Depth Camera 를 이용한 마커리스 기반의 인체 분절모델 동작 분석

Abstract

인체 동작 분석 시 사용되는 기존의 광학식 마커기반 모션 캡쳐 방법은 측정 공간(Capture volume)의 한계, 실험을 위한 준비 시간, 그리고 고가의 장비 등으로 인하여 활용 면에서 제약이 따른다. 이에 따라 마커를 부착하지 않고 Camera 로부터 관측된 모델의 이미지를 기반으로 하는 마커리스(Markerless) 모션 캡쳐에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는, 이동과 설치가 간편한 Depth Camera 를 사용하여 마커없이 모션을 캡쳐하고, 이를 3 차원 파라메트릭 인체 모델에 적용하여 인체 동작을 분석하는 방법을 구현하였다. Microsoft 사의 Kinect Sensor 를 이용하여 측정한 영상의 깊이정보를 입력 받고, NUI library 와 OpenCV 를 통하여 인체의 주요 관절 조인트 위치의 3 차원 좌표를 추정하였다. 인체의 동작 시뮬레이션을 위하여 키, 몸무게, 허리둘레 등 인체 치수(key body dimension)에 해당하는 파라미터 입력으로 타원체 형상의 인체모델을 생성하였다. 인체분절 모델의위치와 자세를 나타내기 위해 추정된 조인트 좌표를 이용하여 각 분절의 로컬좌표 정의하고 조인트의 회전각을 계산하였다. 또한 실시간으로 인체모델 동작을 시뮬레이션 하기 위해 시스템을 VTK(The Visualization Toolkit)를 이용하여 구축하였다.