KR102730196B1 - Music feedback system using the removal or addition of music instrument for the purposed movement - Google Patents
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Abstract
움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템은 사용자의 신체와 신체 움직임을 촬영할 수 있도록 구성된 카메라; 상기 사용자의 신체 분절 위치에 부착되어 특정 신체 부위의 움직임을 감지하도록 구성된 웨어러블 센서; 및 상기 카메라 및 상기 웨어러블 센서와 동작 가능하게 결합되고, 상기 신체 부위의 움직임을 유도하는 음악을 재생하도록 구성된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 레퍼런스가 되는 움직임과 실시간 움직임을 비교하여 사용자가 선택한 음악에서 특정 악기를 제외할지 혹은 부가할지 여부를 결정할 수 있다. A music feedback system utilizing instrument exclusion or addition for inducing movement includes a camera configured to capture a user's body and body movements; a wearable sensor attached to a body segment location of the user and configured to detect movement of a specific body part; and a control unit operably coupled with the camera and the wearable sensor and configured to play music that induces movement of the body part, wherein the control unit can compare a reference movement with real-time movement to determine whether to exclude or add a specific instrument from music selected by the user.
Description
본 발명은 의료기기에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 운동 관련 사업/문화 및 스포츠 업에 활용될 수 있는 움직임 유도를 위한 음악 피드백 시스템에 관한 발명이다. The present invention relates to a medical device, and more specifically, to a music feedback system for inducing movement that can be utilized in exercise-related businesses/culture and sports.
올바른 신체 움직임을 유도하는 의료기기 및 피트니스 장비는 잘못된 움직임을 억제시키기 위해 피드백을 사용할 수 있다. 실시간 신체 움직임에 대한 피드백은 올바른 움직임을 유도하는 효과가 있다. 대부분의 피드백은 단조로운 음성 신호로 구성되어 있다.Medical devices and fitness equipment that induce correct body movements can use feedback to suppress incorrect movements. Feedback on real-time body movements is effective in inducing correct movements. Most feedback consists of monotonous audio signals.
단조로운 피드백은 사용자의 지루함을 유발시키고, 지속적인 운동을 방해하는 요소가 될 수 있다. 피드백 본연의 목적을 넘어서 엔터테인먼트적 요소를 더할 필요가 있다. 선행 특허 문헌 1은 실시간 사용자 참여형 음악 생성 방법 및 그 장치 (공개번호: 10-2021-0152847 (2021.12.16.))에 관한 것이다. 선행 특허 문헌 1은 실시간 신체 움직임을 이용해 음악을 생성하는 장치이다. 신체 움직임을 통해 음악을 통제한다는 점은 일부 유사할 수 있다. 하지만, 본 발명은 실시간 신체 움직임의 올바름을 판단하여 음악을 피드백으로 이용한다는 점에서 차이점이 있다. 또한, 음악의 변조나 연주 방식을 변화시키는 것이 아니라 기존 음악에서 악기를 제거하는 것으로 작동 알고리즘이 상이하다.Monotonous feedback can cause boredom in users and be a factor that hinders continuous exercise. It is necessary to add entertainment elements beyond the original purpose of feedback. Prior patent document 1 relates to a real-time user-participatory music generation method and device therefor (Publication number: 10-2021-0152847 (2021.12.16.)). Prior patent document 1 is a device that generates music using real-time body movements. It may be somewhat similar in that it controls music through body movements. However, the present invention is different in that it uses music as feedback by judging the correctness of real-time body movements. In addition, the operating algorithm is different in that it removes instruments from existing music rather than changing the modulation or performance method of music.
선행 특허 문헌 2는 무선 이어폰과 스마트 폰을 활용한 음악 변조 청각 피드백 시스템 (등록번호: 10-2301575 (2021.09.07))에 관한 것이다. 선행 특허 문헌 2는 실시간 청각 피드백으로 신체 대칭을 유지하도록 유지하는 장치다. 선행 특허 문헌 2는 이어폰에 부착된 센서로 신체 기울기를 측정하여 피드백을 부여하지만, 본 발명은 카메라를 이용해 모든 신체 분절 위치를 추정하여 피드백을 준다. 또한 청각 피드백 방식이 상이하다. 본 발명은 음악에서 악기를 제거하거나 더하는 방식으로 피드백을 제공하지만, 기존 연구는 다른 음악 타입을 선택하는 방식을 이용한다는 점에서 상이하다.Prior patent document 2 relates to a music modulation auditory feedback system using wireless earphones and a smartphone (Registration number: 10-2301575 (2021.09.07)). Prior patent document 2 is a device that maintains body symmetry with real-time auditory feedback. Prior patent document 2 measures the body inclination with a sensor attached to the earphone and provides feedback, but the present invention estimates the positions of all body segments using a camera and provides feedback. In addition, the auditory feedback method is different. The present invention provides feedback by removing or adding instruments to music, but the existing study is different in that it uses a method of selecting a different music type.
본 발명의 목적은 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a music feedback system utilizing the exclusion or addition of instruments to induce movement.
또한, 본 발명의 목적은 웨어러블 센서(IMU) 또는 스마트 폰과 연동된 카메라로 인식한 신체 움직임에 따라 음악에 악기를 제거하거나 추가하여 사용자의 올바른 움직임을 유도하기 위한 것이다.In addition, an object of the present invention is to induce correct movements of a user by removing or adding instruments to music according to body movements recognized by a wearable sensor (IMU) or a camera linked to a smart phone.
또한, 본 발명의 목적은 피트니스, 스포츠 및 댄스 퍼포먼스 향상을 목적으로 하는 사용자에게 더 큰 동기 부여를 하기 위한 것이다.Furthermore, it is an object of the present invention to provide greater motivation to users who aim to improve their fitness, sports and dance performance.
본 발명의 실시예에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템은 사용자의 신체와 신체 움직임을 촬영할 수 있도록 구성된 카메라; 상기 사용자의 신체 분절 위치에 부착되어 특정 신체 부위의 움직임을 감지하도록 구성된 웨어러블 센서; 및 상기 카메라 및 상기 웨어러블 센서와 동작 가능하게 결합되고, 상기 신체 부위의 움직임을 유도하는 음악을 재생하도록 구성된 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 레퍼런스가 되는 움직임과 실시간 움직임을 비교하여 사용자가 선택한 음악에서 특정 악기를 제외할지 혹은 부가할지 여부를 결정할 수 있다. A music feedback system utilizing instrument exclusion or addition for movement induction according to an embodiment of the present invention comprises: a camera configured to photograph a user's body and body movements; a wearable sensor attached to a body segment location of the user and configured to detect movement of a specific body part; and a control unit operably coupled with the camera and the wearable sensor and configured to play music that induces movement of the body part, wherein the control unit can compare a reference movement with real-time movement to determine whether to exclude or add a specific instrument from music selected by the user.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 음성(negative) 피드백이 선택된 경우, 사용자의 신체 분절 위치가 레퍼런스 위치로 복귀하면 제외되었던 악기가 다시 상기 음악에 부가되도록 제어하고, 양성(positive) 피드백이 선택된 경우, 사용자의 신체 분절 위치가 레퍼런스 위치에서 벗어나면 부가된 악기가 상기 음악에서 제외되도록 제어할 수 있다.According to one embodiment, if negative feedback is selected, the control unit can control the instrument that was excluded to be added back to the music when the user's body segment position returns to the reference position, and if positive feedback is selected, the control unit can control the instrument that was added to be excluded from the music when the user's body segment position moves away from the reference position.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 MFCC(Mel-Frequency Cepstral Coefficient)를 이용해서 음원들을 추출하고, 상기 추출된 음원들과 악기들을 분류한 후, 상기 분류에 기초하여 상기 악기들이 상기 음악에 부가 또는 제외되도록 제어하고, 특정 시간 구간들별로 나뉘어진 상기 음악의 음원들이 상기 추출된 음원들과 소정 범위 이내로 유사하도록 상기 특정 시간 구간들별로 상기 음악의 음원들의 볼륨 및 박자들을 조절할 수 있다. According to one embodiment, the control unit extracts sound sources using MFCC (Mel-Frequency Cepstral Coefficient), classifies the extracted sound sources and musical instruments, and then controls the instruments to be added to or excluded from the music based on the classification, and adjusts the volume and beats of the sound sources of the music for each specific time section so that the sound sources of the music divided for each specific time section are similar to the extracted sound sources within a predetermined range.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 복합 관절 운동에서 사용자 무릎 위치가 레퍼런스 무릎 위치에서 특정 값 이상 벗어나면 상기 음악에서 제1 악기가 제외되거나 부가되도록 제어하고, 단일 관절 운동에서 사용자 무릎의 x축 위치가 레퍼런스 무릎의 x축 위치에 특정 값 이상 벗어나면 상기 음악에서 제2 악기가 제외되거나 부가되도록 제어할 수 있다. According to one embodiment, the control unit may control to exclude or add a first instrument from the music when the user's knee position deviates from the reference knee position by a specific value or more in the compound joint motion, and may control to exclude or add a second instrument from the music when the x-axis position of the user's knee deviates from the x-axis position of the reference knee by a specific value or more in the single joint motion.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 복합 관절 운동이 수행 시, 신체 각 관절의 현재 위치와 레퍼런스 위치의 차이에 따라 신체 각 관절에 할당된 악기들이 상기 음악에 부가되거나 제외되도록 제어할 수 있다. According to one embodiment, the control unit can control instruments assigned to each body joint to be added to or excluded from the music according to the difference between the current position of each body joint and the reference position when the compound joint movement is performed.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 신체 부위 별 악기들이 지정된 상태에서 상기 음악이 플레이되도록 제어하고, 상기 음악을 들으며 운동할 때, 운동 동작에서 무릎이 기기가 지시하는 위치에서 벗어나면 상기 음악에서 제1 악기가 제거되어 플레이되고, 허리가 기기가 지시하는 위치에서 벗어나면 상기 음악에서 제2 악기가 제거되어 플레이되도록 제어하고, 신체 분절의 위치가 다시 기기가 지시하는 위치로 복귀하면, 제거되었던 상기 제1 악기 및 상기 제2 악기 중 적어도 하나가 다시 추가되어 상기 음악이 플레이되도록 제어할 수 있다. According to one embodiment, the control unit controls the music to be played in a state where instruments are designated for each body part, and when exercising while listening to the music, if the knee moves out of a position indicated by the device during the exercise motion, the first instrument is removed from the music and played, and if the waist moves out of the position indicated by the device, the control unit controls the music to be removed and played, and if the position of the body segment returns to the position indicated by the device, at least one of the first instrument and the second instrument that was removed is added again and the music is played.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 실시간으로 추정된 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 각 관절에 할당된 악기가 부가되도록 제어하고, 스쿼트 동작이 처음으로 수행될 때 제1 악기만 플레이되도록 음악을 제어하고, 무릎 위치가 레퍼런스 위치와 소정 범위 내로 유사하면 제2 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어하고, 골반 위치가 레퍼런스 위치와 소정 범위 내로 유사하면 제3 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어하고, 모든 신체 위치가 레퍼런스 동작과 소정 범위 내로 유사하면 모든 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어할 수 있다. According to one embodiment, the control unit may control the addition of an instrument assigned to each joint through comparison between a position estimated in real time and a reference position, control music so that only a first instrument is played when a squat motion is first performed, control the music so that a second instrument is added when a knee position is similar to a reference position within a predetermined range, control the music so that a third instrument is added when a pelvis position is similar to a reference position within a predetermined range, and control the music so that all instruments are added when all body positions are similar to a reference motion within a predetermined range.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 스마트 폰에 입력되는 신체 분절 궤도, 각도 및 가속도 데이터 혹은 영상을 이용해 3차원 신체 위치를 추정하고, 실시간으로 추정된 신체 각 관절의 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 상기 각 관절의 위치와 레퍼런스 위치의 차이를 각 차원 별로 계산할 수 있다. According to one embodiment, the control unit estimates a three-dimensional body position using body segment trajectory, angle, and acceleration data or images input to a smart phone, and compares the positions of each body joint estimated in real time with a reference position to calculate the difference between the positions of each joint and the reference position for each dimension.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 신체 각 관절의 x축의 위치 차이가 발생하면 제1 악기가 상기 음악에서 제외되도록 제어하고, 상기 신체 각 관절의 y축 위치 차이가 발생하면 제2 악기가 상기 음악에서 제외되도록 제어할 수 있다.According to one embodiment, the control unit can control the first instrument to be excluded from the music when a difference in the x-axis positions of each body joint occurs, and can control the second instrument to be excluded from the music when a difference in the y-axis positions of each body joint occurs.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 신체 각 관절의 특정 동작이 처음으로 수행될 때 제1 악기만 플레이되도록 상기 음악을 제어하고, 상기 신체 각 관절의 특정 동작이 수행 시 x축 위치의 차이가 소정 범위보다 작으면 제2 악기가 부가되도록 제어하고, y축 위치의 차이가 소정 범위보다 작으면 제3 악기가 부가되도록 제어하고 z축 위치의 차이가 소정 범위보다 작으면 제4 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어하고, 상기 신체 각 관절의 특정 동작의 위치가 레퍼런스 위치와 모든 축 상에서 소정 범위 내로 유사하면 모든 악기가 부가된 음악이 플레이되도록 제어할 수 있다. According to one embodiment, the control unit controls the music so that only the first instrument is played when the specific motion of each joint of the body is first performed, controls so that a second instrument is added when the difference in the x-axis positions is less than a predetermined range when the specific motion of each joint of the body is performed, controls so that a third instrument is added when the difference in the y-axis positions is less than a predetermined range, controls so that a fourth instrument is added when the difference in the z-axis positions is less than a predetermined range, and controls so that music with all instruments added is played when the positions of the specific motion of each joint of the body are similar to the reference position within a predetermined range on all axes.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 사용자의 신체 각 관절의 동작, 음악, 악기들, 피드백 종류 및 피드백 강도에 관한 설정이 선택되도록 제어하고, 상기 신체 각 관절의 각 차원별 위치와 레퍼런스 동작의 각 차원별 위치를 비교하여, 상기 악기들 중 적어도 하나가 상기 음악에서 부가되거나 제외되도록 제어하고, 상기 피드백 종류로 사용자가 위치한 공간의 복수의 스피커 및 공간감 오디오를 지원하는 이어폰 중 상기 신체 각 관절이 특정 동작이 불일치하는 것으로 판단되는 방향에 위치한 스피커 또는 이어폰에서 상기 음악이 재생되도록 제어하고, 상기 피드백 강도로 상기 음악의 볼륨 및 박자가 조절되도록 제어될 수 있다.According to one embodiment, the control unit may control to select settings related to motions of each joint of the user's body, music, instruments, feedback types, and feedback intensities, compare each dimensional position of each joint of the body with each dimensional position of a reference motion, and control to add or exclude at least one of the instruments from the music, control to play the music from a speaker or earphone that is located in a direction in which each joint of the body is determined to be inconsistent with a specific motion among a plurality of speakers and earphones that support spatial audio in a space where the user is located, and control to adjust the volume and beat of the music based on the feedback intensities.
본 발명의 실시예에 따르면, 운동 중 신체 움직임을 실시간으로 감지하고, 감지 결과에 따라 사용자에게 피드백을 준다. 피드백을 통해 사용자는 잘못된 움직임을 인식하고, 올바른 움직임을 성취하기 위해 더 많은 노력을 기울인다.According to an embodiment of the present invention, body movements during exercise are detected in real time, and feedback is given to the user based on the detection results. Through the feedback, the user recognizes incorrect movements and puts more effort into achieving correct movements.
본 발명의 실시예에 따르면, 올바른 움직임을 유도함으로써 타겟 근육을 효율적으로 활성화 시킬 수 있고, 통증을 감소시키는 움직임을 학습시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, target muscles can be efficiently activated by inducing correct movements, and movements that reduce pain can be learned.
본 발명의 실시예에 따르면, 단조로운 피드백 형식을 벗어나, 음악을 이용함으로써 사용자의 지루함을 줄이고, 흥미를 높일 수 있다. 이는 사용자의 운동 지속 기간을 늘릴 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by using music to break away from a monotonous feedback format, user boredom can be reduced and interest can be increased. This can increase the user's exercise duration.
본 발명의 실시예에 따르면, 올바른 움직임 수행 가능 유무에 따라서 사용자의 근골격계 상태를 진단 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the musculoskeletal condition of a user can be diagnosed based on whether or not the user can perform correct movements.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 의료기기 및 피트니스 장비를 사용함으로써 올바른 동작에 대한 이해를 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the use of the medical device and fitness equipment can enhance understanding of correct movements.
피드백을 이용해 올바른 신체 움직임을 유도하는 의료기기 및 피트니스 장비는 대부분 단일 관절 움직임을 유도한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 단일 관절 움직임에 비해 복합 관절 움직임은 신체 협응력 증진에 효과적이며, 운동 효율이 높다. 올바른 복합 관절 움직임을 유도하면, 사용자의 일상생활 복귀와 부상 예방에 더 큰 효과가 있을 것으로 기대한다.Most medical devices and fitness equipment that use feedback to induce correct body movements induce single-joint movements. According to an embodiment of the present invention, compared to single-joint movements, complex joint movements are effective in improving body coordination and have high exercise efficiency. It is expected that inducing correct complex joint movements will have a greater effect on the user's return to daily life and injury prevention.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention will become apparent to those skilled in the art, it should be understood that the detailed description and specific embodiments, such as preferred embodiments of the present invention, are given by way of example only.
도 1은 본 발명에 따른 단일 관절 운동을 예시한 도면을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 복합 관절 운동을 예시한 도면을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템의 구성도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템에 의해 구현되는 음악 피드백 구현 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템에 의해 구현되는 사용자 입력 기반 음악 피드백 방법의 흐름도를 나타낸다. Figure 1 is a drawing illustrating a single joint motion according to the present invention.
FIG. 2 is a drawing illustrating a composite joint movement according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a music feedback system utilizing the exclusion or addition of musical instruments for motion induction according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart of a method for implementing music feedback implemented by a music feedback system utilizing instrument exclusion or addition for motion induction according to the present invention.
FIG. 5 illustrates a flow diagram of a user input-based music feedback method implemented by a music feedback system utilizing instrument exclusion or addition for motion induction according to the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are merely exemplified for the purpose of explaining embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms and are not limited to the embodiments described in this specification.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since embodiments according to the concept of the present invention can have various changes and can have various forms, embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the present specification. However, this is not intended to limit embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, but includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first or second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only intended to distinguish one component from another, for example, without departing from the scope of the invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When it is said that a component is "connected" or "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but that there may be other components in between. On the other hand, when it is said that a component is "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there are no other components in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe particular embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. It should be understood that, as used herein, the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the present specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries, such as those defined in common usage, should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and will not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly defined herein.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나 특허출원의 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached to this specification. However, the scope of the patent application is not limited or restricted by these embodiments. The same reference numerals presented in each drawing represent the same components.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템에 대해 상세하게 설명한다. 이와 관련하여, 도 1은 본 발명에 따른 단일 관절 운동을 예시한 도면을 나타낸다. 도 2는 본 발명에 따른 복합 관절 운동을 예시한 도면을 나타낸다. Hereinafter, a music feedback system utilizing the exclusion or addition of an instrument for inducing movement according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this regard, FIG. 1 illustrates a drawing illustrating a single joint movement according to the present invention. FIG. 2 illustrates a drawing illustrating a compound joint movement according to the present invention.
도 1을 참조하면, 단일 관절 운동의 예로 팔꿈치 관절 굽힘 운동을 나타낸다. 이와 관련하여, 팔꿈치 관절 굽힘을 통해 손 위치를 추정할 수 있고, 저장되어 있는 레퍼런스 위치와 비교를 할 수 있다. 위치 차이가 발생하면, 각 차원 (x축, y축, z축)에 할당된 악기가 음악에서 제외되거나 더해질 수 있다Referring to Figure 1, an elbow joint flexion movement is shown as an example of a single joint movement. In this regard, the hand position can be estimated through the elbow joint flexion and compared with the stored reference position. If a position difference occurs, the instrument assigned to each dimension (x-axis, y-axis, z-axis) can be excluded or added to the music.
도 2를 참조하면, 복합 관절 운동의 예로 스쿼트 운동을 나타낸다. 이와 관련하여, 특정 스쿼트 동작을 통해 머리, 골반, 무릎 위치를 추정할 수 있고, 저장되어 있는 레퍼런스 위치와 비교를 할 수 있다. 머리, 골반, 무릎의 위치 변화가 발생하면, 각 차원 (x축, y축, z축)에 할당된 악기가 음악에서 제외되거나 더해질 수 있다Referring to Figure 2, a squat movement is shown as an example of a complex joint movement. In this regard, the positions of the head, pelvis, and knees can be estimated through a specific squat movement, and compared with the stored reference positions. When a change in the positions of the head, pelvis, and knees occurs, the instruments assigned to each dimension (x-axis, y-axis, z-axis) can be excluded or added to the music.
이하, 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템의 구성도를 나타낸다. Hereinafter, the configuration of a music feedback system utilizing the exclusion or addition of musical instruments for inducing movement according to the present invention will be described in detail. Fig. 3 shows a configuration diagram of a music feedback system utilizing the exclusion or addition of musical instruments for inducing movement according to the present invention.
도 3을 참조하면, 음악 피드백 시스템은 카메라(110), 웨어러블 센서(120), 제어부(130), 메모리(140), 음향 출력부(150)를 포함하도록 구성될 수 있다. 카메라(110)는 사용자 단말, 예컨대 이동 단말기와 같은 스마트 폰에 구비되거나 또는 이와 별도로 구비될 수 있다. 웨어러블 센서(120)는 적어도 하나의 센서로 구현될 수 있고, 사용자의 신체 (예: 각 관절 부위)에 부착될 수 있다. 제어부(130)는 사용자 단말, 예컨대 이동 단말기와 같은 스마트 폰의 프로세서에 해당할 수 있다. 메모리(140)는 제어부(130)와 동작 가능하게 결합되고, 신체 특정 위치 및 음악 피드백에 관한 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 음향 출력부(150)는 블루투스 무선 이어폰 및/또는 스테레오 스피커로 구현될 수 있다. 블루투스 무선 이어폰 및/또는 스테레오 스피커는 사용자 신체의 좌측 및/또는 우측에 음악 형태의 피드백을 제공하기 위해 좌측 및/또는 우측에 2개 이상으로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 3, the music feedback system may be configured to include a camera (110), a wearable sensor (120), a control unit (130), a memory (140), and an audio output unit (150). The camera (110) may be provided in a user terminal, such as a smart phone such as a mobile terminal, or may be provided separately therefrom. The wearable sensor (120) may be implemented as at least one sensor and may be attached to the user's body (e.g., each joint part). The control unit (130) may correspond to a processor of a user terminal, such as a smart phone such as a mobile terminal. The memory (140) may be operably coupled with the control unit (130) and configured to store information about a specific body location and music feedback. The audio output unit (150) may be implemented as a Bluetooth wireless earphone and/or a stereo speaker. The Bluetooth wireless earphone and/or the stereo speaker may be implemented as two or more on the left and/or right sides to provide music-type feedback to the left and/or right sides of the user's body.
카메라(110)는 사용자의 신체와 신체 움직임을 촬영할 수 있도록 구성된다. 웨어러블 센서(120)는 사용자의 신체 분절 위치에 부착되어 특정 신체 부위의 움직임을 감지하도록 구성될 수 있다. 제어부(130)는 카메라(110) 및 웨어러블 센서(120)와 동작 가능하게 결합되고, 신체 부위의 움직임을 유도하는 음악을 재생하도록 구성될 수 있다.The camera (110) is configured to capture the user's body and body movements. The wearable sensor (120) may be attached to a body segment location of the user and configured to detect the movement of a specific body part. The control unit (130) may be operably coupled with the camera (110) and the wearable sensor (120) and configured to play music that induces the movement of the body part.
제어부(130)는 레퍼런스가 되는 움직임과 실시간 움직임을 비교하여 사용자가 선택한 음악에서 특정 악기를 제외할지 혹은 부가할지 여부를 결정할 수 있다. 제어부(130)는 음성(negative) 피드백이 선택된 경우, 사용자의 신체 분절 위치가 레퍼런스 위치로 복귀하면 제외되었던 악기가 다시 상기 음악에 부가되도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 양성(positive) 피드백이 선택된 경우, 사용자의 신체 분절 위치가 레퍼런스 위치에서 벗어나면 부가된 악기가 상기 음악에서 제외되도록 제어할 수 있다.The control unit (130) can compare the reference movement with the real-time movement to determine whether to exclude or add a specific instrument from the music selected by the user. If negative feedback is selected, the control unit (130) can control the instrument that was excluded to be added to the music again when the user's body segment position returns to the reference position. If positive feedback is selected, the control unit (130) can control the instrument that was added to be excluded from the music when the user's body segment position moves away from the reference position.
이와 관련하여, 본 발명의 주 과제는 웨어러블 센서(IMU) 또는 스마트 폰과 연동된 카메라로 인식한 신체 움직임에 따라 음악에 악기를 제거하거나 추가하여 사용자의 올바른 움직임을 유도하기 위한 것이다. 한편, 본 발명의 세부 과제는 다음과 같이 요약될 수 있다. 이와 관련하여, 도 4는 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템에 의해 구현되는 음악 피드백 구현 방법의 흐름도를 나타낸다.In this regard, the main task of the present invention is to induce correct movement of the user by removing or adding an instrument to music according to the body movement recognized by a wearable sensor (IMU) or a camera linked to a smart phone. Meanwhile, the detailed task of the present invention can be summarized as follows. In this regard, FIG. 4 shows a flowchart of a music feedback implementation method implemented by a music feedback system utilizing the exclusion or addition of an instrument for movement induction according to the present invention.
1. 음원 추출/악기 분류 과정(S100)에서, MFCC(Mel-Frequency Cepstral Coefficient)를 이용해서 음원을 추출하여 악기 및 음원을 분류한 후, 악기 가감을 구현한다. 1. In the sound source extraction/instrument classification process (S100), the sound source is extracted using MFCC (Mel-Frequency Cepstral Coefficient), the instrument and sound source are classified, and then the instrument addition/subtraction is implemented.
2. 복합 관절 운동 시 악기 부가/제외 과정(S200)에서, 복합 관절 운동 시, 신체 각 관절에 할당된 악기는 신체 위치에 따라 음악에 더해지거나 제거된다. 복합 관절 운동 시 악기 부가/제외 과정(S200)은 신체 분절 위치 추정 과정(S210), 음성 피드백 구현 과정(S220) 및 양성 피드백 구현 과정(S230)을 포함하도록 구성될 수 있다. 2. In the instrument addition/exclusion process (S200) during compound joint movement, the instrument assigned to each body joint during compound joint movement is added to or removed from the music according to the body position. The instrument addition/exclusion process (S200) during compound joint movement can be configured to include a body segment position estimation process (S210), a negative feedback implementation process (S220), and a positive feedback implementation process (S230).
2-1. 신체 분절 위치 추정 과정(S210)에서, 스마트 폰에 입력되는 신체 분절 궤도, 각도 및 가속도 데이터 혹은 영상을 이용해 실시간으로 신체 분절의 위치를 추정한다.2-1. In the body segment position estimation process (S210), the body segment position is estimated in real time using body segment trajectory, angle, and acceleration data or images input to a smart phone.
2-2. (음성(negative) 피드백) 음성 피드백 구현 과정(S220)에서, 실시간으로 추정된 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 각 관절에 할당된 악기가 제거된다. 예를 들면, 신체 부위 별 악기들이 지정된 상태에서 음악이 플레이 된다. 음악을 들으며 운동 할 때, 운동 동작에서 무릎이 기기가 지시하는 위치에서 벗어나면 음악에서 드럼이 제거되어 플레이 되고, 허리가 기기가 지시하는 위치에서 벗어나면 음악에서 기타가 제거되어 플레이 된다. 신체 분절의 위치가 다시 기기가 지시하는 위치로 복귀하면, 제거되었던 악기가 다시 추가되어 원래 음악이 플레이 된다.2-2. (Negative feedback) In the negative feedback implementation process (S220), the instrument assigned to each joint is removed by comparing the estimated position in real time with the reference position. For example, music is played while the instruments for each body part are assigned. When exercising while listening to music, if the knee deviates from the position indicated by the device during the exercise motion, the drum is removed from the music and played, and if the waist deviates from the position indicated by the device, the guitar is removed from the music and played. When the position of the body segment returns to the position indicated by the device, the removed instrument is added again and the original music is played.
2-3. (양성(positive) 피드백) 양성 피드백 구현 과정(S230)에서, 실시간으로 추정된 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 각 관절에 할당된 악기가 더해진다. 스쿼트 동작을 예를 들면, 처음 동작을 수행할 때 드럼만 플레이 된다. 실시간 무릎 위치가 레퍼런스 위치와 유사하면 기타가 더해지고, 골반 위치가 레퍼런스 위치와 유사하면 베이스가 더해진다. 레퍼런스 동작과 모든 신체 위치가 유사하면 모든 악기가 더해진 음악이 플레이된다.2-3. (Positive feedback) In the positive feedback implementation process (S230), the instrument assigned to each joint is added by comparing the estimated position in real time with the reference position. For example, in the case of a squat movement, only drums are played when the movement is first performed. If the real-time knee position is similar to the reference position, a guitar is added, and if the pelvis position is similar to the reference position, a bass is added. If the reference movement and all body positions are similar, music with all instruments added is played.
3. 단일 관절 운동 시 악기 부가/제외 과정(S300)에서 신체 위치의 각 차원에 할당된 악기는 신체 위치에 따라 음악에 더해지거나 제거된다. 단일 관절 운동 시 악기 부가/제외 과정(S300)은 3차원 신체 위치 추정 과정(S310), 차원 별 위치 차 계산 과정(S320), 음성 피드백 구현 과정(S330) 및 양성 피드백 구현 과정(S340)을 포함하도록 구성될 수 있다. 3. In the instrument addition/exclusion process (S300) during single-joint movement, the instrument assigned to each dimension of the body position is added to or removed from the music according to the body position. The instrument addition/exclusion process (S300) during single-joint movement can be configured to include a three-dimensional body position estimation process (S310), a dimension-by-dimension position difference calculation process (S320), a negative feedback implementation process (S330), and a positive feedback implementation process (S340).
3-1. 3차원 신체 위치 추정 과정(S310)에서 스마트 폰에 입력되는 신체 분절 궤도, 각도 및 가속도 데이터 혹은 영상을 이용해 3차원 신체 위치를 추정한다.3-1. In the 3D body position estimation process (S310), the 3D body position is estimated using body segment trajectory, angle, and acceleration data or images input to the smartphone.
3-2. 차원별 위치차 계산 과정(S320)에서 실시간으로 추정된 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 각 차원의 위치 차를 계산한다.3-2. In the process of calculating the position difference by dimension (S320), the position difference for each dimension is calculated by comparing the estimated position in real time with the reference position.
3-3. (음성(negative) 피드백) 음성 피드백 구현 과정(S330)에서 위치 차이에 따라 각 차원에 할당된 악기가 음악에서 제외된다. 예를 들어, x축의 위치 차이가 발생하면 드럼이 음악에서 제외되고, y축 위치 차이가 발생하면 기타가 음악에서 제외된다.3-3. (Negative Feedback) In the negative feedback implementation process (S330), the instruments assigned to each dimension are excluded from the music according to the position difference. For example, if there is a position difference in the x-axis, the drum is excluded from the music, and if there is a position difference in the y-axis, the guitar is excluded from the music.
3-4. (양성(positive) 피드백) 양성 피드백 구현 과정(S340)에서 실시간으로 추정된 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 각 차원에 할당된 악기가 더해진다. 팔꿈치 굽힘 동작을 예를 들면, 처음 동작을 수행할 때 드럼만 플레이 된다. 팔꿈치 굽힘 동작을 할 때, x축 위치의 차이가 작으면 기타가 더해지고, y축은 베이스, z축은 건반이 더해진다. 레퍼런스와 위치가 유사하면 모든 악기가 더해진 음악이 플레이 된다.3-4. (Positive feedback) In the positive feedback implementation process (S340), the instruments assigned to each dimension are added by comparing the estimated position in real time with the reference position. For example, when performing the elbow bending motion, only drums are played when the motion is first performed. When performing the elbow bending motion, if the difference in the x-axis position is small, a guitar is added, the y-axis adds a bass, and the z-axis adds a keyboard. If the reference and position are similar, music is played with all instruments added.
한편, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템의 구성 및 동작에 대해 상세하게 설명한다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템의 구성은 다음과 같이 세부적으로 분류될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, the configuration and operation of a music feedback system utilizing the exclusion or addition of a musical instrument for inducing movement according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. In this regard, the configuration of a music feedback system utilizing the exclusion or addition of a musical instrument for inducing movement according to the present invention can be classified in detail as follows, but is not limited thereto.
1) 스마트 폰에 구비되는 카메라(110)1) Camera (110) equipped on a smart phone
2) 웨어러블 센서 (IMU) (120)2) Wearable Sensor (IMU) (120)
3) 영상을 이용한 신체 분절 위치 추정 알고리즘3) Algorithm for estimating body segment locations using images
4) 궤도, 각도 및 가속도 데이터를 이용한 신체 분절 위치 추정 알고리즘4) Body segment position estimation algorithm using orbit, angle and acceleration data
5) MFCC(Mel-Frequency Cepstral Coefficient) 음악에서 악기 및 음원을 분류하는 알고리즘5) MFCC (Mel-Frequency Cepstral Coefficient) Algorithm for classifying instruments and sound sources in music
6) 신체 위치에 따라 음악에서 악기를 개별적으로 제거하거나 더할 수 있는 알고리즘6) Algorithm that can individually remove or add instruments to the music based on body position.
이와 관련하여, 3) 내지 6)의 알고리즘은 스마트 폰 또는 별도의 스마트 장비에 구비되는 프로세서인 제어부(130) 및 메모리(140)에 의해 구현될 수 있다.In this regard, the algorithms 3) to 6) can be implemented by a control unit (130) and a memory (140) which are processors equipped in a smart phone or separate smart device.
7) 동작, 음악, 악기, 피드백 종류, 피드백 강도를 선택할 수 있는 스마트 장비의 어플리케이션. 상기 어플리케이션은 스마트 폰 또는 별도의 스마트 장비에 구비되는 프로세서인 메모리(140)에 설치되어 제어부(130)에 의해 실행될 수 있다.7) Application of smart device that can select movement, music, instrument, type of feedback, and feedback intensity. The application can be installed in memory (140), which is a processor equipped in a smart phone or a separate smart device, and executed by the control unit (130).
8) 블루투스 무선이어폰 및 스트레오 스피커. 이와 관련하여, 음향 출력부(150)는 블루투스 무선 이어폰 및/또는 스테레오 스피커로 구현될 수 있다. 블루투스 무선 이어폰 및/또는 스테레오 스피커는 사용자 신체의 좌측 및/또는 우측에 음악 형태의 피드백을 제공하기 위해 좌측 및/또는 우측에 2개 이상으로 구현될 수 있다.8) Bluetooth wireless earphones and stereo speakers. In this regard, the sound output unit (150) may be implemented as Bluetooth wireless earphones and/or stereo speakers. The Bluetooth wireless earphones and/or stereo speakers may be implemented as two or more on the left and/or right sides to provide music-type feedback to the left and/or right sides of the user's body.
전술한 설명을 참조하여, 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템의 동작 및 기능에 대해 상세하게 설명한다. With reference to the above description, the operation and function of a music feedback system utilizing the exclusion or addition of musical instruments for inducing movement according to the present invention are described in detail.
사용자는 사용자 신체가 모두 촬영될 수 있는 위치에 스마트 폰을 설치하거나 동작에 따라 제시되는 신체 분절에 웨어러블 센서(IMU)를 부착한다. 웨어러블 센서(IMU)의 개수는 목적하는 동작에 따라 정해지고, 필요에 따라 다수의 웨어러블 센서(IMU)가 포함된 의류가 될 수도 있다.The user installs the smartphone in a location where the entire user's body can be captured, or attaches wearable sensors (IMUs) to body segments suggested according to the movement. The number of wearable sensors (IMUs) is determined according to the intended movement, and the wearable sensors (IMUs) can be clothing that includes multiple wearable sensors (IMUs) as needed.
입력된 신체 영상은 신체 분절 위치 추정 알고리즘을 통해 신체 분절 위치 정보를 생산하고 이를 음악 피드백을 위한 레퍼런스로 사용한다.The input body image produces body segment location information through a body segment location estimation algorithm, which is then used as a reference for music feedback.
사용자는 음성(negative) 피드백 혹은 양성(positive) 피드백을 선택할 수 있다.Users can choose negative or positive feedback.
신체 분절 위치 정보는 실시간으로 레퍼런스가 되는 움직임과 비교하여 사용자가 선택한 음악에서 특정 악기를 제외할지 혹은 더할지 결정한다. 예를 들면, 복합 관절 운동에서 사용자 무릎 위치가 레퍼런스 무릎 위치에 특정 값 이상 벗어나면 음악에서 드럼이 제외되거나 더해진다. 단일 관절 운동에서 사용자 무릎의 x축 위치가 레퍼런스 무릎의 x축 위치에 특정 값 이상 벗어나면 음악에서 기타가 제외되거나 더해진다. The body segment position information is compared in real time with the reference movement to determine whether to exclude or add a specific instrument from the music selected by the user. For example, in a compound joint movement, if the user's knee position deviates from the reference knee position by a certain amount, the drum is excluded or added to the music. In a single joint movement, if the user's knee's x-axis position deviates from the reference knee's x-axis position by a certain amount, the guitar is excluded or added to the music.
음성(negative) 피드백을 선택한 경우 사용자의 신체 분절 위치가 레퍼런스 위치로 복귀하면 제외되었던 악기가 다시 음악에 더해진다. 양성(positive) 피드백을 선택한 경우 사용자의 신체 분절 위치가 레퍼런스 위치에서 벗어나면 더해진 악기가 음악에서 제외된다.If negative feedback is selected, the instrument that was excluded is added back to the music when the user's body segment position returns to the reference position. If positive feedback is selected, the instrument that was added is excluded from the music when the user's body segment position moves away from the reference position.
한편, 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템에 의해 구현되는 사용자 입력 기반 음악 피드백 방법에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 5는 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템에 의해 구현되는 사용자 입력 기반 음악 피드백 방법의 흐름도를 나타낸다. Meanwhile, a detailed description of a user input-based music feedback method implemented by a music feedback system utilizing instrument exclusion or addition for motion induction according to the present invention is as follows. In this regard, FIG. 5 shows a flowchart of a user input-based music feedback method implemented by a music feedback system utilizing instrument exclusion or addition for motion induction according to the present invention.
1) 사용자가 스마트 폰 어플리케이션을 통해 증상을 선택한다.1) The user selects a symptom through a smartphone application.
2) 어플리케이션은 증상에 따른 추천 동작을 제시한다.2) The application suggests recommended actions based on symptoms.
3) 사용자는 어플리케이션을 통해 동작, 음악을 선택한다.3) The user selects actions and music through the application.
4) 사용자는 어플리케이션을 통해 피드백을 받는다. 피드백의 종류는 음성(negative) 피드백, 양성(positivie) 피드백 종류로 나뉜다. 음성 피드백은 잘못된 동작을 했을 때 음악에서 악기를 제거하고, 양성 피드백은 올바른 동작을 했을 때 음악에 악기를 더한다.4) Users receive feedback through the application. The types of feedback are divided into negative feedback and positive feedback. Negative feedback removes instruments from the music when an incorrect action is performed, and positive feedback adds instruments to the music when a correct action is performed.
1) 내지 4)와 관련하여, 스마트 폰 어플리케이션을 통해 사용자 입력에 기초하여 증상/동작/음악 선택 과정(S510)이 수행된다. In relation to 1) to 4), the symptom/action/music selection process (S510) is performed based on user input via a smart phone application.
5) 단일 관절 동작을 선택한 경우 x, y, z축에 악기를 할당한다.5) If you select single joint motion, assign instruments to the x, y, and z axes.
6) 복합 관절 동작을 선택한 경우 해당되는 관절에 악기를 할당한다.6) If you select a compound joint motion, assign an instrument to the corresponding joint.
5) 및 6)과 관련하여 단일/복합 관절 동작에 따른 악기 할당 과정(S520)이 수행된다. 5) and 6), an instrument allocation process (S520) according to single/complex joint motion is performed.
7) 모든 신체를 촬영할 수 있는 위치에 스마트 폰을 설치한다. 혹은, 동작에 따라 제시되는 신체 분절에 웨어러블 센서(IMU)를 부착한다.7) Place the smartphone in a location where it can capture the entire body. Or, attach a wearable sensor (IMU) to the body segment suggested by the movement.
8) 선택된 동작에 해당하는 레퍼런스 동작이 어플리케이션을 통해 재생된다.8) The reference motion corresponding to the selected motion is played through the application.
9) 사용자는 제시되는 레퍼런스 동작을 동일하게 따라하기 위해 노력한다.9) The user tries to follow the presented reference movements identically.
7) 내지 9)과 관련하여 레퍼런스 동작 재생/사용자 동작 획득 과정(S530)이 수행될 수 있다.7) to 9), a reference motion reproduction/user motion acquisition process (S530) can be performed.
10) 음성(negative) 피드백을 선택한 경우 제시된 동작에서 벗어나면 흘러나오는 음악에서 관절 혹은 위치 차원에 할당된 악기가 제거된다. 양성(positive) 피드백을 선택한 경우 제시된 동작과 유사하게 동작을 수행하면 관절 혹은 위치 차원에 할당된 악기가 음악에 더해진다.10) If negative feedback is selected, when you deviate from the suggested action, the instrument assigned to the joint or position dimension is removed from the music that flows. If positive feedback is selected, when you perform an action similar to the suggested action, the instrument assigned to the joint or position dimension is added to the music.
11) 음성(negative) 피드백을 선택한 경우 제시된 동작에서 벗어난 후 다시 제시된 동작으로 복귀하면 제거된 악기는 복구된다. 양성(positive) 피드백을 선택한 경우 제시된 동작에서 벗어나면 추가되었던 악기는 음악에서 제거된다.11) If negative feedback is selected, the removed instrument is restored when the presented action is deviated from and then returned to the presented action. If positive feedback is selected, the added instrument is removed from the music when the presented action is deviated from.
10) 및 11)과 관련하여, 음성 피드백이 선택 되었는지 여부가 판단(S540)될 수 있다. 음성 피드백이 선택(S540)되고 사용자 동작이 레퍼런스 동작에서 벗어난 것으로 판단(S560)된 경우 특정 관절/위치에 할당된 악기를 제거하는 과정(S570)이 수행된다. 양성 피드백이 선택(S550)되고 사용자 동작이 레퍼런스 동작으로 복귀한 것으로 판단(S580)된 경우 특정 관절/위치에 해당 악기를 부가하는 과정(S590)이 수행된다.10) and 11), it can be determined whether negative feedback is selected (S540). If negative feedback is selected (S540) and it is determined that the user's motion deviates from the reference motion (S560), a process of removing an instrument assigned to a specific joint/position (S570) is performed. If positive feedback is selected (S550) and it is determined that the user's motion has returned to the reference motion (S580), a process of adding the corresponding instrument to the specific joint/position (S590) is performed.
음성 피드백이 선택(S540)되고 사용자 동작이 레퍼런스 동작에서 벗어난 것으로 판단(S550)된 이후 다시 레퍼런스 동작으로 복귀한 것으로 판단(S580)되면 특정 관절/위치에 해당 악기를 부가하는 과정(S590)이 수행된다. 양성 피드백이 선택(S550)되고 레퍼런스 동작에서 벗어나면 특정 관절/위치에 해당 악기를 제거하는 과정(S570)이 수행된다.If negative feedback is selected (S540) and the user's motion is determined to have deviated from the reference motion (S550), and then returned to the reference motion (S580), a process of adding a corresponding instrument to a specific joint/position (S590) is performed. If positive feedback is selected (S550) and the motion is determined to have deviated from the reference motion, a process of removing a corresponding instrument from a specific joint/position (S570) is performed.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템의 상세한 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 5, the detailed operation of a music feedback system utilizing the exclusion or addition of musical instruments for inducing movement according to the present invention will be described.
제어부(130)는 MFCC(Mel-Frequency Cepstral Coefficient)를 이용해서 음원들을 추출할 수 있다. MFCC는 아래와 같이 6가지 단계로 구분될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 1) 입력 시간 도메인의 소리 신호를 작은 크기 프레임으로 분절하고, 2) 각 프레임에 대하여 Power Spectrum의 Periodogram estimate (Periodogram Spectral Estimate)를 계산한다. 3) 2)에서 구한 Power Spectrum에 Mel Filter bank를 적용하고, 각 필터에 에너지를 합한다. 4) 30에서 구한 모든 필터 뱅크 에너지의 Log를 취한다. 5) 4)에서 구한 값에 DCT를 취하고, 6) DCT를 취한 값에 일부 계수들(coefficients)만 남기고 나머지는 버린다.The control unit (130) can extract sound sources using MFCC (Mel-Frequency Cepstral Coefficient). MFCC can be divided into six steps as follows, but is not limited thereto. 1) Segment the sound signal of the input time domain into small-sized frames, and 2) calculate the Periodogram estimate (Periodogram Spectral Estimate) of the Power Spectrum for each frame. 3) Apply the Mel Filter bank to the Power Spectrum obtained in 2), and add the energy of each filter. 4) Take the Log of all the filter bank energies obtained in 30. 5) Apply the DCT to the value obtained in 4), and 6) discard the rest except for some coefficients of the DCT value.
제어부(130)는 상기 추출된 음원들과 악기들을 분류한 후, 상기 분류에 기초하여 상기 악기들이 상기 음악에 부가 또는 제외되도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 특정 시간 구간들별로 나뉘어진 상기 음악의 음원들이 상기 추출된 음원들과 소정 범위 이내로 유사하도록 상기 특정 시간 구간들별로 상기 음악의 음원들의 볼륨 및 박자들을 조절할 수 있다.The control unit (130) can classify the extracted sound sources and instruments, and then control the instruments to be added to or excluded from the music based on the classification. The control unit (130) can adjust the volume and beats of the sound sources of the music divided into specific time sections so that the sound sources of the music are similar to the extracted sound sources within a predetermined range.
제어부(130)는 복합 관절 운동에서 사용자 무릎 위치가 레퍼런스 무릎 위치에서 특정 값 이상 벗어나면 상기 음악에서 제1 악기가 제외되거나 부가되도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 단일 관절 운동에서 사용자 무릎의 x축 위치가 레퍼런스 무릎의 x축 위치에 특정 값 이상 벗어나면 상기 음악에서 제2 악기가 제외되거나 부가되도록 제어할 수 있다.The control unit (130) can control to exclude or add a first instrument from the music if the user's knee position deviates from the reference knee position by a specific value or more in a compound joint movement. The control unit (130) can control to exclude or add a second instrument from the music if the x-axis position of the user's knee deviates from the x-axis position of the reference knee by a specific value or more in a single joint movement.
제어부(130)는 복합 관절 운동이 수행 시, 신체 각 관절의 현재 위치와 레퍼런스 위치의 차이에 따라 신체 각 관절에 할당된 악기들이 상기 음악에 부가되거나 제외되도록 제어할 수 있다.The control unit (130) can control the musical instruments assigned to each body joint to be added to or excluded from the music according to the difference between the current position of each body joint and the reference position when a compound joint movement is performed.
제어부(130)는 신체 부위 별 악기들이 지정된 상태에서 상기 음악이 플레이되도록 제어할 수 있다. 음악을 들으며 운동할 때, 제어부(130)는 운동 동작에서 무릎이 기기가 지시하는 위치에서 벗어나면 상기 음악에서 제1 악기가 제거되어 플레이되고, 허리가 기기가 지시하는 위치에서 벗어나면 상기 음악에서 제2 악기가 제거되어 플레이되도록 제어할 수 있다. 신체 분절의 위치가 다시 기기가 지시하는 위치로 복귀하면, 제어부(130)는 제거되었던 상기 제1 악기 및 상기 제2 악기 중 적어도 하나가 다시 추가되어 상기 음악이 플레이되도록 제어할 수 있다.The control unit (130) can control the music to be played in a state where instruments are designated for each body part. When exercising while listening to music, the control unit (130) can control the first instrument to be removed and played from the music when the knee moves out of the position indicated by the device during the exercise motion, and the second instrument to be removed and played from the music when the waist moves out of the position indicated by the device. When the position of the body segment returns to the position indicated by the device, the control unit (130) can control the music to be played by adding at least one of the first instrument and the second instrument that was removed again.
제어부(130)는 실시간으로 추정된 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 각 관절에 할당된 악기가 부가되도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 스쿼트 동작이 처음으로 수행될 때 제1 악기만 플레이되도록 음악을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 무릎 위치가 레퍼런스 위치와 소정 범위 내로 유사하면 제2 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 골반 위치가 레퍼런스 위치와 소정 범위 내로 유사하면 제3 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 모든 신체 위치가 레퍼런스 동작과 소정 범위 내로 유사하면 모든 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어할 수 있다.The control unit (130) can control the addition of an instrument assigned to each joint by comparing the estimated position in real time with the reference position. The control unit (130) can control the music so that only the first instrument is played when the squat motion is first performed. The control unit (130) can control the music so that the second instrument is added if the knee position is similar to the reference position within a predetermined range. The control unit (130) can control the music so that the third instrument is added if the pelvis position is similar to the reference position within a predetermined range. The control unit (130) can control the music so that all instruments are added if all body positions are similar to the reference motion within a predetermined range.
제어부(130)는 스마트 폰에 입력되는 신체 분절 궤도, 각도 및 가속도 데이터 혹은 영상을 이용해 3차원 신체 위치를 추정할 수 있다. 제어부(130)는 실시간으로 추정된 신체 각 관절의 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 상기 각 관절의 위치와 레퍼런스 위치의 차이를 각 차원 별로 계산할 수 있다.The control unit (130) can estimate a three-dimensional body position using body segment trajectory, angle, and acceleration data or images input to a smart phone. The control unit (130) can calculate the difference between the position of each joint and the reference position by comparing the position of each body joint estimated in real time with the reference position.
제어부(130)는 신체 각 관절의 x축의 위치 차이가 발생하면 제1 악기가 상기 음악에서 제외되도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 신체 각 관절의 y축 위치 차이가 발생하면 제2 악기가 상기 음악에서 제외되도록 제어할 수 있다.The control unit (130) can control the first instrument to be excluded from the music when a difference in the x-axis position of each joint of the body occurs. The control unit (130) can control the second instrument to be excluded from the music when a difference in the y-axis position of each joint of the body occurs.
제어부(130)는 신체 각 관절의 특정 동작이 처음으로 수행될 때 제1 악기만 플레이되도록 상기 음악을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 체 각 관절의 특정 동작이 수행 시 x축 위치의 차이가 소정 범위보다 작으면 제2 악기가 부가되도록 제어하고, y축 위치의 차이가 소정 범위보다 작으면 제3 악기가 부가되도록 제어하고 z축 위치의 차이가 소정 범위보다 작으면 제4 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어할 수 있다.The control unit (130) can control the music so that only the first instrument is played when a specific motion of each joint of the body is first performed. The control unit (130) can control the music so that when the specific motion of each joint of the body is performed, if the difference in the x-axis positions is less than a predetermined range, the second instrument is added, if the difference in the y-axis positions is less than a predetermined range, the third instrument is added, and if the difference in the z-axis positions is less than a predetermined range, the fourth instrument is added.
제어부(130)는 사용자의 신체 각 관절의 동작, 음악, 악기들, 피드백 종류 및 피드백 강도에 관한 설정이 선택되도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 신체 각 관절의 각 차원 별 위치와 레퍼런스 동작의 각 차원 별 위치를 비교하여, 상기 악기들 중 적어도 하나가 상기 음악에서 부가되거나 제외되도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 피드백 종류로 사용자가 위치한 공간의 복수의 스피커들 중 상기 신체 각 관절이 특정 동작이 불일치하는 것으로 판단되는 방향에 위치한 스피커에서 상기 음악이 재생되도록 제어할 수 있다. 제어부(130)는 피드백 강도로 상기 음악의 볼륨 및 박자가 조절되도록 제어할 수 있다. The control unit (130) can control so that settings regarding the motion of each joint of the user's body, music, instruments, feedback type, and feedback intensity are selected. The control unit (130) can compare the position of each dimension of each joint of the body with the position of each dimension of a reference motion, and control so that at least one of the instruments is added or excluded from the music. The control unit (130) can control so that the music is played from a speaker located in a direction where each body joint is determined to be inconsistent with a specific motion among a plurality of speakers in a space where the user is located, as a feedback type. The control unit (130) can control so that the volume and beat of the music are adjusted as a feedback intensity.
이상에서는 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템에 대해 설명하였다. 이러한 본 발명에 따른 움직임 유도를 위한 악기 제외 또는 추가를 이용하는 음악 피드백 시스템의 기술적 효과는 다음과 같이 요약될 수 있다.In the above, the music feedback system utilizing the exclusion or addition of musical instruments for inducing movement according to the present invention has been described. The technical effects of the music feedback system utilizing the exclusion or addition of musical instruments for inducing movement according to the present invention can be summarized as follows.
본 발명의 실시예에 따르면, 운동 중 신체 움직임을 실시간으로 감지하고, 감지 결과에 따라 사용자에게 피드백을 준다. 피드백을 통해 사용자는 잘못된 움직임을 인식하고, 올바른 움직임을 성취하기 위해 더 많은 노력을 기울인다.According to an embodiment of the present invention, body movements during exercise are detected in real time, and feedback is given to the user based on the detection results. Through the feedback, the user recognizes incorrect movements and puts more effort into achieving correct movements.
본 발명의 실시예에 따르면, 올바른 움직임을 유도함으로써 타겟 근육을 효율적으로 활성화 시킬 수 있고, 통증을 감소시키는 움직임을 학습시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, target muscles can be efficiently activated by inducing correct movements, and movements that reduce pain can be learned.
본 발명의 실시예에 따르면, 단조로운 피드백 형식을 벗어나, 음악을 이용함으로써 사용자의 지루함을 줄이고, 흥미를 높일 수 있다. 이는 사용자의 운동 지속 기간을 늘릴 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by using music to break away from a monotonous feedback format, boredom of the user can be reduced and interest can be increased. This can increase the duration of the user's exercise.
본 발명의 실시예에 따르면, 올바른 움직임 수행 가능 유무에 따라서 사용자의 근골격계 상태를 진단 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the musculoskeletal condition of a user can be diagnosed based on whether or not the user can perform correct movements.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 의료기기 및 피트니스 장비를 사용함으로써 올바른 동작에 대한 이해를 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the use of the medical device and fitness equipment can enhance understanding of correct movements.
피드백을 이용해 올바른 신체 움직임을 유도하는 의료기기 및 피트니스 장비는 대부분 단일 관절 움직임을 유도한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 단일 관절 움직임에 비해 복합 관절 움직임은 신체 협응력 증진에 효과적이며, 운동 효율이 높다. 올바른 복합 관절 움직임을 유도하면, 사용자의 일상생활 복귀와 부상 예방에 더 큰 효과가 있을 것으로 기대한다.Most medical devices and fitness equipment that use feedback to induce correct body movements induce single-joint movements. According to an embodiment of the present invention, compared to single-joint movements, complex joint movements are effective in improving body coordination and have high exercise efficiency. It is expected that inducing correct complex joint movements will have a greater effect on the user's return to daily life and injury prevention.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention will become apparent to those skilled in the art, it should be understood that the detailed description and specific embodiments, such as preferred embodiments of the present invention, are given by way of example only.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The features and effects of the present invention described above will become more apparent through the following detailed description with reference to the attached drawings, so that a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the technical idea of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 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.The present invention can have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and specifically described in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들에 대한 설계 및 파라미터 최적화는 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다. In terms of software implementation, the procedures and functions described herein, as well as the design and parameter optimization for each component, can be implemented as separate software modules. The software code can be implemented as a software application written in a suitable programming language. The software code can be stored in memory and executed by a controller or a processor.
110: 카메라
120: 웨어러블 센서
130: 프로세서
140: 메모리
150: 음향 출력부110: Camera
120: Wearable Sensors
130: Processor
140: Memory
150: Audio output section
Claims (10)
사용자의 신체와 신체 움직임을 촬영할 수 있도록 구성된 카메라;
상기 사용자의 신체 분절 위치에 부착되어 특정 신체 부위의 움직임을 감지하도록 구성된 웨어러블 센서; 및
상기 카메라 및 상기 웨어러블 센서와 동작 가능하게 결합되고, 상기 신체 부위의 움직임을 유도하는 음악을 재생하도록 구성된 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
레퍼런스가 되는 움직임과 실시간 움직임을 비교하여 사용자가 선택한 음악에서 특정 악기를 제외할지 혹은 부가할지 여부를 결정하고,
사용자에 의해 음성(negative) 피드백이 선택된 경우, 사용자의 신체 분절 위치가 레퍼런스 위치로 복귀하면 제외되었던 악기가 다시 상기 음악에 부가되도록 제어하고,
사용자에 의해 양성(positive) 피드백이 선택된 경우, 사용자의 신체 분절 위치가 레퍼런스 위치에서 벗어나면 부가된 악기가 상기 음악에서 제외되도록 제어하고,
MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient)를 이용해서 음원들을 추출하고,
상기 추출된 음원들과 악기들을 분류한 후, 상기 분류에 기초하여 상기 악기들이 상기 음악에 부가 또는 제외되도록 제어하고,
특정 시간 구간들별로 나뉘어진 상기 음악의 음원들이 상기 추출된 음원들과 소정 범위 이내로 유사하도록 상기 특정 시간 구간들별로 상기 음악의 음원들의 볼륨 및 박자들을 조절하는, 음악 피드백 시스템.In a music feedback system that utilizes the exclusion or addition of instruments to induce movement,
A camera configured to capture the user's body and body movements;
A wearable sensor attached to a body segment location of the user and configured to detect movement of a specific body part; and
A control unit operatively coupled with the camera and the wearable sensor and configured to play music that induces movement of the body part;
The above control unit,
Compares reference movements with real-time movements to determine whether to exclude or add specific instruments from the user's selected music.
If negative feedback is selected by the user, the excluded instrument is controlled to be added back to the music when the user's body segment position returns to the reference position.
If positive feedback is selected by the user, the added instrument is controlled to be excluded from the music when the user's body segment position deviates from the reference position.
Extract sound sources using MFCC (Mel Frequency Cepstral Coefficient),
After classifying the extracted sound sources and instruments, the instruments are controlled to be added or excluded from the music based on the classification.
A music feedback system that adjusts the volume and beats of the music sound sources divided into specific time sections so that the music sound sources divided into specific time sections are similar to the extracted sound sources within a predetermined range.
상기 제어부는,
복합 관절 운동에서 사용자 무릎 위치가 레퍼런스 무릎 위치에서 특정 값 이상 벗어나면 상기 음악에서 제1 악기가 제외되거나 부가되도록 제어하고,
단일 관절 운동에서 사용자 무릎의 x축 위치가 레퍼런스 무릎의 x축 위치에 특정 값 이상 벗어나면 상기 음악에서 제2 악기가 제외되거나 부가되도록 제어하는, 음악 피드백 시스템.In the first paragraph,
The above control unit,
In a compound joint movement, if the user's knee position deviates from the reference knee position by a certain value or more, the first instrument is controlled to be excluded or added to the music.
A music feedback system that controls a second instrument to be excluded or added to the music when the x-axis position of the user's knee deviates from the x-axis position of the reference knee by a specific value or more in a single-joint movement.
상기 제어부는,
상기 복합 관절 운동이 수행 시, 신체 각 관절의 현재 위치와 레퍼런스 위치의 차이에 따라 신체 각 관절에 할당된 악기들이 상기 음악에 부가되거나 제외되도록 제어하는, 음악 피드백 시스템.In the third paragraph,
The above control unit,
A music feedback system that controls the addition or exclusion of musical instruments assigned to each body joint to the music according to the difference between the current position of each body joint and the reference position when the above compound joint movement is performed.
상기 제어부는,
신체 부위 별 악기들이 지정된 상태에서 상기 음악이 플레이되도록 제어하고,
상기 음악을 들으며 운동할 때, 운동 동작에서 무릎이 기기가 지시하는 위치에서 벗어나면 상기 음악에서 제1 악기가 제거되어 플레이되고, 허리가 기기가 지시하는 위치에서 벗어나면 상기 음악에서 제2 악기가 제거되어 플레이되도록 제어하고,
신체 분절의 위치가 다시 기기가 지시하는 위치로 복귀하면, 제거되었던 상기 제1 악기 및 상기 제2 악기 중 적어도 하나가 다시 추가되어 상기 음악이 플레이되도록 제어하는, 음악 피드백 시스템.In the third paragraph,
The above control unit,
Control the music to be played while the instruments for each body part are designated.
When exercising while listening to the above music, if the knee deviates from the position indicated by the device during the exercise movement, the first instrument from the above music is removed and played, and if the waist deviates from the position indicated by the device, the second instrument from the above music is removed and played.
A music feedback system that controls the music to be played by adding back at least one of the first instrument and the second instrument that was removed when the position of the body segment returns to the position indicated by the device.
상기 제어부는,
실시간으로 추정된 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 각 관절에 할당된 악기가 부가되도록 제어하고,
스쿼트 동작이 처음으로 수행될 때 제1 악기만 플레이되도록 음악을 제어하고,
무릎 위치가 레퍼런스 위치와 소정 범위 내로 유사하면 제2 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어하고,
골반 위치가 레퍼런스 위치와 소정 범위 내로 유사하면 제3 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어하고,
모든 신체 위치가 레퍼런스 동작과 소정 범위 내로 유사하면 모든 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어하는, 음악 피드백 시스템.In the third paragraph,
The above control unit,
Controls the addition of instruments assigned to each joint by comparing the estimated position in real time with the reference position,
Control the music so that only the first instrument plays when the squat movement is first performed.
Control the music so that a second instrument is added when the knee position is similar to the reference position within a predetermined range,
Control the music so that a third instrument is added when the pelvic position is similar to the reference position within a certain range,
A music feedback system that controls the music so that all instruments are added when all body positions are similar to the reference movement within a predetermined range.
상기 제어부는,
스마트 폰에 입력되는 신체 분절 궤도, 각도 및 가속도 데이터 혹은 영상을 이용해 3차원(x, y, z축) 신체 위치를 추정하고,
실시간으로 추정된 신체 각 관절의 위치와 레퍼런스 위치와의 비교를 통해 상기 각 관절의 위치와 레퍼런스 위치의 차이를 각 차원 별로 계산하는, 음악 피드백 시스템.In the third paragraph,
The above control unit,
Estimate 3D (x, y, z axis) body position using body segment trajectory, angle, and acceleration data or images input to a smartphone.
A music feedback system that calculates the difference between the position of each joint and the reference position for each dimension by comparing the position of each body joint estimated in real time with the reference position.
상기 제어부는,
상기 신체 각 관절의 x축의 위치 차이가 발생하면 제1 악기가 상기 음악에서 제외되도록 제어하고,
상기 신체 각 관절의 y축 위치 차이가 발생하면 제2 악기가 상기 음악에서 제외되도록 제어하는, 음악 피드백 시스템.In Article 7,
The above control unit,
If there is a difference in the position of the x-axis of each joint of the above body, the first instrument is controlled to be excluded from the music.
A music feedback system that controls a second instrument to be excluded from the music when a difference in the y-axis position of each joint of the body occurs.
상기 제어부는,
상기 신체 각 관절의 특정 동작이 처음으로 수행될 때 제1 악기만 플레이되도록 상기 음악을 제어하고,
상기 신체 각 관절의 특정 동작이 수행 시 x축 위치의 차이가 소정 범위보다 작으면 제2 악기가 부가되도록 제어하고, y축 위치의 차이가 소정 범위보다 작으면 제3 악기가 부가되도록 제어하고 z축 위치의 차이가 소정 범위보다 작으면 제4 악기가 부가되도록 상기 음악을 제어하고,
상기 신체 각 관절의 특정 동작의 위치가 레퍼런스 위치와 모든 축 상에서 소정 범위 내로 유사하면 모든 악기가 부가된 음악이 플레이되도록 제어하는, 음악 피드백 시스템.In Article 7,
The above control unit,
Control the music so that only the first instrument is played when a specific movement of each joint of the body is first performed,
When a specific movement of each joint of the above body is performed, if the difference in the x-axis position is less than a predetermined range, the second instrument is controlled to be added, if the difference in the y-axis position is less than a predetermined range, the third instrument is controlled to be added, and if the difference in the z-axis position is less than a predetermined range, the music is controlled to be added, and
A music feedback system that controls all instruments to play added music when the position of a specific movement of each joint of the body is similar to the reference position within a predetermined range on all axes.
상기 제어부는,
사용자의 신체 각 관절의 동작, 음악, 악기들, 피드백 종류 및 피드백 강도에 관한 설정이 선택되도록 제어하고,
상기 신체 각 관절의 x축, y축 및 z축 위치와 레퍼런스 동작의 x축, y축 및 z축 위치를 비교하여, 상기 악기들 중 적어도 하나가 상기 음악에서 부가되거나 제외되도록 제어하고,
상기 피드백 종류로 사용자가 위치한 공간의 복수의 스피커 및 공간감 오디오를 지원하는 이어폰 중 상기 신체 각 관절이 특정 동작이 불일치하는 것으로 판단되는 방향에 위치한 스피커 또는 이어폰에서 상기 음악이 재생되도록 제어하고,
상기 피드백 강도로 상기 음악의 볼륨 및 박자가 조절되도록 제어하는, 음악 피드백 시스템.In the third paragraph,
The above control unit,
Controls the selection of settings for each joint of the user's body, music, instruments, feedback type, and feedback intensity.
By comparing the x-axis, y-axis and z-axis positions of each joint of the body with the x-axis, y-axis and z-axis positions of the reference motion, at least one of the instruments is controlled to be added or excluded from the music,
Controlling the music to be played from a speaker or earphone located in a direction where each body joint is judged to be inconsistent with a specific movement among multiple speakers and earphones supporting spatial audio in the space where the user is located with the above feedback type,
A music feedback system that controls the volume and beat of the music by the feedback intensity.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007520309A (en) * | 2004-02-05 | 2007-07-26 | モトリカ インク | Music rehabilitation |
| WO2010085328A1 (en) | 2009-01-22 | 2010-07-29 | Nomi Feinberg | Hands-free rhythmic percussion exercise garment and method of conducting an exercise program |
| JP2014023745A (en) | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Seek Japan Corp | Dance teaching device |
| JP2014151027A (en) | 2013-02-09 | 2014-08-25 | Seek Japan Corp | Exercise and/or game device |
| JP2021015249A (en) | 2019-07-16 | 2021-02-12 | 任天堂株式会社 | Information processing systems, information processing programs, information processing devices, and information processing methods |
| WO2021186563A1 (en) | 2020-03-17 | 2021-09-23 | 日本電気株式会社 | Playing method |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8517834B2 (en) * | 2009-02-17 | 2013-08-27 | Softkinetic Studios Sa | Computer videogame system with body position detector that requires user to assume various body positions |
| KR101982345B1 (en) * | 2017-07-21 | 2019-05-24 | 주식회사 마인드셋 | Apparatus and method for composing music using artificial intelligence |
| KR20190100543A (en) * | 2018-02-09 | 2019-08-29 | 삼성전자주식회사 | Electronic device and method for composing music based on artificial intelligence algorithm thereof |
| KR20190102473A (en) * | 2018-02-26 | 2019-09-04 | 황의재 | Method for providing motion guide and feedback of user using sensor and system thereof |
| KR102390950B1 (en) | 2020-06-09 | 2022-04-27 | 주식회사 크리에이티브마인드 | Method for generating user engagement music and apparatus therefor |
| KR102301575B1 (en) | 2020-08-05 | 2021-09-13 | 전주대학교 산학협력단 | Music modulation auditory feedback system using wireless earphones and smart phones |
-
2022
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007520309A (en) * | 2004-02-05 | 2007-07-26 | モトリカ インク | Music rehabilitation |
| WO2010085328A1 (en) | 2009-01-22 | 2010-07-29 | Nomi Feinberg | Hands-free rhythmic percussion exercise garment and method of conducting an exercise program |
| JP2014023745A (en) | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Seek Japan Corp | Dance teaching device |
| JP2014151027A (en) | 2013-02-09 | 2014-08-25 | Seek Japan Corp | Exercise and/or game device |
| JP2021015249A (en) | 2019-07-16 | 2021-02-12 | 任天堂株式会社 | Information processing systems, information processing programs, information processing devices, and information processing methods |
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