KR20140087866A - 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 방법 및 인식 장치 - Google Patents

정맥 영상을 이용한 제스처 인식 방법 및 인식 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 적외선 카메라와 적외선을 이용하여 정맥을 검출하여 제스처 인식을 돕는 기술에 관한 것으로서, 사용자 손이 포함된 신체 영상 획득 단계; 상기 획득된 영상에서 배경을 제거하여 사용자 손 영상만 획득하는 단계; 상기 사용자 손 영상을 이진 영상처리 하는 단계; 상기 이진 영상처리 된 영상에서 사용자 손 특징점을 추출하고 상기 손 특징점에서 인식 알고리즘을 적용하여 손 특징점을 인식하는 단계; 및 상기 인식된 손 특징점의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 제스처를 인식하는 단계를 포함한다.

Description

정맥 영상을 이용한 제스처 인식 방법 및 인식 장치{Gesture Recognition Method Using Vein Image and Apparauts Thereof}
본 발명은 적외선 카메라와 적외선을 이용하여 정맥을 검출하여 제스처 인식을 돕는 기술에 관한 것이다
영상을 기반으로 하는 인식 기술은 일반적으로 카메라에서 영상 확보, 배경 이미지 제거, 노이즈 제거와 같은 전처리 과정, 인식하고자 하는 물체를 검출하고 물체의 특징점을 추출하는 과정, 마지막으로 학습 알고리즘 또는 패턴 인식 과정을 통하여 물체를 인식한다.
종래 기술의 경우 보통 손의 이진영상을 활용하기 때문에 손 끝점 및 손 골, 손목 등의 두드러지는 몇 개의 점만을 활용하여서 손 중앙점등을 찾아내고 이러한 특징점의 이동을 분석해 제스처를 인식한다. 이런 경우 특징점이 많지 않아 노이즈에 민감하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 사용자를 인지하고 개인 별 제스처 사용을 가능하게 하며, 더 정확한 제스처를 인지할 수 있는 제스처 인식 시스템을 제공하기 위함이다.
본 발명에 따른 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 방법은, 사용자 손이 포함된 신체 영상 획득 단계; 상기 획득된 영상에서 배경을 제거하여 사용자 손 영상만 획득하는 단계; 상기 사용자 손 영상을 이진 영상처리 하는 단계; 상기 이진 영상처리 된 영상에서 사용자 손 특징점을 추출하고 상기 손 특징점에서 인식 알고리즘을 적용하여 손 특징점을 인식하는 단계; 및 상기 인식된 손 특징점의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 제스처를 인식하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 방법은, 상기 사용자 손 영상을 정맥 영상처리하는 단계; 상기 정맥 영상처리 된 영상에서 정맥패턴 특징점을 추출하여 정맥 패턴을 인식하는 단계; 및 상기 인식된 정맥패턴과 기 저장된 정맥패턴을 비교하여 사용자를 인식하는 단계를 더 포함하고, 상기 제스처 인식단계는 상기 인식된 정맥패턴의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 제스처를 인식한다.
또한, 본 발명에 따른 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 장치는, 사용자 손이 포함된 신체 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 획득된 영상에서 배경을 제거하여 사용자 손 영상만 획득하고, 상기 사용자 손 영상을 이진 영상처리 하여 사용자 손 특징점을 추출하는 영상 처리부; 및 상기 추출된 손 특징점에서 인식 알고리즘을 적용하여 손 특징점을 인식하고, 상기 인식된 손 특징점의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 제스처를 인식하는 제스처 인식부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 장치는, 상기 영상 처리부는 사용자 손 영상을 정맥 영상처리하고, 정맥 영상처리 된 영상에서 정맥패턴 특징점을 추출하여 정맥 패턴을 인식하고, 상기 추출된 정맥패턴과 기 저장된 정맥패턴을 비교하여 정맥 패턴이 기 저장된 정맥 패턴과 동일한 사용자를 인식하는 사용자를 인식하는 사용자 인식부를 더 포함하며, 상기 제스처 인식부는 상기 추출된 정맥패턴과 기 저장된 정맥패턴을 비교하여 제스처를 인식한다.
본 발명에 따른 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 시스템 및 인식 방법은, 손의 많은 특징점 활용이 가능 하므로 손의 회전이나 다른 손이 들어오더라도 계속해서 원래 손의 추적이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 장치의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
이하, 도 1을 이용하여 본 발명에 따른 영상을 이용한 제스처 인식 방법에 대하여 설명한다.
영상획득 단계(S100)에서, 차량 내 설치된 적외선 카메라(일반 웹캠, 적외선 필터를 포함함)와 복수의 적외선LED를 이용하여 사용자 손이 포함된 적외선 신체 영상 획득된다. 신체 영상은 프레임 별로 촬영된다.
배경제거 단계(S110)에서, 적외선 카메라로 획득된 영상에서 배경을 제거하여 사용자 손 영상만 획득한다.
이진영상 처리 단계(S120)에서, 사용자 손 영상을 이진 영상처리 한다.
손 특정점 인식 단계(S130)에서, 이진 영상처리 된 영상에서 손 끝 도는 손 마디, 손가락 사이 골 등 사용자 손 특징점을 추출하고 상기 손 특징점에서 인식 알고리즘 또는 학습 알고리즘을 적용하여 손 특징점을 인식한다.
제스처 인식 단계(S140)에서, 인식된 손 특징점의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 특징점의 이동으로 사용자 제스처를 인식한다.
차량 기능 조정 단계(S150)에서, 사용자 손의 제1 제스처(예를 들어, 운전대 정면 앞에서 운전대를 잡고 운전대의 위치를 조절하는 제스처)를 인식하여 운전대 위치를 조절한다.
또한, 사용자 손의 제2 제스처(예를 들어, 오른 손바닥을 하늘로 향한 상태에서 손바닥의 수평 높낮이로 시트의 높이를 조절하고 손바닥의 수평면에서부터의 각도로 시트의 등받이 각도를 조절하는 제스처)를 인식하여 시트 위치를 조절한다.
또한, 사용자 손의 제3 제스처(예를 들어, 사용자 손을 왼쪽 사이드 미러를 잡고 왼쪽 사이드 미러의 위치를 조절하는 제스처)를 인식하여 사이드 미러의 위치를 조절한다.
또한, 사용자 손의 제4 제스처(예를 들어, 룸미러 정면 앞에서 룸미러를 잡고 룸미러의 위치를 조절하는 제스처)를 인식하여 룸미러 위치를 조절 한다.
또한, 사용자 손의 제5 제스처(사용자 손이 열쇠를 잡고 오른쪽으로 돌리거나 왼쪽으로 돌리는 제스처)를 인식하여 차량의 시동을 걸거나 끌 수 있다.
정맥 영상처리 단계(S160)에서, 사용자 손 영상을 정맥 영상처리 한다.
정맥 패턴 인식 단계(S170)에서, 정맥 영상처리 된 영상에서 정맥패턴 특징점을 추출하여 정맥 패턴을 인식한다.
사용자 인식 단계(S180)에서, 인식된 정맥패턴과 기 저장된 정맥패턴을 비교하여 정맥 패턴이 일치하면 사용자를 인식한다. 정맥패턴은 복수의 사용자 별로 저장 가능하며, 저장된 복수의 정맥패턴 중 일치하는 정맥패턴의 사용자로 인식한다.
제스처 인식 단계(S140)에서, 인식된 정맥 패턴의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 정맥 패턴의 이동으로 사용자 제스처를 인식한다.
차량 기능 조정 단계(S150)에서, 사용자 제스처별로 차량의 기능을 조절하며 그 구체적인 내용은 상술한 바와 같으므로 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 정맥 영상을 이용한 제스처 인식 장치의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 도 2를 이용하여 본 발명에 따른 영상을 이용한 제스처 인식 장치에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 제스처 인식 장치는 영상 획득부(210), 영상 처리부(220), 제스처 인식부(230), 사용자 인식부(250) 및 기능 조정부(240)를 포함한다.
영상 획득부(210)는, 적외선 카메라(미도시), 적외선 LED(미도시)를 이용하여 사용자 손이 포함된 신체 영상을 획득한다.
영상 처리부(220)는, 획득된 영상에서 배경을 제거하여 사용자 손 영상만 획득하고, 상기 사용자 손 영상을 이진 영상처리 하여 사용자 손 특징점을 추출하고, 사용자 손 영상을 정맥 영상처리하고, 정맥 영상처리 된 영상에서 정맥패턴 특징점을 추출하여 정맥 패턴을 인식한다.
제스처 인식부(230)는, 추출된 손 특징점에서 인식 알고리즘을 적용하여 손 특징점을 인식하고, 상기 인식된 손 특징점의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 제스처를 인식한다.
제스처 인식부(230)는, 추출된 정맥패턴과 기 저장된 정맥패턴을 비교하여 제스처를 인식한다.
사용자 인식부(250)는, 추출된 정맥패턴과 기 저장된 정맥패턴을 비교하여 사용자를 인식한다.
기능 조정부(240)는, 인식된 제스처에 따라 차량 기능을 조정한다.
구체적인 제스처에 따른 차량 기능을 조정하는 방법은 도 1을 통해 상술한 바와 같으므로 생략한다.
기능 조절부(240)에는 사용자 별로 제스처를 미리 저장 가능하며 차량의 기능별로 사용자가 원하는 제스처를 설정 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 든다고 할 것이다.
210: 영상획득부
220: 영상처리부
230: 제스처 인식부
240: 기능 조정부
250: 사용자 인식부

Claims (15)

  1. 사용자 손이 포함된 신체 영상 획득 단계;
    상기 획득된 영상에서 배경을 제거하여 사용자 손 영상만 획득하는 단계;
    상기 사용자 손 영상을 이진 영상처리 하는 단계;
    상기 이진 영상처리 된 영상에서 사용자 손 특징점을 추출하고 상기 손 특징점에서 인식 알고리즘을 적용하여 손 특징점을 인식하는 단계; 및
    상기 인식된 손 특징점의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 제스처를 인식하는 단계를 포함한 제스처 인식 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자 손 영상을 정맥 영상처리 하는 단계;
    상기 정맥 영상처리된 영상에서 정맥패턴 특징점을 추출하여 정맥 패턴을 인식하는 단계; 및
    상기 인식된 정맥패턴과 기 저장된 정맥패턴을 비교하여 사용자를 인식하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제스처 인식단계는 상기 인식된 정맥패턴의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 제스처를 인식하는 제스처 인식 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    사용자 손의 제1 제스처를 인식하여 휠 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 제스처 인식 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    사용자 손의 제2 제스처를 인식하여 시트 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 제스처 인식 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    사용자 손의 제3 제스처를 인식하여 사이드 미러의 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 제스처 인식 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    사용자 손의 제4 제스처를 인식하여 룸미러 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 제스처 인식 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    사용자 손의 제5 제스처를 인식하여 차량의 시동을 걸거나 끄는 단계를 더 포함하는 제스처 인식 방법.
  8. 사용자 손이 포함된 신체 영상을 획득하는 영상 획득부;
    상기 획득된 영상에서 배경을 제거하여 사용자 손 영상만 획득하고, 상기 사용자 손 영상을 이진 영상처리 하여 사용자 손 특징점을 추출하는 영상 처리부; 및
    상기 추출된 손 특징점에서 인식 알고리즘을 적용하여 손 특징점을 인식하고, 상기 인식된 손 특징점의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 제스처를 인식하는 제스처 인식부를 포함한 제스처 인식 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 사용자 손 영상을 정맥 영상처리하고, 정맥 영상처리된 영상에서 정맥패턴 특징점을 추출하여 정맥 패턴을 인식하고,
    상기 추출된 정맥패턴과 기 저장된 정맥패턴을 비교하여 정맥 패턴이 기 저장된 정맥 패턴과 동일한 사용자를 인식하는 사용자를 인식하는 사용자 인식부를 더 포함하며,
    상기 제스처 인식부는 상기 추출된 정맥패턴과 기 저장된 정맥패턴을 비교하여 제스처를 인식하는 제스처 인식 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제스처 인식장치에서 인식된 제스처에 따라 차량 기능을 조정하는 기능 조정부를 더 포함한 제스처 인식 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 기능 조정부는,
    사용자 손의 제1 제스처를 인식하여 휠 위치를 조절하는 인식 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 기능 조정부는,
    사용자 손의 제2 제스처를 인식하여 시트 위치를 조절하는 인식 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 기능 조정부는,
    사용자 손의 제3 제스처를 인식하여 사이드 미러의 위치를 조절하는 인식 장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 기능 조정부는,
    사용자 손의 제4 제스처를 인식하여 룸미러 위치를 조절하는 인식 장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 기능 조정부는,
    사용자 손의 제5 제스처를 인식하여 차량의 시동을 걸거나 끄는 인식 장치.
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