기자명 김은진 기자 (eun209@skkuw.com)

‘짝’ 손뼉 하나에 전원이 켜지고 ‘딱’ 손짓 하나에 전원이 꺼진다. 이것이 소설 속 이야기라고 생각하는가? 최근 허공에서 손을 움직이는 것만으로도 TV를 조정하는 ‘손동작을 이용한 TV 제어 기술’이 개발돼 많은 이들의 관심을 받았다.

자동화 연구소 제공

손동작을 이용한 TV 제어 기술은 우리 학교 전재욱 교수(정통)가 있는 자동화 연구실에서 개발한 것으로 지난 5월 서울 코엑스에서 열린 ‘2011 월드 IT 쇼’에서 처음 선보였다.
이 기술의 원리는 이렇다. 먼저 사용자가 한 대의 카메라 앞에서 손을 움직이면 카메라가 손의 이미지를 받아들인다. 그리고 이것을 실시간 움직임 검출 시스템(FPGA, Field Programmable Gate Array)을 이용해 색상 코드 형식으로 출력한다. 실시간 움직임 검출 시스템이란 영상 안에 움직이는 모든 화소의 종합적인 방향, 속도와 같은 움직임을 분석하는 것을 말한다. 다시 말해 움직임에 대한 정보의 색상과 채도를 색상 코드 형식으로 출력하는 것이다. 여기서 색상은 움직임의 방향을, 채도는 움직임의 속도를 나타낸다.
이렇듯 앞서 변환된 이미지의 색상과 채도로부터 손의 속도와 방향을 나타내는 벡터값이 검출된다. 그런데 이때 사용자가 움직이는 손 이미지 외에 주변의 잡다한 다른 이미지도 같이 검출될 수 있다. 이를 ‘노이즈’라 부르는데 노이즈는 ‘주성분 분석법(PCA, Principal Component Analysis)’을 통해 제거된다.

자동화 연구소 제공

주성분 분석법은 다루기 어려운 고차원의 신호를 낮은 차원으로 줄여 다루기 쉽게 해주는 통계적 방법을 말한다. 얼굴 인식 분야에서 가장 보편적으로 쓰이는 이 방법은 얼굴을 인식할 때 검출한 이미지를 단순화하되 얼굴만 존재하는 영상공간을 얻기 위해 사용된다. 이 원리를 이용해 손의 영역만 검출한 후 △방향 △속도 △위치 값을 조합해 TV의 △볼륨 △전원 △채널을 간단하게 제어할 수 있는 동작을 디자인한 것이다.
이러한 과정을 통해 우리는 카메라 앞에서 손을 움직이는 것만으로 TV의 기능을 조정할 수 있다. 앞서 언급한 원리로 얻어진 △방향 △속도 △위치 값으로부터 TV 메뉴를 간단하게 △선택 △취소 △탐색 할 수 있는 동작을 만들었다. 현재까지 만들어진 동작은 손을 △돌리면 탐색 △내리면 선택 △올리면 취소를 할 수 있는 간단한 수준으로 현재까지도 계속 연구 중이다.
앞으로 이 기술은 우리 생활에 어떻게 적용될 수 있을까? 자동화 연구실의 정순묵 연구원은 “현재는 TV의 기능을 조정하기 위한 목표로 개발되었으나 미래에는 보다 다양한 가전제품에도 적용이 가능할 것”이라고 말했다. 또한 “많은 기능을 개발하기보다는 사용자들이 주로 사용하는 기능들을 동작으로 바꿔서 누구나 편리하고 쉽게 사용할 수 있는 기술로 발전시킬 계획이다”라고 포부를 밝혔다.