KR20130137507A - 착용형 디스플레이 장치를 위한 인터랙션 제공 장치 및 방법 - Google Patents

착용형 디스플레이 장치를 위한 인터랙션 제공 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

착용형 디스플레이 장치를 위한 인터랙션 제공 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 인터랙션 제공 장치는 착용형 디스플레이 장치에 장착되어 컨텐츠와 사용자간 인터랙션을 제공하는 장치에 있어서, 상기 착용형 디스플레이 장치의 전방에 위치하는 대상에 관한 가시광 영상에서 색상 정보를 이용하여 미리 설정된 신체 영역을 검출하는 검출부; 상기 대상을 촬영한 적외선 영상으로부터 반사된 적외선 세기에 관한 정보를 포함하는 적외선 검출 영상을 생성하는 적외선 검출 영상 생성부; 및 상기 검출부에서 검출된 신체 영역과 상기 적외선 검출 영상으로부터 판단되는 상기 신체 영역의 깊이 정보를 이용하여 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역을 결정하는 결정부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 마커 등의 부가적인 장치를 이용하지 않고도 컨텐츠와 사용자의 인터랙션을 위한 인터페이스 대상을 효과적으로 인터페이스 대상을 인식할 수 있는 장점이 있다.

Description

착용형 디스플레이 장치를 위한 인터랙션 제공 장치 및 방법{INTERACTION PROVIDING APPARATUS AND METHOD FOR WEARABLE DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은 착용형 디스플레이 장치를 위한 인터랙션 제공 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마커 등의 부가적인 장치를 이용하지 않고도 효과적으로 인터페이스 대상을 인식할 수 있는 착용형 디스플레이 장치를 위한 인터랙션 제공 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 착용형 디스플레이 장치 관련 기술의 발전에 따라, 사용자와 시스템간 인터랙션을 가능하게 하는 사용자 인터페이스도 다양한 방식으로 개발되고 있다.
착용형 디스플레이 장치는 사용자가 디스플레이 장치, 예를 들어, 안경 형태의 디스플레이 장치를 착용하고 있다는 점에서, 착용형 디스플레이 장치에서 제공되는 컨텐츠는 주로 손 동작 인식 기반의 인터페이스를 통하여 사용자와 인터랙션이 이루어지게 된다.
이를 위해, 마커 기반의 사용자 인터페이스가 사용될 수 있으며, 이러한 방식은 구현이 간단하고 다양한 상황에서 강건하게 동작하는 장점을 가지고 있어 널리 사용되는 방식 중 하나이다.
또한, 컬러 영상에서 손을 인식할 수 있는 여러 가지 알고리즘을 이용함으로써 손 동작을 인식하는 방법에 관한 연구도 다양하게 진행되고 있다.
그러나, 마커 기반의 사용자 인터페이스는 그 구조상 인터랙션을 위하여 사용자는 반드시 마커를 착용해야 하며, 사용자의 시각적인 불편함을 초래하는 문제점을 갖고 있다.
그리고, 컬러 영상을 분석하여 손 동작을 인식하는 방법의 경우에도, 주변에 피부색과 유사한 객체나 다른 사람의 얼굴, 손 등이 존재할 때, 특히, 이들과 겹치게 될 때, 인터페이스의 대상이 되는 손의 움직임을 제대로 검출할 수 없는 문제점을 갖고 있다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 마커 등의 부가적인 장치를 이용하지 않고도 효과적으로 인터페이스 대상을 인식할 수 있는 착용형 디스플레이 장치를 위한 인터랙션 제공 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 착용형 디스플레이 장치에 장착되어 컨텐츠와 사용자간 인터랙션을 제공하는 장치에 있어서, 상기 착용형 디스플레이 장치의 전방에 위치하는 대상에 관한 가시광 영상에서 색상 정보를 이용하여 미리 설정된 신체 영역을 검출하는 검출부; 상기 대상을 촬영한 적외선 영상으로부터 반사된 적외선 세기에 관한 정보를 포함하는 적외선 검출 영상을 생성하는 적외선 검출 영상 생성부; 및 상기 검출부에서 검출된 신체 영역과 상기 적외선 검출 영상으로부터 판단되는 상기 신체 영역의 깊이 정보를 이용하여 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역을 결정하는 결정부;를 포함하는 인터랙션 제공 장치가 제공된다.
상기 신체 영역의 깊이 정보는 상기 반사된 적외선 세기에 반비례할 수 있다.
상기 적외선 영상은 상기 대상에 대하여 상기 가시광 영상의 시점과 상응하는 시점으로 촬상될 수 있다.
상기 결정부는, 상기 검출된 신체 영역에서의 상기 깊이가 일정하게 나타나는 경우, 상기 검출된 신체 영역 전체를 상기 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역으로 결정할 수 있다.
상기 결정부는, 상기 검출된 신체 영역에서의 상기 깊이가 서로 다르게 나타나는 경우, 상기 검출된 신체 영역에서 깊이가 가장 얕은 영역을 인터페이스의 대상이 되는 제1 신체 영역으로 결정할 수 있다.
상기 결정부는, 상기 검출된 신체 영역에서 소정의 넓이를 초과하는 영역을 상기 제1 신체 영역으로 결정할 수 있다.
상기 결정부는, 상기 검출된 신체 영역에서 상기 결정된 제1 신체 영역을 제외한 나머지 영역을 제2 신체 영역으로 결정하며, 상기 착용형 디스플레이 장치에서 사용자에게 제공되는 컨텐츠는 상기 제2 신체 영역에 디스플레이될 수 있다.
상기 검출부 내지 결정부는 상기 대상에 관한 가시광 영상 및 적외선 영상의 프레임마다 상기 동작을 수행하며, 상기 제1 신체 영역의 프레임별 움직임에 따라 상기 컨텐츠의 디스플레이 상태가 변하도록 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 반사된 적외선은, 적어도 하나의 적외선 발광 소자에 의해 외부로 출력된 적외선이 상기 대상으로부터 반사된 것일 수 있다.
상기 적외선 발광 소자의 세기는 상기 착용형 디스플레이 장치와 상기 대상 사이의 거리에 따라 조절될 수 있다.
미러;를 더 포함하되, 상기 가시광 영상은 상기 미러에 반사된 상기 대상에 관한 가시광선을 감지하는 제1 카메라에 의해 획득될 수 있다.
상기 적외선 영상은 상기 미러를 투과하여 진행하는 적외선을 감지하는 제2 카메라에 의해 획득될 수 있다.
상기 미러로부터 상기 제1 카메라까지의 거리는 상기 미러로부터 상기 제2 카메라까지의 거리와 동일할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 착용형 디스플레이 장치에 장착되어 컨텐츠와 사용자간 인터랙션을 제공하는 장치의 인터랙션 제공 방법에 있어서, 상기 착용형 디스플레이 장치의 전방에 위치하는 대상에 관한 가시광 영상에서 색상 정보를 이용하여 미리 설정된 신체 영역을 검출하는 단계; 상기 대상을 촬영한 적외선 영상으로부터 반사된 적외선 세기에 관한 정보를 포함하는 적외선 검출 영상을 생성하는 단계; 및 상기 검출된 신체 영역과 상기 적외선 검출 영상으로부터 판단되는 상기 신체 영역의 깊이 정보를 이용하여 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역을 결정하는 단계;를 포함하는 인터랙션 제공 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 마커 등의 부가적인 장치를 이용하지 않고도 컨텐츠와 사용자의 인터랙션을 위한 인터페이스 대상을 효과적으로 인식할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치가 착용형 디스플레이 장치에 적용된 상태를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치의 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 인터랙션 제공 장치의 영상 처리부의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 방법을 시간의 흐름에 따라 상세하게 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치에 의해 착용형 디스플레이 장치 전방에 있는 대상이 인식된 결과를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치에 의해 착용형 디스플레이 장치 전방에 있는 대상이 인식된 결과를 도시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치(100)가 착용형 디스플레이 장치(10)에 적용된 상태를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 착용형 디스플레이 장치(10)는 인터랙션 제공 장치(100) 및 디스플레이부(200)를 포함할 수 있으며, 사용자에 의해 착용될 수 있는 안경 형태로 제공될 수 있다.
본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 착용형 디스플레이 장치(10)가 안경 형태로 사용자에 의해 착용되어 디스플레이부(200)를 통해 컨텐츠를 사용자에게 제공하는 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 착용형 디스플레이 장치(10)의 형태에는 사용자 착용 가능한 다양한 형태가 적용될 수 있다.
인터랙션은 디스플레이부(200)를 통해 디스플레이되는 컨텐츠와 사용자간 상호 작용을 의미하는 것으로서, 본 발명에 따르면, 사용자의 직접적인 터치나 마커 착용 없이도 인터랙션이 가능하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치(100)는 사용자의 터치나 마커 착용 없이도 입력 영상을 분석함으로써 컨텐츠와 사용자의 인터랙션을 가능하게 하며, 주변에 인터페이스 대상과 유사한 객체가 존재하는 경우로서, 이들과 겹치는 경우에도 인터페이스 대상이 정확하게 인식될 수 있도록 한다.
디스플레이부(200)는 사용자에게 제공되는 컨텐츠를 디스플레이하며, LCD, OLED 등과 같은 다양한 디스플레이 소자가 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치(100)의 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인터랙션 제공 장치(100)는 하우징(102), 제1 카메라(110), 제2 카메라(120), 미러(mirror, 130), 적외선 발광부(140) 및 영상 처리부(미도시)를 포함할 수 있다.
하우징(102)은 인터랙션 제공 장치(100)의 나머지 구성 요소들이 외부로부터 보호되도록 케이스 역할을 수행하며, 합성수지재로 이루어질 수 있다.
그리고, 제1 카메라(110)는 가시광선을 감지하여 가시광 영상을 생성하는 것으로서, 일례로, 웹 카메라일 수 있으며, 생성된 영상을 영상 처리부(미도시)로 제공한다.
여기서, 영상 처리부(미도시)는 인터랙션 제공 장치(100) 내에 포함될 수도 있고, 인터랙션 제공 장치(100)의 외부, 일례로, 디스플레이부(200)에 포함될 수도 있다.
제2 카메라(120)는 적외선을 감지하여 적외선 영상을 생성하는 것으로서, 일례로, 적외선 필터가 제거된 웹 카메라일 수 있으며, 마찬가지로, 생성된 영상을 영상 처리부(미도시)로 제공한다.
이때, 제1 카메라(110) 및 제2 카메라(120)는 착용형 디스플레이 장치(10)의 전방에 위치하는 대상을 동일한 시점으로 촬상하는 것이 바람직하다.
그리고, 제2 카메라(120)는 적외선 영상을 생성할 수 있도록 암실(104) 내에 위치할 수 있다.
계속하여, 미러(130)는 적외선은 투과시키고 가시광선은 반사시키는 기구로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 미러(130)는 콜드 미러(cold mirror)일 수 있다.
이러한 미러(130)는 암실(104)의 입구에 설치될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 가시광선 및 적외선이 각각 제1 카메라 및 제2 카메라로 입사되도록 소정의 각도만큼 기울어져서 배열될 수 있다.
즉, 외부로부터 미러(130)로 입사된 빛 중 적외선은 미러(130)를 투과하여 제2 카메라(120)에 의해 감지되고, 가시광선은 미러(130)에 반사되어 제1 카메라(110)에 의해 감시되도록, 미러(130)는 소정의 각도만큼 기울어져 배열된다.
이때, 제1 카메라(110)에 의해 촬상되는 영상은 미러(130)의 반사를 고려하여 좌우 반전되는 것이 바람직하며, 제1 카메라(110)와 미러(130) 사이의 거리는 제2 카메라(120)와 미러(130) 사이의 거리와 동일할 수 있다.
다음으로, 적외선 발광부(140)는 적외선을 외부로 방출하는 것으로서, 지지부(142) 및 적외선 발광 소자들(144)을 포함할 수 있다.
지지부(142)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(102)의 전면에 설치될 수 있으며, 본 발명에서는 사각형 형태를 갖는 것으로 가정하였으나, 적외선 발광 소자들(144)이 설치될 수 있는 한 모양에는 제한이 없다.
적외선 발광 소자들(144)은 적외선을 방출하는 소자로서, 일례로, IR LED(Infrared Light Emitting Diode)일 수 있으며, 지지부(142)상에 형성된다.
적외선 발광 소자들(144)로부터 방출된 적외선은 착용형 디스플레이 장치(10)의 전방에 위치한 대상, 즉, 사람이나 물건 등에 의해 반사되어 미러(130)를 통하여 제2 카메라(120)로 입사되게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적외선 적외선 발광 소자(144)의 세기는 착용형 디스플레이 장치(10)와 착용형 디스플레이 장치(10)의 전방에 위치하는 대상 사이의 거리에 따라 조정될 수 있다.
이 경우, 인터랙션 제공 장치(100)는 적외선 발광 소자들(144)의 세기를 조정하기 위한 발광 소자 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 사용자는 발광 소자 제어부를 수동으로 조작하여 적외선 발광 소자들(144)의 세기를 조정할 수 있으며, 발광 소자 제어부가 설치된 공간의 밝기와 착용형 디스플레이 장치에서부터 대상까지의 거리를 반영하여 세기가 자동으로 조정될 수도 있다.
한편, 상기에서는 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치(100)가 도 2에 개시된 구성요소에 의하여 동작하는 것으로 가정하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 착용형 디스플레이 장치(10)의 전방에 위치하는 대상에 관한 가시광 영상 및 이와 동일한 시점으로 촬상되는 적외선 영상이 획득될 수 있는 다양한 구조가 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치(100)에 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부(미도시)가 웹 카메라들(110, 120)로부터 제공받은 가시광 영상 및 적외선 영상을 분석하여 손 동작을 인식하는 과정을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 인터랙션 제공 장치(100)의 영상 처리부(미도시)의 상세한 구성을 도시하는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 방법을 시간의 흐름에 따라 상세하게 도시한 순서도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인터랙션 제공 장치(100)의 영상 처리부(미도시)는 검출부(310), 적외선 검출 영상 생성부(320) 및 결정부(330)를 포함할 수 있다.
그리고, 인터랙션 제공 방법은 미리 설정된 신체 영역을 검출하는 단계(S410), 적외선 검출 영상을 생성하는 단계(S420) 및 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역을 결정하는 단계(S430)를 포함할 수 있다.
먼저, 단계(S410)에서 검출부(310)는 착용형 디스플레이 장치의 전방에 위치하는 대상에 관한 가시광 영상에서 색상 정보를 이용하여 미리 설정된 신체 영역을 검출한다.
앞서 설명한 바와 같이, 가시광 영상의 생성을 위한 가시광선은 외부에서 인터랙션 제공 장치로 입사하며, 미러에 반사된 가시광선이며, 제1 카메라에 의해 촬상된 것일 수 있다.
착용형 디스플레이 장치에 있어서 인터랙션을 위한 인터페이스로 주로 사용자의 손이 사용된다는 점에서, 미리 설정된 신체 영역은 사용자일 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 미리 설정된 신체 영역이 사용자의 손인 것으로 가정하기로 한다.
미리 설정된 신체 영역으로서 손을 검출하는 경우에는 다음의 단계가 순차적으로 수행될 수 있다.
즉, 가시광 영상으로부터 배경을 제거하여 전경 영역(foreground area)을 검출하고, 전경 영역에서 얼굴이나 손과 같은 스킨 영역(skin area)들을 검출하며, 스킨 영역에서 얼굴 영역을 제거하여 손 영역을 검출한다.
이때, 전경 영역의 검출을 위하여, 정적 배경으로 가정하고 디퍼런스 컬러 키잉(difference color keying)을 적용하는 방식이 이용될 수 있다.
구체적으로, 배경 이미지가 배경만을 포함한 프레임들을 평균함에 의해 계산되고, 현재 프레임의 배경은 예측 컬러 값, 컬러 값의 표준 편차, 밝기 왜곡의 변동 정도 및 색도 왜곡의 변동 정도에 의해 모델링된다.
그 후, 상기 전경 영역, 예를 들어, 착용형 디스플레이 장치로부터 가장 가까이 위치한 대상의 영역은 일반 컬러 공간 및 정규화된 컬러 공간 견지에서 현재 프레임으로부터 배경을 디퍼런싱(differencing), 일례로, 투명하게 처리함으로써 검출될 수 있다.
스킨 영역의 검출을 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가시광 영상을 YCbCr 컬러 공간(color space)으로 변환하고, 상기 전경 영역의 픽셀들을 스킨 영역들(Si)과 비스킨 영역(non-skin area)들로 분류하는 하는 방식이 사용될 수 있다.
구체적으로, Cb 값이 소정의 범위(θ1≥Cb(fik)≥θ2)에 있고 Cr 값이 소정 범위(θ3≥Cr(fik)≥θ4)에 있으면 스킨 영역으로 분류하고, 나머지 픽셀들을 비스킨 영역으로 분류할 수 있다. 여기서, fik는 전경 영역의 픽셀을 의미한다. 그리고, 스킨 영역들은 각 프레임별로 독립적으로 검출된다.
그리고, 손 영역의 검출을 위해서는, 얼굴 인식 방법의 하나인 Haar-like features 알고리즘과 얼굴 영역 검출 방법의 하나인 Adaboost learning 알고리즘에 기초하여 얼굴을 검출하고, 스킨 영역에서 얼굴 영역을 제외하는 방식이 사용될 수 있다.
상기의 방식에 따라 신체 영역이 검출되게 되면, 단계(S420)에서 적외선 검출 영상 생성부(320)는 동일한 대상을 촬영한 적외선 영상으로부터 반사된 적외선 세기에 관한 정보를 포함하는 적외선 검출 영상을 생성한다.
적외선 영상은 앞서 설명한 바와 같이, 적어도 하나 이상의 적외선 발광 소자에 의해 외부로 출력되며, 착용형 디스플레이 장치의 전방에 위치하는 대상으로부터 반사되고, 미러를 투과하여 진행하는 적외선을 제2 카메라가 감지함으로써 생성된 것일 수 있다.
그리고, 제2 카메라에 의해 생성된 적외선 영상의 시점은 제1 카메라에 의해 생성된 가시광 영상의 시점과 일치한다.
일반적으로, 대상으로부터 반사된 적외선의 양은 착용형 디스플레이 장치로부터 대상까지의 거리에 반비례하는 관계에 있으므로, 착용형 디스플레이 장치로부터 가장 가까이 위치한 대상일수록 적외선 영상에서 가장 밝게 표현되게 된다.
이에, 적외선 검출 영상 생성부(320)는 적외선 영상으로부터 반사된 적외선 세기에 관한 정보를 포함하는 적외선 검출 영상을 생성하고, 이하 설명하는 결정부(330)가 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역을 결정하는 데 깊이 정보를 이용할 수 있도록 한다.
다음으로, 단계(S430)에서 결정부(330)는 단계(S410)에서 검출된 신체 영역과 단계(S420)에서 생성된 적외선 검출 영상으로부터 판단되는 상기 신체 영역의 깊이 정보를 이용하여 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역을 결정한다.
보다 상세하게, 결정부(330)는 검출된 신체 영역에서의 깊이가 일정하게 나타나는 경우, 검출된 신체 영역 전체를 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역으로 결정할 수 있다.
반대로, 검출된 신체 영역에서의 깊이가 서로 다르게 나타나는 경우, 결정부(330)는 검출된 신체 영역에서 깊이가 가장 얕은 영역을 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역으로 결정할 수 있다.
이때, 신체 영역으로 결정되는 영역을 제1 신체 영역이라 하고, 검출된 신체 영역에서 이를 제외한 나머지 영역을 제2 신체 영역으로 결정하는 경우에는, 이하 설명하는 바와 같이, 제2 신체 영역에 컨텐츠를 디스플레이하고, 제1 신체 영역의 움직임에 따라 컨텐츠의 디스플레이 상태를 변경하는 방식으로의 응용이 가능할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 컨텐츠와 사용자의 인터랙션을 위한 인터페이스 대상을 인식함에 있어서, 주변에 인터페이스 대상과 유사한 객체가 존재하는 경우로서, 특히, 인터페이스 대상이 이들과 겹치는 경우에도 정확하고 지속적으로 인터페이스 대상을 인식할 수 있는 장점이 있다.
요컨대, 사용자의 직접적인 터치나 마커 착용 없이도 영상 분석만으로 인터페이스 대상을 정확하고 강건하게 인식할 수 있으며, 이에 따라, 손 동작을 통한 컨텐츠와 사용자의 인터랙션이 보다 원활히 이루어질 수 있도록 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터랙션 제공 장치(100)에 의해 인터페이스 대상이 인식되는 과정에 대한 영상을 도시하는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 컨텐츠와 사용자의 인터랙션을 위한 인터페이스로서 사용자의 손이 다른 한 쪽 손과 근거리에서 서로 겹쳐져 있는 경우에도, 인터랙션 제공 장치(100)는 인터페이스의 대상이 되는 손, 일례로, 사용자의 오른손을 제대로 인식할 수 있음을 확인할 수 있다.
이때, 도 5a는 착용형 디스플레이 장치의 전방에 위치하고 있는 대상에 관한 가시광 영상을 도시하고, 도 5b는 가시광 영상과 동일한 시점으로 촬상된 적외선 영상을 도시하며, 도 5c는 반사된 적외선 세기에 관한 정보를 포함하는 적외선 검출 영상을 도시한다.
마찬가지로, 도 6에 도시된 바와 같이, 인터랙션을 위한 인터페이스로서 사용자의 손이 유사한 다른 객체과 겹쳐져 있는 경우에도 인터랙션 제공 장치(100)는 인터페이스의 대상이 되는 손을 인식할 수 있다.
이와 같이, 근거리에서 서로 겹쳐져 있는 두 손의 움직임이 구별되는 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 신체 영역과 제2 신체 영역을 각각 설정함으로써, 사용자는 양 손을 모두 사용하여 컨텐츠와 인터랙션하는 응용이 가능하다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 착용형 디스플레이 장치, 즉, 사용자로부터 보다 멀리 있는 제2 손 영역에 스마트폰 화면과 같은 컨텐츠를 디스플레이하고, 사용자에 보다 가까이 있는 제1 손 영역의 움직임에 따라 디스플레이된 컨텐츠를 제어할 수 있게 된다.
이때, 인터랙션 제공 장치(100)의 영상 처리부(미도시)는 제1 손 영역의 움직임에 따라 디스플레이된 컨텐츠의 디스플레이 상태를 변경하도록 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이를 위해, 상기 단계(S410) 내지 단계(S430)는 착용형 디스플레이 장치의 전방에 위치하는 대상에 관한 가시광 영상 및 적외선 영상의 프레임마다 수행될 수 있으며, 제어부(미도시)는 제1 손 영역의 프레임별 움직임에 따라 컨텐츠의 디스플레이 상태가 변경되도록 제어할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 인터랙션 제공 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 1 내지 도 3에서 설명한 인터랙션 제공 장치(100)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 착용형 디스플레이 장치 100 : 인터랙션 제공 장치
102 : 하우징 104 : 암실
110 : 제1 카메라 120 : 제2 카메라
130 : 미러 140 : 적외선 발광부
142 : 지지부 144 : 적외선 발광 소자들
310 : 검출부 320 : 적외선 검출 영상 생성부
330 : 결정부

Claims (20)

  1. 착용형 디스플레이 장치에 장착되어 컨텐츠와 사용자간 인터랙션을 제공하는 장치에 있어서,
    상기 착용형 디스플레이 장치의 전방에 위치하는 대상에 관한 가시광 영상에서 색상 정보를 이용하여 미리 설정된 신체 영역을 검출하는 검출부;
    상기 대상을 촬영한 적외선 영상으로부터 반사된 적외선 세기에 관한 정보를 포함하는 적외선 검출 영상을 생성하는 적외선 검출 영상 생성부; 및
    상기 검출부에서 검출된 신체 영역과 상기 적외선 검출 영상으로부터 판단되는 상기 신체 영역의 깊이 정보를 이용하여 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역을 결정하는 결정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신체 영역의 깊이 정보는 상기 반사된 적외선 세기에 반비례하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 영상은 상기 대상에 대하여 상기 가시광 영상의 시점과 상응하는 시점으로 촬상되는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결정부는, 상기 검출된 신체 영역에서의 상기 깊이가 일정하게 나타나는 경우, 상기 검출된 신체 영역 전체를 상기 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 결정부는, 상기 검출된 신체 영역에서의 상기 깊이가 서로 다르게 나타나는 경우, 상기 검출된 신체 영역에서 깊이가 가장 얕은 영역을 인터페이스의 대상이 되는 제1 신체 영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 결정부는, 상기 검출된 신체 영역에서 소정의 넓이를 초과하는 영역을 상기 제1 신체 영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결정부는, 상기 검출된 신체 영역에서 상기 결정된 제1 신체 영역을 제외한 나머지 영역을 제2 신체 영역으로 결정하며,
    상기 착용형 디스플레이 장치에서 사용자에게 제공되는 컨텐츠는 상기 제2 신체 영역에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 검출부 내지 결정부는 상기 대상에 관한 가시광 영상 및 적외선 영상의 프레임마다 상기 동작을 수행하며,
    상기 제1 신체 영역의 프레임별 움직임에 따라 상기 컨텐츠의 디스플레이 상태가 변하도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반사된 적외선은, 적어도 하나의 적외선 발광 소자에 의해 외부로 출력된 적외선이 상기 대상으로부터 반사된 것임을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적외선 발광 소자의 세기는 상기 착용형 디스플레이 장치와 상기 대상 사이의 거리에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    미러;를 더 포함하되,
    상기 가시광 영상은 상기 미러에 반사된 상기 대상에 관한 가시광선을 감지하는 제1 카메라에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적외선 영상은 상기 미러를 투과하여 진행하는 적외선을 감지하는 제2 카메라에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 미러로부터 상기 제1 카메라까지의 거리는 상기 미러로부터 상기 제2 카메라까지의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 장치.
  14. 착용형 디스플레이 장치에 장착되어 컨텐츠와 사용자간 인터랙션을 제공하는 장치의 인터랙션 제공 방법에 있어서,
    상기 착용형 디스플레이 장치의 전방에 위치하는 대상에 관한 가시광 영상에서 색상 정보를 이용하여 미리 설정된 신체 영역을 검출하는 단계;
    상기 대상을 촬영한 적외선 영상으로부터 반사된 적외선 세기에 관한 정보를 포함하는 적외선 검출 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 검출된 신체 영역과 상기 적외선 검출 영상으로부터 판단되는 상기 신체 영역의 깊이 정보를 이용하여 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역을 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 신체 영역의 깊이 정보는 상기 반사된 적외선 세기에 반비례하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 상기 검출된 신체 영역에서의 상기 깊이가 일정하게 나타나는 경우, 상기 검출된 신체 영역 전체를 상기 인터페이스의 대상이 되는 신체 영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 상기 검출된 신체 영역에서의 상기 깊이가 서로 다르게 나타나는 경우, 상기 검출된 신체 영역에서 깊이가 가장 얕은 영역을 인터페이스의 대상이 되는 제1 신체 영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 상기 검출된 신체 영역에서 소정의 넓이를 초과하는 영역을 상기 제1 신체 영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 검출된 신체 영역에서 상기 결정된 제1 신체 영역을 제외한 나머지 영역을 제2 신체 영역으로 결정하는 단계;를 더 포함하되,
    상기 착용형 디스플레이 장치에서 사용자에게 제공되는 컨텐츠는 상기 제2 신체 영역에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 검출하는 단계 내지 제2 신체 영역으로 결정하는 단계는 상기 대상에 관한 가시광 영상 및 적외선 영상의 프레임마다 수행되며,
    상기 제1 신체 영역의 프레임별 움직임에 따라 상기 컨텐츠의 디스플레이 상태가 변하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터랙션 제공 방법.
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