KR20200081629A - 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치 및 그 방법 - Google Patents

관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치가 개시된다. 일실시례에 따른 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치는, 댄스 동작 비교의 대상이 되는 관절에 대응하는 관절각 및 관절좌표를 포함하는 레퍼런스 데이터를 생성하고 저장하는 레퍼런스 모델 생성부; 하나 이상의 3D 카메라를 이용해 기설정된 범위 내의 다수의 사용자 동작을 촬영하여 기지정된 관절좌표를 도출하고, 도출한 관절좌표를 이용하여 관절각을 측정하여, 도출된 관절좌표와 측정된 관절각을 포함하는 사용자 동작 데이터를 생성하는 사용자 동작 데이터 추출부; 레퍼런스 데이터의 관절각과 사용자 동작 데이터의 관절각을 비교하여 사용자 동작의 정확도를 측정하여 점수화하는 비교 데이터 스코어링부; 및 레퍼런스 데이터에 기초한 레퍼런스 동작 영상과, 실시간 사용자 동작을 화면 일측에 디스플레이하고, 비교 데이터 스코어링부에서 점수화한 정확도를 화면 타측에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

Description

관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치 및 그 방법{DANCE EVALUATION DEVICE USING JOINT ANGLE COMPARISON AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 그룹 댄스 동작의 채점을 자동화하는 댄스 평가 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 건강에 대한 관심이 지대하게 높아지고 있으며 특히 고령 인구의 급격한 증가로 고령 인구의 건강관리에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 관심을 반영하여 재활의료시설이나 노인복지시설에서 재활 운동 및 건강 증진 프로그램을 제공하고 있다.
재활의료시설 및 노인복지시설의 프로그램은 다수를 대상으로 정해진 시간 내에 진행되기 때문에 프로그램의 참여자 모두를 관리하기 위해서는 프로그램 관리자의 강도 높은 노동이 필요하다.
한편, 노인 운동을 위한 운동 기구들이 개발되어 시판되고 있지만, 이들 대다수의 운동 기구는 기구의 사용자가 한 명으로 제한되어 있는 경우가 많아 노인의 참여 유도가 어렵고 타인의 도움 없이 정확한 동작을 판단하기 힘들다는 문제점이 있다.
따라서, 사용자의 동작을 정확하게 인식하여 댄스 동작을 간편히 평가할 수 있는 댄스 평가 장치 및 그 방법에 관한 연구가 요구된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 단체원의 댄스에 대한 평가방법을 관절각 비교를 통해 자동화함으로써, 재활환자들의 재활 댄스 동작에 흥미요소를 부여하고, 다수의 고령층의 적극적인 참여를 유도하는 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기설정된 기준 데이터와의 사용자의 동작데이터를 비교하여 자동으로 정확도를 평가함으로써, 댄스 동작의 정확도를 타인의 도움 없이 객관적으로 판단할 수 있는 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 댄스 동작 중 핵심 동작을 레퍼런스 동작 데이터와 비교하여 정확도를 판단함으로써, 적은 연산량을 통해 정확하고 효과적인 정확도 판단이 가능한 댄스 평가 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 댄스 동작 비교를 위한 관절각 추출에서 두 개의 관절좌표만을 이용하여 관절각을 계산함으로써, 신속하고 간결한 정확도 판단이 이루어지는 댄스 평가 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치는, 댄스 동작 비교의 대상이 되는 관절에 대응하는 관절각 및 관절좌표를 포함하는 레퍼런스 데이터를 생성하고 저장하는 레퍼런스 모델 생성부; 하나 이상의 3D 카메라를 이용해 기설정된 범위 내의 다수의 사용자 동작을 촬영하여 기지정된 관절좌표를 도출하고, 도출한 관절좌표를 이용하여 관절각을 측정하여, 도출된 관절좌표와 측정된 관절각을 포함하는 사용자 동작 데이터를 생성하는 사용자 동작 데이터 추출부; 레퍼런스 데이터의 관절각과 사용자 동작 데이터의 관절각을 비교하여 사용자 동작의 정확도를 측정하여 점수화하는 비교 데이터 스코어링부; 및 레퍼런스 데이터에 기초한 레퍼런스 동작 영상과, 실시간 사용자 동작을 화면 일측에 디스플레이하고, 비교 데이터 스코어링부에서 점수화한 정확도를 화면 타측에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.
또한, 비교 데이터 스코어링부는, 사용자에게 제공된 레퍼런스 데이터와 하나 이상의 사용자 동작 데이터 각각의 관절각을 비교하는 데이터 비교부; 및 비교한 관절각의 일치여부에 대응하여 사용자 동작을 점수화하는 점수 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 점수 산출부는 하나 이상의 사용자 동작 데이터를 한 명의 사용자 당 점수화하는 개인 점수 모드와, 하나 이상의 사용자를 한 팀으로 처리하여 각각의 개인 점수를 합산한 뒤 점수화하는 종합 점수 모드 중 적어도 하나가 선택적으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용자 동작 데이터 추출부는, 하나 이상의 3D 카메라를 통해 기설정된 사용자의 목표 관절좌표 S(x,y,z)와 상기 목표 관절좌표와 가장 인접한 거리의 인접 관절좌표 E(x',y',z')을 저장하여 두 좌표 사이의 거리를 추출하고, 목표 관절좌표는 원점으로 이동하고 인접 관절좌표는 추출된 좌표 간의 거리에 기초하여 변동 관절좌표 T(dx,dy,dz)로 이동하며 원점에서부터 변동 관절좌표까지의 벡터 V를 3차원 직각 좌표계내의 xy면에 사영하여 벡터 V1을 구하고 상기 벡터 V1와 x축과의 각도인
Figure pat00001
과 xz면에 사영하여 벡터 V2를 구하고 벡터 V2와 x축과의 각도인
Figure pat00002
를 구해 목표 관절좌표에 관한 데이터를 구하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치는 단체원의 댄스에 대한 평가방법을 관절각 비교를 통해 자동화함으로써, 재활환자들의 재활 댄스 동작에 흥미요소를 부여하고, 다수의 고령층의 적극적인 참여를 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치는 기설정된 기준 데이터와의 사용자의 동작데이터를 비교하여 자동으로 정확도를 평가함으로써, 댄스 동작의 정확도를 타인의 도움 없이 객관적으로 판단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치는 사용자의 댄스 동작 중 임의의 핵심 동작을 레퍼런스 동작 데이터와 비교하여 정확도를 판단함으로써, 적은 연산량을 통해 정확하고 효과적인 정확도 판단이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치는 댄스 동작 비교를 위한 관절각 추출에서 두 개의 관절좌표만을 이용하여 관절각을 계산함으로써, 신속하고 간결한 정확도 판단이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따라 관절각 비교를 위한 사용자 그룹의 댄스 영상을 수집하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따라 관절각 수치 계산을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치의 댄스 동작 비교를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시례에 따라 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치의 디스플레이 화면을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일실시례에 따른 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치의 순서도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시례 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시례에 따라 관절각 비교를 위한 사용자 그룹의 댄스 영상을 수집하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시례에 따라 관절각 수치 계산을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치의 댄스 동작 비교를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시례에 따라 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치의 디스플레이 화면을 설명하기 위한 도면이고, 도 6는 본 발명의 일실시례에 따른 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치의 순서도이다.
도 1을 참고하면, 레퍼런스 모델 생성부(110)는, 댄스 동작 비교의 대상이 되는 관절에 대응하는 관절각 및 관절좌표를 포함하는 레퍼런스 데이터를 생성하고 저장할 수 있다.
이를 위해 레퍼런스 모델 생성부(110)에서는 인체의 여러 관절 중 댄스 동작에 사용되는 주요 관절을 기저장하고, 댄스 동작 비교를 위한 관절에 대응하는 관절각 및 관절좌표를 포함하는 레퍼런스 데이터를 생성한 후 효과적인 댄스 동작 비교를 위하여 전체 댄스 동작 중 핵심 동작을 미리 지정하며 상기 핵심 동작에 대한 관절각 및 관절좌표의 데이터를 저장할 수 있다.
사용자 동작 데이터부(120)는 하나 이상의 3D 카메라를 이용해 기설정된 범위 내의 다수의 사용자 동작을 촬영하여 기지정된 관절좌표를 도출하고, 상기 도출한 관절좌표를 이용하여 관절각을 측정하여, 상기 도출된 관절좌표와 상기 측정된 관절각을 포함하는 사용자 동작 데이터를 생성할 수 있다.
일례로, 사용자 동작 데이터부(120)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 3D 카메라를 이용해 기설정된 범위 내의 다수의 사용자 동작을 촬영하고 각각의 3D 카메라에서 촬영된 영상을 종합하여 전체 사용자의 관절각 및 관절좌표를 추출할 수 있다.
관절각 및 관절좌표를 산출하는 과정은 도 3을 참고하면, 사용자 신체에 포함된 다수의 관절 중 관절각을 산출하기 위한 목표 관절의 목표 관절좌표 S(x,y,z)와 상기 목표 관절과 가장 인접한 관절의 인접 관절좌표 E(x',y',z') 각각의 좌표값 거리인 dx, dy, dz를 하기 [수학식 1]에 따라 산출하여 상기 각 좌표값 거리를 3차원 직각좌표계에 사영하여 (dx,0,0), (0,dy,0) 및 (0,0,dz)를 생성함으로써, 목표 관절좌표를 원점으로 하는 목표 관절좌표 S와 인접 관절좌표 E의 변동 관절좌표 T(dx,dy,dz)를 생성할 수 있다.
원점인 상기 목표 관절좌표 S에서 상기 변동 관절좌표 T를 향하는 벡터 V가 정의되며, 상기 벡터 V를 xy평면에 사영한 벡터 V1과 상기 벡터 V를 xz평면에 사영한 벡터 V2를 생성할 수 있다. 이때, 상기 V1과 x축이 이루는 각
Figure pat00003
과 및 상기 V2와 x축이 이루는 각
Figure pat00004
를 하기 [수학식 2]에 의해 산출하고, 하기 [수학식 3]에 의해 상기
Figure pat00005
과
Figure pat00006
의 평균값을 이용하여 목표관절의 관절각도 ∠dxdydz를 추출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
[수학식 2]
Figure pat00010
Figure pat00011
[수학식 3]
관절각도 ∠dxdydz
Figure pat00012
예를 들면, 기설정된 핵심 동작 중 팔꿈치의 관절각과 관절각도를 추출하고자 하는 경우, 상기 과정을 통해 팔꿈치라는 목표 관절좌표 S(x,y,z)를 추출할 수 있고, 이와 가장 인접한 관절인 손목 관절의 좌표인 인접 관절좌표 E(x',y',z')의 3차원 좌표값을 추출할 수 있다.
이후 팔꿈치 관절좌표 S(x,y,z)와 손목 관절좌표 E(x',y',z')의 각 좌표값 간의 차이를 이용하여 좌표값 거리 dx, dy, dz를 3차원 직각좌표계에 사영하여 3개의 좌표 (dx,0,0), (0,dy,0) 및 (0,0,dz)를 생성하고, 상기 팔꿈치 관절좌표 S(x,y,z)를 원점으로 하여 생성되는 손목 관절좌표 E(x',y',z')의 새로운 변동 관절좌표인 T(dx,dy,dz)를 산출할 수 있다.
따라서, 상기 변동된 좌표계에서의 원점인 좌표 S에서 상기 변동좌표 T를 향하는 벡터 V를 정의하고, 벡터 V를 xy평면에 사영한 벡터 V1과 상기 벡터 V를 xz 평면에 사영한 벡터 V2를 생성한 후, 벡터 V1과 x축이 이루는 각
Figure pat00013
과 벡터 V2와 x축이 이루는 각
Figure pat00014
를 상기 [수학식 2]에서와 같이 산출할 수 있다. 이후, 상기 각
Figure pat00015
과 각
Figure pat00016
의 평균을 이용하여 상기 팔꿈치 관절의 관절각을 산출할 수 있다.
다시, 도 1을 참고하면, 비교 데이터 스코어링부(130)는 상기 레퍼런스 데이터의 관절각과 상기 사용자 동작 데이터의 관절각을 비교하여 사용자 동작의 정확도를 측정하여 점수화할 수 있다.
이를 위해 비교 데이터 스코어링부(130)는 상기 레퍼런스 모델 생성부(110)에서 생성된 핵심 동작의 관절각 및 관절좌표와 상기 사용자 동작 데이터 추출부(120)에서 추출한 사용자의 관절각 및 관절좌표를 비교하여 정확도를 판단하는 데이터 비교부(131) 및 상기 데이터 비교부(131)에서 판단한 정확도를 기준으로 사용자 데이터를 점수화하는 점수 산출부(132)를 포함할 수 있다.
한편, 정확하고 공정한 댄스 동작 비교를 위하여 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 레퍼런스 모델 생성부(110)에 의해 기설정된 핵심 동작 셋 중 댄스 프로그램 당 기설정된 개수만큼 핵심 동작을 임의로 할당하고 기지정된 핵심 동작이 정해진 시간 범위 내에 차례대로 수행되는지를 확인하여 효과적인 댄스 동작 비교가 가능하다.
예를 들어, 레퍼런스 데이터에 저장된 댄스 동작이 50가지(key frame set)이고, 댄스 동작 비교를 위한 핵심 동작이 20가지(selected key frame)로 설정된다면, 댄스 프로그램 시작에 앞서 전체 50가지 댄스 동작 중 무작위로 20가지가 선택되고 상기 무작위로 선택된 핵심 동작이 정해진 시간 범위 내에 차례대로 수행되는 지를 판단하여 정확도를 산출할 수 있다.
이와 같이 핵심 동작 비교를 이용하여 사용자 댄스 동작의 정확도 측정을 효과적으로 할 수 있고, 댄스 프로그램의 핵심 동작을 무작위로 설정함으로써 핵심 동작이 유출되어 발생할 수 있는 심사의 공정성에 관한 문제를 예방할 수 있다.
또한, 상기와 같이 선택된 핵심 동작(selected key frame)과 사용자의 실제 댄스 동작을 비교하는 과정에서, 단순히 핵심 동작(selected key frame)이 사용자의 댄스 동작 내에 포함되는지 여부를 판단하는 것이 아니라, 각 핵심 동작마다 대응하는 시간값을 부여하여 상기 시간값이 일치하는지 여부도 정확도 판단에 함께 활용할 수 있다.
보다 상세하게는, 10분에 걸쳐 진행되는 댄스 프로그램에서 핵심 동작 20개를 사용자의 댄스 동작과 비교하여 정확도를 측정하되, 20개의 동작 각각에 시간값(ex. 시간범위)이 할당되어 핵심 동작과 대응하는 사용자의 댄스 동작의 유사여부를 판단하는 동시에 상기 시간범위 내에서 사용자의 동작이 실행되었는지 여부를 함께 판단할 수 있다.
즉, 20개의 동작 중 제1동작은 댄스 프로그램 시작 후 20초~25초 사이에 실행되어야 하는 것으로 시간범위를 갖는다면, 상기 제1동작이 사용자의 댄스동작에 정확하게 표현되었는지 여부와 함께 시간범위 내에서 실행되었는지가 종합적으로 판단되어 스코어링될 수 있다.(ex. 시간범위 내에서 실행되지 않은 경우는 감점처리)
한편, 상기 레퍼런스 데이터와 비교한 사용자 댄스 동작의 정확도는 하기 [수학식 4]에 의해 산출될 수 있으며, 단순히 관절의 움직임을 판단하는 것이 아니라 관절각을 비교함으로써, 레퍼런스 모델과 사용자 스케일의 차이에 관계없이 정확한 정확도 산출이 가능하다.
[수학식 4]
정확도
Figure pat00017
즉, [수학식 4]에서는 상기 레퍼런스 모델 생성부(110)에서 생성된 레퍼런스 데이터와 사용자가 수행한 댄스 동작을 비교하기 위해 사용자 신체 관절 부분의 관절각을 추출하고 레퍼런스 데이터에 저장된 관절각과의 각도차를 산출할 수 있다.
상기에서 레퍼런스 관절각은 레퍼런스 데이터에 저장된 관절각을 의미하며, 사용자 측정 관절각은 사용자가 댄스 동작을 수행하는 과정에서 형성되는 각 관절의 각도 추출을 의미한다.
상기 [수학식 4]에서는, 오차율 계산을 위해 레퍼런스 관절각을 분모값으로 사용할 수 있고, 오차율의 반대인 일치율을 구하기 위해 (1-오차율)을 적용하고 100을 곱셈 연산함으로써 정확도(%)를 산출할 수 있다.
산출되는 정확도는 전혀 일치하지 않을 경우 0%이고, 정확히 일치할 경우 100%로 계산되며 0~100% 사이에서 임의의 관절에 대한 정확도가 산출될 수 있다.
또한, 각 관절마다의 정확도 값을 이용하여 전체 관절에 대한 평균 정확도도 측정할 수 있는데, 이는 하기 [수학식 5]와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00018
여기서, 정확도i는 i번째 관절의 정확도, 전체 관절 개수는 n으로 표시한다.
따라서 상기 [수학식 5]를 통해 산출된 평균정확도는 레퍼런스 데이터와 사용자의 댄스 동작의 유사도 지표로 활용할 수 있다.
한편, 비교 데이터 스코어링부(130)는 다수의 사용자에 대한 댄스 정확도를 측정할 수 있으며, 각 사용자에 대한 정확도 점수를 합산하여 단체 댄스 동작에 대한 그룹 점수를 산출할 수 있다.
이는 단체 댄스 동작에 대한 정확도 측정이 가능해 질 수 있어, 개인에 대한 댄스 평가뿐만 아니라 단체에 대한 댄스 평가도 용이하게 이루어질 수 있다.
다시, 도 1을 참고하면, 디스플레이부(140)는 상기 레퍼런스 모델 생성부(110)에서 생성된 레퍼런스 데이터에 기초한 레퍼런스 동작 영상과, 상기 사용자 동작 데이터 추출부(120)에서 촬영한 실시간 사용자 동작을 화면 일측에 디스플레이하고, 상기 비교 데이터 스코어링부(130)에서 점수화한 정확도를 화면 타측에 디스플레이할 수 있다.
일례로, 상기 디스플레이부(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 레퍼런스 모델 생성부(110)에 저장된 데이터를 활용하여 댄스 동작의 기준 모델 이미지(510)를 디스플레이하며 사용자 동작 데이터 추출부(120)에서 촬영되는 실시간 사용자 화면(520)을 디스플레이할 수 있다. 또한, 댄스 프로그램이 끝나고 나면 상기 비교 데이터 스코어링부(130)에서 산출한 정확도에 기초하여 각 사용자 별 정확도 측정 결과 화면(530)을 디스플레이할 수 있다.
상기 댄스 동작의 기준 모델 이미지(510)는 상기 레퍼런스 모델 생성부(110)에 저장된 레퍼런스 데이터에 기초한 가상의 인물 모델 이미지로 사용자가 용이하게 따라할 수 있도록 댄스 동작의 기준을 제공할 수 있다.
또한, 상기 실시간 사용자 화면(520)은 다수의 3D 카메라로 촬영되고 있는 사용자 영상이 실시간으로 화면 일측에 디스플레이되며 사용자의 댄스 동작의 방향 내지 움직임의 정도를 상기 기준 모델 이미지(510)와 비교하여 사용자 의 댄스 동작 수행을 보조할 수 있다.
또한, 상기 사용자 별 정확도 측정 결과 화면(530)은 다수의 3D 카메라가 인식한 사용자의 인원만큼 레퍼런스 데이터와 사용자 동작의 관절각을 비교하여 산출한 정확도를 0~100% 사이의 수치로 각 사용자 별로 디스플레이할 수 있다.
이는 타인의 도움 없이 사용자 본인이 수행하고 있는 댄스 동작과 기준 모델 이미지(510)와의 직관적인 비교가 가능하며, 상기 사용자 별 정확도 측정 결과 화면(530)을 통해 사용자와 댄스 평가 담당자 모두가 동일한 결과 확인이 가능하다.
이하에서는 도 6을 참고하여 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 방법을 보다 상세하게 설명한다.
관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 방법은 상기에서 언급한 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 하기에서는 상기 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치의 세부구성 전부 또는 일부가 적용될 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
단계(610)에서는 댄스 동작 비교의 대상이 되는 관절에 대응하는 관절각 및 관절좌표를 포함하는 레퍼런스 데이터를 생성하고 저장할 수 있다.
단계(620)에서는 하나 이상의 3D 카메라를 이용해 기설정된 범위 내의 다수의 사용자 동작을 촬영하여 기지정된 관절좌표를 도출하고, 상기 도출한 관절좌표를 이용하여 관절각을 측정하여, 상기 도출된 관절좌표와 상기 측정된 관절각을 포함하는 사용자 동작 데이터를 생성할 수 있다.
단계(630)에서는 상기 레퍼런스 데이터의 관절각과 상기 사용자 동작 데이터의 관절각을 비교하여 사용자 동작의 정확도를 측정하여 점수화할 수 있다.
단계(640)에서는 기의 레퍼런스 데이터에 기초한 레퍼런스 동작 영상과, 실시간 사용자 동작을 화면 일측에 디스플레이하고, 상기 점수화한 정확도를 화면 타측에 디스플레이할 수 있다.
상기 본 발명의 일실시례에서와 같이 레퍼런스 모델 데이터와 사용자 동작 데이터를 비교하기 위해 각도를 사용하는 경우 카메라와 사용자간의 거리에 따른 크기 차이에도 항상 일정한 값을 유지할 수 있고, 사용자와 레퍼런스 모델간의 신체비율 차이가 발생하는 경우에도 데이터를 확대, 축소, 형태변환 등의 리사이징할 필요 없이 각도 비교가 가능하다.
따라서, 리사이징을 통해 비교가 이루어지는 경우 정확도가 다수 떨어지나, 본 발명의 일실시례는 리사이징 없이 각도 비교가 이루어지므로 사용 동작의 정확도 측정이 보다 정확해 질 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시례에 따르면, 기설정된 기준 데이터와의 사용자의 동작데이터를 비교하여 자동으로 정확도를 평가함으로써, 댄스 동작의 정확도를 타인의 도움 없이 객관적으로 판단이 가능한 관절각 비교를 통한 댄스 평가 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시례에 따르면, 댄스 동작을 수행하는 사용자의 관절각 정보를 포함한 동작 데이터를 추출하기 위해 2개의 관절좌표만을 활용하여 관절각을 추출함으로써, 관절각 추출을 위한 연산량을 줄이면서도 정확한 관절각 측정이 가능한 댄스 평가 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시례에 따르면, 전체 댄스 동작 비교가 아닌 기 지정된 핵심 동작만을 비교함으로써 적은 연산량으로 효과적인 정확도 측정이 가능한 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치가 제공될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 :　레퍼런스 모델 생성부
120 :　사용자 동작 데이터 추출부
130 :　비교 데이터 스코어링부
131 :　데이터 비교부
132 :　점수 산출부
140 :　디스플레이부

Claims (5)

  1. 댄스 동작 비교의 대상이 되는 관절에 대응하는 관절각 및 관절좌표를 포함하는 레퍼런스 데이터를 생성하고 저장하는 레퍼런스 모델 생성부;
    하나 이상의 3D 카메라를 이용해 기설정된 범위 내의 다수의 사용자 동작을 촬영하여 기지정된 관절좌표를 도출하고, 상기 도출한 관절좌표를 이용하여 관절각을 측정하여, 상기 도출된 관절좌표와 상기 측정된 관절각을 포함하는 사용자 동작 데이터를 생성하는 사용자 동작 데이터 추출부;
    상기 레퍼런스 데이터의 관절각과 상기 사용자 동작 데이터의 관절각을 비교하여 사용자 동작의 정확도를 측정하여 점수화하는 비교 데이터 스코어링부; 및
    상기 레퍼런스 데이터에 기초한 레퍼런스 동작 영상과, 실시간 사용자 동작을 화면 일측에 디스플레이하고, 상기 비교 데이터 스코어링부에서 점수화한 정확도를 화면 타측에 디스플레이하는 디스플레이부;
    를 포함하는 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교 데이터 스코어링부는,
    사용자에게 제공된 레퍼런스 데이터와 하나 이상의 사용자 동작 데이터 각각의 관절각을 비교하는 데이터 비교부; 및
    상기 비교한 관절각의 일치여부에 대응하여 사용자 동작을 점수화하는 점수 산출부를 포함하는 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 점수 산출부는,
    하나 이상의 사용자 동작 데이터를 한 명의 사용자 당 점수화하는 개인 점수 모드와, 하나 이상의 사용자를 한 팀으로 처리하여 각각의 개인 점수를 합산한 뒤 점수화하는 종합 점수 모드 중 적어도 하나가 선택적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 동작 데이터 추출부는,
    상기 하나 이상의 3D 카메라를 통해 기설정된 사용자의 목표 관절좌표 S(x,y,z)와 상기 목표 관절좌표와 가장 인접한 거리의 인접 관절좌표 E(x',y',z')을 저장하여 두 좌표 사이의 거리를 추출하고, 상기 목표 관절좌표는 원점으로 이동하고 상기 인접 관절좌표는 상기 추출된 좌표 간의 거리에 기초하여 변동 관절좌표 T(dx,dy,dz)로 이동하며 원점에서부터 상기 변동 관절좌표까지의 벡터 V를 3차원 직각 좌표계내의 xy면에 사영하여 벡터 V1을 구하고 상기 벡터 V1와 x축과의 각도인
    Figure pat00019
    과 xz면에 사영하여 벡터 V2를 구하고 상기 벡터 V2와 x축과의 각도인
    Figure pat00020
    를 구해 상기 목표 관절좌표에 관한 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 장치.
  5. 댄스 동작 비교의 대상이 되는 관절에 대응하는 관절각 및 관절좌표를 포함하는 레퍼런스 데이터를 생성하고 저장하는 단계;
    하나 이상의 3D 카메라를 이용해 기설정된 범위 내의 다수의 사용자 동작을 촬영하여 기지정된 관절좌표를 도출하고, 상기 도출한 관절좌표를 이용하여 관절각을 측정하여, 상기 도출된 관절좌표와 상기 측정된 관절각을 포함하는 사용자 동작 데이터를 생성하는 단계;
    상기 레퍼런스 데이터의 관절각과 상기 사용자 동작 데이터의 관절각을 비교하여 사용자 동작의 정확도를 측정하여 점수화하는 단계; 및
    상기의 레퍼런스 데이터에 기초한 레퍼런스 동작 영상과, 실시간 사용자 동작을 화면 일측에 디스플레이하고, 상기 점수화한 정확도를 화면 타측에 디스플레이하는 단계;
    를 포함하는 관절각 비교를 통한 단체 댄스 평가 방법.
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