signal controller for converting the digital signal of the digital signal processor into an electrical stimulus output signal; Including, 전기자극전달장치는, 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 전기자극을 외부로 전달하는 전도체가 외부로 형성되고; 상기 전도체와 인접하여 위치하고, 외부로 형성되는 부도체를; 포함하고,The electrical stimulation transfer device, the conductor for transmitting the electrical stimulation to the outside controlled by the electrical stimulation output signal is formed outside; A non-conductor positioned adjacent to the conductor and formed to the outside; Including, 상기 영상축소부(210)는 상기 촬영된 영상을 상기 전도체의 수(가로수(X)×세로수(Y))와 하나의 전도체에서 표현될 수 있는 전기자극의 값을 곱한 상기 전기자극전달장치의 출력 해상도(가로수(X)×세로수(Y)×전기자극)에 맞게 영상을 축소하고, The image reduction unit 210 of the electric stimulation transfer device by multiplying the photographed image by the value of the number of the conductor (width (X) × vertical number (Y)) and the value of the electrical stimulation that can be expressed in one conductor Reduce the image to match the output resolution (width (X) × length (Y) × electrical stimulation), 상기 디지털신호처리부는 축소된 영상을 상기 전기자극전달장치(300)의 출력해상도(가로수(X)×세로수(Y)×전기자극)에 대응되게 (X×Y)행렬로 구성된 픽셀(pixel)들로 분할하고, The digital signal processor includes a pixel composed of (X × Y) matrices corresponding to the output resolution of the electric stimulation transmitting device 300 (the number of horizontal (X) × vertical (Y) × electrical stimulation). Split into two, 상기 디지털신호처리부는 색상(hue)에 의해 분할된 픽셀의 색(color)을 구분하여 디지털신호처리하는 단계; 또는 명도(brightness)에 의해 상기 분할된 픽셀의 색(color)을 구분하여 디지털신호처리하는 단계; 또는 색상(hue) 및 명도(brightness)에 의해 상기 분할된 픽셀의 색(color)을 구분하여 디지털신호처리하는 단계 중 어느 한 단계를 실행하는 색(color)처리부를; 구비하는 것을, 특징으로 하는 시각장애인용 영상인식장치.The digital signal processing unit digital color processing by dividing the color (color) of the pixel divided by the color (hue); Or dividing the color of the divided pixels by brightness to process digital signals; Or a color processor configured to perform one of the steps of digital signal processing by dividing the color of the divided pixels by hue and brightness; Image recognition device for the visually impaired, comprising. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 디지털신호처리부는, 미리 지정된 색상(hue) 이외 색상은 채도 또는 명도가 잘 감지되는 색상을 추출하는 단계 또는;The digital signal processing unit may include: extracting a color in which a color other than a predetermined hue is well detected in saturation or brightness; 미리 지정된 명도(brightness) 이외 명도는 미리 지정된 명도 값과 가까운 명도를 추출하는 단계를; 실행하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 영상인식장치.Extracting brightness close to a predetermined brightness value other than the predetermined brightness; Image recognition device for the visually impaired, characterized in that the execution. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디지털신호처리부는 , 물체의 윤곽선을 추출하여 디지털신호처리하는 윤곽선처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 영상인식장치.The digital signal processing unit, the image recognition device for the visually impaired, characterized in that it comprises a contour processing unit for extracting the contour of the object and digital signal processing. 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전기자극은 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 전력 값을 갖고; 상기 전기자극의 주파수는 상기 전기자극출력신호에 의해 제어되는 주파수 값을 갖는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 영상인식장치.The electrical stimulation has a power value controlled by the electrical stimulation output signal; And said frequency of said electrical stimulus has a frequency value controlled by said electrical stimulus output signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전도체는 양각된 형상이고, 격자 배열되고; The conductors are embossed and lattice arranged; 상기 부도체는 신축성 있는 재질로 구성되는 것을; 특징으로 하는 시각장애인용 영상인식장치.The insulator is made of an elastic material; Image recognition device for the visually impaired.
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