KR101404018B1 - Device for recognizing the hand gesture and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 손동작 인식 장치는 미리 저장해둔 특정 동작과 같은 손 모양이 촬영되면 이벤트를 감지하는 것이 아닌 매 프레임 촬영되는 영상에서의 손가락 끝점의 좌표 변화에 따라 위치 이동 이벤트 또는 클릭 이벤트를 감지하여 마우스의 커서를 제어할 수 있고, 손의 크기 또는 길이가 다른 다양한 손에 대해서도 정확하게 좌표 변화를 감지할 수 있으며, 특정 동작 정보를 저장하기 위한 메모리를 크게 차지하지 않는다.
또한, 본 발명에서는 적외선 카메라를 이용하므로, 피부색에 강인하게 손의 외곽선을 뚜렷이 검출할 수 있어 손동작 인식의 정확성을 향상할 수 있다.The hand movement recognition apparatus according to the present invention detects a movement event or a click event according to a coordinate change of a finger end point in an image captured every frame, rather than detecting an event when a hand shape such as a specific motion stored in advance is photographed, And it is possible to accurately detect a coordinate change even in a variety of hands having different hand sizes or lengths, and does not occupy a large memory for storing specific operation information.
Further, in the present invention, since the infrared camera is used, the outline of the hand can be detected with high robustness against the skin color, and the accuracy of the recognition of the hand movement can be improved.
Description
본 발명은 손동작을 인식하기 위한 기술에 관한 것으로, 특히 손 움직임을 포착하여 이벤트를 감지하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for recognizing a hand gesture, and more particularly, to a technique for capturing a hand gesture to detect an event.
종래에 카메라를 이용한 손동작 인식 방법은 인식 가능한 손모양 또는 손패턴을 미리 설정하고, 카메라를 통해 입력된 영상에서 손모양을 검출한다. 제어 유닛은 메모리에 저장된 데이터베이스(database)에서 검출된 손모양과 가장 부합하는 기설정된 손모양을 검색하고, 검색된 결과에 따른 이벤트(event)를 발생시킨다. 즉, 종래의 손모양 인식 방법은 입력 신호들에 각각 대응하는 다양한 손모양을 정의하고, 미리 학습 또는 저장된 손모양과 현재의 입력 영상 속 손모양을 비교하여 이벤트를 발생시킨다.Conventionally, a hand motion recognition method using a camera sets a recognizable hand shape or a hand pattern in advance, and detects a hand shape in an image input through a camera. The control unit searches for a preset hand shape that best matches the hand shape detected in the database stored in the memory, and generates an event according to the retrieved result. That is, the conventional hand shape recognition method defines various hand shapes corresponding to input signals, and generates an event by comparing hand shapes stored in a previously learned or stored hand shape with those in a current input image.
그러나, 종래의 손모양 인식 방법은 카메라를 통해 촬영된 영역 중 사람의 피부 색상이라고 기설정된 색상이 감지되는 영역을 손모양으로 인식하는데, 근처에 피부 색상과 유사한 색상을 가지는 영역도 함께 손모양으로 인식되는 문제점이 있다. 이러한 경우, 사용자가 취한 손모양과는 다른 손모양이 인식되어 사용자가 의도한 이벤트와는 다른 이벤트가 수행되는 문제점이 있다.However, in the conventional hand shape recognition method, a region in which a predetermined color is detected as a skin color of a person is recognized as a hand shape in an area photographed by a camera, and a region having a color similar to that of the skin color is hand- There is a perceived problem. In this case, a hand shape different from a hand shape taken by a user is recognized, and an event different from a user-intended event is performed.
또한, 종래의 손모양 인식 방법은 손의 움직임 방향을 인식하는데 있어서 손의 운동 중심점을 이용하는데, 이는 손의 모양에 따라 쉽게 달라질 수 있으므로 오인식률이 높다. 덧붙여, 데이터 베이스에는 다양한 손모양 데이터와 그에 대응하는 이벤트 동작이 저장되어야 하는데, 이는 과도한 메모리를 차지하게 되는 문제 또한 있다. In addition, the conventional hand recognition method uses the motion center point of the hand in recognizing the direction of movement of the hand, which can be easily changed depending on the shape of the hand, and thus the recognition rate is high. In addition, the database needs to store various hand data and corresponding event operations, which also causes an excessive memory occupation.
본 발명은 손가락 좌표의 움직임을 포착하여 위치 이동 이벤트 또는 클릭 이벤트를 수행할 수 있도록 하는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a technical solution for capturing a movement of a finger coordinate to perform a position movement event or a click event.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 손동작 인식 장치는 사용자의 손이 포함된 영상을 수신하는 수신부, 상기 손의 손가락들의 끝점 좌표값들을 추출하는 추출부, 및 추출된 상기 끝점 좌표값들의 변화에 대응하는 이벤트를 감지하는 감지부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hand gesture recognition apparatus including a receiving unit for receiving an image including a user's hand, an extracting unit for extracting coordinate values of the end points of the fingers of the hand, And a sensing unit for sensing an event corresponding to a change in the values.
여기서, 상기 추출부는 상기 영상의 밝기를 이용하여 상기 영상에서 손 영역과 배경 영역을 분리하고, 상기 손 영역의 외곽선에 대한 곡률을 검출하고, 상기 곡률 데이터 중 곡률이 큰 상위 기설정된 개수의 좌표값을 추출하며, 상기 기설정된 개수의 좌표값을 순차적으로 상기 끝점 좌표값들에 대응시킨다.Here, the extracting unit may extract a hand region and a background region from the image using the brightness of the image, detect a curvature of the outline of the hand region, and determine a coordinate value And sequentially associates the predetermined number of coordinate values with the end point coordinate values.
또한, 상기 감지부는 상기 끝점 좌표값들 중 중지 끝점에 해당하는 좌표값의 제1값 이상의 변화를 감지하면 위치 이동 이벤트로 감지하며, 상기 끝점 좌표값들 중 검지 끝점 좌표와 엄지 끝점 좌표를 잇는 선분과 중지 끝점 좌표와 상기 검지 끝점 좌표를 잇는 선분에 의해 형성되는 사잇각의 제2값 이상의 변화를 감지하면 클릭 이벤트로 감지한다.The sensing unit senses a position movement event when it detects a change of a coordinate value corresponding to a stop end point among the end point coordinate values that is greater than or equal to a first value. The sensing unit detects a line segment connecting the detection end point coordinates and the thumb end point coordinates And a change in an angle formed by a line segment connecting the stop end point coordinates and the detection end point coordinates to a second value or more is detected as a click event.
상기 수신부는 상기 사용자의 손바닥이 바닥에 닿은 상태에서 손등이 촬영된 영상을 수신하는 것이다.The receiving unit receives an image of the back of the user while the palm of the user touches the floor.
한편, 전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 손동작 인식 장치에 의한 손동작 인식 방법은 적외선 카메라에 의해 사용자의 손이 촬영된 영상을 수신하는 단계, 상기 손의 손가락들의 끝점 좌표값들을 추출하는 단계, 및 추출된 상기 끝점 좌표값들의 변화에 대응하는 이벤트를 감지하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of recognizing a hand movement by a hand movement recognition apparatus, comprising: receiving an image of a user's hand captured by an infrared camera; And detecting an event corresponding to a change in the extracted end point coordinate values.
여기서, 상기 끝점 좌표값들을 추출하는 단계는 상기 영상에서 손 영역과 배경 영역을 분리하는 단계, 상기 손 영역의 외곽선에 대한 곡률을 검출하는 단계, 상기 곡률 데이터 중 곡률이 큰 상위 기설정된 개수의 좌표값을 추출하는 단계, 및 상기 추출된 좌표값들을 순차적으로 상기 끝점 좌표값들에 대응시키는 단계를 포함한다.The step of extracting the end point coordinate values may include separating a hand region and a background region from the image, detecting a curvature of an outline of the hand region, And a step of sequentially mapping the extracted coordinate values to the end point coordinate values.
또한, 상기 이벤트를 감지하는 단계는 상기 끝점 좌표값들 중 중지 끝점에 해당하는 좌표값의 제1값 이상의 변화를 감지하면 위치 이동 이벤트로 감지하며, 검지 끝점 좌표와 엄지 끝점 좌표를 잇는 선분과 상기 중지 끝점 좌표와 상기 검지 끝점 좌표를 잇는 선분에 의해 형성되는 사잇각의 제2값 이상의 변화를 감지하면 클릭 이벤트로 감지한다.The detecting of the event may include detecting a line segment connecting the detection end point coordinates and the thumb end point coordinates and detecting a movement event when a change of a coordinate value corresponding to the stop end point among the end point coordinate values is detected, When it detects a change of an angle formed by a segment connecting the stop end point coordinates and the detection end point coordinates to a second value or more, it is detected as a click event.
다른 한편, 전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 손동작 인식 장치에 의한 손동작 인식 방법은 손의 영상 이미지를 연속적으로 획득하는 단계, 상기 손의 이미지를 추출하고 이로부터 손가락 끝점을 추정하는 단계, 및 검지의 끝점과 엄지의 끝점을 잇는 선분과, 중지의 끝점과 검지의 끝점을 잇는 선분으로 구성되는 사잇각이 기설정된 값 이상으로 변화할 때 마우스 클릭에 대응되는 이벤트를 발생시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for recognizing a hand movement by a hand movement recognition apparatus, comprising the steps of continuously acquiring an image of a hand, extracting an image of the hand, And generating an event corresponding to a mouse click when an angle formed by a line segment connecting the end point of the detection and the end point of the thumb and a line segment connecting the end point of the stop and the end point of the detection changes by a predetermined value or more .
본 발명에 따른 카메라를 이용한 손동작 인식 장치는 크기 또는 길이가 다른 다양한 손에 대해서도 정확하게 좌표 변화를 감지할 수 있는 효과를 창출한다.The hand-operated recognition apparatus using a camera according to the present invention creates an effect of accurately detecting a coordinate change even in various hands of different sizes or lengths.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손동작 인식 장치 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 카메라와 사용자의 손 위치를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 손동작 인식 장치의 촬영 영상 처리를 통한 외곽선 생성 방법 설명을 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 손동작 인식 장치의 손가락 끝점 좌표값 추출 방법 설명을 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 손동작 인식 장치의 위치 이동 이벤트 감지 방법 설명을 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 손동작 인식 장치의 클릭 이벤트 감지 방법 설명을 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 손동작 인식 장치의 동작 방법 흐름도.1 is a block diagram of a hand-held recognition apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing a hand position of a camera and a user according to the present invention;
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of generating an outline by processing a photographed image of a handgrip recognition apparatus according to the present invention. FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of extracting coordinate values of a finger end point of a hand movement recognition apparatus according to the present invention. FIG.
5 is a view for explaining a method of detecting a movement event of a hand movement recognition apparatus according to the present invention.
6 is a diagram for explaining a method of detecting a click event in the hand-operated recognition apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation method of a hand movement recognition apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The foregoing and further aspects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 손동작 인식 장치 블록도이다. 또한, 도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 손동작 인식 장치의 동작 설명을 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 손동작 인식 장치(100)는 수신부(110), 추출부(120) 및 감지부(130)를 포함한다. 또한, 손동작 인식 장치(100)는 사용자의 손을 촬영하기 위한 카메라(200)를 더 포함할 수 있다.1 is a block diagram of a hand-held recognition apparatus using a camera according to an embodiment of the present invention. 2 to 6 are views for explaining the operation of the hand-operated recognition apparatus according to the present invention. 1, the
여기서, 카메라(200)는 물체에서 방사되는 적외선 방사 에너지를 검지기에 의해 검출하고, 물체의 방사 온도를 전기 신호로서 꺼내어 2차원의 가시상으로 표시하는 적외선 카메라일 수 있다. 이와 같이, 카메라(200)에는 적외선 카메라를 이용하는 것은 피부색에 강인하여 손의 외곽선이 뚜렷이 추출되는 효과가 있기 때문이다. 또한, 카메라(200)의 장착 위치는 도 2의 (a) 및 (b)에 예시된 바와 같이 사용자의 손바닥이 바닥에 닿은 상태에서 손등이 촬영될 수 있도록 사용자 손등의 위쪽 일정 높이에 위치한다.Here, the
먼저, 손동작 인식 장치(100)의 수신부(110)는 사용자의 손이 포함된 영상을 수신한다. 구체적으로, 수신부(110)는 카메라(200)에 의해 도 3 (a)에 예시된 바와 같이 사용자의 손이 촬영된 영상의 매 프레임을 수신한다. 카메라(200)에 의해 촬영된 영상을 수신하는 것은 널리 알려진 기술이므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.First, the
수신부(110)를 통해 수신된 영상을 이용하여 추출부(120)는 사용자의 손가락 끝점 좌표값들을 추출한다.The extracting
구체적으로, 먼저 추출부(120)는 수신된 영상의 밝기를 이용하여 영상에서 손 영역과 배경 영역을 분리한다. 즉, 추출부(120)는 수신된 영상에서 일정값 이상의 밝기를 가지는 영역을 손 영역으로 그 외 영역을 배경 영역으로 분리할 수 있다. 이와 같이, 분리된 영역은 이진화되어 도 3 (b)와 같이 손 영역은 하얀색으로 배경은 검은색으로 각각 분리되어 표현될 수 있다. 이렇게 분리된 손 영역에서 연결 요소를 이용하여 추출부(120)는 도 3 (c)와 같이 외곽선을 생성할 수 있다.Specifically, the
추출부(120)는 생성된 외곽선에 대한 곡률을 검출한다. 일 예로, 곡률을 검출하기 위해서는 외곽선 위의 임의의 간격(n)을 가지는 점들 중 인접한 세점을 이용한다. 즉, 추출부(120)는 외곽선의 점들 중 k 번째 점()을 중심으로 하여 양쪽으로 n 간격만큼 떨어져 인접한 두 점()을 이용하여 곡률을 검출할 수 있다. 이후, 추출부(120)는 k+1 번째 점()을 중심으로 양쪽으로 n 간격만큼 떨어져 인접한 두 점()을 이용하여 곡률을 검출할 수 있다. 위와 같이 추출부(120)는 계속적으로 n 간격씩 이동하여 다음 점을 중심으로 하는 곡률을 검출한다. 이렇게 검출된 곡률은 도 4 (a)와 같을 수 있다.The extracting
추출부(120)는 이렇게 검출된 곡률 데이터 중 곡률이 큰 5개의 점에 대한 좌표값을 추출한다. 추출부(120)는 이렇게 추출된 좌표값들을 순차적으로, 도 4 (b)와 같이 손가락들 각각의 끝점 좌표값들에 대응시킨다. 일 예로, 사용자의 설정에 의해 사용자의 오른손 영상이 수신될 시, 추출부(120)는 추출된 5개의 좌표값을 오른손 영상의 좌측에 위치한 좌표값부터 도 4 (b)와 같이 소지, 약지, 중지, 검지, 엄지 순으로 해당 손가락의 끝점 좌표값으로 대응시킨다. 다른 예로, 사용자의 설정에 의해 사용자의 왼손 영상이 수신될 시, 추출부(120)는 추출된 5개의 좌표값을 왼손 영상의 좌측에 위치한 좌표값부터 엄지, 검지, 중치, 약지, 소지 순으로 해당 손가락의 끝점 좌표값으로 대응시킨다. 여기서, 사용자의 오른손 또는 왼손을 포함하는 영상의 수신 여부는 사전에 사용자에 의해 입력 또는 설정된 정보를 이용하여 알 수 있다.The
감지부(130)는 추출부(120)에 의해 추출된 손가락들의 끝점 좌표값들의 변화에 대응하는 이벤트를 감지한다. 그리고, 감지부(130)는 감지된 이벤트에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.The
일 예로, 감지부(130)는 추출된 끝점 좌표값들 중 중지 끝점 좌표값의 변화에 따라 위치 이동 이벤트를 감지한다. 구체적으로, 감지부(130)는 중지 끝점 좌표값을 마우스 커서의 변위로 대응시켜, 매 프레임마다 추출되는 중지의 끝점 좌표값이 제1값 이상 변하여 사용자의 중지 끝점이 이동하는 것으로 이벤트를 감지한다. 그에 대응하여 감지부(130)는 마우스 커서의 위치를 도 5에 예시된 바와 같이 이동시킬 수 있다. 여기서, 제1값은 사전에 사용자에 의해 기설정된 값으로, 사용자의 손 떨림이나 미세한 움직임에 의한 좌표값 변화는 무시할 수 있는 일정 반경 이상의 값이다. 또한, 도 5에 예시된 사용자의 손이 오른손이라 가정한 경우, 사용자 손이 좌측으로 이동시 사전에 사용자의 설정에 의해 마우스 커서는 좌측으로 이동하며, 또는, 사용자의 설정에 의해 마우스 커서는 우측으로 이동할 수도 있다. 덧붙여, 사용자의 설정에 따라서는 중지가 아닌 다른 손가락(예를 들어, 검지)의 끝점 좌표값의 변화에 의해서도 위치 이동 이벤트로 감지할 수 있다.For example, the
다른 예로, 감지부(130)는 추출된 끝점 좌표값들 중 소정 개수의 끝점 좌표값들을 이용하여 클릭 이벤트를 감지한다. 구체적으로, 감지부(130)는 도 6(a)에 예시된 바와 같이 검지 끝점 좌표와 엄지 끝점 좌표를 잇는 선분과 중지 끝점 좌표와 검지 끝점 좌표를 잇는 선분에 의해 형성되는 사잇각의 제2값 이상의 변화를 감지하면 클릭 이벤트로 감지한다. 이는, 평소에 마우스를 클릭하듯이 사용자가 검지로 클릭 동작을 수행하면 그 클릭 동작에 따라 검지 끝점 좌표가 변하여, 도 6 (b)와 같이 급격하게 사잇각이 변하는 것을 모니터링하여 클릭 이벤트로 감지하는 것이다. 이 사잇각은 손의 움직임 동작이나, 회전시에도 크게 변화하지 않는 한편 클릭 동작에는 매우 민감하게 변화하는 특징이 있다.In another example, the
감지부(130)는 사잇각의 제2값 이상의 변화에 대응하여 마우스 커서의 클릭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 제2값은 사전에 사용자에 의해 기설정된 값으로, 사용자의 손 떨림이나 미세한 움직임에 의한 사잇각 변화는 무시할 수 있는 일정 사잇각 이상의 값이다. 또한, 사용자의 설정에 따라서는 다른 손가락 좌표를 중심으로 양쪽의 손가락 좌표를 이용한 사잇각 변화에 의해서도 클릭 이벤트로 감지할 수 있다.The
위와 같이, 본 발명의 일 실시예는 미리 저장해둔 특정 동작과 같은 손 모양이 촬영되면 이벤트를 감지하는 것이 아닌 매 프레임 촬영되는 영상에서의 손가락 끝점의 좌표 변화를 감지하여 마우스 커서의 위치 이동 이벤트 또는 클릭 이벤트를 수행한다. 이에 따라, 특징(예를 들어, 손의 크기 또는 길이)이 다른 다양한 손에 대해서도 정확하게 변화를 감지할 수 있으며, 특정 동작 정보를 저장하기 위한 메모리를 크게 차지하지 않는다.As described above, according to one embodiment of the present invention, instead of sensing an event when a hand shape such as a specific motion stored in advance is sensed, a change in coordinates of a finger end point in an image captured every frame is detected, Perform a click event. Thus, it is possible to accurately detect the change even for various hands having different characteristics (e.g., size or length of the hand), and does not occupy a large memory for storing specific operation information.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라를 이용한 손동작 인식 장치의 동작 방법 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation method of a hand movement recognition apparatus using a camera according to an embodiment of the present invention.
먼저, 손동작 인식 장치(100)는 카메라(200)에 의해 촬영되어 사용자의 손이 포함된 영상을 수신한다(S100). 구체적으로, 손동작 인식 장치(100)는 카메라(200)에 의해 도 3 (a)에 예시된 바와 같이 사용자의 손이 촬영된 영상의 매 프레임을 수신한다.First, the
손동작 인식 장치(100)는 수신된 영상의 밝기를 이용하여 영상에서 손 영역과 배경 영역을 분리한다(S200). 즉, 손동작 인식 장치(100)는 수신된 영상에서 일정값 이상의 밝기를 가지는 영역을 손 영역으로 그 외 영역을 배경 영역으로 분리하고 이진화한다. 이는 도 3 (b)와 같이 손 영역은 하얀색으로 배경은 검은색으로 각각 분리하여 표현될 수 있다. 영역 분리의 정확성을 위해 카메라(200)는 적외선 카메라가 이용될 수 있다.The hand
이렇게 분리된 손 영역에서 연결 요소를 이용하여 손동작 인식 장치(100)는 도 3(c)와 같이 외곽선을 생성하며, 생성된 외곽선에 대한 곡률을 검출한다(S300). 일 예로, 곡률을 검출하기 위해서는 손동작 인식 장치(100)는 외곽선 위의 임의의 간격(n)을 가지는 점들 중 인접한 세점을 이용한다. 즉, 손동작 인식 장치(100)는 외곽선의 점들 중 k 번째 점()을 중심으로 하여 양쪽으로 n 간격만큼 떨어져 인접한 두 점()을 이용하여 곡률을 검출할 수 있다. 이후, 손동작 인식 장치(100)는 k+1 번째 점()을 중심으로 양쪽으로 n 간격만큼 떨어져 인접한 두 점()을 이용하여 곡률을 검출할 수 있다. 위와 같이 손동작 인식 장치(100)는 계속적으로 n 간격씩 이동하여 다음 점을 중심으로 하는 곡률을 검출한다. 이렇게 검출된 곡률은 도 4 (a)와 같을 수 있다.Using the connecting element in the separated hand region, the
손동작 인식 장치(100)는 검출된 곡률 데이터 중 곡률이 큰 순서로 상위 기설정된 개수의 좌표값을 추출한다(S400). 여기서 기설정된 개수는 5개 일 수 있으며, 이 기설정된 개수의 값은 사용자에 의해 변경될 수도 있다.The hand
손동작 인식 장치(100)는 추출된 좌표값들을 순차적으로, 도 4 (b)와 같이 손가락들 각각의 끝점 좌표값들에 대응시킨다(S500). 구체적으로, 손동작 인식 장치(100)는 이렇게 추출된 좌표값들을 순차적으로, 도 4 (b)와 같이 손가락들 각각의 끝점 좌표값들에 대응시킨다. The hand
일 예로, 사용자의 설정에 의해 사용자의 오른손 영상이 수신될 시, 손동작 인식 장치(100)는 추출된 5개의 좌표값을 오른손 영상의 좌측에 위치한 좌표값부터 도 4 (b)와 같이 소지, 약지, 중지, 검지, 엄지 순으로 해당 손가락의 끝점 좌표값으로 대응시킨다. 다른 예로, 사용자의 설정에 의해 사용자의 왼손 영상이 수신될 시, 손동작 인식 장치(100)는 추출된 5개의 좌표값을 왼손 영상의 좌측에 위치한 좌표값부터 엄지, 검지, 중치, 약지, 소지 순으로 해당 손가락의 끝점 좌표값으로 대응시킨다. 여기서, 사용자의 오른손 또는 왼손을 포함하는 영상의 수신 여부는 사전에 사용자에 의해 입력 또는 설정된 정보를 이용하여 알 수 있다.For example, when a user's right-handed image is received by the setting of the user, the
손동작 인식 장치(100)는 추출된 손가락들의 끝점 좌표값들의 변화에 대응하는 이벤트를 감지한다(S600). 그리고, 손동작 인식 장치(100)는 감지되니 이벤트에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.The hand
일 예로, 손동작 인식 장치(100)는 추출된 끝점 좌표값들 중 중지 끝점 좌표값의 변화에 따라 위치 이동 이벤트를 감지한다. 구체적으로, 손동작 인식 장치(100)는 중지 끝점 좌표값을 마우스 커서의 변위로 대응시켜, 매 프레임마다 추출되는 중지의 끝점 좌표값이 제1값 이상 변하면, 사용자의 중지 끝점이 이동하는 것으로 이벤트를 감지한다. 그에 대응하여 손동작 인식 장치(100)는 마우스 커서의 위치를 도 5에 예시된 바와 같이 이동시킬 수 있다. 여기서, 제1값은 사전에 사용자에 의해 기설정된 값으로, 사용자의 손 떨림이나 미세한 움직임에 의한 좌표값 변화는 무시할 수 있는 일정 반경 이상의 값이다. For example, the hand
다른 예로, 손동작 인식 장치(100)는 추출된 끝점 좌표값들 중 소정 개수의 끝점 좌표값들을 이용하여 클릭 이벤트를 감지한다. 구체적으로, 손동작 인식 장치(100)는 도 6(a)에 예시된 바와 같이 검지 끝점 좌표와 엄지 끝점 좌표를 잇는 선분과 중지 끝점 좌표와 검지 끝점 좌표를 잇는 선분에 의해 형성되는 사잇각의 제2값 이상의 변화를 감지하면 클릭 이벤트로 감지한다. 이는, 평소에 마우스를 클릭하듯이 사용자가 검지로 클릭 동작을 수행하면 그 클릭 동작에 따라 검지 끝점 좌표가 변화하여 도 6 (b)와 같이 급격하게 사잇각이 변하는 것을 모니터링하여 클릭 이벤트로 감지하는 것이다. 그에 대응하여 손동작 인식 장치(100)는 마우스 커서의 클릭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 제2값은 사전에 사용자에 의해 기설정된 값으로, 사용자의 손 떨림이나 미세한 움직임에 의한 사잇각 변화는 무시할 수 있는 일정 사잇각 이상의 값이다.As another example, the hand
위와 같이, 본 발명의 일 실시예는 미리 저장해둔 특정 동작과 같은 손 모양이 촬영되면 이벤트를 감지하는 것이 아닌 매 프레임 촬영되는 영상에서의 손가락 끝점의 좌표 변화를 감지하여 마우스 커서의 위치 이동 이벤트 또는 클릭 이벤트를 수행한다. 이에 따라, 특징(예를 들어, 손의 크기 또는 길이)이 다른 다양한 손에 대해서도 정확하게 변화를 감지할 수 있으며, 특정 동작 정보를 저장하기 위한 메모리를 크게 차지하지 않는다. 또한, 본 발명에서는 적외선 카메라를 이용하므로, 피부색에 강인하게 손의 외곽선을 뚜렷이 검출할 수 있어 손동작 인식의 정확성이 향상된다.
As described above, according to one embodiment of the present invention, instead of sensing an event when a hand shape such as a specific motion stored in advance is sensed, a coordinate change of a finger end point in an image captured every frame is detected, Perform a click event. Thus, it is possible to accurately detect the change even for various hands having different characteristics (e.g., size or length of the hand), and does not occupy a large memory for storing specific operation information. Further, in the present invention, since the infrared camera is used, the outline of the hand can be detected with high robustness against the skin color, and the accuracy of the recognition of the hand movement is improved.
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.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
100 : 손동작 인식 장치 110 : 수신부
120 : 추출부 130 : 감지부
200 : 카메라100: a hand movement recognition device 110:
120: Extracting unit 130:
200: camera
Claims (9)
상기 손의 손가락들의 끝점 좌표값들을 추출하는 추출부; 및
추출된 상기 끝점 좌표값들의 변화에 대응하는 이벤트를 감지하는 감지부;
를 포함하되,
상기 감지부는 상기 끝점 좌표값들 중 검지 끝점 좌표와 엄지 끝점 좌표를 잇는 선분과 중지 끝점 좌표와 상기 검지 끝점 좌표를 잇는 선분에 의해 형성되는 사잇각의 제2값 이상의 변화를 감지하면, 클릭 이벤트로 감지하는 것인 손동작 인식 장치.A receiving unit for receiving an image including a user's hand;
An extracting unit for extracting coordinate values of end points of the fingers of the hand; And
A sensing unit for sensing an event corresponding to a change in the extracted endpoint coordinate values;
, ≪ / RTI &
When the sensing unit senses a change of a line segment connecting the detection end point coordinates and the thumb end point coordinates of the end point coordinate values and a change of an angle formed by a line segment connecting the stop end point coordinates and the detection end point coordinates to a second value or more, And a hand-operated recognition device.
상기 추출부는 상기 영상의 밝기를 이용하여 상기 영상에서 손 영역과 배경 영역을 분리하고, 상기 손 영역의 외곽선에 대한 곡률을 검출하고, 상기 곡률 데이터 중 곡률이 큰 상위 기설정된 개수의 좌표값을 추출하며, 상기 기설정된 개수의 좌표값을 순차적으로 상기 끝점 좌표값들에 대응시키는 것인 손동작 인식 장치.The method according to claim 1,
The extraction unit separates the hand region and the background region from the image using the brightness of the image, detects the curvature of the outline of the hand region, and extracts a predetermined number of co-ordinates having a large curvature from the curvature data And sequentially associates the predetermined number of coordinate values with the end point coordinate values.
상기 감지부는 상기 끝점 좌표값들 중 중지 끝점에 해당하는 좌표값의 제1값 이상의 변화를 감지하면, 위치 이동 이벤트로 감지하는 것인 손동작 인식 장치.The method according to claim 1,
Wherein the sensing unit senses a position movement event when it detects a change of a coordinate value corresponding to a stop end point of the end point coordinate values that is greater than a first value.
상기 수신부는 상기 사용자의 손바닥이 바닥에 닿은 상태에서 손등이 촬영된 영상을 수신하는 것인 손동작 인식 장치.The method according to claim 1,
Wherein the receiving unit receives an image of the back of the user while the palm of the user is touching the floor.
적외선 카메라에 의해 사용자의 손이 촬영된 영상을 수신하는 단계;
상기 손의 손가락들의 끝점 좌표값들을 추출하는 단계; 및
추출된 상기 끝점 좌표값들의 변화에 대응하는 이벤트를 감지하는 단계;
를 포함하되,
상기 이벤트를 감지하는 단계는,
검지의 끝점과 엄지의 끝점을 잇는 선분과, 중지의 끝점과 검지의 끝점을 잇는 선분으로 구성되는 사잇각이 기설정된 값 이상으로 변화할 때 마우스 클릭에 대응되는 이벤트를 발생시키는 단계를 포함하는 것인 손동작 인식 방법.A hand movement recognition method using a hand movement recognition device,
Receiving an image of a user's hand photographed by an infrared camera;
Extracting end point coordinate values of the fingers of the hand; And
Sensing an event corresponding to a change in the extracted endpoint coordinate values;
, ≪ / RTI &
The step of detecting the event comprises:
And generating an event corresponding to a mouse click when an angle formed by a line segment connecting the end point of the index finger and the end point of the thumb and a line segment connecting the end point of the stop and the end point of the fingerprint is changed by more than a predetermined value Hand gesture recognition method.
상기 영상에서 손 영역과 배경 영역을 분리하는 단계;
상기 손 영역의 외곽선에 대한 곡률을 검출하는 단계;
상기 곡률 데이터 중 곡률이 큰 상위 기설정된 개수의 좌표값을 추출하는 단계; 및
상기 추출된 좌표값들을 순차적으로 상기 끝점 좌표값들에 대응시키는 단계;
를 포함하는 손동작 인식 방법.7. The method of claim 6, wherein extracting the endpoint coordinate values comprises:
Separating a hand region and a background region from the image;
Detecting a curvature of an outline of the hand region;
Extracting a predetermined number of coordinate values having a large curvature among the curvature data; And
Associating the extracted coordinate values sequentially with the endpoint coordinate values;
And a handwriting recognition method.
상기 끝점 좌표값들 중 중지 끝점에 해당하는 좌표값의 제1값 이상의 변화를 감지하면 위치 이동 이벤트로 감지하는 것인 손동작 인식 방법.7. The method of claim 6, wherein detecting the event comprises:
Detecting a change in a coordinate value corresponding to a stop end point of the end point coordinate values that is greater than or equal to a first value, as a position movement event.
상기 손의 이미지를 추출하고 이로부터 손가락 끝점을 추정하는 단계; 및
검지의 끝점과 엄지의 끝점을 잇는 선분과, 중지의 끝점과 검지의 끝점을 잇는 선분으로 구성되는 사잇각이 기설정된 값 이상으로 변화할 때 마우스 클릭에 대응되는 이벤트를 발생시키는 단계;
를 포함하는 손동작 인식 방법.Successively acquiring a video image of a hand;
Extracting an image of the hand and estimating a fingertip point therefrom; And
Generating an event corresponding to a mouse click when an angle formed by a line segment connecting the end point of the index finger and the end point of the thumb and a line segment connecting the end point of the stop and the end point of the finger exceeds a predetermined value;
And a handwriting recognition method.
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