KR-20260060829-A - Method and system for analysis of exercising and growth using 3D skeleton analysis

Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법은, 서비스 서버에서 수행되며, 피사 객체가 촬영된 2차원 촬영 영상을 수신하는 단계; 2차원 촬영 영상에서 상기 피사 객체를 식별하고, 각 프레임 이미지에서 상기 피사 객체에 대한 3차원 스켈레톤을 생성하는 단계; 및 상기 3차원 스켈레톤의 움직임을 바탕으로 활동량을 분석하는 단계; 를 포함한다.

Inventors

• 최재호

Assignees

• 최재호

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (10)

1. 서비스 서버에서 수행되는 운동 및 성장 분석 방법으로서, 피사 객체가 촬영된 2차원 촬영 영상을 수신하는 단계; 2차원 촬영 영상에서 상기 피사 객체를 식별하고, 각 프레임 이미지에서 상기 피사 객체에 대한 3차원 스켈레톤을 생성하는 단계; 및 상기 3차원 스켈레톤의 움직임을 바탕으로 활동량을 분석하는 단계; 를 포함하는 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 3차원 스켈레톤을 생성하는 단계는, 상기 촬영 영상의 프레임 이미지에 대하여 2차원 관절 정보를 추출하는 단계; 및 추출된 2차원 관절 정보에 대하여 딥 러닝 모델을 적용하여 3차원 스켈레톤을 생성하는 단계;를 포함하는, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 3차원 스켈레톤을 생성하는 단계는, 연속하는 복수의 프레임에 대하여, 상기 3차원 스켈레톤의 움직임을 기초로 상기 3차원 스켈레톤에 대한 후처리를 수행하는 단계; 를 더 포함하는, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 3차원 스켈레톤의 움직임을 바탕으로 활동량을 분석하는 단계는, 상기 3차원 스켈레톤의 움직임을 바탕으로 상기 피사 객체에 대한 동적 활동량을 산정하는 단계; 상기 피사 객체의 외형과 관련된 정적 특징을 추정하는 단계; 및 상기 피사 객체의 상기 동적 활동량과 상기 정적 특징을 함께 이용하여 상기 피사 객체에 대한 상기 활동량을 분석하는 단계; 를 포함하는, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 피사 객체에 대한 동적 활동량을 산정하는 단계는, 상기 3차원 스켈레톤의 움직임이 기 설정된 복수의 운동 활동 분류 중 어느 하나에 해당하는지 판단하는 단계; 상기 3차원 스켈레톤의 움직임 속도를 이용하여 활동 가중치를 선정하는 단계; 및 상기 운동 활동 분류와 상기 활동 가중치를 조합하여, 상기 피사 객체에 대한 상기 동적 활동량을 산정하는 단계; 를 포함하는, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 3차원 스켈레톤을 기초로 상기 피사 객체에 대한 체형 및 자세를 이용하여 상기 피사 객체에 대한 성장 예측을 수행하는 단계; 를 더 포함하는, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 피사 객체에 대한 성장 예측을 수행하는 단계는, 상기 3차원 스켈레톤을 기초로 상기 피사 객체에 대한 체형을 분석하는 단계; 상기 3차원 스켈레톤의 움직임을 바탕으로 상기 피사 객체의 자세를 분석하는 단계; 및 상기 체형 및 상기 자세를 조합적으로 반영하여 상기 피사 객체에 대한 종합 성장 예측을 수행하는 단계; 를 포함하는, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 활동량 또는 상기 성장 예측을 포함하는 리포트를 생성하여 상기 피사 객체의 관련자에게 제공하는 단계; 를 더 포함하는, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법.
9. 하드웨어와 결합되어, 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항의 운동 및 성장 분석 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
10. 피사 객체에 대하여 2차원 촬영 영상을 생성하는 촬영 단말; 및 상기 촬영 단말로부터 상기 2차원 촬영 영상을 수신하고, 2차원 촬영 영상에서 상기 피사 객체를 식별하고 각 프레임 이미지에서 상기 피사 객체에 대한 3차원 스켈레톤을 생성하여, 상기 3차원 스켈레톤의 움직임을 바탕으로 활동량을 분석하는 서비스 서버; 를 포함하는, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 시스템.

Description

3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법 및 시스템 {Method and system for analysis of exercising and growth using 3D skeleton analysis} 본 발명은 운동 분석 및 성장 분석 기술에 관한 것으로서, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법 및 시스템이 개시된다. 운동 및 다양한 신체 활동은 신체에 여러 영향을 미치는 것이 증명되고 있으며, 이에 따라 아동 시절부터 다양한 운동 및 신체 활동이 이루어지고 있다. 다만, 이러한 운동의 효과에 대하여, 정밀한 분석이 이루어지기 위해서는 매우 고가의 장비가 필요하는 등의 한계가 있다. 이에 따라, 영상 기반으로 운동 분석을 개발하고자 하는 다양한 니즈가 존재하고 있다. 아동 및 청소년과 같이, 미성숙 된 신체의 경우, 운동 분석을 바탕으로 성장 정도에 대한 예측 및 분석에 대한 다양한 니즈가 있으며, 특히, 이를 고가의 장비 없이도 간단하게 편리하게 분석하고자 하는 니즈가 점점 더 커지고 있다. 상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술(related art)로 제공될 수 있다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련된 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 대하여 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 시스템을 설명하는 개념도이다. 도 2는 도 1의 운동 및 성장 분석 시스템에서 수행되는 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법의 일 예를 설명하는 도면이다. 도 3은 도 1의 운동 및 성장 분석 시스템에서 수행되는 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 방법의 다른 일 예를 설명하는 순서도이다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 서비스 서버를 설명하는 블록 구성도이다. 도 5는 도 4에 도시된 서비스 서버에서 수행되는 3차원 스켈레톤 생성 방법의 일 실시예를 설명하는 순서도이다. 도 6은 도 5를 통하여 생성된 3차원 스켈레톤의 예들을 도시하는 도면이다. 도 7은 도 4에 도시된 서비스 서버에서 수행되는 활동량 분석 방법의 일 실시예를 설명하는 순서도이다. 도 8은 활동량 분석의 예를 설명하는 도면이다. 도 9는 도 4에 도시된 서비스 서버에서 수행되는 성장 예측 방법의 일 실시예를 설명하는 순서도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 서버의 예시적인 컴퓨팅 운영 환경을 설명하는 도면이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면의 설명과 관련하여, 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 또한, 도면 및 관련된 설명에서는, 잘 알려진 기능 및 구성에 대한 설명이 명확성과 간결성을 위해 생략될 수 있다. 본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다. 본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다. 본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine) 또는 장치에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들(instructions)을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기 또는 장치의 프로세서는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다. 본 개시에서의 프로세서(processor)는, 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체를 의미할 수 있다. 실시예에 따르면, 프로세서의 동작은, 동영상 생성 장치의 동작으로 정의 및/또는 해석될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 프로세서는 본 개시의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 3차원 스켈레톤 분석을 이용한 운동 및 성장 분석 시스템을 설명하는 개념도이다. 촬영 단말(100)은 피사 객체에 대하여 이미지나 동영상 등의 촬영 영상을 촬영할 수 있다. 여기에서, 피사 객체란 촬영 대상이 되는 사람 객체를 의미하며, 일 예로, 어린아이 일 수 있다. 촬영 단말(100)에서 촬영되는 이미지는 일반적인 시점의 이미지로서, 2차원 평면 이미지 데이터이다. 본 명세서에서는 이를 3차원 스켈레톤 데이터와 비교하여 2차원 촬영 영상으로 표현한다. 촬영 단말(100)은 피사 객체에 대한 2차원 촬영 영상을 서비스 서버(300)에 제공한다. 서비스 서버(300)는 촬영 단말(100)로부터 2차원 촬영 영상을 수신하고, 2차원 촬영 영상에서 피사 객체를 식별하고 각 프레임 이미지에서 피사 객체에 대한 3차원 스켈레톤을 생성한다. 서비스 서버(300)는 3차원 스켈레톤을 기반으로 피사 객체에 대한 운동 및 성장 분석을 수행할 수 있다. 일 예로, 서비스 서버(300)는 3차원 스켈레톤의 움직임을 바탕으로 피사