KR101894496B1 - 시점 추적기능을 가지는 정보제공장치 - Google Patents

시점 추적기능을 가지는 정보제공장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 발광소자의 발광에 의해 시각정보가 출력되는 디스플레이부; 상기 디스플레이부의 시각정보 출력방향에 위치하고, 상기 디스플레이부에 대향되는 사용자의 안면영상을 획득하며 소정 간격 이격 배치되는 적어도 둘 이상의 촬영부; 상기 적어도 둘 이상의 촬영부로부터 획득한 각 안면영상에서 동공의 위치를 확인하되, 상기 적어도 둘 이상의 촬영부로부터 획득한 각 안면영상을 상호 중첩된 복수의 영역으로 분할하고, 눈의 윤곽영역을 포함하는 단일의 관심 영역을 선정하여 선정된 관심영역에서의 동공 위치를 확인하는 위치확인부; 상기 위치확인부로부터 확인된 각 안면영상에서의 동공 위치를 통해, 사용자의 응시지점 및 초점거리에 따른 응시정보를 생성하되 상기 위치확인부로부터 확인된 동공 위치, 각 촬영부의 이격 간격 및 상기 촬영부와 디스플레이부 간의 위상차를 통해 사용자의 응시정보를 생성하고, 상기 디스플레이부의 출력영역 중 상기 응시정보에 대응되는 시점영역을 설정하는 영역설정부; 및 상기 디스플레이부, 촬영부, 위치확인부, 및 영역설정부를 제어하는 제어부;를 포함하는 시점 추적기능을 가지는 정보제공장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 사용자의 동공 위치로부터 사용자의 시점이 정보 출력영역 중 어느 영역에 머무르는지를 확인하여, 그에 따라 부가적인 정보를 제공하거나, 특정한 기능을 수행할 수 있게 하며, 사용자의 시점에 따라 깊이감 있는 정보를 제공할 수 있게 되며, 사용자의 시점이 머무르는 영역 외의 영역의 경우, 사용자의 시점이 머무르는 영역에 비해 정보의 출력을 위한 사용 리소스를 줄일 수 있게 되어, 고해상도 영상의 선택적 영역별 해상도 설정 등과 같이 효율적인 리소스 관리가 가능하여 적은 리소스로도 질 높은 실시간 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

시점 추적기능을 가지는 정보제공장치{INFORMATION PROVIDING APPARATUS HAVING A VIEWPOINT TRACKING FUNCTION}
본 발명은 시점 추적기능을 가지는 정보제공장치에 관한 것이다.
사람은 눈의 망막에 맺힌 상이 뇌에 전달됨으로 사물을 시각적으로 인지하게 된다.
이때, 사람의 두 눈은 디지털 카메라 등의 촬영장치가 다수의 렌즈를 투과하여 단일의 영상획득 소자에 맺힌 상을 통해 전 영역 상에 비교적 균일한 평면적인 이미지를 획득하는 방식과는 다르게, 두 눈으로 인지 가능한 영역이 동공의 위치, 즉, 사람의 초점에 따라 인지 가능성이 높은 지점과 인지 가능성이 낮은 지점으로 나뉘게 된다.
예를 들어, 이미지 획득이 가능한 장치로 문서 내의 문자를 인식하는 경우, 해당 장치는 문서 전체를 이미지화하여, 전 영역에 걸쳐 문자를 생성하고 그 의미를 해석하는 과정을 수행하지만, 사람의 경우, 사람의 두눈이 문자가 기록된 방향에 따라 문자 또는 단어 단위로 추적하면서, 그 의미를 해석하는 과정이 수행된다.
즉, 충분히 큰 영상을 시청한 다수의 사람 모두가 동일한 정보를 획득하지 않는 것과 같이, 사람은 전체의 공간상에서, 두 눈을 통해 응시함으로써 관심을 가지는 부분적 영역으로부터 정보를 습득하게 되는 것이다.
따라서, 사람에게 시각적 정보를 제공하는 정보제공장치는, 해당 장치를 사용하는 사용자 관심을 가지는 영역을 확인하여, 해당 영역에 대한 구체적 정보를 제공하는 것이, 사용자에게 제공되는 정보 대비 정보 제공에 소모되는 리소스(Resource)가 정보 전체의 구체적 정보를 모두 제공하는 것에 비해 그 효율성이 높다.
그로 인해, 사용자에게 실시간으로 정보를 제공해야할 경우, 정보의 제공량에 따른 더 높은 리소스를 요구하게 되고, 요구되는 리소스가 높아지게 되면, 실시간 정보제공이 어려워 질 수 있어 리소스를 최소화시켜야하기 때문에, 사용자가 관심을 가지는 영역을 우선적으로 확인하는 기술 개발이 절실히 요구되어 왔다.
이러한 기술 개발의 일환으로, 대한민국 등록특허공보 제10-0896711호(출원일 2007.02.08., 공고일 2009.05.11., 이하, ‘종래기술’이라 함.)에서는 휴대단말기의 터치스크린을 통해 사용자가 터치(탭)를 수행한 영역에 대하여, 응용프로그램의 특정 기능을 추가적으로 수행하는 기술이 제시된 바 있다.
하지만, 종래기술은 사용자의 터치 동작에 의해, 그에 해당하는 부가 기능을 실행하거나 추가적인 설명을 제공함으로써, 사용자가 관심을 가지는 정보의 확인 이전에 사용자의 터치 동작이 필연적으로 수반됨에 따라, 실시간 정보를 제공하기 어려우며, 사용자의 관심여부와 상관없이 수행되는 터치 동작을 사용자가 관심을 가지는 영역인 것으로 인식되기에는 무리가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용자의 터치 동작과 같은 물리적 행위가 없이도, 사용자가 관심을 가지는 항목을 확인하며, 적은 리소스로도 질 높은 정보 제공이 가능한 정보제공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 시점 추적기능을 가지는 정보제공장치는, 발광소자의 발광에 의해 시각정보가 출력되는 디스플레이부; 상기 디스플레이부의 시각정보 출력방향에 위치하고, 상기 디스플레이부에 대향되는 사용자의 안면영상을 획득하며 소정 간격 이격 배치되는 적어도 둘 이상의 촬영부; 상기 적어도 둘 이상의 촬영부로부터 획득한 각 안면영상에서 동공의 위치를 확인하되, 상기 적어도 둘 이상의 촬영부로부터 획득한 각 안면영상을 상호 중첩된 복수의 영역으로 분할하고, 눈의 윤곽영역을 포함하는 단일의 관심 영역을 선정하여 선정된 관심영역에서의 동공 위치를 확인하는 위치확인부; 상기 위치확인부로부터 확인된 각 안면영상에서의 동공 위치를 통해, 사용자의 응시지점 및 초점거리에 따른 응시정보를 생성하되 상기 위치확인부로부터 확인된 동공 위치, 각 촬영부의 이격 간격 및 상기 촬영부와 디스플레이부 간의 위상차를 통해 사용자의 응시정보를 생성하고, 상기 디스플레이부의 출력영역 중 상기 응시정보에 대응되는 시점영역을 설정하는 영역설정부; 및 상기 디스플레이부, 촬영부, 위치확인부, 및 영역설정부를 제어하는 제어부;를 포함한다.
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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 사용자의 동공 위치로부터 사용자의 시점이 정보 출력영역 중 어느 영역에 머무르는지를 확인하여, 그에 따라 부가적인 정보를 제공하거나, 특정한 기능을 수행할 수 있게 하며, 사용자의 시점에 따라 깊이감 있는 정보를 제공할 수 있게 되며, 사용자의 시점이 머무르는 영역 외의 영역의 경우, 사용자의 시점이 머무르는 영역에 비해 정보의 출력을 위한 사용 리소스를 줄일 수 있게 되어, 고해상도 영상의 선택적 영역별 해상도 설정 등과 같이 효율적인 리소스 관리가 가능하여 적은 리소스로도 질 높은 실시간 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 시점 추적기능을 가지는 정보제공장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도2 내지 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 위치확인부를 통한 사용자의 동공위치 확인 방법을 도시한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 시점 추적기능을 가지는 정보제공장치를 개략적으로 도시한 것이며, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 위치확인부를 통한 사용자의 동공위치 확인 방법을 도시한 것이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 시점 추적기능을 가지는 정보제공장치(100, 이하 ‘정보제공장치’라 함.)는 스마트폰과 같은 스마트기기의 형태로 마련될 수 있으며, 정보제공장치(100)의 몸체를 이루는 몸체부(110)와 디스플레이부(120), 촬영부(130), 위치확인부(140), 영역설정부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
몸체부(110)는 정보제공장치(100)의 몸체(바디)를 이루며, 후술할 각 구성은 물리적으로 혹은 각 기능을 수행하는 알고리즘이 포함된 칩 형태로 몸체부(110)에 실장될 수 있다.
디스플레이부(120)는 사용자에게 시각정보를 제공하는 출력영역을 포함할 수 있다.
여기서, 디스플레이부(120)는 몸체부(110)의 일면에 배치될 수 있으며, 발광소자의 발광에 의해 정보가 출력될 수 있다.
이때, 디스플레이부(120)는 백라이트유닛(BLU)이 결합된 디스플레이패널 또는 유기능동다이오드(OLED) 방식의 디스플레이패널 등의 형태로 마련될 수 있다.
촬영부(130)는 몸체부(110)에서 디스플레이부(120)가 배치된 일면에 배치되고, 디스플레이부(120)를 바라보는 사용자의 안면영상을 획득하며 소정 간격 이격 배치되는 제1 촬영부(131) 및 제2 촬영부(132)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 촬영부(131) 및 제2 촬영부(132)는 각각 개별적인 영상을 획득하며, 소정의 간격을 가지며 몸체부(110)에 배치되는 제1 촬영부(131) 및 제2 촬영부(132)는 서로 다른 위치에서 디스플레이부(120)를 바라보는 사용자의 안면영상을 획득할 수 있다.
위치확인부(140)는 제1 촬영부(131) 및 제2 촬영부(132)로부터 각각 획득한 안면영상으로부터 동공(P)의 위치를 확인할 수 있다.
이때, 위치확인부(140)는 제1 촬영부(131) 및 제2 촬영부(132) 각각으로부터 획득한 안면영상에서 동시에 동공(P)의 위치를 확인하는 병렬 처리 프로세스가 가능한 GPU(Graphics Processing Unit)로 마련될 수 있다.
여기서, 위치확인부(140)는, 기 저장된 눈의 형상정보를 통해, 제1 촬영부(131)로부터 획득한 제1 안면영상과 제2 안면영상에서 눈의 형상정보와 가장 유사한 영역을 선정하고, 선정된 영역에서의 동공(P) 위치를 확인할 수 있다.
도2 내지 도3을 참조하여, 좀 더 자세히 설명하자면, 위치확인부(140)는 제1 촬영부(131)로부터 획득한 제1 안면영상을 저해상도로 다운 샘플링하여, 기 저장된 눈의 형상정보와 대응되는 관심영역을 추출한다.
이후, 위치확인부(140)는 CNN(Convolution Neural Network)방식으로, 추출된 각 관심영역을 소영역 단위로 분할하여, 각 관심영역에서 분할된 복수의 소영역을 인접한 소영역끼리 그룹화하고, 그룹 단위영역별로 눈의 형상정보와의 유사정도에 대한 점수를 부여한다.
여기서, 위치확인부(140)가 부여하는 분할된 복수의 영역별 눈의 형상정보와의 유사정도에 대한 점수는 촬영부(130)로부터 획득한 안면영상에의 에지(Edge)가 기 저장된 눈의 형상정보와 얼마나 일치하는 지에 대한 점수이며, 점수가 높을수록 일치정도가 높은 것을 의미한다.
이때, 위치확인부(140)는 그룹 단위영역의 총합이 높은 순으로 적어도 하나 이상의 소영역을 선정하고, 선정된 소영역을 고해상도로 업 샘플링하여, 상술한 영역 분할 및 유사정도에 따른 점수 부여를 반복하여, 가장 유사도가 높은 소영역을 추출하게 된다.
또한, 위치확인부(140)는 추출한 소영역의 중심을 동공(P)의 위치로 확인하게 되며, 이때, 동공(P)은 눈에서 반사율이 가장 높은 영역이기 때문에, 추출한 소영역의 중심부분에서 디스플레이부(120)의 발광에 의해 가장 밝은 것으로 확인된 위치를 동공(P)의 위치로 확인한다.
한편, 위치확인부(140)는 상술한 바와 마찬가지로 제2 촬영부(132)를 통해 제2 안면영상으로부터 동공(P)의 위치를 확인하게 된다.
영역설정부(150)는 위치확인부(140)로부터 확인된 각 안면영상에서의 동공(P) 위치를 통해, 사용자의 응시지점 및 초점거리에 따른 응시정보를 생성하고, 디스플레이부(120)의 출력영역 중 응시정보에 대응되는 시점영역을 확인할 수 있다.
여기서, 영역설정부(150)는 위치확인부(140)로부터 확인된 제1 안면영상과 제2 안면영상에서 동공(P)의 위치와 제1 촬영부(131)와 제2 촬영부(132)의 간격 및 제1 촬영부(131) 및 제2 촬영부(132)의 위치대비 디스플레이부(120)의 출력영역 위치를 통해, 사용자의 시선에 대한 응시정보를 생성할 수 있다.
또한, 영역설정부(150)는 제1 안면영상 및 제2 안면영상을 통해 얻어진 사용자 안면의 위상차를 통해 디스플레이부(120)와 사용자의 안면이 이루는 거리를 확인할 수 있어, 응시정보와 사용자의 안면이 이루는 거리를 종합하여, 사용자가 디스플레이부(120)의 출력영역 중 어느 영역을 응시하는지에 대한 시점영역을 확인할 수 있게 된다.
제어부(160)는 디스플레이부(120), 촬영부(130), 위치확인부(140) 및 영역설정부(150)를 제어할 수 있다.
이때, 정보제공장치(100)는 정보제공장치(100)의 주변 조도를 측정하는 센싱부(170)를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 제어부(160)는 디스플레이부(120)의 발광에 따른 밝기 값을 확인할 수 있어, 만약, 센싱부(170)로부터 입력된 조도 값이 디스플레이부(120)의 밝기 값보다 높을 경우, 위치확인부(140)를 통한 동공(P) 위치 확인 시에, 센싱부(170)로부터 입력된 정보제공장치(100)의 주변 밝기 값과 유사한 밝기 값을 가지는 영역을 동공(P)의 위치로 확인할 수 있으며, 센싱부(170)로부터 입력된 조도 값이 디스플레이부(120)의 밝기 값보다 낮을 경우, 디스플레이부(120)의 밝기 값과 유사한 밝기 값을 가지는 영역을 동공(P)의 위치로 확인할 수도 있다.
결국, 본 발명은, 사용자의 동공 위치로부터 사용자의 시점이 정보 출력영역 중 어느 영역에 머무르는지를 확인하여, 그에 따라 부가적인 정보를 제공하거나, 특정한 기능을 수행할 수 있게 하며, 사용자의 시점에 따라 깊이감 있는 정보를 제공할 수 있게 되며, 사용자의 시점이 머무르는 영역 외의 영역의 경우, 사용자의 시점이 머무르는 영역에 비해 정보의 출력을 위한 사용 리소스를 줄일 수 있게 되어, 고해상도 영상의 선택적 영역별 해상도 설정 등과 같이 효율적인 리소스 관리가 가능하여 적은 리소스로도 질 높은 실시간 정보를 제공할 수 있는 시점 추적기능을 가지는 정보제공장치를 제공한다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 시점 추적기능을 가지는 정보제공장치(=정보제공장치)
110 : 몸체부
120 :디스플레이부
130 : 촬영부
131 : 제1 촬영부
132 : 제2 촬영부
140 : 위치확인부
150 : 영역설정부
160 : 제어부
170 : 센싱부
P : 동공

Claims (1)

  1. 발광소자의 발광에 의해 시각정보가 출력되는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부의 시각정보 출력방향에 위치하고, 상기 디스플레이부에 대향되는 사용자의 안면영상을 획득하며 소정 간격 이격 배치되는 적어도 둘 이상의 촬영부;
    상기 적어도 둘 이상의 촬영부로부터 획득한 각 안면영상에서 동공의 위치를 확인하되, 상기 적어도 둘 이상의 촬영부로부터 획득한 각 안면영상을 상호 중첩된 복수의 영역으로 분할하고, 눈의 윤곽영역을 포함하는 단일의 관심 영역을 선정하여 선정된 관심영역에서의 동공 위치를 확인하는 위치확인부;
    상기 위치확인부로부터 확인된 각 안면영상에서의 동공 위치를 통해, 사용자의 응시지점 및 초점거리에 따른 응시정보를 생성하되 상기 위치확인부로부터 확인된 동공 위치, 각 촬영부의 이격 간격 및 상기 촬영부와 디스플레이부 간의 위상차를 통해 사용자의 응시정보를 생성하고, 상기 디스플레이부의 출력영역 중 상기 응시정보에 대응되는 시점영역을 설정하는 영역설정부; 및
    상기 디스플레이부, 촬영부, 위치확인부, 및 영역설정부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    시점 추적기능을 가지는 정보제공장치.
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