Comparative Study on 2D and 3D CVA Measurement Differences According to Distance Conditions Using an RGB-D Camera

Abstract

장시간 컴퓨터 사용으로 인한 거북목 증후군이 사회적 문제로 대두됨에 따라, 실시간 자세 모니터링 시스템의 필요성이 증가하고 있다. 기존 2D 웹캠 기반 시스템은 깊이 정보 부재로 인해 카메라와 피험자 간 거리 변화, 원근 투영, 렌즈 왜곡 등에 따른 측정값 변동이 발생할 수 있다. 본 연구는 RGB-D 카메라를 활용하여 실시간 자세 모니터링 시 2D 기반 CVA 측정값과 3D 기반 CVA 측정값의 차이를 거리 조건에 따라 분석하였다. OAK-D Pro와 MediaPipe 자세 추정을 이용하여 동일 프레임에서 2D(RGB)와 3D(RGB-Depth) 방식으로 두개 척추각(Craniovertebral Angle: CVA)을 측정하였다. 총 10명의 피험자를 대상으로 0.7m, 1.0m, 1.5m, 2.0m 거리 조건에서 총 440건의 측정값을 분석한 결과, 카메라 높이 1.0m 조건에서 2D/3D 측정값 차이는 비선형적 패턴을 보였다. 평균 차이는 0.7m에서 7.7°±8.8°, 1.0m에서 11.1°±9.4°, 1.5m에서 10.9°±6.3°, 2.0m에서 8.1°±3.6°로 나타났으며, 2.0m에서 차이의 표준편차가 가장 낮았다. 본 연구는 3D 방식의 절대 정확도 검증이 아니라, 거리 조건에 따라 2D와 3D 기반 CVA 측정치 사이에 차이가 발생함을 분석한 연구이다.