KR102331694B1 - 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크 및 이의 작동방법 - Google Patents

안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크 및 이의 작동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 목의 부하를 최소화하고, 얼굴 각도, 조명, 배경에 상관없이 정확하게 안면의 동적 움직임을 도출할 수 있는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크에 관한 것이다. 본 발명의 구은 사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련되며 상기 안면에 밀착되는 내피부; 및 상기 내피부에 부착되는 복수의 센서부를 포함하며 상기 센서부는 안면 근육의 변화에 따른 상기 내피부의 변형에 대한 동적 움직임을 측정하도록 마련된 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크를 제공한다.

Description

안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크 및 이의 작동방법{MASK TO GET DYNAMIC MOVEMENT OF FACE AND ITS OPERATION METHOD}
본 발명은 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 목의 부하를 최소화하고, 얼굴 각도, 조명, 배경에 상관없이 정확하게 안면의 동적 움직임을 도출할 수 있는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크에 관한 것이다.
사람의 얼굴을 따라 캐릭터가 움직이는 애니메트로닉스 기술, 사람의 얼굴에 대응하는 캐릭터 생성 기술, 얼굴 편마비 또는 뇌졸중 환자의 재활 정도 측정 기술들은 모두 안면 근육의 움직임을 정확하게 측정하는 기술이 필요하다.
이에, 종래에는 카메라를 이용하여 안면의 특징점을 추출하고, 이 특징점들의 동적 움직임을 획득하는 방법을 사용하였다. 그러나, 이러한 방법은 안면의 각도와, 배경, 조명의 상황에 매우 민감하게 반응하며, 외부 요인에 따른 오차가 크다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 헤드마운트에 카메라를 고정하여 머리가 움직이더라도 언제나 동일한 각도에서 안면을 획득하는 장치가 고안된 바가 있다. 그러나, 이러한 기술은 사용자의 목부위에 부하가 크기 때문에 장시간 사용이 어렵고, 환자에게 적용하는데에 특히 어려움이 있었다.
또한, 안면 부위에 얇은 박막형의 EMG센서를 부착하여 안면 부위의 동적 움직임을 획득하는 기술도 종래에 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 EMG센서를 안면에 직접 부착하는 방식은 사용자의 피부상태에 따라 노이즈가 크며, 센서의 제작에도 높은 비용이 소요되어 경제적이지 못한 문제가 있었다.
따라서, 경제적이면서도 외부 환경의 영향을 최소한으로 받아 안면의 동적 움직임을 정확하게 획득할 수 있는 기술이 필요하다.
미국등록특허 제9530048호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 사용자의 목의 부하를 최소화하고, 얼굴 각도, 조명, 배경에 상관없이 정확하게 안면의 동적 움직임을 도출할 수 있는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련되며 상기 안면에 밀착되는 내피부; 및 상기 내피부에 부착되는 복수의 센서부를 포함하며 상기 센서부는 안면 근육의 변화에 따른 상기 내피부의 변형에 대한 동적 움직임을 측정하도록 마련된 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 내피부는, 실리콘 소재로 마련되며, 상기 안면에 밀착되어 상기 안면의 변화에 대응되도록 변형되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서부는, 상기 내피부에 부착되며, 플렉시블 기판으로 이루어진 기판모듈; 및 상기 기판모듈에 결합되는 센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판모듈은, 플렉시블 리본형 기판으로 이루어지며, 사람 안면의 주요 근육 부위에 위치하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서모듈은, 상기 내피부의 변형에 따라 움직이는 상기 기판모듈의 각속도 및 가속도를 측정하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서모듈은, IMU(Inertial Measurement Unit) 센서인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 내피부를 상기 사람의 안면에 밀착시키도록 마련되며, 사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련되는 외피부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 외피부는, 사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련되는 외피마스크; 및 상기 외피마스크의 양측으로 연장 형성되며, 사람의 귀에 걸리도록 마련되는 고정마스크를 더 포함하며, 상기 고정마스크는 사람의 귀에 걸렸을 때, 상기 외피마스크가 상기 내피부를 사람의 안면에 밀착시키도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 작동방법에 있어서, a) 상기 외피부를 이용하여 상기 내피부를 안면에 밀착시키는 단계; b) 상기 안면에 밀착된 상기 내피부가 상기 안면의 근육 움직임에 따라 변형되는 단계; c) 상기 센서부가 상기 안면에 밀착된 상기 내피부의 변형에 따른 각속도 및 가속도를 측정하는 단계; 및 d) 측정된 상기 각속도 및 가속도를 이용하여 안면의 동적 움직임 정보를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 작동방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c) 단계는, 상기 내피부에 부착되어 상기 내피부의 변형에 따라 움직이는 기판모듈의 각속도 및 가속도를 측정하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 얼굴 각도나 조명, 배경에 민감하지 않기 때문에 정확한 안면의 동적움직임을 획득할 수 있다.
사용자의 목 근육에 주는 부하를 최소화할 수 있어, 환자에게도 적용이 용이하다.
EMG 센서에 비해 센서 비용이 저렴한 IMU센서를 적용하여 경제적이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 센서부를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 작동방법의 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 센서부를 나타낸 예시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크(100)는 내피부(110), 센서부(120) 및 외피부(130)를 포함한다.
상기 내피부(110)는 사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련되며, 상기 안면에 밀착되도록 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 내피부(110)는 실리콘 소재의 마스크 형태로 마련되어 상기 안면에 밀착되며, 상기 안면의 변화에 대응되게 변형되도록 마련될 수 있다.
상기 센서부(120)는 상기 내피부(110)에 부착되며, 복수개로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 센서부(120)는 안면 근육의 변화에 따른 상기 내피부(110)의 변형에 대한 동적 움직임을 측정하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 센서부(120)는 기판모듈(121) 및 센서모듈(122)을 포함한다.
상기 기판모듈(121)은 상기 내피부(110)에 부착되며, 플렉시블(flexible) 기판으로 이루어질 수 있다.
특히, 상기 기판모듈(121)은 플렉시블 리판형 기판으로 이루어질 수 있으며, 사람 안면의 주요 근육 부위와 대응되는 위치에 마련될 수 있다.
일 예로, 상기 기판모듈(121)은 안면의 주요 근육 부위의 형태에 대응되도록 이의 형상에 따라 연장 형성될 수 있다.
그리고, 상기 기판모듈(121)은 하나의 주요 근육 부위에 하나만 형성되는 것이 아니라 복수개의 가닥 형태로 마련되며, 여러 방향으로 연장 형성된 패치 형태로 마련될 수도 있다. 이처럼 마련된 상기 기판모듈(121)은 근육의 다양한 방향으로의 움직임을 보다 정확하게 측정하도록 할 수 있다.
상기 센서모듈(122)은 상기 기판모듈(121)에 하나 이상 결합되어 마련될 수 있다.
상기 센서모듈(122)은, 상기 내피부(110)의 변형에 따라 움직이는 상기 기판모듈(121)의 각속도 및 가속도를 측정하도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 센서모듈(122)은, IMU(Inertial Measurement Unit) 센서일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 내피부(110)는 사람의 안면에 밀착된 상태이기 때문에, 안면 근육의 움직임에 따라 이와 대응되게 변형될 수 있다. 이때, 상기 내피부(110)에 부착된 상기 기판모듈(121)들은 유연한 소재로 마련되어 있기 때문에 상기 내피부(110)의 변형에 대응되게 신축, 이동, 회전 등의 움직임을 갖게 된다.
이처럼 상기 기판모듈(121)이 움직이게 되면, 상기 기판모듈(122)에 결합된 상기 센서모듈(122)은 이의 움직임에 대한 각속도 및 가속도를 측정하여 근육의 움직임을 정확하게 측정할 수 있다.
상기 외피부(130)는 상기 내피부(110)를 상기 사람의 안면에 밀착시키도록 마련되며, 사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련될 수 있다.
상기 외피부(130)는 외피마스크(131) 및 고정마스크(132)를 포함한다.
상기 외피마스크(131)는 사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 외피마스크(131)는 상기 내피부(110)의 외측을 덮도록 마련되며, 상기 내피부(110)와 대응되는 형상의 마스크로 마련될 수 있다.
상기 센서부(120)는 상기 내피부(110)와 상기 외피부(130) 사이에 마련될 수 있다.
상기 고정마스크(132)는 상기 외피마스크(131)의 양측으로 연장 형성되며, 사람의 귀에 걸리도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 고정마스크(132)는 사람의 귀에 걸렸을 때, 상기 외피마스크(131)가 상기 내피부(110)를 사람의 안면에 밀착시키기 위해 가압하도록 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 본 발명은 얼굴 각도나 조명, 배경에 민감하지 않기 때문에 정확한 안면의 동적움직임을 획득할 수 있다.
또한, 사용자의 목 근육에 주는 부하를 최소화할 수 있어, 환자에게도 적용이 용이하다.
그리고, 본 발명의 상기 센서모듈(122)은 EMG 센서에 비해 센서 비용이 저렴한 IMU센서를 적용하여 경제적이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 작동방법의 순서도이다.
도 3에 도시된 것처럼, 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크(100)의 작동방법은 먼저, 외피부를 이용하여 내피부를 안면에 밀착시키는 단계(S10)를 수행할 수 있다.
외피부를 이용하여 내피부를 안면에 밀착시키는 단계(S10)에서, 상기 외피부(130)의 상기 고정마스크(132)를 사람의 귀에 걸음으로써, 상기 외피마스크(131)가 상기 내피부(110)를 사람의 안면측으로 가압하여 밀착시킬 수 있다.
외피부를 이용하여 내피부를 안면에 밀착시키는 단계(S10) 이후에는, 안면에 밀착된 내피부가 안면의 근육 움직임에 따라 변형되는 단계(S20)가 이루어질 수 있다.
안면에 밀착된 내피부가 안면의 근육 움직임에 따라 변형되는 단계(S20)에서, 상기 내피부(110)가 안면에 밀착된 상태에서 안면의 근육이 움직이게 되면, 상기 내피부(110)도 함께 변형되어 움직이게 될 수 있다.
안면에 밀착된 내피부가 안면의 근육 움직임에 따라 변형되는 단계(S20) 이후에는, 센서부가 안면에 밀착된 내피부의 변형에 따른 각속도 및 가속도를 측정하는 단계(S30)가 이루어질 수 있다.
센서부가 안면에 밀착된 내피부의 변형에 따른 각속도 및 가속도를 측정하는 단계(S30)에서, 상기 내피부(110)에 부착된 상기 기판모듈(121)들은 유연한 소재로 마련되어 있기 때문에 상기 내피부(110)의 변형에 대응되게 신축, 이동, 회전 등의 움직임을 갖게 된다. 이처럼 상기 기판모듈(121)이 움직이게 되면, 상기 기판모듈(122)에 결합된 상기 센서모듈(122)은 이의 움직임에 대한 각속도 및 가속도를 측정하여 근육의 움직임을 정확하게 측정할 수 있다.
센서부가 안면에 밀착된 내피부의 변형에 따른 각속도 및 가속도를 측정하는 단계(S30) 이후에는, 측정된 각속도 및 가속도를 이용하여 안면의 동적 움직임 정보를 도출하는 단계(S40)가 이루어질 수 있다.
측정된 각속도 및 가속도를 이용하여 안면의 동적 움직임 정보를 도출하는 단계(S40)에서, 상기 안면의 동적 움직임 정보는 각 안면 근육의 움직임에 대한 정보 및 이를 가공한 2차 정보일 수 있다.
즉, 측정된 각속도 및 가속도를 이용하여 안면의 동적 움직임 정보를 도출하는 단계(S40)에서는 각 안면 근육의 움직임에 따른 얼굴 표정, 감정 등을 도출하도록 마련될 수도 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크
110: 내피부
120: 센서부
121: 기판모듈
122: 센서모듈
130: 외피부
131: 외피마스크
132: 고정마스크

Claims (10)

  1. 사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련되며 상기 안면에 밀착되는 내피부; 및
    상기 내피부에 부착되는 복수의 센서부를 포함하며
    상기 센서부는 안면 근육의 변화에 따른 상기 내피부의 변형에 대한 동적 움직임을 측정하도록 마련되고,
    상기 센서부는,
    상기 내피부에 부착되며, 플렉시블 기판으로 이루어진 기판모듈; 및
    상기 기판모듈에 결합되는 센서모듈을 포함하며,
    상기 센서모듈은,
    상기 내피부의 변형에 따라 움직이는 상기 기판모듈의 각속도 및 가속도를 측정하도록 마련된 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내피부는,
    실리콘 소재로 마련되며, 상기 안면에 밀착되어 상기 안면의 변화에 대응되도록 변형되는 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판모듈은,
    플렉시블 리본형 기판으로 이루어지며,
    사람 안면의 주요 근육 부위에 위치하도록 마련된 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서모듈은,
    IMU(Inertial Measurement Unit) 센서인 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 내피부를 상기 사람의 안면에 밀착시키도록 마련되며, 사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련되는 외피부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 외피부는,
    사람의 안면과 대응되는 형상으로 마련되는 외피마스크; 및
    상기 외피마스크의 양측으로 연장 형성되며, 사람의 귀에 걸리도록 마련되는 고정마스크를 더 포함하며,
    상기 고정마스크는 사람의 귀에 걸렸을 때, 상기 외피마스크가 상기 내피부를 사람의 안면에 밀착시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크.
  9. 제 7 항에 따른 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 작동방법에 있어서,
    a) 사용자가 상기 외피부를 이용하여 상기 내피부를 안면에 밀착시키는 단계;
    b) 상기 안면에 밀착된 상기 내피부가 사용자의 안면의 근육 움직임에 따라 변형되는 단계;
    c) 상기 센서부가 상기 안면에 밀착된 상기 내피부의 변형에 따른 각속도 및 가속도를 측정하는 단계; 및
    d) 상기 센서부에 의해 측정된 상기 각속도 및 가속도를 이용하여 안면의 동적 움직임 정보가 도출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 작동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 내피부에 부착되어 상기 내피부의 변형에 따라 움직이는 기판모듈의 각속도 및 가속도를 측정하도록 마련된 것을 특징으로 하는 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크의 작동방법.
KR1020190146251A 2019-11-14 2019-11-14 안면의 동적 움직임 획득을 위한 마스크 및 이의 작동방법 KR102331694B1 (ko)

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