[논문]MCML 기반 모션캡처 데이터 저장 및 퍼지 기반 모션 검색 기법

이성주; 정현숙

doi:10.5391/jkiis.2007.17.2.270

MCML 기반 모션캡처 데이터 저장 및 퍼지 기반 모션 검색 기법
Storing and Retrieving Motion Capture Data based on Motion Capture Markup Language and Fuzzy Search 원문보기

퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems, v.17 no.2, 2007년, pp.270 - 275

초록
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모션 캡처 기술은 현실감 있는 캐릭터 동작을 얻기 위해 많이 사용되고 있지만, 모션 캡처 데이터의 상이한 포맷들로 인하여 효율적인 모션 데이터의 저장과 검색이 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 상이한 형식의 모션 캡처 데이터를 통합하고 효과적으로 저장 및 검객하기 위한 프레임워크를 제안한다. 상이한 모션 캡처 데이터 포맷들을 통합하기 위한 XML 기반의 표준 포맷을 MCML(Motion Capture Markup Language)로 정의하고 있으며 서로 다른 포맷의 모션 캡처 데이터 파일을 하나의 단일화된 MCML 파일로 변환하여 관계형 데이터베이스 또는 XML 데이베이스에 저장함으로써 동일 데이터의 중복 저장 및 공유 문제를 해결한다. 모션캡처 데이터의 검색은 퍼지 문자열 검색(Fuzzy string searching) 기법에 의한 유사어 검색으로 특정 키워드를 포함하는 MCML 문서들을 찾거나 특정 위치의 시작 프레임에서 일련의 프레임들을 선택적으로 추출할 수 있는 모션클립(motion clips) 검색이 가능하도록 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Motion capture technology is widely used for manufacturing animation since it produces high quality character motion similar to the actual motion of the human body. However, motion capture has a significant weakness due to the lack of an industry wide standard for archiving and retrieving motion capture data. In this paper, we propose a framework to integrate, store and retrieve heterogeneous motion capture data files effectively. We define a standard format for integrating different motion capture file formats. Our standard format is called MCML (Motion Capture Markup Language). It is a markup language based on XML (eXtensible Markup Language). The purpose of MCML is not only to facilitate the conversion or integration of different formats, but also to allow for greater reusability of motion capture data, through the construction of a motion database storing the MCML documents. We propose a fuzzy string searching method to retrieve certain MCML documents including strings approximately matched with keywords. The method can be used to retrieve desired series of frames included in MCML documents not entire MCML documents.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

있다. Morales⑸는 본 논문의 MCML과 유사한 XML 기반의 모션 캡처 데이터 저장 방법을 고안했다. 이 방법에서 모션 캡처 데이터는 XML 데이터 형식으로 변환되어 저장됨으로서 애니메이터들이 웹 기반 환경 같은 상호 협력적인 환경에서 공동의 데이터에 접근 가능하게 하였다.
또한 모션 캡처 데이터 라이브러리의 공유, 보안 및 접근성 문제는 관계형 또는 XML 데이터베이스에 MCML 파일을 분해하여 저장함으로써 해결할 수 있다. 본 논문에서는 관계형 데이터베이스에 저장하기 위해 MCML의 엘리먼트를 테이블과 컬럼으로 매핑하는 논리 스키마를 설계하였다. 모션캡처 데이터의 검색은 퍼지 문자열 검색(Fuzzy string searching) 기법에 의한 유사어 검색으로특정 키워드를 포함하는 MCML 문서들을 찾거나 특정 위치의 시작 프레임에서 일련의 프레임들을 선택적으로 추출할 수 있는 모션클립(motion clips) 검색이 가능하도록 하였다.
본 논문에서는 다양한 모션 캡처 데이터 포맷을 통합하기 위한 XML 기반의 마크업 언어를 설계하였고 이를 효과적으로 저장하고 퍼지 문자열 검색에 의해 유사 검색이 가능한 프레임워크를 제안하였다. 기존의 모션 캡처 데이터라이브러리는 모션 캡처 데이터를 파일 단위로 저장함으로써 데이터의 중복, 공유의 어려움, 보안 및 관리의 어려움 등이 있다.

제안 방법

키워드가 입력되면 형태소 분석기를 통하여 표제어를 산출하고 이를 포함하고 있는 MCML 파일의 ID들을 역색인에서 검색한다. 검색된 ID 값들을 조건절로 가지는 SQL문을 작성하고 모션 데이터베이스로부터 ID 값을 가지는 MCML 파일들을 검색한다.
본 논문에서는 관계형 데이터베이스에 저장하기 위해 MCML의 엘리먼트를 테이블과 컬럼으로 매핑하는 논리 스키마를 설계하였다. 모션캡처 데이터의 검색은 퍼지 문자열 검색(Fuzzy string searching) 기법에 의한 유사어 검색으로특정 키워드를 포함하는 MCML 문서들을 찾거나 특정 위치의 시작 프레임에서 일련의 프레임들을 선택적으로 추출할 수 있는 모션클립(motion clips) 검색이 가능하도록 하였다.
서로 다른 포맷의 모션 캡처 데이터 파일을 하나의 단일화된 MCML 파일로 변환하여 저장함으로써 데이터의 중복성을 해결하였으며 XML 기반의 데이터 구조이므로 엘리먼트 수준의 검색이 가능함으로써 캡처된 데이터의 부분적 동작 검색을 위한 기반을 마련하였다. 또한 모션 캡처 데이터 라이브러리의 공유, 보안 및 접근성 문제는 관계형 또는 XML 데이터베이스에 MCML 파일을 분해하여 저장함으로써 해결할 수 있다.
MCML 문서의 헤더에는 제목, 주제, 설명이 있으며 각각 모션캡처 데이터의 모션 제목, 주제, 그리고 모션에 대한 설명을 가진다. 이 문자열들에서 입력된 키워드와 유사한 단어를 가지는지 문자열 검사를 함으로써 특정 모션을 포함하고 있는 MCML 파일들을 검색할 수 있다.
방법이 있다. 퍼지 문자열 검색을 위해 MCML 문서의 제목, 주제, 설명에 대해 역색인을 구축하였으며 이 색인을 이용하여 키워드 검색을 지원하였다. 그림 9는 키워드 검색에 의해 모션 데이터베이스로부터 검색된 댄스 동작들을 보인다.
퍼지 문자열 검색을 위해 MCML 변환시에 제목, 주제, 설명에 들어있는 단어들에 대한 표제어를 형태소 분석기를 통해 산출한다. 예를 들어, walking, walks, walked 등의 표제어는 walk가 되며 이 표제어를 MCML 파일 ID와 함께 역색인에 저장하는 것이다.

대상 데이터

실험 데이터로 본 논문에서는 카네기 멜론 대학의 그래픽스 연구실에서 제공하는 모션 캡처 데이터 라이브러리의 파일들을 사용하였다. 이 파일들은 무료로 제공되고 있으며 댄스, 감정표현, 상호작용, 기본 동작 등의 카테고리별로 ASF/AMC, BVH, HTR, C₃D 포맷의 파일들을 다운로드할 수 있도록 한다.

이론/모형

본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 먼저, 다양한 포맷의 모션 캡처 데이터를 통합하기 위한 XML (extensible Markup Language) [15] 기반의 표준 마크업 언어인 MCML(Motion Capture Markup Language)⑹을정의하였다. 서로 다른 포맷의 모션 캡처 데이터 파일을 하나의 단일화된 MCML 파일로 변환하여 저장함으로써 데이터의 중복성을 해결하였으며 XML 기반의 데이터 구조이므로 엘리먼트 수준의 검색이 가능함으로써 캡처된 데이터의 부분적 동작 검색을 위한 기반을 마련하였다.

성능/효과

이 방법에서 모션 캡처 데이터는 XML 데이터 형식으로 변환되어 저장됨으로서 애니메이터들이 웹 기반 환경 같은 상호 협력적인 환경에서 공동의 데이터에 접근 가능하게 하였다. 본 논문의 연구와 비교해 볼 때, 이 접근법은 세그먼트 단위의 간단한 형식으로 저장된 모션 캡처 데이터만을 다룰 수 있으며 캐릭터 구조체(skeleton)를 형성하는 계층적 구조는 고려되지 않았다. 더구나 본 논문의 MCML 언어와 같은 모션 캡처 데이터 통합을 위한 표준 마크업 언어의 구현을 제시하지 않았고 단지 XML을 사용한 데이터 변환의 가능성만을 언급했을 뿐이다.
둘째, 이미 캡처된 데이터는 파일시스템에 의해 저장 및 검색되므로 접근성 및 데이터 중복의 문제가 발생한다’ 현재 서비스되고 있는 모션 캡처 데이터 라이브러리를 보면 동일한 동작 데이터를 가지는 서로 다른 포맷의 파일들이 제공되고 있다[4]. 셋째, 모션 데이터 파일의 검색이 키워드 검색과 디렉토리 검색에 의존하고 있으며 키워드와의 정확한 매칭에 의한 검색만 지원한다. 넷째, 캡처된 데이터 파일에서 일련의 프레임들로 구성된 부분적인 동작 데이터를 검색하고 추출하기가 어렵다.

후속연구

클립들을 쉽게 검색할 수 있도록 한다. 향후 연구 과제인 모션 클립의 자동 추출 및 온톨로지로의 자동 분류가 가능할 경우 본 논문의 모션 캡처 데이터베이스와 온톨로지는 게임 및 영화 제작, 스토리텔링 시스템 캐릭터 애니메이션 등 모션 캡처 데이터를 활용하는 모든 분야에 지식 저장소로서 활용될 수 있으리라 본다.

참고문헌 (16)

Acclaim, ASF/AMC File Specifications page, http://www.darwin3d.com/gamedev/acclaim.zip
Biovision, BVH Specifications page, http://www.biovision.com/bvh.htm
C3D Specification, http://www.c3d.org
CMU Motion Database, http/zrnocap.cs.cmu.edu
C.R. Morales, Development of an XML Web Based Motion Capture Data Warehousing and Translation System for Collaborative Animation Projects, In Proceedings of the 9-th International Conference in Central Europe on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision 2001
E. Hsu, S. Gentry and J, Popovic, Example- Based Control of H uman Motion, Eurographics/ ACM SIGGRAPH Symposium on Computer Animation, 2004
L.M. Tanco and A. Hilton, Realistic Syniehsis of Novel Human Movements from a Database of Motion, In Proceedings of the IEEE Workshop on Human Motion HUMO 2000
M. Hacid, C. Decleir and J, Kouloumdjian, A Database Approach for Modeling and Querying Video Data, IEEE Transanction on Knowledge and Data Engineering, Vol. 12, No.5, pp.729-750, 2000

상세보기
M. Meredith andS.Maddock, Motion capture file formats explained, Department of Computer Science Technical Report CS-01-11
O. Arikan and D.A. Forsyth, Interactive Motion Generation from Examples, In Proceedings of ACM SIGGRAPH 2002
O. Arikan, DA Forsyth, and J,F. O'Brien, Motion Synthesis from Annotations, In Proceedings of ACM SIGGRAPH 2003
S. Rosenthal, B. Bodenheimer, C. Rose, and J, Pella, The process of motion capture: Dealing with the data, In Proceedings of the 8th Eurographics Workshop on Animation and Simulation 1997
S.P. Chao, C.Y. Chiu, S.N. Yang and T.G. Lin, Tai Chi synthesieer: a motion synthesis framework based on key-postures and motion instructions, Comp. Anim. Virtual Worlds 2004, vol. 15, pp.259-268, 2004

상세보기
W3C, Extensible Markup Language (XML) 1.0, http://www.w3c.org/TR/1998/RECxml-19980210, 1998
Web3D Consortium, VRML International Standard, http://www.web3d.org/technicalinfo/specifications /ISO_IEC_4772- All/index.html
Web3D Consortium, H-ANIM 2001 Specification, http:;/www.h-anim.or

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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