KR20050120131A - 화면 표시 장치 - Google Patents

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KR20050120131A
KR20050120131A KR1020040045365A KR20040045365A KR20050120131A KR 20050120131 A KR20050120131 A KR 20050120131A KR 1020040045365 A KR1020040045365 A KR 1020040045365A KR 20040045365 A KR20040045365 A KR 20040045365A KR 20050120131 A KR20050120131 A KR 20050120131A
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주식회사 대우일렉트로닉스
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Abstract

본 발명은 오디오 신호 처리부, 스피커부, 비디오 신호 처리부 및 표시부를 포함하는 화면 표시 장치에 있어서, 사용자가 상기 화면 표시 장치를 주시하는 주시 시작 시각 정보를 포함하는 사용자 상태 정보, 주시(注視) 시간 지정 조건 및 경고 메시지를 저장하는 저장부와; 영상 입력부에 의해 생성된 사용자 영상 이미지로부터 사용자의 눈(眼)의 존재 여부 및 위치를 인식하는 사용자 안면 인식부와; 상기 사용자 안면 인식부에 의해 상기 사용자 영상 이미지로부터 상기 눈의 위치가 지속적으로 인식된 경우, 미리 지정된 주시 시간 지정 조건을 경과하였는지 여부를 판단하는 타이머부와; 상기 타이머부에 의해 상기 주시 시간 지정 조건을 경과한 경우 상기 표시부를 통해 표시되도록 상기 경고 메시지를 상기 비디오 신호 처리부로 전달하는 경고 메시지 처리부를 포함하여 구성되되, 상기 영상 입력부는 미리 지정된 시간 주기마다 사용자 영상 이미지를 생성하는 화면 표시 장치를 제공한다.

Description

화면 표시 장치{Displaying Device}
본 발명은 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보를 위한 화면표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정 시간 이상 텔레비전 시청 또는 컴퓨터 모니터 주시가 있는 경우 경고 메시지를 표시함으로서 사용자의 건강을 보호할 수 있는 화면 표시장치에 관한 것이다.
기술 수준이나 경제 수준의 향상으로 인해, 현재 방송국에서 송신하는 영상 신호 및 음성 신호를 수신하여 이를 출력하는 텔레비전 수상기나 개인적 업무의 자동화 처리 등을 수행하기 위한 개인용 컴퓨터 장치가 대부분의 가정에 보급되어졌다.
그리고, 이와 같은 장치들을 이용하여 대다수의 일반인들은 텔레비전 시청 또는 컴퓨터 게임 등을 여가 생활의 일 방편으로 활용하고 있다.
그러나, 컴퓨터 모니터나 텔레비전을 장시간 들여다보는 경우 사용자는 전자파에 장시간 노출될 수밖에 없으며, 장시간의 전자파 노출은 VDT 증후군(Visual Display Terminal Syndrom) 유발의 일 요인이 되고 있다.
그 동안 전자파에 의한 피해 사례가 많이 발생함에 따라 전자파 피해를 최소화시키는 다양한 방법들이 개발되어 왔다. 대표적인 것으로, 전자파 차단 보안경을 들 수 있으며, 이는 투명한 유리판에 전기장 흡수물질을 삽입하여 모니터 등에 부착하도록 하여 모니터 등에서 발생하는 전자파의 전기장 성분을 빼내 접지하는 것이 있었다.
그러나, 전자파 차단 보안경을 모니터 등에 부착할지라도 자기장 성분은 차폐되지 않으며 아직까지 자기장 성분 차폐에 대한 기술은 개발되어 있지 못하는 실정이었다.
따라서, 본 발명의 목적은 컴퓨터 모니터나 텔레비전을 장시간 주시함으로써 발생할 수 있는 VDT 증후군을 방지하기 위해 사용자가 자발적으로 규칙적인 휴식과 이완 운동을 실행할 수 있도록 하는 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보를 위한 화면 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 텔레비전이나 컴퓨터 모니터를 시청하며 스스로에 대한 제어권을 상실한 사용자에게 건강에 대한 지속적인 메시지를 제공함으로써 전자파로부터의 피해를 최소화할 수 있는 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보를 위한 화면 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 영상 입력 장치를 통해 입력된 사용자의 영상을 이용하여 사용자의 모니터 등의 시청 중 이완 운동이 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 적절한 메시지를 표시함으로써 사용자의 집중적인 모니터 주시에 의한 무의식적인 신체 피해를 예방할 수 있는 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보를 위한 화면 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 오디오 신호 처리부, 스피커부, 비디오 신호 처리부 및 표시부를 포함하는 화면 표시 장치에 있어서, 사용자가 상기 화면 표시 장치를 주시하는 주시 시작 시각 정보를 포함하는 사용자 상태 정보, 주시(注視) 시간 지정 조건 및 경고 메시지를 저장하는 저장부와; 영상 입력부에 의해 생성된 사용자 영상 이미지로부터 사용자의 눈(眼)의 존재 여부 및 위치를 인식하는 사용자 안면 인식부와; 상기 사용자 안면 인식부에 의해 상기 사용자 영상 이미지로부터 상기 눈의 위치가 지속적으로 인식된 경우, 미리 지정된 주시 시간 지정 조건을 경과하였는지 여부를 판단하는 타이머부와; 상기 타이머부에 의해 상기 주시 시간 지정 조건을 경과한 경우 상기 표시부를 통해 표시되도록 상기 경고 메시지를 상기 비디오 신호 처리부로 전달하는 경고 메시지 처리부를 포함하여 구성되되, 상기 영상 입력부는 미리 지정된 시간 주기마다 사용자 영상 이미지를 생성하는 화면 표시 장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 화면 표시 장치는 텔레비전 수상기, 컴퓨터 모니터 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 타이머부는 현재 시각과 상기 주시 시작 시각 정보와의 시간차와 상기 주시 시간 지정 조건을 비교하여 상기 주시 시간 지정 조건을 경과하였는지 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 사용자 안면 인식부는 상기 사용자 영상 이미지로부터 상기 눈의 위치를 인식하기 위하여 Fast Face Detection and Pose Estimation 알고리즘을 이용하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화면표시장치 즉, 텔레비전 수상기의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 1에는 본 발명에 따른 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보 시스템의 일 예로서 텔레비전 수상기만이 도시되었으나, 하기의 설명을 통해 당해 시스템이 컴퓨터 모니터 등의 전자파 발생 장치에 동일하게 적용될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 여기서는 본 발명에 따른 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보 시스템이 텔레비전 수상기에 적용된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 텔레비전 수상기(100)는 방송 데이터 수신부(105), 디멀티플렉서부(110), 제어 신호 입력부(115), 영상 입력부(120), 제어부(125), 저장부(135), 오디오 신호 처리부(140), 스피커부(145), 비디오 신호 처리부(150), 표시부(155), 사용자 안면 인식부(160), 타이머부(165) 및 경고 메시지 생성부(170)를 포함한다. 도 1에 도시된 텔레비전 수상기(100)의 블록 구성은 일 예로서 도시한 것으로, 그 구성은 다양하게 변형될 수 있다. 또한 도 1에 도시된 구성 요소 중 일부 구성 요소는 생략되어지거나 소프트웨어적으로 구현될 수 있으며, 복수의 구성 요소(예를 들어, 제어부(125), 사용자 안면 인식부(160), 타이머부(165), 경고 메시지 생성부(170))가 통합된 하나의 구성 요소 형태(예를 들어, 마이컴)로 구현될 수도 있음은 자명하다.
사용자가 텔레비전 수상기(100)에 구비된 키버튼 또는 리모콘 등을 이용하여 전원 온(On) 신호를 입력시키고, 채널 선택 신호를 입력하면, 텔레비전 수상기(100)는 방송 데이터 수신부(105)를 통해 수신되는 방송 신호 중 사용자가 선택한 채널의 방송 신호만을 선택하여 스피커부(145) 및 표시부(155)를 통해 출력시킨다. 즉, 사용자의 채널 선택 신호에 따라 방송 데이터 수신부(105)는 선택된 채널의 방송 신호로부터 검출된 디지털 신호를 패킷 단위로 복원시켜 디멀티플렉서부(110)로 출력하고, 디멀티플렉서부(110)는 복원된 패킷 단위의 데이터에서 오디오 데이터, 비디오 데이터를 개별적인 비트열로 각각 분리시켜 출력한다.
분리된 오디오 데이터 및 비디오 데이터는 각각 오디오 신호 처리부(140) 및 비디오 신호 처리부(150)에서 복호 및 아날로그 신호로 변환되어 스피커부(145) 및 표시부(155)를 통해 출력된다.
또한, 텔레비전 수상기(100)는 전원 온(On)되어 방송 데이터를 스피커부(145) 및 표시부(155)를 통해 출력하는 도중 영상 입력부(120)를 통해 사용자의 영상을 입력받는다. 영상 입력부(120)는 예를 들어 현재 일반적으로 사용되는 웹카메라 등일 수 있으며, 영상 입력부(120)는 텔레비전을 시청하고 있는 사용자의 모습을 입력받을 수 있는 위치 및 각도에 부착/설치되면 족하다.
영상 입력부(120)를 통해 입력된 사용자 영상 이미지는 사용자 안면 인식부(160)로 전달되고, 사용자 안면 인식부(160)는 사용자 영상 이미지에서 사용자의 눈의 존재 여부를 인식한다.
인식된 사용자의 눈의 존재를 이용하여 타이머부(165)는 지정된 시간 이상(예를 들어, 50분) 연속적으로 인식되었는지 여부가 판단되고, 지정된 시간이 경과되었다면 경고 메시지 생성부(170)는 제어부(125)의 제어에 의해 미리 설정된 경고 메시지(예를 들어, "눈의 피로 회복을 위해 잠시 휴식하시기 바랍니다")를 비디오 신호 처리부(150)로 전달한다.
비디오 신호 처리부(150)는 경고 메시지 생성부(170)로부터 전달받은 경고 메시지를 표시부(155)를 통해 출력한다. 이때, 당해 경고 메시지는 방송 데이터 수신부(105)를 통해 수신되어 출력되는 방송 데이터와 중첩되어 표시되도록 할 수도 있다.
이하, 도 2를 참조하여 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보 방법을 간략히 설명한다.
사용자의 텔레비전 시청 개시 요청에 의해 방송 데이터 출력이 시작되면(단계 210), 영상 입력부(120)는 사용자 영상 이미지를 지속적으로 생성함으로써 당해 사용자의 텔레비전 시청 태도를 감시한다(단계 215). 이후, 지속적으로 생성된 사용자 영상 이미지를 통해 인식된 눈의 존재를 이용하여 해당 사용자의 텔레비전 시청 시간이 미리 지정된 시간(예를 들어, 50분)을 경과하였는지를 판단하고(단계 220), 지정 시간이 경과된 경우에는 단계 225로 진행하여 미리 지정된 경고 메시지를 표시부(155)에 디스플레이한다. 그러나, 지정 시간이 경과되지 않은 경우에는 단계 215로 다시 진행하여 지정 시간이 경과될 때까지 감시 작업을 지속한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보 방법을 상세하게 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사용자의 안면 인식 알고리즘을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사용자의 안면 인식 알고리즘 수행 결과를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 텔레비전 수상기(100)는 단계 310에서 영상 입력부(120)를 이용하여 제 n 차 프레임 사용자 영상 이미지(즉, 현재 프레임 영상 정보)를 생성한다.
단계 315에서 텔레비전 수상기(100)는 생성된 제 n 차 프레임 사용자 영상 이미지에서 사용자의 눈이 인식되는지 여부를 판단한다. 본 발명에 따른 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보 방법에서는 생성된 사용자 영상 이미지에서 사용자의 눈의 위치 및 존재 여부를 인식할 수 있는 영상 처리 알고리즘이면 아무런 제한없이 적용할 수 있다. 그 중, Franㅷois Fleuret and Donald Geman의 Fast Face Detection and Pose Estimation 알고리즘을 적용하는 경우의 눈과 입 위치 도면과 알고리즘 수행 결과 도면이 도 4와 도 5에 예시되어 있다.
도 4를 참조하면, 안면 포즈 파라미터(face pose parameter)들이 계층적으로 더 세분화된 서브셋들로 분리될 수 있음을 알 수 있다. 각 타원들은 포즈 스페이스(pose space)에서의 셀을 나타내며, 최하단의 박스는 주어진 셀에서 얼굴 내의 눈과 입의 위치의 산포도(dispersion)를 보여준다.
이와 같은 Fast Face Detection 알고리즘의 동작 원리는 당업자가 관련 문헌들을 참조함으로서 용이하게 이해할 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다. 그리고, 이와 같은 Fast Face Detection 알고리즘을 통해 사용자의 눈과 입의 위치를 인식한 경우의 결과 화면은 도 5와 같이 표시될 수 있다.
다시 도 3을 참조하여, 단계 315의 판단 결과로 사용자의 눈이 인식되는 경우에는 단계 320으로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 단계 340으로 진행한다.
단계 320에서 텔레비전 수상기(100)는 당해 사용자에 대한 관리 상태가 등장 상태 온(On) 상태인지 여부를 판단한다. 즉, 생성된 사용자 영상 이미지를 통해 사용자의 눈이 인식되고, 현재 사용자 관리 상태가 등장 상태 온(On)이라면 당해 사용자가 텔레비전 시청 중이라고 판단할 수 있는 것이다. 당해 사용자의 관리 상태는 종전에 생성된 사용자 영상 이미지(예를 들어, 제 n-1 차로 생성된 사용자 영상 이미지 등) 등을 이용하여 조정되는 것이며, 사용자의 관리 상태가 조정되는 과정은 이후 단계 340 내지 단계 360을 통해 설명하기로 한다.
단계 320의 판단 결과로 사용자 등장 상태 오프(OFF) 상태(예를 들어, 생성된 영상 이미지 내에 사용자가 존재하지 않는 경우 또는 사용자는 존재하나 사용자의 눈이 인식되지 않는 경우)인 경우 단계 325로 진행하여 사용자 등장 상태를 온(On) 상태로 전환하고, 지정된 시간 이상 텔레비전 시청을 하는지 여부를 판단하기 위해 타이머 동작을 개시한다. 이때, 타이머 시작 시각을 현재 시각으로 설정함으로써 이후에 사용자 영상 이미지가 입력되고 당해 사용자 영상 이미지에서 사용자의 눈이 인식된 경우 당해 사용자의 텔레비전 시청 시간을 확인할 수 있다.
그러나, 단계 320의 판단 결과로 사용자 등장 상태 온(On) 상태인 경우에는 단계 330으로 진행하여 미리 지정된 텔레비전 시청 지정 시간이 경과하였는지 판단한다. 예를 들어, 텔레비전 시청 지정 시간이 50분으로 지정된 경우, 사용자 등장 상태 온(On) 상태에서 50분 이상 경과하였는지 여부를 판단한다.
단계 330의 판단 결과로 텔레비전 시청 지정 시간이 경과한 경우에는 단계 335로 진행하여, 텔레비전 수상기(100)는 미리 설정된 경고 메시지를 표시부(155)에 디스플레이한다. 그러나, 텔레비전 시청 지정 시간이 경과하지 않은 경우에는 단계 310으로 다시 진행한다.
다시 단계 315를 참조하면, 생성된 사용자 영상 이미지에서 사용자의 눈이 인식되지 않는 경우에는 단계 340으로 진행하여 사용자 등장 상태 온(On) 상태인지 여부를 판단한다. 사용자 등장 상태 온(On) 상태가 아닌 경우에는 단계 310으로 진행한다. 이는 당해 사용자가 텔레비전 시청 중이 아니기 때문에 경고 메시지를 디스플레이할 필요가 없기 때문이다.
그러나, 사용자 등장 상태 온(On) 상태인 경우에는 단계 345로 진행하여, 현재 상태가 잠시 없음 상태 온(On) 상태인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제n-2차에서 생성된 사용자 영상 이미지에서는 사용자가 존재하였으나, 제n-1차에서 생성된 사용자 영상 이미지에 사용자가 존재하지 않는 경우 잠시 사용자가 자리를 비운 것으로 인식하기 위한 것이다.
단계 345의 판단 결과로, 잠시 없음 상태 온(On) 상태가 아닌 경우에는 단계 350으로 진행하여 잠시 없음 상태 온(On)으로 설정한 후 단계 310으로 진행한다. 이때 임시 저장 시각을 현재 시각으로 설정하여 잠시 없음 상태가 미리 지정된 시간 기준을 초과하는지 여부를 추후 판단할 수 있도록 한다. 그러나, 현재 상태가 잠시 없음 상태 온(On) 상태인 경우에는 단계 355로 진행한다.
단계 355에서 텔레비전 수상기(100)는 잠시 없음 상태 온(On) 상태로 전환된 상태에서 미리 지정된 잠시 없음 시간 기준(예를 들어, 5분)을 초과하는지 여부를 판단한다. 미리 지정된 잠시 없음 시간 기준을 초과하지 않은 경우에는 다시 단계 310으로 진행하나, 미리 지정된 잠시 없음 시간 기준을 초과하는 경우에는 단계 360으로 진행하여 현재 상태를 사용자 등장 상태 오프(Off) 상태로 전환한다.
이제까지 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보 방법이 텔레비전 수상기(100)에서 적용되는 경우를 중심으로 설명하였으나, 이외에도 전자파 발생이 이루어지는 화면 표시 장치에 대하여 동일하게 적용될 수 있음은 명백하므로 별도의 설명은 생략하기로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보를 위한 화면표시장치는 컴퓨터 모니터나 텔레비전을 장시간 주시함으로써 발생할 수 있는 VDT 증후군을 방지하기 위해 사용자가 자발적으로 규칙적인 휴식과 이완 운동을 실행할 수 있도록 한다. 즉, 시청자는 텔레비전을 보거나 컴퓨터 모니터를 시청할 때 눈을 평소보다 더 오랫동안 깜빡이지 않고 뜨고 집중해서 화면을 주시하는데, 시청자는 눈을 적당한 타이밍에서 쉬어주고 이완 운동을 해야한다는 지식을 가지고 있으나 화면 주시 중에는 이를 망각하게 된다. 그러나, 본 발명은 사용자가 화면을 일정시간 이상 주시하고 있을 때 잠시 휴식을 취할 것에 대한 메시지를 전함으로써 주위를 환기시켜 줄 수 있다.
또한, 본 발명은 텔레비전이나 컴퓨터 모니터를 시청하며 스스로에 대한 제어권을 상실한 사용자에게 건강에 대한 지속적인 메시지를 제공함으로써 전자파로부터의 피해를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 영상 입력 장치를 통해 입력된 사용자의 영상을 이용하여 사용자의 모니터 등의 시청 중 이완 운동이 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 적절한 메시지를 표시함으로써 사용자의 집중적인 모니터 주시에 의한 무의식적인 신체 피해를 예방할 수 있다. 즉, 본 발명은 영상 입력부(예를 들어, 웹 카메라 등)를 통해 사용자에 대한 영상을 입력받고 그 영상을 분석하여 사용자의 얼굴의 눈의 존재 여부를 인식하여 일정 시간동안 적절한 공차 내에서 사용자의 눈이 영상 정보 내에 감지되었을 때, 마이콤에서 화면에 휴식이나 전자파에 대한 지식, 이완 운동 에 대한 정보를 제공함으로써 집중 중 일시적 망각으로 인한 신체 피해를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화면 표시장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 처리를 이용한 모니터 시청 자제 통보 방법을 상세하게 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사용자의 안면 인식 알고리즘을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사용자의 안면 인식 알고리즘 수행 결과를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 텔레비전 수상기 105 : 방송 데이터 수신부
110 : 디멀티플렉서부 115 : 제어 신호 입력부
120 : 영상 입력부 125 : 제어부
135 : 저장부 140 : 오디오 신호 처리부
145 : 스피커부 150 : 비디오 신호 처리부
155 : 표시부 160 : 사용자 안면 인식부
165 : 타이머부 170 : 경고 메시지 생성부

Claims (3)

  1. 오디오 신호 처리부, 스피커부, 비디오 신호 처리부 및 표시부를 포함하는 화면 표시 장치에 있어서,
    사용자가 상기 화면 표시 장치를 주시하는 주시 시작 시각 정보를 포함하는 사용자 상태 정보, 주시(注視) 시간 지정 조건 및 경고 메시지를 저장하는 저장부와;
    영상 입력부에 의해 생성된 사용자 영상 이미지로부터 사용자의 눈(眼)의 존재 여부 및 위치를 인식하는 사용자 안면 인식부와;
    상기 사용자 안면 인식부에 의해 상기 사용자 영상 이미지로부터 상기 눈의 위치가 지속적으로 인식된 경우, 미리 지정된 주시 시간 지정 조건을 경과하였는지 여부를 판단하는 타이머부와;
    상기 타이머부에 의해 상기 주시 시간 지정 조건을 경과한 경우 상기 표시부를 통해 표시되도록 상기 경고 메시지를 상기 비디오 신호 처리부로 전달하는 경고 메시지 처리부를 포함하여 구성되되,
    상기 영상 입력부는 미리 지정된 시간 주기마다 사용자 영상 이미지를 생성하는 화면 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이머부는 현재 시각과 상기 주시 시작 시각 정보와의 시간차와 상기 주시 시간 지정 조건을 비교하여 상기 주시 시간 지정 조건을 경과하였는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 화면 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 안면 인식부는 상기 사용자 영상 이미지로부터 상기 눈의 위치를 인식하기 위하여 Fast Face Detection and Pose Estimation 알고리즘을 이용하는 화면 표시 장치.
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