KR20210073307A

KR20210073307A - 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템 및 이를 이용한 색상-촉각패턴 변환 방법

Info

Publication number: KR20210073307A
Application number: KR1020190163993A
Authority: KR
Inventors: 조준동
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2021-06-18
Also published as: KR102336051B1

Abstract

본 발명에 따른 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템은, 이미지에 포함된 색을 분석하여 이미지의 색 정보를 생성하고, 생성된 색 정보에 기초하여 색상-촉각패턴 변환 알고리즘에 따라 색상 패턴으로 변환하는 색상-촉각패턴 변환 장치; 및 상기 색상 패턴에 기초하여 부조(relief) 형태의 색상-촉각패턴을 출력하는 색상-촉각패턴 출력 장치를 포함하고, 상기 변환 알고리즘은 삼원색을 각각 점, 곡선 및 직선으로 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 삼원색 이외 색상을 삼원색의 조합에 대응하게 점, 곡선 및 직선을 조합하여 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 명도를 색상 패턴 상의 점, 곡선 및 직선의 개수에 따라 구별되게 나타내고, 채도를 색상 패턴 상의 점, 곡선 및 직선의 굵기에 따라 구별되게 나타낸다.

Description

색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템 및 이를 이용한 색상-촉각패턴 변환 방법{Color-Tactile_Pattern Transformation System for Color Recognition and Method Using the Same}

본 발명은 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템 및 이를 이용한 색상-촉각패턴 매칭 방법 에 관한 것이다.

일반적으로 알려져 있는 점자와 같은 촉각패턴은 눈으로 사물을 식별할 수 없는 시각장애인이 사물을 용이하게 식별할 수 있도록 지면에 일정한 형태의 점을 돌출시켜 이를 손가락 끝으로 만져서 문자 및 부호를 인식할 수 있도록 한 것이다.

점자는 특수 재질의 종이에 점필이나 프레스 기기를 이용하여 타공되지 않을 정도의 돌출부를 형성하는 것이 일반적이다. 이러한 점자는 시각 장애인에게 촉각에 의해 문자를 인식하게 하는 필수적 수단으로서, 점자가 만들어진 이후 점차 점자 보급률이 늘어나면서 점자는 시각장애인들의 굳건한 재활의 초석이 되어 왔다. 점자도서를 전문적으로 발간하는 점자도서관이나 복지관 등이 꾸준히 늘어왔으며 이들 기관에서는 다양한 종류의 책과 잡지들을 점자로 제작하고 있다. 도서의 제작 과정도 과거에는 수작업에 의존하던 것이 현재는 점자 프린터기, 고속자동제판기 등의 보급으로 도서의 대량출판도 가능해졌다. 또한 최근에는 지하철 난간이나 엘리베이터, 택시의 문 손잡이 등에서도 시각장애인을 위한 금속판에 새겨진 점자를 접할 수 있게 되었다.

한국등록특허 10-1752351호에는 일반 출판도서의 인쇄면을 촬영한 이미지를 이용하여 문자를 인식한 후, 문자를 점자로 변환하여 출력하는 점자모듈에 나타나도록 함과 동시에 도서의 각 페이지의 문장 또는 단어 등의 글자 순서를 앞뒤로 선택하여 읽을 수 있는 도서 내용 점자 출력장치가 개시되어 있다. 다만, 상기 등록특허는 문자만을 인식하여 점자로 출력하므로 도서 내용에 삽입되어 있는 그림이나 이미지 등 비문자에 대해서는 점자로 출력할 수 없다는 한계가 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 촉각적인 색상 인지에 기여할 수 있는 색상-촉각패턴 변환 시스템 및 이를 이용한 색상-촉각패턴 변환 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템은, 이미지에 포함된 색을 분석하여 이미지의 색 정보를 생성하고, 생성된 색 정보에 기초하여 색상-촉각패턴 변환 알고리즘에 따라 색상 패턴으로 변환하는 색상-촉각패턴 변환 장치; 및 상기 색상 패턴에 기초하여 부조(relief) 형태의 촉각패턴을 출력하는 촉각패턴 출력 장치를 포함하고, 상기 변환 알고리즘은 삼원색을 각각 점, 곡선 및 직선으로 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 삼원색 이외 색상을 삼원색의 조합에 대응하게 점, 곡선 및 직선을 조합하여 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 명도를 색상 패턴 상의 점, 곡선 및 직선의 개수에 따라 구별되게 나타내고, 채도를 색상 패턴 상의 점, 곡선 및 직선의 굵기에 따라 구별되게 나타낸다.

바람직하게는, 변환 알고리즘은 제1차 색인 빨간색, 노란색, 파란색을 각각 점, 직선 및 곡선으로 표현된 제1차 색 패턴으로 변환하고, 제1차 색을 혼합하여 생성한 제2차 색을 상기 제1차 색 패턴을 조합하여 나타낸 제2차 색 패턴으로 변환하고, 제1차 색과 제2차 색을 혼합하여 생성한 제3차 색을 제1차 색 패턴과 제2차 색 패턴을 조합한 제3차 색 패턴으로 변환한다.

바람직하게는, 상기 변환 알고리즘은 제1차 색 또는 제2차 색에 임의의 색이 추가되어 톤이 보정된 경우, 톤의 보정을 나타내기 위해 색상 패턴의 미리 설정된 위치에 상기 추가된 색상에 매칭되는 패턴을 추가한다.

바람직하게는, 상기 변환 알고리즘은 무채색을 유채색의 색상 패턴에 포함되는 점보다 작은 점으로 구성된 색상 패턴으로 변환하고, 상기 무채색의 명도를 상기 색상 패턴 상의 점의 개수에 따라 구별되게 나타낸다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템은 이미지에 포함된 색을 분석하여 이미지의 색 정보를 생성하여 촉각패턴 변환 알고리즘에 따라 색상 패턴으로 변환하는 촉각패턴 변환 장치; 및 상기 색상 패턴에 기초하여 부조(relief) 형태로 촉각패턴을 출력하는 촉각패턴 출력 장치를 포함하고, 상기 변환 알고리즘은 삼원색을 삼각형상의 좌변과 우변 및 삼각형상의 둘레에 배치되는 점의 조합에 의해 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 상기 명도를 색상 패턴 상의 선의 두께에 따라 구별되게 변환하며, 상기 채도를 색상 패턴 상의 점의 크기에 따라 구별되게 나타낸다.

바람직하게는, 변환 알고리즘은 2차 색 또는 3차 색을 색상 패턴 상의 점의 개수 및 점의 위치에 따라 구별되게 나타내도록 변환한다.

바람직하게는, 변환 알고리즘은 제1차 색 또는 제2차 색에 임의의 색이 추가되어 톤이 보정된 경우, 톤의 보정을 추가된 색상에 따라 색상 패턴 상의 삼각형상의 우변의 모양 또는 굵기를 변화시켜 나타낸다.

바람직하게는, 변환 알고리즘은 무채색을 삼각형상의 좌변과 우변으로 구성된 색상 패턴으로 변환하고, 무채색의 명도를 상기 색상 패턴 상의 좌변과 우변의 선 굵기에 따라 구별되게 나타낸다.

바람직하게는, 상기 점자 변환 장치는 이미지의 엣지를 검출하고 검출된 엣지 정보를 상기 촉각패턴 출력 장치에 전달하고, 상기 촉각패턴 출력 장치는 상기 엣지 정보에 기초하여 이미지의 엣지를 부조형태의 촉각패턴으로 출력한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템 및 이를 이용한 색상-촉각패턴 변환에 의해, 시각장애인(전맹)에게 색상-촉각패턴 공감각을 사용하여 손가락 끝을 이용한 색상-촉각패턴 공감각적 인지를 가능하게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 한번의 손가락 탭핑(tapping)을 통해서 59가지 대표 색상을 인식할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색상-촉각패턴 변환 시스템의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색상-촉각패턴 변환 장치의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 색상-촉각패턴 변환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대표 색상을 나타내는 색상표이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘의 주요 3원색을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘과 태극기의 비교 설명을 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘에서 톤 정보 변환을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에 따른 변환 알고리즘에서 명도와 채도 변환을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘에 따라 표시된 색상 패턴을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각형 변환 알고리즘의 주요 3원색을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각형 변환 알고리즘에 따라 표시된 색상 패턴을 도시한 도면이다.
도 12는 빈센트 반 고흐의 "Starry Night"을 나타낸 도면이다.
도 13은 도 10의 명화를 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘에 따라 나타낸 색상 패턴을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 10의 명화를 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각형 변환 알고리즘에 따라 나타낸 색상 패턴을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 4색을 나타낸 색상 패턴을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 15를 이용한 사용성 평가에 따른 결과 그래프이다.

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.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 설명에 앞서, 본 발명에서 설명하는 색의 3요소는 색상, 명도, 채도를 의미한다.

색상은 빨강, 노랑, 파랑 등과 같이 다른 색과 구별되는 색의 고유한 명칭으로 색조의 차이를 의미한다. 색상은 유채색에만 있고 무채색에는 없다.

명도는 색의 밝기에 따라 속성을 척도화시킨 것이며, 채도는 색의 순도로 맑고 탁한 정도를 의미한다. 명도는 유채색에만 있고 무채색에는 없으며, 한 색상에서 채도가 가장 높은 색을 원색(vivid)이라고 한다. 원색에 무채색이 혼합되면 색의 순도가 떨어지는 것으로 채도가 낮아진다. 일 예로, 진한 빨강과 같은 원색은 채도가 매우 높은 색인데 흰 색이 섞이면 비율에 따라 진분홍, 분홍, 연분홍으로 변화되며 점점 채도가 떨어지게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색상-촉각패턴 변환 시스템(10)의 구성을 설명하는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색상-촉각패턴 변환 장치(100)의 구성을 설명하는 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 색상-촉각패턴 변환 시스템(10)은 색상-촉각패턴 변환 장치(100) 및 색상-촉각패턴 출력 장치(200)를 포함한다.

색상-촉각패턴 변환 장치(100)는 획득된 이미지로부터, 색상, 채도 및 명도 등의 색 정보를 분석하고, 분석된 색 정보를 변환 알고리즘에 따라 색상 패턴으로 변환하는 장치이다.

점자 변환 장치(100)는 2에 도시한 바와 같이 프로세싱을 처리하는 컴퓨터(computer)로서, PC, MCU 등일 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 색상-촉각패턴 변환 장치(100)는 이미지 획득부(110), 색 정보 분석부(130), 엣지 검출부(150) 및 색상-촉각패턴 변환부(170)를 포함할 수 있다.

이미지 획득부(110)는 이미지 데이터를 획득한다. 이미지 획득부(110)는 전술한 이미지 캡쳐장치(20)로부터 이미지 데이터를 전송받거나, 다른 입력 수단 예를 들어, 통신부 또는 USB 인터페이스를 통해 획득할 수 있다.

색 정보 분석부(130)는 이미지 데이터를 분석하여 이미지에 포함된 색상, 채도 및 명도에 따라 색 정보를 생성한다. 이미지 데이터를 분석하여 색 정보를 생성하는 방법에 대해서는 이미 알려진 종래 기술인 바, 본 실시예에서는 상세한 설명은 생략한다.

엣지 검출부(150)는 이미지 데이터의 색 정보에 기초하여 이미지에서의 엣지(경계선)를 검출한다.

촉각패턴 변환부(170)는 상기 색 정보 분석부(130)에 의해 획득한 색상, 채도, 명도 중 어느 하나 이상을 포함하는 색 정보를 미리 저장된 변환 알고리즘을 이용하여 색상 패턴으로 변환한다. 변환 알고리즘에 대하여는 후술한다.

촉각 출력 장치(200)는 엣지 검출부(150)에 의해 검출된 엣지 및 촉각 변환부(170)에 의해 변환된 촉각패턴 정보에 기초하여 시각을 제외한 촉각만으로 인지가능하도록 부조(relief) 형태로 촉각패턴을 출력하는 장치이다. 예컨대 촉각패턴 출력 장치(200)는 3D 프린터 또는 스웰 머신(swell machine)일 수 있다.

색상-촉각패턴 변환 시스템(10)은 이미지 캡쳐장치(20)를 더 포함할 수 있다. 이미지 캡쳐장치(20)는 이미지 또는 비디오를 입력받는 광학 장치일 수 있다. 예를 들어, 이미지 캡쳐장치(20)는 스캐너, 카메라, 웹캠, 3D 카메라 중 선택된 어느 하나 일 수 있다.

물론, 이러한 색상-촉각패턴 변환 장치 및 색상-촉각패턴 변환 시스템의 하드웨어 구성은 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 색상-촉각패턴 변환 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대표 색상을 나타내는 색상표이다.

도 3을 참조하면, 이미지 데이터를 분석하여 색상, 채도 및 명도 등의 색 정보를 생성한다(S100).

이미지의 화소의 색상 유사도를 측정하고 양자화(quantization)를 통해 유사한 색상들을 대표색상으로 변환한다. 복잡한 이미지의 양자화를 위해 예컨대 먼저 PGF(Peer Group Filtering)기법을 이용하여 양자화 레벨을 결정한다. 다음 결정한 레벨에 따라 양자화를 수행함으로써 유사한 색상들을 대표색상으로 변환시켜 고 복잡도 영상의 색상에 대한 복잡도를 감소시킨다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 대표 색상은 59가지 색상으로 나타낼 수 있다.

도 4에 도시된 색상표의 알파벳은 다음과 같은 의미를 나타낸다.

R:빨강; O:귤색; Y:노랑; H:연두; G:초록; C:청록; B:파랑; P:보라; BR:갈색; S: 고채도; L: 고명도; M: 중채도; D: 저명도; WH:흰색; A3:고명도 회색; A2:중명도 회색; A1: 저명도 회색, BK: 검정색

대표 색상은, 제1차 색, 제2차 색, 제3차 색, 제4차 색을 포함할 수 있다. 제1차 색은 삼원색인 빨강, 노랑 파랑이다. 제2차색은 삼원색을 섞어서 만든 색이며, 제3차색은 제1차색과 제2차색을 섞어서 만든 색이며, 제4차색은 제2차색과 제2차색을 섞거나, 제1차색과 제3차색을 섞어서 만든 색이다.

다시 도 3으로 되돌아가서, 이미지 데이터의 색 정보에 기초하여 이미지에서의 엣지(경계선)를 검출하고 엣지 정보를 생성한다(S110). 엣지는 주위의 화소와 값이 급격하게 변화하므로, 미분 연산을 이용하여 검출할 수 있다.

상기 색 정보 분석부(130)에 의해 획득한 색상, 채도, 명도 중 어느 하나 이상을 포함하는 색 정보를 미리 저장된 변환 알고리즘을 이용하여 색상 패턴으로 변환한다(S120).

제1 실시예에 따른 변환 알고리즘은 설명의 편의상 천지인 변환 알고리즘이라 하고, 제2 실시예에 따른 변환 알고리즘은 삼각형 변환 알고리즘이라 한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘의 주요 3원색을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘과 태극기의 비교 설명을 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘에서 톤 정보 변환을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에 따른 변환 알고리즘에서 명도와 채도 변환을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘에 따라 표시된 색상 패턴을 도시한 도면이다.

다음 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘에 대해 설명한다.

먼저 도 5를 참조하면, 한글의 모음이 우주의 형성의 기본이 되는 천지인(天地人)의 삼재(三才)를 상형화 하였다. 구체적으로, ‘ㆍ’는 하늘을 본떠 둥글게 하고, ‘ㅡ’는 땅을 본떠서 평평하게 하고, ‘ㅣ’는 사람의 서 있는 모양을 본떠서 만들었다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘은 이를 차용하여, 3원색을 각각 점, 곡선 및 직선으로 매칭하고, 이외 색상을 삼원색의 조합에 대응하게 점, 곡선 및 직선을 조합하여 나타낸다. 구체적으로, 3원색 중 빨간색은 태양을 상징하는 점(ㆍ), 노란색은 햇빛을 상징하는 직선‘＼’, 파란색은 물결을 상징하는 곡선 ‘

’을 사용한다. 이때, 곡선과 직선은 모두 동일한 방향성을 갖게 나타낸다. 예를 들어, 임의의 좌측 상부에서 오른쪽 하부 방향의 대각선으로 나타낸다.

도 6을 참조하면, 이와 같은 천지인 변환 알고리즘은 태극기와도 상징적 관계가 있는 것을 알 수 있다. 도 6에서 주의 깊게 볼 것은 나무를 상징하는 초록색은 노란색과 파란색을 혼합한 색으로, 노란색의 직선과 파란색의 곡선의 조합으로 표현됨을 알 수 있다.

여기서, 제1차 색을 혼합하여 생성한 제2차 색은 상기 제1차 색 패턴을 조합하여 제2차 색 패턴으로 나타내고, 제1차 색과 제2차 색을 혼합하여 생성한 제3차 색은 제1차 색 패턴과 제2차 색 패턴을 조합한 제3차 색 패턴으로 나타낸다. 또한, 제2차색과 제2차색을 혼합한 제4차색은 제2차 색 패턴과 제2차 색 패턴을 조합한 제4차 색 패턴으로 나타낸다.

다음 도 6을 참조하면, 천지인 변환 알고리즘에 따른 색 톤의 변환을 알 수 있다.

색의 톤은 웜톤(warm tone)과 쿨톤(cool tone)을 포함한다. 웜톤은 따뜻한 느낌을 주는 색조로, 본 발명의 일 실시예의 대표색상에 포함된 웜톤은 기본색상에 노란색 또는 빨간색이 혼합된 색상이다. 쿨톤(cool tone)은 차가운 느낌을 주는 색조로, 대표색상에 포함된 쿨톤은 기본색상에 파란색이 혼합된 색상이다. 톤 보정을 위해 추가된 색상을 임의의 영역에 예를 들어, 오른쪽 상단에 표시한다. 이는 후술되는 도 9를 참조하면, 웜톤을 나타내는 W열의 오른쪽 상단에 빨간색을 상징하는 점(ㆍ), 노란색을 상징하는 직선 ‘＼’이 표시되어 있음을 확인할 수 있다. 또한 도 9에서 쿨톤을 나타내는 C열의 오른쪽 상단에 곡선이 모두 표시되어 있음을 통해 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, 고채도를 나타내는 S열의 색상 패턴과 웜톤을 나타내는 W열의 색상 패턴을 비교하면, W열의 R행의 빨간색을 나타내는 패턴을 비교하면 W열의 R행의 빨간색을 나타내는 패턴의 오른쪽 상단에 직선이 추가되어 있음을 알 수 있다. 이것은 S열의 R행의 빨간색에 노란색이 첨가되어 웜톤으로 보정되었음을 의미한다. 또한 고채도를 나타내는 S열의 R행의 빨간색을 나타내는 색상 패턴과 쿨톤을 나타내는 C열의 R행의 빨간색을 나타내는 색상 패턴을 비교하면, C열의 R행의 빨간색을 나타내는 패턴의 오른쪽 상단에 직선 곡선이 추가되어 있음을 알 수 있다. 이것은 S열의 R행의 빨간색에 파란색이 첨가되어 쿨톤으로 보정되었음을 의미한다.

다음, 도 7을 참조하면, 천지인 변환 알고리즘에 따른 명도 및 채도 변환 규칙을 알 수 있다.

천지인 변환 알고리즘에 따르면, 밝기의 정도를 나타내는 명도는 색상 패턴에 포함된 점, 곡선 및 직선의 개수에 따라 구별된다. 또한, 색의 강약을 나타내는 채도는 색상 패턴에 포함된 점, 곡선 및 직선의 굵기에 따라 구별된다. 즉, 천지인 변환 알고리즘은 명도가 작아질수록 즉 어두워질수록, 점, 고선 및 직선의 개수를 줄여나가고, 채도가 커질수록 즉 순색일수록 점, 곡선 및 직선의 크기(또는 굵기)가 커지게 한다. 이와 같이, 천지인 변환 알고리즘에는 일반적으로 색이 탁해질수록(채도가 낮을수록) 또한 어두워질수록(명도가 낮을수록) 시각의 구별이 어려워지는 것과 같은 원리가 적용되어 있다.

또한, 천지인 변환 알고리즘에 따르면, 무채색은 유채색을 표현한 색상 패턴에 포함된 점보다 더 작은 점을 이용하여 표시된다. 도 9를 참조하면, 무채색인 회색(A2)에 포함된 점이 유채색 패턴에 포함된(예컨대 S열의 첫번째, 빨간색) 점 보다 작은 것을 확인 할 수 있다.

천지인 변환 알고리즘에 따르면, 무채색의 명도는 점의 개수에 따라 구별되게 표시된다. 이는 도 9를 참조하면 검정색(BK)에서 흰색(WH)로 갈수록 점의 개수가 많아지는 것을 확인 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각형 변환 알고리즘의 주요 3원색을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각형 변환 알고리즘에 따라 표시된 색상 패턴을 도시한 도면이다.

다음 도 8, 도 10 및 도11을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각형 변환 알고리즘에 대해 설명한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각형 변환 알고리즘은 3원색을 각각 삼각형상의 좌변과 우변 및 삼각형상의 둘레에 배치되는 점의 조합에 의해 나타낸다. 구체적으로, 3원색 중 빨간색은 하늘 한가운데 떠 있는 태양을 상징하므로 삼각형상의 상단 가운데에 점을 위치시켜 나타내고, 노란색은 삼각형상의 좌변에 점을 위치시켜 나타내고, 파란색은 삼각형상의 우변에 점을 위치시켜 나타낸다.

제2 실시예에 따른 삼각형 변환 알고리즘은 2차 색 또는 3차 색을 점의 개수 및 점의 위치에 따라 구별되게 나타낸다.

도 7을 참조하면, 삼각형 변환 알고리즘에 따른 명도 및 채도 변환을 알 수 있다.

삼각형 변환 알고리즘에 따르면 밝기의 정도를 나타내는 명도는 삼각형상의 선(좌변과 우변)의 두께에 따라 구별되게 표시되며, 색의 강약을 나타내는 채도는 점의 크기에 따라 구별되게 표시된다.

도 11을 참조하면, 삼각형 변환 알고리즘에 따른 색 톤의 변환을 알 수 있다.

삼각형 변환 알고리즘은 제1차 색 또는 제2차 색의 톤을 상기 우변의 모양 또는 굵기에 따라 구별되게 나타낸다.

웜톤은 우변의 굵기를 굵게 하여 표시하고, 쿨톤은 우변을 곡선 모양으로 표시한다.

삼각형 변환 알고리즘에 따르면 무채색은 점을 포함하지 않고 삼각형상의 좌변과 우변만으로 구성된 패턴으로 표시되고, 무채색의 명도는 선의 굵기에 따라 구별되게 표시된다.

다시 도 3으로 되돌아와, 단계 S120에서 이미지의 색 정보로부터 변환된 색상 패턴을 부조 형태의 점자로 출력한다.

도 12는 빈센트 반 고흐의 "Starry Night"이고, 도 13은 도 10의 명화를 본 발명의 제1 실시예에 따른 천지인 변환 알고리즘에 따라 나타낸 색상 패턴이며, 도 14는 도 10의 명화를 본 발명의 제2 실시예에 따른 삼각형 변환 알고리즘에 따라 나타낸 색상 패턴이다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 4색을 나타낸 색상 패턴이고, 도 16은 도 15를 이용한 사용성 평가에 따른 결과 그래프이다.

사용성 평가는 시각장애인(22 세에서 61 세 사이, 평균 = 34.21) 23 명의 참가자 (12 명의 남성과 11 명의 여성)에 대해 수행되었다. 23 명의 참가자 중 5 명은 맹인, 12 명은 시각 장애인, 6 명은 약시이다. 모든 참가자들은 이러한 색상 패턴이 옷을 사거나 물건을 선택할 때와 같이 일상생활에서 필요하다는 것을 알고 있었다. 참가자들은 먼저 1시간 동안 색상 이론과 색상 패턴을 연습하고 그 다음 1시간 동안 평가 테스트를 수행하였다.

도 15에 도시된 바와 같이 세 가지 패턴에 대해서 USE (유용성, 사용자 편의성, 학습성, 만족도), 질감 만족도 및 색상 식별의 용이성을 비교 평가하였다.

천지인이 모든 측정 변수에서 삼각형 패턴 방식과 비교하여 좀 더 우수한 결과를 보였다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 를 포함한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 점자 변환 시스템
100 : 점자 변환 장치
110 : 이미지 획득부
130 : 색 정보 분석부
150 : 엣지 검출부
170 : 점자 변환부
200 : 점자 출력 장치

Claims

이미지에 포함된 색을 분석하여 이미지의 색 정보를 생성하고, 생성된 색 정보에 기초하여 촉각 색상 패턴 변환 알고리즘에 따라 색상 패턴으로 변환하는 촉각패턴 변환 장치; 및
상기 색상 패턴에 기초하여 부조(relief) 형태의 촉각패턴을 출력하는 촉각패턴 출력 장치 를 포함하고,
상기 변환 알고리즘은 삼원색을 각각 점, 곡선 및 직선으로 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 삼원색 이외 색상을 삼원색의 조합에 대응하게 점, 곡선 및 직선을 조합하여 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 명도를 색상 패턴 상의 점, 곡선 및 직선의 개수에 따라 구별되게 나타내고, 채도를 색상 패턴 상의 점, 곡선 및 직선의 굵기에 따라 구별되게 나타내는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템.
제1항에 있어서,
상기 변환 알고리즘은 제1차 색인 빨간색, 노란색, 파란색을 각각 점, 직선 및 곡선으로 표현된 제1차 색 패턴으로 변환하고, 제1차 색을 혼합하여 생성한 제2차 색을 상기 제1차 색 패턴을 조합하여 나타낸 제2차 색 패턴으로 변환하고, 제1차 색과 제2차 색을 혼합하여 생성한 제3차 색을 제1차 색 패턴과 제2차 색 패턴을 조합한 제3차 색 패턴으로 변환하는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템.
제2항에 있어서,
상기 변환 알고리즘은 제1차 색 또는 제2차 색에 임의의 색이 추가되어 톤이 보정된 경우, 톤의 보정을 나타내기 위해 색상 패턴의 미리 설정된 위치에 상기 추가된 색상에 매칭되는 패턴을 추가하는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템.
제1항에 있어서,
상기 변환 알고리즘은 무채색을 유채색의 색상 패턴에 포함되는 점보다 작은 점으로 구성된 색상 패턴으로 변환하고, 상기 무채색의 명도를 상기 색상 패턴 상의 점의 개수에 따라 구별되게 나타내는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템.
이미지에 포함된 색을 분석하여 이미지의 색 정보를 생성하여 점자 변환 알고리즘에 따라 색상 패턴으로 변환하는 색상-촉각패턴 변환 장치; 및
상기 색상 패턴에 기초하여 부조(relief) 형태로 점자를 출력하는 촉각패턴 출력 장치를 포함하고,
상기 변환 알고리즘은 삼원색을 삼각형상의 좌변과 우변 및 삼각형상의 둘레에 배치되는 점의 조합에 의해 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 상기 색 정보에 포함된 명도를 색상 패턴 상의 선의 두께에 따라 구별되게 변환하며, 상기 색 정보에 포함된 채도를 색상 패턴 상의 점의 크기에 따라 구별되게 나타내는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템.
제5항에 있어서,
상기 변환 알고리즘은 2차 색 또는 3차 색을 색상 패턴 상의 점의 개수 및 점의 위치에 따라 구별되게 나타내도록 변환하는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템.
제6항에 있어서,
상기 변환 알고리즘은 제1차 색 또는 제2차 색에 임의의 색이 추가되어 톤이 보정된 경우, 톤의 보정을 추가된 색상에 따라 색상 패턴 상의 삼각형상의 우변의 모양 또는 굵기를 변화시켜 나타내는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템.
제5항에 있어서,
상기 변환 알고리즘은 무채색을 삼각형상의 좌변과 우변으로 구성된 색상 패턴으로 변환하고, 무채색의 명도를 상기 색상 패턴 상의 좌변과 우변의 선 굵기에 따라 구별되게 나타내는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 촉각 이미지 패턴 변환 장치는 이미지의 엣지를 검출하고 검출된 엣지 정보를 상기 색상-촉각패턴 출력 장치에 전달하고,
색상-촉각패턴 변환 출력 장치는 상기 엣지 정보에 기초하여 이미지의 엣지로 둘러 쌓인 부분을 부조형태의 촉각패턴들로 채워서 출력하는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 시스템.
이미지를 분석하여 이미지의 색 정보를 생성하는 단계;
상기 색 정보를 색상-촉각패턴 변환 알고리즘에 따라 촉각패턴으로 변환하는
단계; 및
상기 색상 패턴에 기초하여 부조(relief) 형태의 촉각패턴을 출력하는 단계
를 포함하고,
상기 변환 알고리즘은 삼원색을 각각 점, 곡선 및 직선으로 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 삼원색 이외 색상을 삼원색의 조합에 대응하게 점, 곡선 및 직선을 조합하여 구별되는 색상 패턴으로 변환하고, 명도를 색상 패턴 상의 점, 곡선 및 직선의 개수에 따라 구별되게 나타내고, 채도를 색상 패턴 상의 점, 곡선 및 직선의 굵기에 따라 구별되게 나타내는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 방법.
이미지를 분석하여 이미지의 색 정보를 생성하는 단계;
상기 색 정보를 색상-촉각패턴 변환 알고리즘에 따라 색상 촉각패턴으로 변환하는 단계; 및
상기 색상 촉각패턴에 기초하여 부조(relief) 형태로 색상-촉각패턴을 출력하는 단계
를 포함하고,
상기 변환 알고리즘은 삼원색을 삼각형상의 좌변과 우변 및 삼각형상의 둘레에 배치되는 점의 조합에 의해 구별되는 색상 촉각패턴으로 변환하고, 상기 색 정보에 포함된 명도를 색상 패턴 상의 선의 두께에 따라 구별되게 변환하며, 상기 색 정보에 포함된 채도를 색상 패턴 상의 점의 크기에 따라 구별되게 나타내는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
이미지의 엣지를 검출하고 검출된 엣지 정보를 생성하는 단계
를 더 포함하고,
상기 색상-촉각패턴을 출력하는 단계는 상기 엣지 정보 및 상기 색상-촉각패턴에 기초하여, 부조(relief) 형태로 촉각 패턴을 출력하는 것을 특징으로 하는 색상 인지를 위한 색상-촉각패턴 변환 방법.