KR20210078283A - 센서 신호로부터 사용자의 제스처를 인식하는 전자 장치 및 이를 이용한 제스처 인식 방법 - Google Patents

센서 신호로부터 사용자의 제스처를 인식하는 전자 장치 및 이를 이용한 제스처 인식 방법 Download PDF

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Abstract

전자 장치가 개시된다. 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 생체 센서를 포함하는 센서부 및 상기 센서부와 동작적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 생체 센서로부터, 사용자의 생체 신호를 획득하고, 상기 생체 신호 중 상기 사용자의 제스처에 대응하는 특징(feature)을 포함하는 구간을 선택하고, 상기 선택된 구간에 기반하여, 상기 특징을 추출하고, 상기 추출된 특징에 기반하여, 상기 제스처가 지정된 제스처에 해당하는지를 결정하도록 설정할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

센서 신호로부터 사용자의 제스처를 인식하는 전자 장치 및 이를 이용한 제스처 인식 방법{AN ELECTRONIC DEVICE FOR RECOGNIZING GESTURE OF USER FROM SENSOR SIGNAL OF USER AND METHOD FOR RECOGNIZING GESTURE USING THE SAME}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 사용자로부터 감지되는 센서 신호를 이용하여 사용자의 제스처를 인식할 수 있는 전자 장치에 관한 것이다.
사용자 인터페이스 기술 중 사용자의 제스처를 인식하는 기술은 크게 이미지 센서로부터 획득되는 이미지를 이용하거나 가속도 센서 및 자이로 센서와 같은 관성 측정 센서(Inertial Measurement Unit, IMU)를 이용할 수 있다.
특히, 관성 측정 센서를 이용하여 제스처를 인식하는 방식의 경우, 사용자가 착용할 수 있는 웨어러블 디바이스(Wearable Device)에 적용되어 언제 어디서든 사용이 가능하다는 점에서, 이미지를 이용하는 방식에 비해 높은 자유도를 가질 수 있다.
웨어러블 디바이스에 부착된 센서들로 제스처를 인식하기 위해서는 연속적으로 감지되는 센서 신호에서 제스처 인식에 방해가 되는 노이즈 신호를 제거하여 제스처 구간의 시작점과 끝점을 예상하여 제스처 구간을 잘라내고, 제스처 구간의 시계열 데이터(time series data)를 이용하여 제스처를 인식할 수 있다.
종래의 제스처 인식 방법은 센서 신호로부터 추출된 시계열 데이터를 딥러닝 네트워크 예를 들어, 신경망의 입력 계층(input layer)에 입력하고, 은닉 계층(hidden layer)(예: 딥러닝 네크워크에서의 컨볼루션 계층(Convolution layer))에서 해당 시계열 데이터에 대한 특징 값을 추출하며, 출력 계층 (output layer)에서 제스처를 구분할 수 있다.
그러나, 종래의 제스처 인식 방법의 경우, 은닉 계층의 수가 많지 않은 경우에는 연산량 측면에서 크게 복잡하지 않으나, 보다 정확한 제스처 인식을 위하여 은닉 계층의 수를 늘리게 되면 제스처 인식을 위한 연산량이 증가하게 되어 제스처 인식 방법을 수행하는 전자 장치에 높은 수준의 성능이 요구 될 수 있다.
따라서, 종래의 제스처 인식 방법은 웨어러블 디바이스와 같이 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 등에 비해 비교적 낮은 연산능력을 가지고, 한정적인 배터리를 사용하는 환경에서는 적용하기 어려울 수 있다.
또한, 딥러닝 네트워크를 사용하는 경우 딥러닝 네트워크 내부에서 어떤 작업이 수행되었는지 정확하게 분석이 불가능하기 때문에, 어떤 작업이 수행되었는지 예측할 수 밖에 없다는 점에서 제품을 상용화하는데 어려움이 있을 수 있다.
본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예는 상대적으로 적은 배터리 용량과 연산량을 가지는 웨어러블 디바이스에서도 사용자가 수행하는 제스처를 정확하게 인식할 수 있도록 센서 신호로부터 사용자의 제스처를 인식하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 생체 센서를 포함하는 센서부 및 상기 센서부와 동작적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 생체 센서로부터, 사용자의 생체 신호를 획득하고, 상기 생체 신호 중 상기 사용자의 제스처에 대응하는 특징(feature)을 포함하는 구간을 선택하고, 상기 선택된 구간에 기반하여, 상기 특징을 추출하고, 상기 추출된 특징에 기반하여, 상기 제스처가 지정된 제스처에 해당하는지를 결정하도록 설정할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 방법은, 전자 장치에 의해 수행되는 제스처 인식 방법에 있어서, 사용자로부터 센서 신호를 감지하는 동작, 상기 센서 신호와 기 설정된 기준 선 간의 교차점(Crossing point) 및 상기 센서 신호의 변곡점(transition point)를 설정하는 동작, 상기 교차점 및 상기 변곡점 중 적어도 하나를 이용하여 상기 센서 신호를 분할하는 동작, 상기 분할된 센서 신호로부터 상기 사용자의 제스처를 가리키는 특징 값을 추출하는 동작 및 상기 추출된 특징 값을 이용하여 상기 사용자의 제스처를 인식하는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들에 따르면, 사용자로부터 감지되는 센서 신호를 정교하게 세분화하고, 세분화된 신호 구간을 각각 분석하여 제스처를 인식함으로써, 제스처 인식에 대하여 적은 연산량으로 높은 신뢰도의 결과값을 도출할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들에 따르면, 일반적으로 사용자에게 감지되는 정상 신호와 제스처 동작 시 감지되는 제스처 신호를 비교하여 제스처에 대한 특징 값을 추출함으로써, 서로 다른 사용자로부터 감지되는 서로 다른 신호로부터 정확하게 제스처를 인식할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 비교예에 따른 인식 방법에 따라 센서 신호로부터 특징 값을 추출하는 형태를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치가 수행하는 제스처 인식 방법의 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치가 교차점을 이용하여 센서 신호를 분할하는 방법의 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전자 장치가 변곡점을 이용하여 센서 신호를 분할하는 방법의 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치가 교차점 및 변곡점을 이용하여 센서 신호를 분할하는 방법의 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에서, 교차점을 이용하여 센서 신호가 분할된 형태를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에서, 교차점 및 변곡점을 이용하여 센서 신호가 분할된 형태를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에서, 상호 인접한 변곡점 간의 x값 또는 y값 변화량에 따라 센서 신호를 분할하는 형태를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에서, 변곡점과 신호 구간의 시작점 또는 끝점 사이의 거리에 따라 센서 신호를 분할하고, 분할된 센서 신호 중 후보 구간을 선택하는 형태를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에서, 센서 신호의 세기에 따라 후보 구간을 선택하는 형태를 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에서, 주파수 밀도 함수를 통해 사용자의 심박 신호를 나타낸 도면이다.
도 13은 일 실시예에서, 서로 다른 사용자가 동일한 제스처를 수행하였을 때 감지되는 센서 신호를 나타낸 도면이다.
도 14은 일 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치(10)(예: 도 14의 전자 장치(1401))를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(10)는 센서부(110)(예: 도 14의 센서 모듈(1476) 또는 센서 회로), 프로세서(120)(예: 도 14의 프로세서(1420)) 및 메모리(130)(예: 도 14의 메모리(1430))를 포함할 수 있다. 상기의 일 실시예에 따른 전자 장치(10)는 웨어러블 디바이스일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 스마트 폰(smart phone) 또는 태블릿(tablet) 등의 휴대용 단말기이나 패치(patch), 스티커(sticker)형 장치, 임플란터블(implantable) 장치일 수 있다.
일 실시예에서, 센서부(110)는 전자 장치(10)의 하우징(예: 웨어러블 디바이스의 하우징) 내에 적어도 일부분에 배치될 수 있으며, 사용자로부터 센서 신호를 감지할 수 있다. 센서부(110)는 사용자로부터 감지된 센서 신호에 센서 신호와 기 설정된 기준 선과의 교차점(Crossing point) 및 센서 신호의 변곡점(transition point)를 설정할 수 있으며, 교차점 및 변곡점 중 적어도 하나를 이용하여 센서 신호를 분할할 수 있다. 이를 위해, 센서부(110)는 센서(111), 신호 처리부(112)(또는 신호 처리 회로) 및 센서 허브(113)(또는 센서 제어용 하드웨어 프로세서)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 센서(111)는 사용자로부터 센서 신호(예: 가속도 신호, 각속도 신호, 지자기 신호 및 광전용적맥파(Photoplethysmograph, PPG) 신호 등)를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서(111)는 가속도 센서, PPG 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 및 심전도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 신호 처리부(112)는 센서(111)로부터 감지된 센서 신호를 가공할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(112)는 센서 신호의 전처리(pre-processing) 동작, 보정(compensation) 동작, 유효성(validation) 판단 동작, 교차점 및 변곡점 설정 동작, 교차점 및 변곡점에 따른 센서 신호 분할(segmentation) 동작을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에서, 신호 처리부(112)는 센서 신호의 전처리(pre-processing) 동작을 수행하여 센서 신호를 필터링(예: 대역폭 필터(Band pass filter를 이용한 센서 신호 필터링)할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(112)는 사용자의 센서 신호를 감지하는 과정에서 제스처 동작 이외에 사용자가 의도하지 않은 동작으로 발생되는 노이즈 신호를 제거하고, 사용자의 제스처 구간에 해당하는 신호의 영역만을 필터링할 수 있으며, 필요에 따라 샘플링 레이트(sampling rate)를 보정할 수 있다.
일 실시예에서, 신호 처리부(112)는 센서 신호의 보정 동작을 수행하여 사용자의 동작 및 자세에 따라 보정이 필요한 신호 구간(예: 단위 시간 동안 신호의 세기가 특정 값 이상으로 상승하거나, 특정 값 이하로 하강하는 구간)을 보정할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(112)는 센서 신호 중 보정이 필요한 구간을 삭제하는 보정을 수행할 수 있다.
다양한 실시에에서, 신호 처리부(112)는 유효성 판단 동작을 수행하여 복수의 센서로부터 감지되는 복수의 센서 신호 중 제스처 인식에 있어서 유효한 신호를 선택할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(112)는 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), 센서 신호의 패턴 분석, 센서 신호들 간 비교 중 적어도 하나를 이용하여 판단된 센서 신호의 유효성이 기 설정된 기준 값 이상인 센서 신호를 제스처 인식에 있어서 유효한 신호인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 신호 처리부(112)는 센서 신호 분할 동작을 통해, 연속적으로 입력되는 센서 신호들을 유한한 길이의 신호로 자르되, 제스처로 추정되는 구간을 예측하고, 의미 있는 신호(예: 제스처 신호를 포함하는 센서 신호)들과 의미 없는 신호(예: 제스처 신호를 포함하지 않는 센서 신호)들을 구분하여, 의미 있는 신호(예: 제스처 동작이 있을 것으로 추정되는 부분의 신호)만을 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 신호 처리부(112)는 추출된 제스처 신호를 포함하는 센서 신호에 대하여 교차점 및 변곡점 설정 동작을 수행함으로써, 센서 신호에 교차점 및 변곡점을 설정할 수 있고, 신호 분할 동작을 수행하여 교차점 및 변곡점 중 적어도 하나를 이용하여 센서 신호를 분할할 수 있다.
일 실시예에서, 센서 허브(113)는 신호 처리부(112)에서 가공된 센서 신호(예: 센서 신호 분할 동작에 따라 분할된 센서 신호)를 프로세서(120)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 허브(113)는 신호 처리부(112)의 유효성 판단 동작에 따라 유효하지 않은 것으로 판단된 센서 신호를 프로세서(120)로 전달하지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 센서 허브(113)는 신호 처리부(112)를 통해 가공된 센서 신호가 복수인 경우, 복수의 센서 신호를 프로세서(120)로 순차적으로 전달하거나 또는 동시에 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(120)는 센서 허브(113)로부터 전달된 센서 신호(예: 분할된 센서 신호 중 유효성이 기준 이상인 센서 신호)를 이용하여 사용자의 제스처를 가리키는 특징 값을 추출할 수 있다. 프로세서(120)는 추출한 특징 값을 이용하여 사용자의 제스처를 인식할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(120)는 센서부(110)로부터 센서 신호를 전달받은 이후에 제스처 인식을 위해 수행하는 모든 동작(예: 센서 신호의 전처리 동작, 보정 동작, 유효성 판단 동작, 교차점 및 변곡점 설정 동작, 교차점, 변곡점에 따른 센서 신호 분할 동작, 특징 값 추출 동작 및 제스처 인식 동작 등)을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(130)는 전자 장치(10)의 제어 동작과 관련된 각종 명령어 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 메모리(130)는 복수의 제스처 동작과 복수의 제스처 각각에 대응하는 기능을 매칭하여 제스처 셋(Gesture set)을 저장할 수 있고, 복수의 센서와 복수의 센서 각각의 종류에 대응되는 제스처별 특징 값 리스트(예: 표1)를 매칭하여 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(130)는 특정 특징 값을 입력 값으로 하여 특정 특징 값에 대응되는 제스처를 출력하는 제스처 분류 모델을 저장할 수 있다.
제스처(Gesture) 고속 푸리에 변환 계수 최대값(FFT Max) 적분 값(Integral) 왜도 값(Skewness) 센서 신호의 최대 값 및 최소 값의 비율(Min max ratio (max / min))
하강 동작(DROP) 1869 1.2429e+04 -0.1691 22.6
상승 동작(LIFT) 300 1.3002e+05 0.1837 0.06
튕기기 동작(FLICK) 1.263e+05 1.4265e+07 0.3328 1.402
표 1을 참조하면, 전자 장치(10)는 상기 표 1과 같은 제스처별 특징 값 리스트를 저장할 수 있다. 전자장치(10)는 특징 값이 추출되는 경우, 메모리(130)로부터 기 저장된 상기 제스처별 특징 값 리스트를 로드하고, 로드된 제스처별 특징 값 리스트을 이용하여 특징 값과 대응되는 제스처를 선택함으로써, 제스처를 인식할 수 있다. 예를 들어, 추출된 특징 값이 왜도 값(Skewness)이고 왜도 값이 1.3002e+05인 경우, 전자 장치(10)는 해당 특징 값이 하강 동작 제스처를 가리키는 값임을 인식할 수 있다.
도 2는 비교예에 따른 제스처 인식 방법에 따라 센서 신호로부터 특징 값을 추출하는 형태를 도시한 도면이며, 도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치(10)(예: 도 1의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))가 수행하는 제스처 인식 방법의 흐름도이다.
도 2(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 비교하기 위한 비교예에 따라, 전자 장치는 특정 제스처 인식 방법(예: 센서 신호 전체의 적분 값을 특징 값으로 이용하는 방법)을 이용하여 사용자로부터 감지된 PPG 신호에서 특징 값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서는 전체의 제스처 신호를 적분하여 산출된 적분 값을 특징 값으로 추출할 수 있다. 이때, 면적 ①의 적분 값은 양수 값을 가지고, 면적 ②의 적분 값은 음수 값을 가지기 때문에, 면적 ①의 적분 값과 면적 ②의 적분 값이 더해지면서 적분 값이 줄어들게 된다. 예를 들어, 센서 신호가 양수 값에서 음수 값으로 변하는 형태를 보이는 경우 또는 음수 값에서 양수 값으로 변하는 형태를 보이는 경우, 각 구간의 특징 값을 합산함으로써 특징 값이 변화하기 때문에 제스처를 인식하기 위한 특징 값을 정확하게 추출할 수 없다는 문제가 있다. 예컨대, 센서 신호의 적분 값이 양수 값에서 음수 값으로 또는 음수 값에서 양수 값으로 변화되는 정도가 심한 경우, 상기의 방식으로 도출된 결과 값이 원래 의도한 의도를 왜곡하거나, 아니면 특징적인 적분 값을 얻지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
도 2(b)를 참조하면, 동일한 제스처 동작에 대하여 센서 신호가 양수 값에서 음수 값으로 또는 음수 값으로 변화하는 횟수가 PPG 신호보다 많은 가속도 신호의 경우, 적분 값을 산출해야 하는 양의 구간(예: 면적 ①, ③, ⑤)과 음의 구간(예: 면적 ②, ④, ⑥)이 늘어나게 되어 하나의 특징 값(예: 적분 값)을 추출하기 위한 연산량이 많아지게 된다. 또한, 제스처에 대한 특징 값으로 각 구간의 면적의 합이 산출됨으로써 빈번하게 변화되는 값을 특징 값으로써 산출하고자 했던 의도를 정확하게 반영할 수 없기 때문에, 제스처를 가리키는 특징 값을 정확하게 추출하지 못할 수 있다.
도 2(a)의 PPG 신호에서 추출되는 다양한 특징 값에 대하여, 각각의 면적으로부터 추출되는 특징 값과 종래의 제스처 인식 방식을 적용하여 전체 면적으로부터 추출되는 특징 값의 예시는 아래의 표와 같다.
면적 ① 면적 ② 전체 면적(면적 ① 및 ②)
적분 값(Integral) 1.4265e+05 -1.3002e+05 1.2429e+04
왜도 값(Skewness) -0.1691 0.1837 0.3328
첨도 값(kurtosis) 1.7490 1.6129 1.7555
고속 푸리에 변환최대 값(FFT max value) 869 729 1.263e+03
X값 변화량(X-axis difference) 163 179 342
최소값과 최대값의비율(Min max ratio (max / min)) -22.6 0.06 -1.402
상기의 표 2를 참조하면, 비교 예에 따른 인식 방법을 이용하여 도 2(a)의 PPG 신호에서 추출한 다른 특징 값(예: 왜도 값, 첨도 값, 고속 푸리에 변환 최대 값, x값 변화량 및 최소값과 최대값의 비율)을 추출하는 경우에도, 전체 면적(면적 ① 및 ②)에서 구한 특징 값이 면적 ① 및 ②에 대하여 각각 구한 특징 값 보다 제스처의 특징을 보여주기 어렵다는 점에서 정확한 특징 값을 추출하지 못할 수 있다. 특히, 왜도 값을 이용할 경우 비대칭 정도를 어떤 신호 구간을 기준으로 설정하느냐에 따라 확연하게 달라지게 되는데, 비교 예에 따른 제스처 인식 방법의 경우, 전체 면적에 대한 왜도 값을 이용하기 때문에 음의 구간과 양의 구간이 많이 바뀌는 파형에서는 값이 쉽게 왜곡 되거나 의도 하지 않은 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 제스처를 정확하게 인식하기 위해서는 센서 신호로부터 제스처를 가리키는 특징 값을 추출하는 과정에서 각각의 구간을 세분화하고, 세분화된 구간 각각에 대하여 개별적으로 고려하는 것이 필요하다.
일 실시예에 따른 전자 장치(10)는 교차점 및 변곡점 중 적어도 하나를 이용하여 사용자로부터 감지되는 센서 신호를 정교하게 분할하고, 분할된 센서 신호 각각으로부터 특징 값을 추출하며, 추출된 특징 값을 이용하여 사용자가 수행한 제스처를 인식할 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따라, 310 동작에서, 센서부(110)는 사용자로부터 센서 신호를 감지할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 서로 다른 종류의 복수의 센서를 포함할 수 있으며, 복수의 센서(예: 가속도 센서, PPG 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 및 심전도 센서)를 이용하여 복수의 센서 신호(예: 가속도 신호, PPG 신호, 자이로 신호, 지자기 신호 및 심전도 신호)를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따라, 320 동작에서, 센서부(110)는 310 동작에서 감지된 센서 신호와 기 설정된 기준 선 간의 교차점 및 센서 신호의 변곡점을 설정할 수 있다. 상기 기준 선이란, 기 설정된 값들을 연결한 가상의 선을 의미할 수 있다.. 예를 들어, 상기 기준 선은 상기 생체 신호의 값이 raw값인 경우, 상기 raw값이 0이 되는 점들을 연결한 선을 의미할 수 있다. 또는, 상기 지정된 기준 선은 상기 생체 신호의 값이 raw값이 아닌 경우, 상기 프로세서가 상기 생체 신호의 값을 정규화하고, 상기 정규화 된 생체 신호의 값이 0이 되는 점들을 연결한 선을 의미할 수도 있다. 예를 들어, 상기 생체 신호의 값이 PPG 값인 경우, 상기 PPG 값을 밴드(bandpass) 필터, 이동평균(moving average) 필터 등을 적용하거나 기타 다른 연산등을 적용하여 표준화 또는 정규화 한 값의 0이 되는 점들을 연결한 선을 의미할 수 있다.
상기 교차점이란, 감지된 센서 신호가 기 설정된 값을 갖는 지점을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 기 설정된 기준 선의 값(예: 센서의 값)이 0인 경우, 센서부(110)는 센서의 값이 0인 기준 선과 센서 신호가 교차하는 지점(예: 영 교차점(zero crossing point))을 교차점으로써 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 센서 신호의 기울기 변화를 감지하고, 기울기가 양의 값에서 음의 값으로 변경되는 지점 또는 음의 값에서 양의 값으로 변경되는 지점을 변곡점으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 센서부(110)는 센서 신호의 값들의 변화를 감지하여 센서 신호의 값이 증가하다가 감소하는 값으로 변경되는 지점, 또는 센서의 값이 감소하다가 증가하는 값으로 변경되는 지점을 변곡점으로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 330 동작에서, 센서부(110)는 320 동작에서 설정된 교차점 및 변곡점 중 적어도 하나를 이용하여 센서 신호를 복수의 신호 구간으로 분할할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 교차점만을 이용하여 센서 신호를 분할하거나, 변곡점만을 이용하여 센서 신호를 분할할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 교차점을 이용하여 센서 신호를 1차 분할하고, 변곡점을 이용하여 1차 분할된 센서 신호에 대하여 2차 분할을 할 수 있다.
일 실시예에 따라, 340 동작에서, 센서부(110)는 330 동작에서 생성된 적어도 하나의 신호 구간을 프로세서(120)로 전달할 수 있다. 일일 실시예에서, 센서부(110)는 센서(111)로부터 감지된 센서 신호 중 신호 처리부(112)를 통해 유효한 신호임이 판단된 센서 신호만을 선별하여 센서 허브(113)를 통해 프로세서(120)로 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 센서(111)로부터 감지된 신호를 모두 센서 허브(113)를 통해 프로세서(120)로 전달할 수도 있다.
일 실시예에 따라, 350 동작에서, 프로세서(120)는 센서부(110)로부터 전달된 복수의 신호 구간 각각으로부터 제스처를 가리키는 특징 값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 복수의 신호 구간 각각으로부터 센서 신호의 에너지, 상관관계(correlation), 엔트로피(entropy), 고속 푸리에 변환 계수(Fast Fourier Transform coefficients), 평균, 분산, 공분산(covariance), 최대 값, 최소값, 영 교차점(zero crossing point), 시계열 데이터 길이, 왜도(skewness), 첨도(kurtosis) 및 적분 값, 자기 상관 관계 (autocorrelation), 연속 웨이블렛 변환 계수(continuous wavelet transform coefficient), 피크 (국소 최대값, 최소값) (number of peaks), 엔트로피 (entropy), 중 적어도 하나를 특징 값으로 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(120)는 복수의 신호 구간으로부터 특징 값을 추출하되, 복수의 신호 구간 각각으로부터 특징 값을 독립적으로 추출할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(120)는 복수의 신호 구간 각각에 포함된 변곡점을 이용하여 복수의 신호 구간의 형태를 각각 정의하고, 복수의 신호 구간의 형태에 따라 복수의 신호 구간의 순서(Sequence)를 설정할 수 있으며, 설정된 복수의 신호 구간의 순서를 사용자의 제스처를 가리키는 특징 값으로 추출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 복수의 신호 구간 각각에 포함된 변곡점을 이용하여 복수의 신호 구간이 오목함(concave) 또는 볼록함(convex)을 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 오목한 신호 구간을 “1”로 설정하고, 볼록한 신호 구간을 “0”으로 설정하여 복수의 신호 구간의 순서를 이진수(binary) 형태로 정의할 수 있으며, 이진수 형태로 정의된 복수의 신호 구간의 순서를 제스처를 가리키는 특징 값으로 추출할 수 있다.
일 실시예에 따라, 360 동작에서, 프로세서(120)는 350 동작에서 추출한 특징 값을 이용하여 사용자의 제스처를 인식할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 메모리(150)로부터 로드된 제스처 분류 모델에 350 동작에서 추출한 특징 값을 입력할 수 있고, 사용자의 제스처를 인식하기 위하여 기 설정된 제스처 셋 중 특징 값에 따라 제스처 분류 모델로부터 출력되는 결과 값에 대응되는 제스처 데이터를 선택하며, 선택한 제스처 데이터를 이용하여 제스처를 인식할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치(10)는 교차점 및 변곡점 중 적어도 하나를 이용하여 사용자로부터 감지된 센서 신호를 세분화하고, 세분화된 신호 구간 각각으로부터 사용자의 제스처를 가리키는 특징 값을 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 제스처 분류 모델은 사용자가 제스처를 수행함으로써 발생되는 센서 신호 정보(예: 센서 신호의 변화량 및 파형 등)와 센서 신호 각각에 대응되는 제스처를 학습 데이터로써 기 학습한 제스처 분류 모델(예: 딥러닝 모델의 분류기(Classifier)) 일 수 있다. 전자 장치(10)는 상기 제스처 분류 모델을 메모리(150)에 저장할 수 있고, 사용자가 제스처를 학습함에 따라 전자 장치(10)는 상기 제스처 분류 모델을 업데이트 할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치(10)(예: 도 1의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))가 교차점을 이용하여 센서 신호를 분할하는 방법의 흐름도이다.
일 실시예에서, 전자 장치(10)는 교차점을 이용하여 센서 신호를 분할할 수 있다. 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따라, 410 동작에서, 센서부(110)는 센서 신호에 교차점을 설정하기 위한 기준 선의 값을 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 센서 신호와 기준 선 간의 교차점이 기 설정된 개수 이상이 되도록 기준 선의 값을 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 교차점을 이용하여 센서 신호를 복수의 신호 구간으로 분할하되, 복수의 신호 구간 각각에 적어도 하나의 변곡점이 포함되도록 기 설정된 기준 선의 값을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 420 동작에서, 센서부(110)는 센서 신호와 410 동작에서 설정된 기준 선이 교차하는 지점을 교차점으로 설정하고, 설정된 교차점에 따라 센서 신호를 복수의 신호 구간으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 센서 신호와 410 동작에서 설정된 기준 선이 교차하는 지점이 3개(예: 제1 교차점, 제2 교차점 및 제3 교차점)인 경우, 센서부(110)는 센서 신호를 제1 교차점과 제2 교차점 사이의 제1 신호 구간, 제2 교차점과 제3 교차점 사이의 제2 신호 구간으로 분할할 수 있다.
일 실시예에 따라, 430 동작에서, 센서부(110)는 420 동작에서 생성된 복수의 신호 구간 각각에 대하여 하나의 변곡점을 포함하는지 여부를 판단할 수 있다. 센서부(110)는 하나의 신호 구간에 복수의 변곡점이 포함되는 것으로 판단되는 경우, 410 동작을 재 수행하여 복수의 신호 구간 각각에 대하여 하나의 변곡점을 포함하도록 기준 선을 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 복수의 신호 구간의 개수가 기 설정된 개수 미만인 경우, 410 동작을 재 수행하여 복수의 신호 구간의 개수가 기 설정된 개수 이상이 되도록 교차점을 설정하기 위한 기준 선의 값을 변경할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 전자 장치(10)(예: 도 1의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))가 변곡점을 이용하여 센서 신호를 분할하는 방법의 흐름도이다.
일 실시예에서, 전자 장치(10)는 변곡점을 이용하여 센서 신호를 분할할 수 있다. 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따라, 510 동작에서, 센서부(110)는 센서 신호로부터 변곡점을 설정할 수 있다. 예를 들어, 센서부(110)는 센서 신호로부터 기울기 변화를 감지할 수 있으며, 센서 신호의 기울기가 양의 값에서 음의 값으로 변경되는 시점 또는 음의 값에서 양의 값으로 변경되는 시점을 변곡점으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 센서부(110)는 센서 신호가 증가하는 값을 가지다가 감소하는 값으로 변하는 지점이나, 센서 신호의 값이 감소하는 값을 가지다가 증가하는 값으로 변하는 지점을 변곡점으로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 520 동작에서, 센서부(110)는 510 동작에서 설정된 변곡점을 기준으로 센서 신호를 복수의 신호 구간으로 분할할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 변곡점을 510 동작에서 설정된 복수의 변곡점을 이용하여 복수의 변곡점 각각이 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 센서 신호를 분할할 수 있다.
일 실시예에 따라, 530 동작에서, 센서부(110)는 복수의 변곡점 중 상호 인접한 변곡점 간의 x값 변화량 또는 y값 변화량이 기 설정된 변화량 미만인지 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 상호 인접한 변곡점 간의 x값 변화량 및 y값 변화량 모두가 기 설정된 변화량 미만인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따라, 센서부(110)는 530 동작으로부터 상호 인접한 변곡점 간의 x값 변화량 또는 y값 변화량이 기 설정된 변화량 미만인 것으로 판단되는 경우(530-예), 540 동작에서, x값 변화량 또는 y값 변화량이 기 설정된 변화량 미만 두개의 변곡점이 하나의 신호 구간에 포함되도록 할 수 있다. 예를 들어, 복수의 변곡점은 제1 변곡점 및 제1 변곡점과 인접한 위치에 배치되는 제2 변곡점을 포함할 수 있고, 센서부(110)는 제1 변곡점 및 제2 변곡점이 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 센서 신호를 분할할 수 있다. 이때, 제1 변곡점 및 제2 변곡점 사이의 변화량(x값 변화량 또는 y값 변화량)이 기 설정된 변화량 미만인 경우, 제1 변곡점 및 제2 변곡점이 하나의 신호 구간에 포함되도록 할 수 있다. 반대로, 상호 인접한 변곡점 간의 x값 변화량 또는 y값 변화량이 기 설정된 변화량 미만이 아닌 것으로 판단되는 경우(530-아니오), 550동작이 실행될 수 있다.
일 실시예에 따라, 550 동작에서, 센서부(110)는 540 동작에서 분할된 복수의 신호 구간 각각에 대하여, 복수의 신호 구간에 포함된 변곡점과 각각의 신호 구간의 시작점 사이의 거리 또는 복수의 신호 구간에 포함된 변곡점과 각각의 신호 구간의 끝점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 센서부(110)는 제1 신호 구간에 포함된 제1 변곡점에 대하여, 제1 신호 구간의 시작점과 제1 변곡점 사이의 거리 또는 제1 신호 구간의 끝점과 제1 변곡점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변곡점과 각각의 신호 구간의 시작점 사이의 거리 또는 복수의 신호 구간에 포함된 변곡점과 각각의 신호 구간의 끝점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하지 않는 경우(550-아니오), 동작 560은 실행되지 않고 종료할 수 있다. 반대로, 변곡점과 각각의 신호 구간의 시작점 사이의 거리 또는 복수의 신호 구간에 포함된 변곡점과 각각의 신호 구간의 끝점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하는 경우(550-예), 동작 560이 실행될 수 있다. 일 실시예에 따라, 560 동작에서, 센서부(110)는 복수의 신호 구간에 포함된 변곡점과 각각의 신호 구간의 시작점 사이의 거리 또는 복수의 신호 구간에 포함된 변곡점과 각각의 신호 구간의 끝점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하는 신호 구간에 대하여, 기 설정된 거리를 기준으로 신호 구간을 분할할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치(10)(예: 도 1의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))가 교차점 및 변곡점을 이용하여 센서 신호를 분할하는 방법의 흐름도이다.
일 실시예에서, 전자 장치(10)는 교차점을 이용하여 센서 신호를 복수의 신호 구간으로 분할하고, 변곡점을 이용하여 복수의 신호 구간 중 복수의 변곡점을 포함하는 신호 구간을 검출하며, 복수의 변곡점이 각각 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 검출된 신호 구간을 분할할 수 있다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따라, 610 동작에서, 센서부(110)는 센서 신호와 기 설정된 기준 선(예: y 값이 0인 선) 간의 교차점을 기준으로 센서 신호를 복수의 신호 구간으로 분할할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 센서 신호와 기 설정된 기준 선 간의 교차점이 기 설정된 개수 이하인 경우, 기 설정된 기준 선의 값을 변경할 수 있다(예: 도 4의 420 동작).
일 실시예에 따라, 620 동작에서, 센서부(110)는 610 동작에서 분할되어 생성된 복수의 신호 구간 각각에 대하여, 복수의 변곡점을 포함하는 신호 구간을 검출할 수 있다. 예를 들어, 센서부(110)는 센서 신호의 기울기 변화를 감지하고, 센서 신호의 기울기가 양의 값에서 음의 값으로 변경되는 지점 또는 음의 값에서 양의 값으로 변경되는 지점을 복수 개 포함하는 신호 구간을 검출할 수 있다.
일 실시예에 따라, 630 동작에서, 센서부(110)는 620 동작에서 검출된 신호 구간(예: 복수의 변곡점을 포함하는 신호 구간)에 대하여 복수의 변곡점이 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 620 동작에서 검출된 신호 구간을 분할할 수 있다(예: 도 5의 520 동작).
일 실시예에 따라, 640 동작에서, 센서부(110)는 복수의 변곡점 중 상호 인접한 변곡점 간의 x값 또는 y값 변화량이 기 설정된 변화량 미만인지 여부를 판단할 수 있다(예: 도 5의 530 동작).
일 실시예에 따라, 센서부(110)는 640 동작으로부터 상호 인접한 변곡점 간의 x값 또는 y값 변화량이 기 설정된 변화량 미만인 것으로 판단되는 경우(640-예), 650 동작에서, x값 또는 y값 변화량이 기 설정된 변화량 미만 두개의 변곡점이 하나의 신호 구간에 포함되도록 할 수 있다(예: 도 5의 540 동작).
일 실시예에서, 복수의 변곡점은 제1 변곡점 및 상기 제1 변곡점과 인접한 위치에 설정되는 제2 변곡점을 포함하고, 센서부(110)는 제1 변곡점 및 제2 변곡점이 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 센서 신호를 분할하되, 센서부(110)는 제1 변곡점의 크기(예: 변곡점에서 센서 신호의 세기)가 기 설정된 크기 이상이고, 제2 변곡점의 크기가 기 설정된 크기 미만인 경우, 제1 변곡점 및 제2 변곡점이 하나의 신호 구간에 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 660 동작에서, 센서부(110)는 복수의 신호 구간 각각에 대하여, 복수의 신호 구간에 포함된 각각의 변곡점과 해당 신호 구간의 시작점 또는 끝점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(예: 도 5의 550 동작).
일 실시예에 따라, 670 동작에서, 센서부(110)는 복수의 신호 구간에 포함된 각각의 변곡점과 해당 신호 구간의 시작점 또는 끝점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하는 신호 구간에 대하여 기 설정된 거리를 기준으로 신호 구간을 분할할 수 있다(예: 도 5의 560 동작). 예를 들어, 센서부(110)는 제1 신호 구간에 포함된 제1 변곡점과 제1 신호 구간의 시작점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하는 경우(660-예), 제1 신호 구간의 시작점부터 제1 변곡점 방향으로 기 설정된 거리만큼 떨어진 지점을 기준으로 제1 신호 구간을 분할할 수 있다. 일 실시예에서, 센서부(110)는 제1 신호 구간에 포함된 제1 변곡점과 제1 신호 구간의 시작점 사이의 거리 및 제1 신호 구간에 포함된 제1 변곡점과 제1 신호 구간의 끝점 사이의 거리가 모두 기 설정된 거리를 초과하는 경우, 제1 변곡점이 제1 변곡점을 중심으로 기 설정된 거리 크기의 폭을 가지는 신호 구간에 포함되도록 제1 신호 구간을 분할할 수 있다.
반대로, 제1 신호 구간에 포함된 제1 변곡점과 제1 신호 구간의 시작점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하지 않는 경우(660-아니오), 센서부(110)는 기 설정된 거리를 기준으로 신호 구간을 분할하지 않고 센서 신호를 분할하는 방법을 종료할 수 있다.
도 7은 일 실시예에서, 교차점을 이용하여 센서 신호가 분할된 형태를 도시한 도면이며, 도 8은 일 실시예에서, 교차점 및 변곡점을 이용하여 센서 신호가 분할된 형태를 도시한 도면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 다양한 일 실시예에서, 전자 장치(10)(예: 도 1의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))는 센서 신호와 기 설정된 기준 선을 이용하여 교차점(710)(예: 제1 교차점(711), 제2 교차점(712), 제3 교차점(713) 및 제4 교차점(714))을 설정할 수 있다. 전자 장치(10)는 제1 교차점(711), 제2 교차점(712), 제3 교차점(713) 및 제4 교차점(714)을 이용하여 센서 신호를 복수의 신호 구간으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 센서 신호를 제1 교차점(711)과 제2 교차점(712) 사이의 제1 신호 구간(721), 제2 교차점(712)과 제3 교차점(713) 사이의 제2 신호 구간(722) 및 제3 교차점(713)과 제4 교차점(714) 사이의 제3 신호 구간(723)으로 1차 분할할 수 있다.
도 8을 참조하면, 전자 장치(10)는 센서 신호로부터 변곡점을 설정하고, 변곡점을 이용하여 1차 분할된 센서 신호(예: 도 7의 1차 분할된 센서 신호) 중 복수의 변곡점을 포함하는 신호 구간을 검출 할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 센서 신호의 기울기(예: 단위 시간 동안 센서 신호의 값이 변하는 정도)의 변화를 감지하고, 제1 신호 구간(821), 제2 신호 구간(822) 및 제3 신호 구간(823) 중 센서 신호의 기울기가 양의 값에서 음의 값 또는 음의 값에서 양의 값으로 변하는 지점(예: 제1 변곡점(831), 제2 변곡점(832) 및 제3 변곡점(823))을 포함하는 제1 신호 구간(821)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 센서 신호의 기울기가 양의 값에서 음의 값으로 변하는 지점은 점차 상승하던 신호의 값이 최대치를 이루고 다시 하락이 시작되는 지점일 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(10)는 제1 신호 구간(821)에 포함된 제1 변곡점(831), 제2 변곡점(832) 및 제3 변곡점(833)이 각각 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 제1 신호 구간(821)을 2차 분할(예: 제1 신호 구간(821)을 제1 신호 구간의 제1 구간(821-1), 제1 신호 구간의 제2 구간(821-2)로 분할 및 제1 신호 구간의 제3 구간(821-3)) 할 수 있다.
도 9는 일 실시예에서, 상호 인접한 변곡점 간의 x값 또는 y값 변화량에 따라 센서 신호를 분할하는 형태를 도시한 도면이다.
일 실시예에서, 전자 장치(10)(예: 도 1의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))는 하나의 신호 구간에 복수의 변곡점이 포함되는 경우 복수의 변곡점 각각이 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 분할하되, 복수의 변곡점 중 상호 인접한 변곡점들 사이의 x값 변화량 또는 y값 변화량에 기초하여 신호 구간의 분할 여부를 결정할 수 있다.
도 9를 참조하면, 전자 장치(10)는 센서 신호로부터 교차점(예: 제1 교차점(911), 제2 교차점(912), 제3 교차점(913) 및 제4 교차점(914)) 및 변곡점(예: 제1 변곡점(931), 제2 변곡점(932), 제3 변곡점(933), 제4 변곡점(934) 및 제5 변곡점(935))을 설정할 수 있다. 전자 장치(10)는 제1 교차점(911), 제2 교차점(912), 제3 교차점(913) 및 제4 교차점(914)을 이용하여 센서 신호를 제1 신호 구간(921), 제2 신호 구간(922) 및 제3 신호 구간(923)으로 분할 할 수 있다. 전자 장치(10)는 제1 변곡점(931), 제2 변곡점(932), 제3 변곡점(933), 제4 변곡점(934) 및 제5 변곡점(935)을 이용하여 제1 신호 구간(921), 제2 신호 구간(922) 및 제3 신호 구간(923) 중 복수의 변곡점을 포함하는 신호 구간을 검출할 수 있다.
전자 장치(10)는 복수의 변곡점을 포함하는 신호 구간에 대하여 각각의 변곡점이 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 신호 구간을 분할 할 수 있다. 전자 장치(10)는 제1 신호 구간(921)을 분할하여 제1 변곡점(931), 제2 변곡점(932) 및 제3 변곡점(933)을 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 하되, 제1 변곡점(931)과 제2 변곡점(932) 간의 x값 또는 y값 변화량 및 제2 변곡점(932)과 제3 변곡점(933) 간의 x값 또는 y값 변화량에 기초하여 제1 신호 구간(921)의 분할 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 제1 변곡점(931)과 제2 변곡점(932)사이의 y값의 변화량(Δy) 이 기 설정된 변화량 미만인 경우, 제1 변곡점(931) 및 제2 변곡점(932)을 하나의 신호 구간에 포함되도록 할 수 있다. 전자 장치(10)는 제2 변곡점(932)과 제3 변곡점(933) 사이의 y값 변화량(Δy)이 기 설정된 변화량 이상인 경우, 제2 변곡점(932)과 제3 변곡점(933)을 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 제1 신호 구간(921)을 분할할 수 있다.
도 10은 일 실시예에서, 변곡점과 신호 구간의 시작점 또는 끝점 사이의 거리에 따라 센서 신호를 분할하고, 분할된 센서 신호 중 후보 구간을 선택하는 형태를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(10)(예: 도 1의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))는 센서 신호와 기 설정된 기준 선 간의 교차점을 기준으로 센서 신호를 제1 신호 구간(1021), 제2 신호 구간(1022), 제3 신호 구간(1023), 제4 신호 구간(1024) 및 제5 신호 구간(1025)로 분할할 수 있다. 전자 장치(10)는 센서 신호의 기울기를 이용하여 제1 변곡점(1031), 제2 변곡점(1032), 제3 변곡점(1033), 제4 변곡점(1034) 및 제5 변곡점(1035)을 이용하여 제1 신호 구간(1021), 제2 신호 구간(1022), 제3 신호 구간(1023), 제4 신호 구간(1024) 및 제5 신호 구간(1025) 각각이 하나의 변곡점을 포함하도록 분할 할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(10)는 제1 신호 구간(1021), 제2 신호 구간(1022), 제3 신호 구간(1023), 제4 신호 구간(1024) 및 제5 신호 구간(1025) 각각에 대하여, 각각의 신호 구간의 시작점 또는 끝점과 각각의 신호 구간에 포함된 변곡점 간의 거리와 기 설정된 거리(d0)를 초과하는지 여부를 판단하여 기 설정된 거리(d0)를 초과하는 신호 구간을 검출할 수 있다. 전자 장치(10)는 기 설정된 거리(d0)를 초과하는 신호 구간을 기 설정된 거리(d0)에 따라 분할 할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 제4 신호 구간(1024)에 포함된 제4 변곡점(1034)과 제4 신호 구간(1024)의 끝점 사이의 거리(d)가 기 설정된 거리(d0)를 초과한 경우, 제4 신호 구간(1024)의 끝점부터 기 설정된 거리(d0)만큼 제4 신호 구간(1024)를 분할(예: 제4 신호 구간의 제1 구간(1024-1) 및 제4 신호 구간의 제2 구간(1024-2))할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(10)는 복수의 신호 구간 각각에 대하여 적어도 하나의 변곡점을 포함하는지 여부를 판단하고, 복수의 신호 구간 중 적어도 하나의 변곡점을 포함하는 신호 구간을 사용자의 제스처를 인식하기 위한 복수의 후보 구간으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 복수의 신호 구간 중 제1 변곡점(1031)을 포함하는 제1 신호 구간(1021), 제2 변곡점(1032)을 포함하는 제2 신호 구간(1022), 제3 변곡점(1033)을 포함하는 제3 신호 구간(1023), 제4 변곡점(1034)을 포함하는 제4 신호 구간(1024)의 제1 구간(1024-1) 및 제5 변곡점(1035)을 포함하는 제5 신호 구간(1025)를 후보 구간으로 설정할 수 있다.
도 11은 일 실시예에서, 센서 신호의 세기에 따라 후보 구간을 선택하는 형태를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(10)(예: 도 1의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))는 복수의 신호 구간 각각에 포함된 변곡점의 세기(Amplitude)를 이용하여 복수의 신호 구간 중 제스처 인식을 위한 후보 구간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 복수의 신호 구간 각각에 포함된 변곡점의 세기(A)를 산출하고, 산출된 각각의 변곡점의 세기가 기 설정된 세기(A0) 이상인 신호 구간(예: 제1 신호 구간(1121), 제3 신호 구간(1123) 및 제4 신호 구간(1124))을 검출하며, 검출된 신호 구간을 사용자의 제스처를 인식하기 위한 복수의 후보 구간으로 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(10)는 복수의 신호 구간 중 복수의 센서 신호의 적분 값이 기 설정된 적분 값 미만인 신호 구간을 사용자의 제스처를 인식하기 위한 복수의 후보 구간으로 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(10)는 복수의 후보 구간 각각에 대하여 제스처 인식의 가중치를 설정하되, 복수의 후보 구간 각각에 포함된 센서 신호의 세기가 큰 후보 구간부터 순차적으로 가중치를 높게 설정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 후보 구간으로 설정된 제1 신호 구간(1121), 제3 신호 구간(1123) 및 제4 신호 구간(1124)에 대하여 가중치를 설정하되, 제1 신호 구간(1121)이 가장 높은 가중치를 가지고 제4 신호 구간(1124)이 두번째로 높은 가중치를 가지며 제3 신호 구간(1123)이 가장 낮은 가중치를 가지도록 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(10)는 복수의 후보 구간 각각으로부터 추출된 특징 값 중 가중치가 기준 이상인 후보 구간으로부터 추출된 특징 값 만을 이용하여 사용자의 제스처를 인식할 수 있다.
도 12는 일 실시예에서, 주파수 밀도 함수를 통해 사용자의 심박 신호를 나타낸 도면이다.
도 12을 참조하면, PPG 센서를 포함하는 전자 장치(10)(예: 도 1의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))가 사용자로부터 감지한 심박 신호로부터 사용자의 제스처를 가리키는 특징 값을 추출하고자 하는 경우, 전자 장치(10)는 심박 신호로부터 제스처 신호를 추출하고, 추출한 제스처 신호를 분석하여 특징 값을 추출한다. 그러나, 도 12(a)와 같이 심박 신호만이 감지되는 경우 대비 도 12(b)와 같이 심박 신호와 제스처 신호가 함께 감지되는 경우를 보면, 제스처 신호와 심박 신호가 섞여서 감지되기 때문에(주파수 측면에서 제스처 신호와 심박 신호의 주파수 영역대가 겹쳐지기 때문에) 전처리 과정을 거쳐 센서 신호를 필터링(예: 대역폭 필터(bandpass filter)를 사용하여 센서 신호로부터 노이즈 신호를 제거)하더라도, 제스처 신호를 주파수 측면에서 구분하기가 어렵다는 문제가 있다. 또한, 전자 장치(10)가 웨어러블 디바이스인 경우, 웨어러블 디바이스를 착용한 사용자의 상태(예: 나이, 성별, 인종, 피부색, 건강 상태 등), 착용 상태(예: 착용 강도, 착용 위치 등)가 감지되는 센서 신호에 영향을 줄 수 있고, 뿐만 아니라 외부적인 환경 요소에 의해서도 센서 신호의 파형과 크기 등이 달라질 수 있다. 즉, 센서부(110)로부터 감지되는 센서 신호는 사용자의 상태, 착용 상태뿐만 아니라 외부적인 요소에도 영향을 받기 때문에, 서로 다른 사용자가 동일한 제스처를 수행하더라도, 서로 다른 파형 및 크기의 센서 신호가 감지되어 공통적인 특징을 추출하는데 있어서 악영향을 미치게 된다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 일 실시예에 따른 전자 장치(10)(예: 도 1 의 전자 장치(10) 또는 도 14의 전자 장치(1401))는 센서 신호가 소정의 패턴을 가지는 신호(예: PPG 신호 및 일정한 패턴의 노이즈 신호를 포함하는 생체 신호) 및 제스처 신호를 포함하는 경우, 분할된 센서 신호 중 제스처 신호를 포함하는 신호 구간의 정보(예: 센서 신호의 최대 값, 평균 값, 에너지 값, 상관관계(correlation), 엔트로피(entropy), 고속 푸리에 변환 계수(Fast Fourier Transform coefficients), 평균, 분산, 공분산(covariance), 시계열 데이터 길이, 왜도(skewness), 첨도(kurtosis) 및 적분 값)와 제스처 신호를 포함하지 않은 신호 구간의 정보를 이용하여 제스처에 대한 특징 값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 제스처가 일어나기 전의 신호를 함께 이용하여 특징 값을 추출할 수도 있다. 센서부(110)로부터 감지된 제스처가 일어나기 전의 파형 정보는 사용자의 상태와 외부 환경 요소들이 반영된 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(10)는 상기 제스처가 일어나기 전의 파형 정보와 제스처 구간의 파형 정보를 섞어서 하나의 특징으로 사용함으로써 같은 제스처임에도 불구하고 환경적 요인에 따라 다르게 나오는 센서 값을 보정할 수 있고, 특징 값을 효과적으로 추출할 수 있다. 이에 대한 일 실시예는 도 13을 참조하여 자세히 설명한다.
도 13은 서로 다른 사용자(예: 사용자 A 및 사용자 B)가 동일한 제스처를 수행했을 때, 사용자 A로부터 감지되는 PPG 신호(도 13(a))와 사용자 B로부터 감지되는 PPG 신호(도 13(b))를 나타낸 도면이다.
도 13(a) 및 도 13(b)를 참조하면, 서로 다른 사용자가 동일한 제스처를 수행하더라도, 사용자의 상태, 착용 상태 및 외부의 요인에 따라 서로 다른 파형이 감지될 수 있다. 사용자 A로부터 감지되는 PPG 신호(도 13(a))는 제스처 신호를 포함하지 않는 신호 구간에서의 심박 파형의 최대 값(peak)(1331)이 397.9이고 제스처 신호을 포함하는 신호 구간의 최대 값(1332)이 1639으로 감지되는 반면, 사용자 B로부터 감지되는 PPG 신호(도 13(b))에서는 제스처 신호를 포함하지 않는 신호 구간에서의 심박 파형의 최대 값(1333)이 503.7이고, 제스처 신호을 포함하는 신호 구간의 최대 값(1334)이 2056이다.
종래의 제스처 인식 방법(예: 제스처 신호의 최대 값을 특징 값으로 사용하는 방법)의 경우, 사용자 A 및 사용자 B가 동일한 제스처 동작을 수행하더라도, 각각의 사용자로부터 감지된 센서 신호의 최대 값이 서로 다르게 감지되기 때문에, 사용자 A 및 사용자 B로 하여금 공통적인 특징을 추출하기 어렵다. 표 3을 예를 들어 설명한다.
최대 값 제1 방법 제2 방법
Person A 1639 4.44 1639/397 = 4.12
Person B 2056 3.79 2056/503 = 4.08
표 3을 참조하면, 이를 해결하기 위하여 서로 다른 값에 제1 방법인 정규화(normalize) 기법을 사용하는 경우, 사용자 A 및 사용자 B로부터 추출되는 특징 값이 어느 정도 보정되어 일정한 범위 내의 값을 가지게 되나(예: 사용자 A의 특징 값은 4.44로 산출되고, 사용자 B의 특징 값은 3.79), 산출되는 특징 값의 범위가 다소 크기 때문에, 정확하게 제스처를 인식하기에 어려움이 있다.
종래의 제스처 인식 방법에서의 문제점을 극복하기 위하여, 일 실시예에 따른 표 3의 제2 방법을 사용하는 경우, 전자 장치(10)는 제스처 신호를 포함하는 신호 구간에서 센서 신호 세기의 최대 값과 일반적인 신호 구간(예: 제스처 신호를 포함하지 않는 신호 구간)에서 센서 신호 세기의 최대 값 간의 비율을 제스처에 대한 특징 값으로 추출할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(10)는 사용자 A로부터 감지된 센서 신호에서, 제스처 신호를 포함하는 신호 구간의 신호 세기의 최대 값(1332)인 1639와 제스처 신호를 포함하지 않는 신호 구간의 신호 세기의 최대 값(1331)인 397.9의 비율인 4.12를 특징 값으로 추출할 수 있다. 전자 장치(10)는 사용자 B로부터 감지된 센서 신호에서, 제스처 신호를 포함하는 신호 구간의 신호 세기의 최대 값(1334)인 2056와 제스처 신호를 포함하지 않는 신호 구간의 신호 세기의 최대 값(1333)인 503.7의 비율인 4.08를 특징 값으로 추출할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(10)는 제스처 신호를 포함하는 신호 구간의 정보와 제스처 신호를 포함하지 않는 신호 구간의 정보 간의 연산(예를 들어, 사칙 연산, 비교 연산, 논리 연산, 스펙트럼 분석, 상관계수, 분산, 표준편차 연산 등을 포함하는 각종 통계 연산)을 수행하고, 상기 연산 결과를 제스처에 대한 특징 값으로 추출할 수 있다.
도 14은, 일 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1400) 내의 전자 장치(1401)의 블럭도이다. 도 14을 참조하면, 네트워크 환경(1400)에서 전자 장치(1401)는 제 1 네트워크(1498)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1402)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1499)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1404) 또는 서버(1408)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(1401)는 서버(1408)를 통하여 전자 장치(1404)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(1401)는 프로세서(1420), 메모리(1430), 입력 장치(1450), 음향 출력 장치(1455), 표시 장치(1460), 오디오 모듈(1470), 센서 모듈(1476), 인터페이스(1477), 햅틱 모듈(1479), 카메라 모듈(1480), 전력 관리 모듈(1488), 배터리(1489), 통신 모듈(1490), 가입자 식별 모듈(1496), 또는 안테나 모듈(1497)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1401)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(1460) 또는 카메라 모듈(1480))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(1476)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(1460)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(1420)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1440))를 실행하여 프로세서(1420)에 연결된 전자 장치(1401)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1420)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1476) 또는 통신 모듈(1490))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1432)에 로드하고, 휘발성 메모리(1432)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1434)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1420)는 메인 프로세서(1421)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1423)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(1423)는 메인 프로세서(1421)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1423)는 메인 프로세서(1421)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1423)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1421)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1421)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1421)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1421)와 함께, 전자 장치(1401)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(1460), 센서 모듈(1476), 또는 통신 모듈(1490))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1423)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(1480) 또는 통신 모듈(1490))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(1430)는, 전자 장치(1401)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1420) 또는 센서모듈(1476))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1440)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1430)는, 휘발성 메모리(1432) 또는 비휘발성 메모리(1434)를 포함할 수 있다.
프로그램(1440)은 메모리(1430)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1442), 미들 웨어(1444) 또는 어플리케이션(1446)을 포함할 수 있다.
입력 장치(1450)는, 전자 장치(1401)의 구성요소(예: 프로세서(1420))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1401)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(1450)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(1455)는 음향 신호를 전자 장치(1401)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(1455)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(1460)는 전자 장치(1401)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(1460)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(1460)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1470)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1470)은, 입력 장치(1450)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(1455), 또는 전자 장치(1401)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1402))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1476)은 전자 장치(1401)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1476)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1477)는 전자 장치(1401)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1402))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1477)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1478)는, 그를 통해서 전자 장치(1401)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1402))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1478)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1479)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1479)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1480)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1480)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1488)은 전자 장치(1401)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1488)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1489)는 전자 장치(1401)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1489)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1490)은 전자 장치(1401)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1402), 전자 장치(1404), 또는 서버(1408))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1490)은 프로세서(1420)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1490)은 무선 통신 모듈(1492)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1494)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1498)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1499)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치(1404)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1492)은 가입자 식별 모듈(1496)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1498) 또는 제 2 네트워크(1499)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1401)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(1497)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1497)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1497)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1498) 또는 제 2 네트워크(1499)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1490)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1490)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(1497)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1499)에 연결된 서버(1408)를 통해서 전자 장치(1401)와 외부의 전자 장치(1404)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부 전자 장치(1402, 1104) 각각은 전자 장치(1401)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1401)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(1402, 1104, 또는 1108) 중 하나 이상의 외부 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1401)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1401)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1401)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1401)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 일 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. "제 1", "제 2", 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: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 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 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 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 일 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1401)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1436) 또는 외장 메모리(1438))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1440))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1401))의 프로세서(예: 프로세서(1420))는, 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 일 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 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 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.
일 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 일 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. 일 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 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 설정된(adapted to or configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 설정된 (또는 구성된) 프로세서"는 해당 동작들을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치(예: 메모리 1130)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 AP)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware)로 구성된 유닛(unit)을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예: 메모리(1430))에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(1420))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체(예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램 모듈) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램 모듈)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    적어도 하나의 생체 센서를 포함하는 센서부; 및
    상기 센서부와 동작적으로 연결되는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 생체 센서로부터, 사용자의 생체 신호를 획득하고,
    상기 생체 신호 중 상기 사용자의 제스처에 대응하는 특징(feature)을 포함하는 구간을 선택하고,
    상기 선택된 구간에 기반하여, 상기 특징을 추출하고,
    상기 추출된 특징에 기반하여, 상기 제스처가 지정된 제스처에 해당하는지를 결정하도록 설정된, 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 생체 신호와 지정된 기준 선 간의 교차점 및 상기 생체 신호의 변곡점을 확인하고,
    상기 교차점 및 상기 변곡점에 기반하여, 상기 구간을 선택하도록 설정된, 전자 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 지정된 기준 선은 상기 생체 신호의 값이 raw값인 경우, 상기 raw값이 0이 되는 점들을 연결한 선인 것인, 전자 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 지정된 기준 선은 상기 생체 신호의 값이 raw값이 아닌 경우, 상기 프로세서가 상기 생체 신호의 값을 정규화하고, 상기 정규화 된 생체 신호의 값이 0이 되는 점들을 연결한 선인 것인, 전자 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 교차점 및 상기 변곡점 중 적어도 하나를 이용하여 상기 센서 신호를 분할하고,
    상기 프로세서는,
    상기 센서부로부터 전달된 상기 분할된 센서 신호로부터 상기 사용자의 제스처를 가리키는 특징 값을 추출하고, 상기 추출된 특징 값을 이용하여 상기 사용자의 제스처를 인식하는, 전자 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 교차점을 이용하여 상기 센서 신호를 복수의 신호 구간으로 분할하고,
    상기 변곡점을 이용하여 상기 복수의 신호 구간 중 복수의 변곡점을 포함하는 신호 구간을 검출하고, 상기 복수의 변곡점이 각각 서로 다른 신호 구간에 포함되도록 상기 검출된 신호 구간을 분할하는, 전자 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 변곡점은 제1 변곡점 및 상기 제1 변곡점과 인접한 위치에 설정되는 제2 변곡점을 포함하며,
    상기 센서부는,
    상기 제1 변곡점과 상기 제2 변곡점 간의 x값 변화량 및 y값 변화량 중 적어도 하나가 기 설정된 변화량 미만인 경우, 상기 제1 변곡점 및 상기 제2 변곡점이 하나의 신호 구간에 포함되도록 상기 검출된 신호 구간을 분할하는, 전자 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 변곡점은 제1 변곡점 및 상기 제1 변곡점과 인접한 위치에 설정되는 제2 변곡점을 포함하며,
    상기 센서부는,
    상기 제1 변곡점의 크기가 기 설정된 크기 이상이고, 상기 제2 변곡점의 크기가 상기 기 설정된 크기 미만인 경우, 상기 제1 변곡점 및 상기 제2 변곡점이 하나의 신호 구간에 포함되도록 상기 검출된 신호 구간을 분할하는, 전자 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 복수의 신호 구간 중 제1 변곡점을 포함하는 제1 신호 구간에서, 상기 제1 변곡점과 상기 제1 신호 구간의 시작점 또는 상기 제1 변곡점과 상기 제1 신호 구간의 끝점 사이의 거리가 기 설정된 거리를 초과하는 경우, 상기 기 설정된 거리를 기준으로 상기 제1 신호 구간을 분할하는, 전자 장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 신호 구간 각각에 대하여 적어도 하나의 변곡점을 포함하는지 여부를 판단하고, 상기 복수의 신호 구간 중 상기 적어도 하나의 변곡점을 포함하는 신호 구간을 상기 사용자의 제스처를 인식하기 위한 복수의 후보 구간으로 설정하는, 전자 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 후보 구간 각각에 대한 제스처 인식의 가중치를 설정하되, 상기 센서 신호의 세기가 큰 후보 구간부터 순차적으로 상기 가중치를 높게 설정하는, 전자 장치.
  12. 제6 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 신호 구간 중 상기 센서 신호의 세기가 기 설정된 세기 이상인 신호 구간을 복수의 후보 구간으로 설정하는, 전자 장치.
  13. 제6 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 신호 구간 중 상기 센서 신호의 적분 값이 기 설정된 적분 값 미만인 신호 구간을 복수의 후보 구간으로 설정하는, 전자 장치.
  14. 제6 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 교차점을 이용하여 상기 센서 신호를 상기 복수의 신호 구간으로 분할하되, 상기 복수의 신호 구간 각각에 적어도 하나의 변곡점이 포함되도록 상기 기 설정된 기준 선을 설정하는, 전자 장치.
  15. 제6 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 복수의 신호 구간의 개수가 기 설정된 개수 미만인 경우, 상기 복수의 신호 구간의 개수가 상기 기 설정된 개수 이상이 되도록 기준 선의 값을 변경하는, 전자 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    가속도 센서, 광전용적맥파(photoplethysmography, PPG) 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 및 심전도 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 전자 장치.
  17. 제5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 분할된 센서 신호 각각에 포함된 상기 변곡점을 이용하여 상기 분할된 센서 신호의 형태를 각각 정의하고, 상기 분할된 센서 신호의 형태에 따라 상기 분할된 센서 신호의 순서(Sequence)를 설정하며, 상기 분할된 센서 신호의 순서를 상기 사용자의 제스처를 가리키는 특징 값으로 추출하는, 전자 장치.
  18. 제5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 분할된 센서 신호 각각으로부터 상기 특징 값을 독립적으로 추출하는, 전자 장치.
  19. 제5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 센서 신호가 소정의 패턴을 가지는 신호 및 제스처 신호를 포함하는 경우, 상기 분할된 센서 신호 중 상기 제스처 신호를 포함하는 제2 신호 구간의 정보와 상기 제스처 신호를 포함하지 않은 제3 신호 구간의 정보를 이용하여 상기 제스처에 대한 특징 값을 추출하는, 전자 장치.
  20. 전자 장치에 의해 수행되는 제스처 인식 방법에 있어서,
    사용자로부터 센서 신호를 감지하는 동작;
    상기 센서 신호와 기 설정된 기준 선 간의 교차점(Crossing point) 및 상기 센서 신호의 변곡점(transition point)를 설정하는 동작;
    상기 교차점 및 상기 변곡점 중 적어도 하나를 이용하여 상기 센서 신호를 분할하는 동작;
    상기 분할된 센서 신호로부터 상기 사용자의 제스처를 가리키는 특징 값을 추출하는 동작; 및
    상기 추출된 특징 값을 이용하여 상기 사용자의 제스처를 인식하는 동작을 포함하는, 전자 장치의 제스처 인식 방법.
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