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글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템과 햅틱 렌더링 방법 및 이를 구현하는 프로그램이 기록되는 기록매체

  • 기술번호 : KST2015174190
  • 담당센터 : 광주기술혁신센터
  • 전화번호 : 062-360-4654
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템과 햅틱 렌더링 방법 및 이를 구현하는 프로그램이 기록되는 기록매체에 관한 것이다. 본 발명의 일례에 따른 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템은 글자 교본 책으로부터 글자가 포함된 영상 이미지를 획득하는 카메라;와 영상 이미지로부터 글자를 분리하여 글자의 중심선과 폭을 검출하는 이미지 프로세싱부;와 글자의 중심선을 이용하여 수평(x, y) 좌표에 대한 역감을 계산하고, 글자의 폭을 이용하여 수직(z) 좌표에 대한 역감을 계산하는 햅틱 연산부; 및 수평(x, y) 좌표 및 수직(z) 좌표를 포함하는 3차원 좌표에 대한 역감을 제시하는 햅틱 디바이스;를 포함한다. 이와 같이 함으로써, 본 발명은 사용자가 글씨 쓰기 훈련을 할 때, 글자의 궤적 및 폭에 대한 역감을 느끼도록 함으로써 전문가의 도움을 받아 글자를 쓰는 것과 같은 촉감을 느낄 수 있도록 하는 효과가 있다. 글씨 쓰기 훈련, 햅틱 렌더링, 햅틱 디바이스
Int. CL G09B 11/00 (2006.01) G06T 1/00 (2006.01)
CPC G09B 11/00(2013.01) G09B 11/00(2013.01) G09B 11/00(2013.01)
출원번호/일자 1020090058218 (2009.06.29)
출원인 광주과학기술원
등록번호/일자 10-1038565-0000 (2011.05.26)
공개번호/일자 10-2011-0000899 (2011.01.06) 문서열기
공고번호/일자 (20110602) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2009.06.29)
심사청구항수 19

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 광주과학기술원 대한민국 광주광역시 북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 류제하 대한민국 광주광역시 북구
2 박선영 대한민국 광주광역시 북구
3 김현곤 대한민국 광주광역시 북구
4 이창규 대한민국 광주광역시 북구
5 김영미 대한민국 광주광역시 북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인우인 대한민국 서울특별시 강남구 역삼로 ***, *층(역삼동, 중평빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 광주과학기술원 대한민국 광주광역시 북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2009.06.29 수리 (Accepted) 1-1-2009-0393634-56
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.01.25 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2011.02.14 수리 (Accepted) 9-1-2011-0007574-18
4 등록결정서
Decision to grant		 2011.05.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0281411-38
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2011.09.15 수리 (Accepted) 4-1-2011-5187089-85
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번호 청구항
1 1
글자 교본 책으로부터 글자가 포함된 영상 이미지를 획득하는 카메라; 상기 영상 이미지로부터 상기 글자를 분리하여 글자의 중심선과 폭을 검출하는 이미지 프로세싱부; 상기 글자의 중심선을 이용하여 수평(x, y) 좌표에 대한 역감을 계산하고, 상기 글자의 폭을 이용하여 수직(z) 좌표에 대한 역감을 계산하는 햅틱 연산부; 및 상기 수평(x, y)/수직(z) 좌표를 포함하는 3차원 좌표에 대한 역감을 제시하는 햅틱 디바이스; 를 포함하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템
2 2
제 1 항에 있어서, 상기 이미지 프로세싱부는 상기 영상 이미지로부터 배경과 글자를 분리하고 잡음 영상을 제거하는 글자 분리부; 및 상기 분리된 글자로부터 중심선의 궤적을 검출하고, 상기 분리된 글자의 중심선과 경계선의 사이의 거리를 상기 글자의 폭으로 검출하는 중심선 검출부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템
3 3
제 2 항에 있어서, 글자 분리부는 상기 영상 이미지를 회색 영역의 이미지로 변환하는 그레이스케일(Grayscale) 모듈; 상기 회색 영역의 이미지로부터 상기 배경과 글자를 분리하기 위한 임계값(Threshold)을 구하고, 상기 임계값을 이용하여 상기 배경과 글자를 분리하기 위해 상기 회색 영역의 이미지를 이진화(Bianry)하는 제 1 이진화 모듈; 상기 이진화된 이미지에서 상기 잡음 영상을 제거하기 위해 상기 이진화된 이미지에 대해 가우시안 필터링(Gaussian Filttering)하는 가우시안 필터링 모듈; 및 상기 가우시안 필터링 이후, 상기 잡음 영상 제거를 위해 미리 결정된 임계값을 이용하여 상기 가우시안 필터링된 이미지를 이진화하여 상기 잡음 영상을 제거하는 제 2 이진화 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템
4 4
제 2 항에 있어서, 상기 중심선 검출부는 상기 글자 분리부로부터 입력된 상기 분리된 글자의 경계선을 검출하는 에지 검출(Edge detect) 모듈; 상기 경계선이 검출된 이미지를 이진화하여 글자 내부와 외부의 명암을 반전시키는 이미지 반전 모듈; 상기 이미지 반전된 이미지로부터 세선화(thinning) 기법을 이용하여 글자의 중심선을 검출하는 세선화 모듈; 및 상기 글자의 경계선과 중심선 사이의 최단 거리를 상기 글자의 폭으로 검출하는 글자 폭 검출 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템
5 5
제 4 항에 있어서, 상기 글자 폭 검출 모듈은 상기 최단 거리를 검출하기 위해 상기 중심선을 따라 미리 결정된 간격으로 배열된 중심 픽셀들 중 하나의 중심 픽셀과 상기 경계선을 따라 상기 하나의 중심 픽셀과 인접하여 배열된 복수의 경계 픽셀 사이의 각각의 거리 중 최단 거리를 상기 글자의 폭으로 검출하는 것 을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템
6 6
제 5 항에 있어서, 상기 미리 결정된 간격은 사용자에 의해 최대값과 최소값으로 설정되며, 상기 최대값과 최소값의 범위 내에서 상기 글자 폭의 변화가 클수록 줄어들고, 상기 글자 폭의 변화가 작을수록 커지는 것 을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템
7 7
제 1 항에 있어서, 햅틱 연산부는 상기 글자의 중심선을 상기 햅틱 디바이스의 수평(x, y) 좌표로 변환하고, 상기 글자 폭을 상기 햅틱 디바이스의 수직(z) 좌표로 변환하여 상기 햅틱 디바이스의 3차원 좌표 정보를 생성하는 좌표 생성부; 및 상기 수평(x, y) 좌표를 이용하여 햅틱 디바이스의 수평(x, y) 좌표에 대한 역감을 계산하고, 상기 수직(z) 좌표를 이용하여 상기 햅틱 디바이스의 수직(z) 좌표에 대한 역감을 계산하는 역감 계산부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템
8 8
제 7 항에 있어서, 상기 역감 계산부는 상기 햅틱 디바이스의 수직(z) 좌표에 대한 역감을 계산하되, 상기 글자 폭의 최대값과 최소값의 차를 기준으로 상기 글자의 중심선에 따른 폭을 정규화한 값에 미리 결정된 가중치(Weight) 값을 곱하여 상기 햅틱 디바이스의 수직(z) 좌표에 대한 역감으로 계산하는 것 을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템
9 9
제 1 항에 있어서, 상기 햅틱 디바이스는 상기 3차원 좌표에 대한 역감을 제시하되, 상기 글자의 획순에 따라 순서대로 제시하는 것 을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 촉감책 시스템
10 10
(a) 카메라를 이용하여 글자 교본 책으로부터 글자가 포함된 영상 이미지를 획득하는 이미지 획득 단계; (b) 상기 영상 이미지로부터 상기 글자를 분리하여 글자의 중심선과 폭을 검출하는 이미지 프로세싱 단계; 및 (c) 상기 글자의 중심선을 이용하여 햅틱 디바이스의 수평(x, y) 좌표에 대한 역감을 계산하고, 상기 글자의 폭을 이용하여 상기 햅틱 디바이스의 수직(z) 좌표에 대한 역감을 계산하는 햅틱 연산 단계; 를 포함하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 햅틱 렌더링 방법
11 11
제 10 항에 있어서, 상기 이미지 프로세싱 단계(b)는 (b1) 상기 영상 이미지로부터 배경과 글자를 분리하고 잡음 영상을 제거하는 글자 분리단계; 및 (b2) 상기 분리된 글자로부터 중심선의 궤적을 획득하고, 상기 분리된 글자의 중심선과 경계선의 사이의 거리를 검출하는 중심선 검출단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 햅틱 렌더링 방법
12 12
제 11 항에 있어서, 글자 분리단계(b1)는 (b11) 상기 영상 이미지를 회색 영역의 이미지로 변환하는 그레이스케일(Grayscale) 단계; (b12) 상기 회색 영역의 이미지로부터 상기 배경과 글자를 분리하기 위한 임계값(Threshold)을 구하고, 상기 임계값을 이용하여 상기 배경과 글자를 분리하기 위해 상기 회색 영역의 이미지를 이진화(Bianry)하는 제 1 이진화 단계; (b13) 상기 이진화된 이미지에서 상기 잡음 영상을 제거하기 위해 상기 이진화된 이미지에 대해 가우시안 필터링(Gaussian Filttering)하는 가우시안 필터링 단계; 및 (b14) 상기 가우시안 필터링 이후, 상기 잡음 영상 제거를 위해 미리 결정된 임계값을 이용하여 상기 가우시안 필터링된 이미지를 이진화하여 상기 잡음 영상을 제거하는 제 2 이진화 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 햅틱 렌더링 방법
13 13
제 11 항에 있어서, 상기 중심선 검출단계(b2)는 (b21) 상기 글자 분리단계 이후, 상기 분리된 글자의 경계선을 검출하는 에지 검출(Edge detect)단계; (b22) 상기 경계선이 검출된 이미지를 이진화하여 글자 내부와 외부의 명암을 반전시키는 이미지 반전 단계; (b23) 상기 이미지 반전된 이미지로부터 세선화(thinning) 기법을 이용하여 글자의 중심선을 검출하는 세선화 단계; 및 (b24) 상기 글자의 경계선과 중심선 사이의 최단 거리를 상기 글자의 폭으로 검출하는 글자 폭 검출 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 햅틱 렌더링 방법
14 14
제 13 항에 있어서, 상기 글자 폭 검출 단계는 상기 최단 거리를 검출하기 위해 상기 중심선을 따라 미리 결정된 간격으로 배열된 중심 픽셀들 중 하나의 중심 픽셀과 상기 경계선을 따라 상기 하나의 중심 픽셀과 인접하여 배열된 복수의 경계 픽셀 사이의 각각의 거리 중 최단 거리를 상기 글자의 폭으로 검출하는 것 을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 햅틱 렌더링 방법
15 15
제 14 항에 있어서, 상기 미리 결정된 간격은 사용자에 의해 최대값과 최소값으로 설정되며, 상기 최대값과 최소값의 범위 내에서 상기 글자 폭의 변화가 클수록 줄어들고, 상기 글자 폭의 변화가 작을수록 커지는 것 을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 햅틱 렌더링 방법
16 16
제 10 항에 있어서, 햅틱 연산 단계(c)는 (c1) 상기 글자의 중심선을 상기 햅틱 디바이스의 수평(x, y) 좌표로 변환하고, 상기 글자 폭을 상기 햅틱 디바이스의 수직(z) 좌표로 변환하여 상기 햅틱 디바이스의 3차원 좌표를 생성하는 단계; 및 (c2) 상기 수평(x, y) 좌표를 이용하여 햅틱 디바이스의 수평(x, y) 좌표에 대한 역감을 계산하고, 상기 수직(z) 좌표를 이용하여 상기 햅틱 디바이스의 수직(z) 좌표에 대한 역감을 계산하는 역감 계산 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 햅틱 렌더링 방법
17 17
제 16 항에 있어서, 상기 역감 계산 단계(c2)는 상기 햅틱 디바이스의 수직(z) 좌표에 대한 역감을 계산하되, 상기 글자 폭의 최대값과 최소값의 차를 기준으로 상기 글자의 중심선에 따른 폭을 정규화한 값에 미리 결정된 가중치(Weight) 값을 곱하여 상기 햅틱 디바이스의 수직(z) 좌표에 대한 역감으로 계산하는 것 을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 햅틱 렌더링 방법
18 18
제 10 항에 있어서, 상기 수평(x, y) 좌표 및 수직(z) 좌표에 대한 역감의 크기는 사용자에 의해 제어된 상기 햅틱 디바이스의 실제 3차원 좌표와 상기 역감 계산 단계에 의해 계산된 상기 수평(x, y)/수직(z) 좌표의 차이에 비례하는 것 을 특징으로 하는 글씨 쓰기 훈련을 위한 햅틱 렌더링 방법
19 19
컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 있어서, 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하는 프로그램이 기록되는 기록매체
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1 정보통신연구진흥원 광주과학기술원 대학 IT연구센터 육성ㆍ지원사업 몰입형 햅틱미디어 기술 개발