KR20160000781A

KR20160000781A - 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치와 그 방법

Info

Publication number: KR20160000781A
Application number: KR1020140078444A
Authority: KR
Inventors: 김태우
Original assignee: 주식회사 씨유니온
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-01-05

Abstract

본 발명은 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치와 그 방법에 관한 것으로, 상기 장치는, 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치에 있어서, 전방의 사용자 신체를 촬영하는 영상 촬영부와, 상기 영상에서 가상 인체 골격 및 골격점들을 검출하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치로부터 상기 각 골격점까지의 거리를 검출하는 거리 검출부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 골격점들 중 미리 설정된 특정 골격점들을 한 라인으로 연결하는 가상의 라인 벡터를 생성하는 라인벡터 생성부 및 상기 사용자의 자세가 교정이 필요한 경우, 상기 제어부의 제어에 따라 교정 자세에 관련된 알람을 출력하는 알람부를 포함한다.

Description

자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치와 그 방법{APPARATUS FOR DETECTING POSTURE AND OUTPUTTING INFORMATION OF POSTURE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치와 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라를 이용해 촬영한 신체 영상에서 자세를 검출하고 그 자세가 바르지 않을 경우에 자세 교정 정보를 출력할 수 있도록 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치와 그 방법에 관한 것이다.

최근 대부분의 현대인들은 수면시간을 제외하고 하루에 약 10시간 이상을 책상에 앉아서 업무를 보거나 공부를 수행한다. 따라서 대부분의 사람들은 오랜 시간을 동일한 자세로 앉아 있기가 어렵기 때문에 결국에는 자신도 모르는 사이에 부적절한 자세(예 : 엉덩이를 앞으로 뺀 거의 누운 자세)로 앉아있게 된다.

상기와 같은 부적절한 자세는 목, 허리를 비롯한 디스크를 유발시키고 관절염이나 퇴행성 질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다.

따라서 자신도 모르는 사이에 변해가는 나쁜 자세를 자동으로 검출하여 자세를 교정할 수 있도록 경고를 해 주고, 또한 자세 교정 정보(즉, 교정할 자세 정보)를 사용자에게 제공함으로써 자신의 나쁜 자세를 인지시켜 의식적으로 바른 자세를 유지할 수 있도록 하는 장치와 방법이 필요한 상황이다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2014-0040527호(2014.04.03.공개, 영상으로부터 신체 골격 및 신체 부위 정보 검출 방법 및 장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 카메라를 이용해 촬영한 신체 영상에서 자세를 검출하고 그 자세가 바르지 않을 경우에 자세 교정 정보를 출력할 수 있도록 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치와 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치는, 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치에 있어서, 전방의 사용자 신체를 촬영하는 영상 촬영부; 상기 영상에서 가상 인체 골격 및 골격점들을 검출하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치로부터 상기 각 골격점까지의 거리를 검출하는 거리 검출부; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 골격점들 중 미리 설정된 특정 골격점들을 한 라인으로 연결하는 가상의 라인 벡터를 생성하는 라인벡터 생성부; 및 상기 사용자의 자세가 교정이 필요한 경우, 상기 제어부의 제어에 따라 교정 자세에 관련된 정보를 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 출력부는, 상기 제어부의 제어에 따라 3차원으로 합성된 인체 이미지를 이용하여 사용자의 교정할 자세 정보를 추가로 표시하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치는, 상기 정면에서 촬영한 영상 및 가상 인체 골격 및 골격점들 이용하여 가상의 상면 인체 이미지를 생성하는 상면 자세 이미지 생성부; 및 상기 정면에서 촬영한 영상 및 가상 인체 골격 및 골격점들 이용하여 가상의 측면 인체 이미지를 생성하는 측면 자세 이미지 생성부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 정면에서 촬영한 영상 및 상면 자세 이미지 생성부를 통해 생성한 가상의 상면 인체 이미지 및 측면 자세 이미지 생성부를 통해 생성한 가상의 측면 인체 이미지를 합성하여 상기 교정할 자세 정보를 표시하는 3차원 인체 이미지를 생성하며, 상기 가상의 인체 이미지는 사용자의 실제 영상 정보에 기초하여, 피부색, 옷색, 옷모양, 얼굴, 머리색, 모리 모양 중 적어도 하나 이상을 적용하여 실제에 가까운 이미지로 생성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 가상의 라인 벡터는, 가슴라인 벡터(V1), 정중라인 벡터(V2), 어깨라인 벡터(V3), 등허리라인 벡터(V4), 골반라인 벡터(V5) 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 가슴라인 벡터(V1)는 가슴 부위에 형성된 골격점(P1, P2, P3)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 어느 일 측 어깨가 올라가거나 내려간 자세를 검출하고, 상기 정중라인 벡터(V2)는 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5)과 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 배 부위의 중심에서 상하로 생성되어 상체가 좌/우로 기울어진 자세를 검출하고, 상기 어깨라인 벡터(V3)는 상기 가슴라인 벡터(V1)의 양 끝 골격점(P1, P3)과 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치 간의 거리 차이를 이용하여 생성하는 벡터로서, 신체의 상면에서 내려다봤을 때 상체가 척추를 기준으로 회전된 자세를 검출하고, 상기 등허리라인 벡터(V4)는 상기 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5) 및 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)과 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치 간의 거리 차이를 이용하여 생성된 벡터로서, 신체를 측면에서 봤을 때 상체가 골반을 기준으로 앞/뒤로 구부러진 자세를 검출하고, 상기 골반라인 벡터(V5)는 골반 부위에 형성된 골격점(P4, P5, P6)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 어느 일 측 골반이 올라가거나 내려간 자세를 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 라인 벡터의 방향과 각도에 대해서 미리 설정된 기준 정보와 비교하여 상기 라인 벡터의 방향과 각도가 기 설정된 오차 범위를 벗어날 정도의 차이가 발생하는 경우, 상기 사용자의 자세를 교정할 자세로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법은, 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치를 이용한 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법에 있어서, 제어부가 영상 촬영부를 통해 전방의 사용자 신체를 촬영하는 단계; 상기 제어부가 상기 영상에서 가상 인체 골격 및 골격점들을 검출하는 단계; 상기 제어부가 거리 검출부를 통해 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치로부터 상기 각 골격점까지의 거리를 검출하는 단계; 상기 제어부가 라인벡터 생성부를 통해 상기 골격점들 중 미리 설정된 특정 골격점들을 한 라인으로 연결하는 가상의 라인 벡터를 생성하는 단계; 상기 제어부가 상기 라인 벡터의 방향과 각도에 대해서 미리 설정된 기준 정보와 비교하여 사용자의 자세가 교정할 자세인지 판단하는 단계; 및 상기 자세가 교정할 자세로 판단된 경우, 상기 제어부가 출력부를 통해 교정 자세에 관련된 정보를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 교정 자세에 관련된 정보를 출력하는 단계는, 상기 제어부가 디스플레이부를 통해 3차원으로 합성된 인체 이미지를 이용하여 사용자의 교정할 자세 정보를 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 교정할 자세 정보를 표시하는 3차원 인체 이미지는, 상기 제어부가 상기 정면에서 촬영한 영상 및 상면 자세 이미지 생성부를 통해 생성한 가상의 상면 인체 이미지 및 측면 자세 이미지 생성부를 통해 생성한 가상의 측면 인체 이미지를 합성하여 생성하며, 상기 가상의 인체 이미지는 사용자의 실제 영상 정보에 기초하여, 피부색, 옷색, 옷모양, 얼굴, 머리색, 모리 모양 중 적어도 하나 이상을 적용하여 실제에 가까운 이미지로 생성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 사용자의 자세가 교정할 자세인지 판단하는 단계에서, 상기 비교 결과에 따라, 상기 라인 벡터의 방향과 각도가 기 설정된 오차 범위를 벗어날 정도의 차이가 발생하는 자세인 경우, 상기 제어부는 상기 사용자의 자세를 교정할 자세로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 카메라를 이용해 촬영한 신체 영상에서 자세를 검출하고 그 자세가 바르지 않을 경우에 사용자에게 자세를 교정할 수 있도록 경고해 주고, 또한 자세 교정 정보를 사용자에게 제공함으로써 자신의 나쁜 자세를 인지시켜 의식적으로 바른 자세를 유지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자의 신체를 촬영한 영상에서 가상의 인체 골격과 골격점 및 가상의 라인 벡터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 라인 벡터를 이용하여 검출된 자세를 바탕으로 교정할 자세인지 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치와 그 방법의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치(100)는, 기준 설정부(110), 영상 촬영부(120), 거리 검출부(130), 제어부(140), 라인벡터 생성부(150), 상면 자세 이미지 생성부(160), 측면 자세 이미지 생성부(170), 알람부(180) 및 디스플레이부(190)를 포함한다.

상기 기준 설정부(110)는 본 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치(100)가 사용자의 자세 검출에 적합하도록 수평을 설정한다. 또는 사용자가 직접 본 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치(100)를 수평하게 설치할 수 있도록 수평 정보를 출력한다. 이때 상기 수평 정보는 상기 디스플레이부(190)를 통해 출력될 수 있다.

상기 영상 촬영부(120)는 적어도 하나 이상의 카메라를 포함한다.

상기 카메라는 CMOS 카메라(또는 CCD 카메라) 또는 적외선 카메라를 포함할 수 있다. 상기 CMOS 카메라(또는 CCD 카메라)는 가시광 영역의 빛을 감지하여 투영하는 역할을 하기 때문에 사람의 눈으로 보는 것과 비슷한 영상을 획득한다. 또한 상기 카메라는 구동에 필요한 전자 부품들(미도시)이 포함된 모듈 형태로 구성될 수 있다. 상기 영상 촬영부(120)는 전방의 영상(예 : 사용자의 신체 영상)을 촬영한다.

상기 거리 검출부(130)는 본 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치(100)로부터 상기 사용자의 신체 각 부위까지의 거리(또는 깊이)를 검출한다. 예컨대 본 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치(100)가 사용자의 정면에 설치되어 있다고 가정할 때, 상기 장치(100)로부터 사용자의 신체 각 부위까지의 거리(또는 깊이)를 검출한다.

상기 거리 검출부(130)로는 적외선, 레이저, 또는 초음파 방식의 거리 검출 센서를 이용할 수 있다. 이때 상기 거리를 검출하기 위한 사용자의 신체 부위는 가상 인체 골격에서의 각 골격점(P1 ~ P6)(예 : 신체의 각 부위가 구분되는 관절부에 설정되는 점)을 이용할 수 있다(도 2 참조). 이때 상기 골격점(P1 ~ P6)은 한정하기 위한 것이 아니며 설명을 위해 일 예시적으로 기재된 것이다.

또한 본 실시예에서와 같이 사용자가 의자에 앉아 있을 경우, 팔, 다리의 골격점까지의 거리는 검출하지 않아도 된다. 즉, 상체 부위의 골격점을 이용해서 앉은 자세에서 자세 교정 여부를 검출할 수 있다. 그러나 사용자가 선 자세라고 하더라도, 양쪽 다리의 길이에 큰 차이가 없는 사용자라면 상체 부위의 골격점(P1 ~ P6)을 이용해서 앉은 자세에서의 자세 검출 방식과 동일한 방식으로 자세 교정 여부를 검출할 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 편의상 의자에 앉아 있는 사용자의 상체 부위의 골격점을 이용해서 자세를 검출하고 자세 교정 정보를 출력하는 방법에 대해서 설명한다.

상기 제어부(140)는 상기 영상 촬영부(120)에서 촬영된 영상에서 가상 인체 골격 및 골격점을 검출한다. 상기 가상 인체 골격 및 골격점은 이미 공지된 기술 중 적절한 기술을 적용하여 검출할 수 있다. 예컨대 본 실시예에서 배경기술로 기재된 대한민국 공개특허 10-2014-0040527호(2014.04.03.공개, 영상으로부터 신체 골격 및 신체 부위 정보 검출 방법 및 장치)에서도 관련 기술이 공지되어 있다. 따라서 상기 제어부(140)는 가상 인체 골격 및 골격점 검출을 위하여 한정적으로 공지 기술을 이용할 수 있다.

또한 상기 제어부(140)는 상기 거리 검출부(130)를 제어하여 본 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치(100)로부터 상기 검출된 골격점까지의 거리(또는 깊이)를 검출한다.

그리고 상기 제어부(140)는 상기 라인벡터 생성부(150)를 제어하여 미리 설정된 골격점들을 한 라인으로 연결하는 가상의 라인 벡터(V1 ~ V5)를 생성한다(도 2 참조).

예컨대 상기 라인 벡터(V1 ~ V5)는, 가슴라인 벡터(V1), 정중라인 벡터(V2), 어깨라인 벡터(V3), 등허리라인 벡터(V4), 및 골반라인 벡터(V5) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

더 구체적으로, 상기 라인벡터 생성부(150)에서 생성하는 가슴라인 벡터(V1)는 가슴 부위에 형성된 골격점(P1, P2, P3)을 한 라인으로 연결하는 벡터로서, 어깨의 평형상태를 알 수 있는 벡터이고, 상기 정중라인 벡터(V2)는 골반라인 벡터(V5)에 형성된 골격점(P4, P5, P6)의 중심 골격점(P5)과 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)을 한 라인으로 연결하는 벡터로서, 상체가 좌/우로 기울어진 정도를 알 수 있는 벡터이며, 상기 어깨라인 벡터(V3)는 상기 가슴라인 벡터(V1)의 양 끝 골격점(P1, P3)과 본 실시예에 따른 장치(100) 간의 거리 차이를 이용하여 생성된 벡터로서, 신체의 상면에서 내려다봤을 때 상체가 척추를 기준으로 회전된 정도를 알 수 있는 벡터이고, 상기 등허리라인 벡터(V4)는 상기 골반라인의 중심 골격점(P5) 및 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)과 본 실시예에 따른 장치(100) 간의 거리 차이를 이용하여 생성된 벡터로서, 신체의 측면에서 봤을 때 상체가 골반을 기준으로 앞/뒤로 구부러진 정도를 알 수 있는 벡터이다.

상기 상면 자세 이미지 생성부(160)는 상기 가상 인체 골격, 골격점 및 라인벡터 정보를 이용하여 가상의 인체 이미지를 생성하되, 상부에서 내려다본 자세를 갖는 가상의 인체 이미지를 생성한다.

상기 측면 자세 이미지 생성부(170)는 상기 가상 인체 골격, 골격점 및 라인벡터 정보를 이용하여 가상의 인체 이미지를 생성하되, 측면에서 바라본 자세를 갖는 가상의 인체 이미지를 생성한다.

이때 상기 가상의 인체 이미지(예 : 상면 자세의 인체 이미지, 측면 자세의 인체 이미지)는 상기 영상 촬영부(120)에서 촬영한 사용자의 실제 영상 정보(예 : 피부색, 옷색, 옷모양, 얼굴, 머리색, 모리 모양 등)를 이용함으로써 실제에 가까운 이미지로 생성된다.

상기 제어부(140)는 상기 정면에서 촬영한 영상 및 상기 상면 자세 이미지 생성부(160)에서 생성한 가상의 인체 이미지 및 상기 측면 자세 이미지 생성부(170)에서 생성한 가상의 인체 이미지를 합성하여 3차원의 인체 이미지를 생성할 수 있다. 이때 상기 3차원으로 합성된 인체 이미지는 상기 라인벡터 생성부(150)에서 생성한 라인 벡터(V1 ~ V5)의 방향과 각도(또는 기울기)에 따라 상체의 자세가 어느 일측으로 기울어지거나, 구부러지거나, 또는 회전된 자세가 된다.

상기 제어부(140)는 상기 3차원으로 합성된 인체 이미지를 상기 디스플레이부(190)를 통해 출력할 수 있다.

상기 제어부(140)는 상기 라인 벡터(V1 ~ V5)의 방향과 각도(또는 기울기)에 대해서 미리 설정된 기준 정보(예 : 라인 벡터의 방향과 각도)와 비교하여 오차 범위를 벗어나 큰 차이가 있는 자세를 검출하여 교정할 자세(또는 나쁜 자세)로 판단한다. 이때 상기 기준 정보는 사용자의 신체적 특징(예 : 마른 체형, 뚱뚱한 체형, 아랫배가 나온 체형 등)을 고려하여 적어도 하나 이상의 기준 정보 세트를 내부 메모리(미도시)에 미리 저장해 둘 수 있다.

상기 제어부(140)는 상기 사용자의 자세를 교정할 자세로 판단할 경우 상기 알람부(180)를 통해 알람을 출력한다. 그리고 상기 디스플레이부(190)에 표시된 3차원으로 합성된 인체 이미지에서 교정할 자세를 강조하여 표시한다. 즉, 사용자가 교정할 신체 부위를 쉽게 알 수 있도록 인디케이터를 이용하여 표시한다. 이에 따라 사용자 자신이 자신의 나쁜 자세를 스스로 인지할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자의 신체를 촬영한 영상에서 가상의 인체 골격과 골격점 및 가상의 라인 벡터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 3은 상기 도 2에 있어서, 라인 벡터를 이용하여 검출된 자세를 바탕으로 교정할 자세인지 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

이하 도 2를 참조하여 자세를 검출하는 방법을 설명하고, 도 3을 참조하여 상기 검출된 자세가 교정이 필요한 자세인지 여부를 판단하는 방법에 대해서 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 제어부(140)는 본 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치(100)로부터 상기 가상의 인체 골격을 형성하는 골격점들까지의 거리를 검출하고, 이로부터 미리 설정된 특정 골격점들(P1 ~ P6)을 한 라인으로 연결하는 가상의 라인 벡터(V1 ~ V5)를 생성한다.

이때 상기 라인 벡터(V1 ~ V5)는, 각기 가슴라인 벡터(V1), 정중라인 벡터(V2), 어깨라인 벡터(V3), 등허리라인 벡터(V4), 골반라인 벡터(V5)를 나타낸다.

예컨대 상기 가슴라인 벡터(V1)는 가슴 부위에 형성된 골격점(P1, P2, P3)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 어느 일 측 어깨가 올라가거나 내려간 자세를 검출할 수 있다.

또한 상기 정중라인 벡터(V2)는 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5)과 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 배 부위의 중심에서 상하로 생성되어 상체가 좌/우로 기울어진 자세를 검출할 수 있다(도 3의 정면자세 참조).

또한 상기 어깨라인 벡터(V3)는 상기 가슴라인 벡터(V1)의 양 끝 골격점(P1, P3)과 본 실시예에 따른 장치(100) 간의 거리 차이를 이용하여 생성하는 벡터로서, 신체의 상면에서 내려다봤을 때 상체가 척추를 기준으로 회전된 자세를 검출할 수 있다(도 3의 상면자세 참조).

상기 등허리라인 벡터(V4)는 상기 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5) 및 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)과 본 실시예에 따른 장치(100) 간의 거리 차이를 이용하여 생성된 벡터로서, 신체를 측면에서 봤을 때 상체가 골반을 기준으로 앞/뒤로 구부러진 자세를 검출할 수 있다(도 3의 측면자세 참조).

상기와 같이 사용자의 신체 영상이 촬영되면, 상기 제어부(140)는 상기 사용자의 신체 영상으로부터 자세를 검출하고, 그 자세가 교정할 자세인지 여부를 판단할 수 있다. 그리고 상기 사용자의 자세를 가상의 인체 이미지를 이용하여 표시한다. 이와 같이 인체 이미지를 이용하여 사용자의 자세(즉, 나쁜 자세 또는 교정할 자세)를 쉽게 인지할 수 있도록 표시한다. 그리고 자세가 틀어질 때마다 곧바로 알람을 출력함으로써 즉시 자세를 교정할 수 있도록 한다.

이하 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법에 대해서 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 영상 촬영부(120)를 통해 전방에 있는 사용자의 신체를 촬영한다(S101).

그리고 상기 제어부(140)는 상기 영상 촬영부(120)에서 촬영된 영상에서 가상 인체 골격 및 골격점을 검출한다(S102).

이때 상기 골격 및 골격점을 좀 더 용이하게 검출하기 위해서, 상기 제어부(140)는 상기 신체 영상의 이진화를 통해 상기 신체의 경계에 해당하는 윤곽선을 검출하는 과정을 더 수행할 수도 있다.

그리고 상기 제어부(140)는 거리 검출부(130)를 제어하여 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치(100)로부터 상기 검출된 각 골격점까지의 거리(또는 깊이)를 검출한다(S103).

그리고 상기 제어부(140)는 라인벡터 생성부(150)를 제어하여 상기 골격점들 중 미리 설정된 특정 골격점들(P1 ~ P6)을 한 라인으로 연결하는 가상의 라인 벡터(V1 ~ V5)를 생성한다(S104).

여기서 상기 가슴라인 벡터(V1)는 가슴 부위에 형성된 골격점(P1, P2, P3)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 어느 일 측 어깨가 올라가거나 내려간 자세를 검출할 수 있다. 상기 정중라인 벡터(V2)는 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5)과 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 배 부위의 중심에서 상하로 생성되어 상체가 좌/우로 기울어진 자세를 검출할 수 있다. 또한 상기 어깨라인 벡터(V3)는 상기 가슴라인 벡터(V1)의 양 끝 골격점(P1, P3)과 본 실시예에 따른 장치(100) 간의 거리 차이를 이용하여 생성하는 벡터로서, 신체의 상면에서 내려다봤을 때 상체가 척추를 기준으로 회전된 자세를 검출할 수 있다. 상기 등허리라인 벡터(V4)는 상기 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5) 및 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)과 본 실시예에 따른 장치(100) 간의 거리 차이를 이용하여 생성된 벡터로서, 신체를 측면에서 봤을 때 상체가 골반을 기준으로 앞/뒤로 구부러진 자세를 검출할 수 있다. 상기 골반라인 벡터(V5)는 골반 부위에 형성된 골격점(P4, P5, P6)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서 어느 일 측 골반이 올라가거나 내려간 자세를 검출할 수 있다.

상기 제어부(140)는 상기 라인 벡터(V1 ~ V5)의 방향과 각도(또는 기울기)에 대해서 미리 설정된 기준 정보(예 : 라인 벡터의 방향과 각도)와 비교하여 사용자의 자세가 교정할 자세인지 판단한다(S105).

즉, 상기 비교 결과에 따라, 상기 라인 벡터(V1 ~ V5)의 방향과 각도(또는 기울기)가 오차 범위를 벗어날 정도로 큰 차이가 있는 자세인 경우, 상기 제어부(140)는 상기 사용자의 자세를 교정할 자세(또는 나쁜 자세)로 판단한다. 이때 상기 자세 검출과 그 자세가 교정할 자세인지를 판단하는 과정은 주기적으로 수행될 수 있다.

상기 제어부(140)는 상기 사용자의 자세가 교정할 자세로 판단된 경우(S105의 예), 알람부(180)를 통해 알람을 출력한다(S106). 즉, 사용자의 자세가 교정할 자세(나쁜자세)가 되었음을 알람 한다.

그리고 상기 제어부(140)는 디스플레이부(190)를 통해 3차원으로 합성된 인체 이미지를 이용하여 사용자의 교정할 자세 정보를 표시한다(S107). 즉, 상기 3차원으로 합성된 인체 이미지를 이용하여 사용자가 교정할 신체 부위를 스스로 알 수 있도록 표시한다. 이때 교정할 신체 부위를 나타내는 인디케이터 정보를 추가로 표시함으로써 교정할 자세를 강조하여 표시할 수 있다.

이때 상기 3차원 인체 이미지는, 상기 제어부(140)가 상기 정면에서 촬영한 영상 및 상면 자세 이미지 생성부(160)에서 생성한 가상의 인체 이미지(상면 이미지) 및 측면 자세 이미지 생성부(170)에서 생성한 가상의 인체 이미지(측면 이미지)를 합성하여 3차원의 인체 이미지를 생성할 수 있다. 그리고 상기 가상의 인체 이미지(예 : 상면 자세의 인체 이미지, 측면 자세의 인체 이미지)는 사용자의 실제 영상 정보(예 : 피부색, 옷색, 옷모양, 얼굴, 머리색, 모리 모양 등)를 이용함으로써 실제에 가까운 이미지로 생성할 수 있다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

110 : 기준 설정부 120 : 영상 촬영부
130 : 거리 검출부 140 : 제어부
150 : 라인벡터 생성부 160 : 상면 자세 이미지 생성부
170 : 측면 자세 이미지 생성부 180 : 알람부
190 : 디스플레이부

Claims

자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치에 있어서,
전방의 사용자 신체를 촬영하는 영상 촬영부;
상기 영상에서 가상 인체 골격 및 골격점들을 검출하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치로부터 상기 각 골격점까지의 거리를 검출하는 거리 검출부;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 골격점들 중 미리 설정된 특정 골격점들을 한 라인으로 연결하는 가상의 라인 벡터를 생성하는 라인벡터 생성부; 및
상기 사용자의 자세가 교정이 필요한 경우, 상기 제어부의 제어에 따라 교정 자세에 관련된 정보를 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치.
제 1항에 있어서, 상기 출력부는,
상기 제어부의 제어에 따라 3차원으로 합성된 인체 이미지를 이용하여 사용자의 교정할 자세 정보를 추가로 표시하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치.
제 2항에 있어서, 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치는,
상기 정면에서 촬영한 영상 및 가상 인체 골격 및 골격점들 이용하여 가상의 상면 인체 이미지를 생성하는 상면 자세 이미지 생성부; 및
상기 정면에서 촬영한 영상 및 가상 인체 골격 및 골격점들 이용하여 가상의 측면 인체 이미지를 생성하는 측면 자세 이미지 생성부;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 정면에서 촬영한 영상 및 상면 자세 이미지 생성부를 통해 생성한 가상의 상면 인체 이미지 및 측면 자세 이미지 생성부를 통해 생성한 가상의 측면 인체 이미지를 합성하여 상기 교정할 자세 정보를 표시하는 3차원 인체 이미지를 생성하며,
상기 가상의 인체 이미지는 사용자의 실제 영상 정보에 기초하여, 피부색, 옷색, 옷모양, 얼굴, 머리색, 모리 모양 중 적어도 하나 이상을 적용하여 실제에 가까운 이미지로 생성되는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치.
제 1항에 있어서, 상기 가상의 라인 벡터는,
가슴라인 벡터(V1), 정중라인 벡터(V2), 어깨라인 벡터(V3), 등허리라인 벡터(V4), 골반라인 벡터(V5) 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 가슴라인 벡터(V1)는 가슴 부위에 형성된 골격점(P1, P2, P3)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 어느 일 측 어깨가 올라가거나 내려간 자세를 검출하고, 상기 정중라인 벡터(V2)는 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5)과 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 배 부위의 중심에서 상하로 생성되어 상체가 좌/우로 기울어진 자세를 검출하고, 상기 어깨라인 벡터(V3)는 상기 가슴라인 벡터(V1)의 양 끝 골격점(P1, P3)과 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치 간의 거리 차이를 이용하여 생성하는 벡터로서, 신체의 상면에서 내려다봤을 때 상체가 척추를 기준으로 회전된 자세를 검출하고, 상기 등허리라인 벡터(V4)는 상기 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5) 및 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)과 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치 간의 거리 차이를 이용하여 생성된 벡터로서, 신체를 측면에서 봤을 때 상체가 골반을 기준으로 앞/뒤로 구부러진 자세를 검출하고, 상기 골반라인 벡터(V5)는 골반 부위에 형성된 골격점(P4, P5, P6)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 어느 일 측 골반이 올라가거나 내려간 자세를 검출하는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 라인 벡터의 방향과 각도에 대해서 미리 설정된 기준 정보와 비교하여 상기 라인 벡터의 방향과 각도가 기 설정된 오차 범위를 벗어날 정도의 차이가 발생하는 경우, 상기 사용자의 자세를 교정할 자세로 판단하는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치.
자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치를 이용한 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법에 있어서,
제어부가 영상 촬영부를 통해 전방의 사용자 신체를 촬영하는 단계;
상기 제어부가 상기 영상에서 가상 인체 골격 및 골격점들을 검출하는 단계;
상기 제어부가 거리 검출부를 통해 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치로부터 상기 각 골격점까지의 거리를 검출하는 단계;
상기 제어부가 라인벡터 생성부를 통해 상기 골격점들 중 미리 설정된 특정 골격점들을 한 라인으로 연결하는 가상의 라인 벡터를 생성하는 단계;
상기 제어부가 상기 라인 벡터의 방향과 각도에 대해서 미리 설정된 기준 정보와 비교하여 사용자의 자세가 교정할 자세인지 판단하는 단계; 및
상기 자세가 교정할 자세로 판단된 경우, 상기 제어부가 출력부를 통해 교정 자세에 관련된 정보를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법.
제 6항에 있어서, 상기 교정 자세에 관련된 정보를 출력하는 단계는,
상기 제어부가 디스플레이부를 통해 3차원으로 합성된 인체 이미지를 이용하여 사용자의 교정할 자세 정보를 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법.
제 7항에 있어서, 상기 교정할 자세 정보를 표시하는 3차원 인체 이미지는,
상기 제어부가 상기 정면에서 촬영한 영상 및 상면 자세 이미지 생성부를 통해 생성한 가상의 상면 인체 이미지 및 측면 자세 이미지 생성부를 통해 생성한 가상의 측면 인체 이미지를 합성하여 생성하며,
상기 가상의 인체 이미지는 사용자의 실제 영상 정보에 기초하여, 피부색, 옷색, 옷모양, 얼굴, 머리색, 모리 모양 중 적어도 하나 이상을 적용하여 실제에 가까운 이미지로 생성되는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법.
제 6항에 있어서, 상기 가상의 라인 벡터는,
가슴라인 벡터(V1), 정중라인 벡터(V2), 어깨라인 벡터(V3), 등허리라인 벡터(V4), 골반라인 벡터(V5) 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 가슴라인 벡터(V1)는 가슴 부위에 형성된 골격점(P1, P2, P3)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 어느 일 측 어깨가 올라가거나 내려간 자세를 검출하고, 상기 정중라인 벡터(V2)는 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5)과 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 배 부위의 중심에서 상하로 생성되어 상체가 좌/우로 기울어진 자세를 검출하고, 상기 어깨라인 벡터(V3)는 상기 가슴라인 벡터(V1)의 양 끝 골격점(P1, P3)과 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치 간의 거리 차이를 이용하여 생성하는 벡터로서, 신체의 상면에서 내려다봤을 때 상체가 척추를 기준으로 회전된 자세를 검출하고, 상기 등허리라인 벡터(V4)는 상기 골반라인 벡터(V5)의 중심 골격점(P5) 및 상기 가슴라인 벡터(V1)의 중심 골격점(P2)과 상기 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 장치 간의 거리 차이를 이용하여 생성된 벡터로서, 신체를 측면에서 봤을 때 상체가 골반을 기준으로 앞/뒤로 구부러진 자세를 검출하고, 상기 골반라인 벡터(V5)는 골반 부위에 형성된 골격점(P4, P5, P6)을 한 라인으로 연결하여 생성하는 벡터로서, 어느 일 측 골반이 올라가거나 내려간 자세를 검출하는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법.
제 6항에 있어서,
상기 사용자의 자세가 교정할 자세인지 판단하는 단계에서,
상기 비교 결과에 따라, 상기 라인 벡터의 방향과 각도가 기 설정된 오차 범위를 벗어날 정도의 차이가 발생하는 자세인 경우, 상기 제어부는 상기 사용자의 자세를 교정할 자세로 판단하는 것을 특징으로 하는 자세 검출 및 자세 교정 정보 출력 방법.