포즈 추정 (Pose Estimation) 뜻 — 비유로 쉽게

1비유로 이해하기

옷가게 마네킹은 어깨와 팔꿈치, 허리와 무릎 자리가 돌아가게 만들어져 있어요. 직원이 새 옷을 입히고 자세를 잡을 때 하는 일은 그 관절을 하나씩 원하는 각도로 돌리는 것뿐이에요. 팔을 올린 자세든 한쪽으로 기댄 자세든, 결국 관절이 어디에 놓였고 서로 얼마나 꺾였는지로 정해져요.

포즈 추정은 이 일을 반대 방향으로 해요. 이미 자세가 잡힌 사진 한 장을 받아서, 관절이 어디쯤 있었길래 이렇게 보이는지를 되짚어 점을 찍어요. 마네킹을 돌려 자세를 만드는 대신, 만들어진 자세를 보고 관절 자리를 알아맞히는 쪽이에요.

찍은 점들을 정해진 차례로 이으면 막대 몇 개짜리 뼈대가 남아요. 옷 색깔도 배경도 사라지고 관절 자리만 남은 이 뼈대가 포즈 추정이 내놓는 결과예요.

2자세히 알아보기

찍을 자리를 목록으로 먼저 정해요

포즈 추정은 아무 데나 점을 찍지 않아요. 코와 두 눈, 두 어깨, 두 팔꿈치, 두 손목, 두 골반, 두 무릎, 두 발목처럼 찍을 자리가 목록으로 미리 정해져 있어요. 흔히 쓰는 목록은 열일곱 자리 안팎이고, 손가락 마디나 발끝까지 넣어 서른 자리를 넘기는 목록도 있어요.

목록이 정해져 있다는 건 결과의 모양도 늘 같다는 뜻이에요. 어떤 사진을 넣어도 돌아오는 것은 같은 개수의 점이고, 몇 번째 점이 왼쪽 팔꿈치인지도 항상 같아요. 그래서 이 결과를 받아 쓰는 프로그램은 "세 번째 점이 어깨"라고 믿고 계산을 이어 갈 수 있어요.

모델이 하는 일은 사진 전체를 훑으며 자리마다 "여기가 왼쪽 어깨일 가능성"을 점수로 매기는 것에 가까워요. 점수가 가장 높은 자리를 골라 점 하나를 찍고, 목록의 다음 자리로 넘어가요.

점을 잇는 차례는 이미 짜여 있어요

점만 흩어져 있으면 자세를 읽기 어려워요. 그래서 어깨와 팔꿈치, 팔꿈치와 손목처럼 이어야 할 짝이 표로 정해져 있어요. 이 표를 따라 선을 그으면 뼈대 모양이 나와요.

선이 생기면 각도를 잴 수 있어요. 어깨에서 팔꿈치로 간 선과 팔꿈치에서 손목으로 간 선이 얼마나 벌어졌는지를 재면 팔을 편 상태인지 굽힌 상태인지 알 수 있어요. 무릎이 굽은 정도, 등이 기운 정도도 마찬가지예요. 운동 자세를 봐 주는 앱이 "허리가 너무 숙여졌어요"라고 말할 수 있는 건 이 각도 덕분이에요.

몸 크기와 카메라 거리가 사람마다 달라도 각도는 잘 변하지 않아요. 그래서 자세를 견주고 판정할 때는 점의 자리 자체보다 점 사이의 각도와 길이 비율을 더 자주 써요.

여러 명이 있으면 점을 묶어야 해요

한 장면에 두 명이 서 있으면 어깨 점이 넷, 무릎 점도 넷 나와요. 이 점들을 누구 몫인지 묶지 않으면 한 사람의 어깨와 다른 사람의 손목이 한 뼈대로 이어지는 엉뚱한 결과가 나와요.

묶는 방법은 크게 둘이에요. 하나는 먼저 사람이 있는 네모 칸을 찾아낸 다음, 칸마다 따로 점을 찍는 방식이에요. 사람이 적을 때 깔끔하지만 인원이 늘수록 느려져요. 다른 하나는 화면 전체에서 점을 몽땅 찍어 두고, 어느 점과 어느 점이 한 몸에 속하는지 나중에 이어 붙이는 방식이에요. 붐비는 장면에서도 속도가 잘 떨어지지 않아요.

두 사람이 겹쳐 서거나 팔짱을 끼면 이 묶기가 흔들려요. 사람 수를 잘못 세거나 점 몇 개가 옆 사람에게 붙어 버리는 실수가 이 단계에서 생겨요.

가려진 관절도 짐작해서 찍어요

책상에 가려 다리가 안 보여도 결과에는 무릎 점이 찍혀 나와요. 목록에 있는 자리는 웬만하면 다 채우기 때문이에요. 보이지 않는 자리는 보이는 점들의 배치를 근거로 있을 법한 곳에 찍어요. 사람 몸의 비율과 관절이 꺾이는 범위가 학습 과정에서 몸에 배어 있어서 가능한 일이에요.

대신 모델은 점마다 확신 정도를 숫자로 함께 내놔요. 잘 보이는 어깨는 높은 값이, 가려진 무릎은 낮은 값이 붙어요. 이 숫자를 무시하고 모든 점을 똑같이 믿으면 엉뚱한 판정이 나와요. 실제 서비스는 값이 일정 수준 아래인 점은 화면에 그리지 않거나 계산에서 빼요.

영상에서는 앞뒤 장면을 함께 보고 점을 다듬기도 해요. 한 장면에서 갑자기 튄 점을 앞뒤 장면의 자리와 견주어 부드럽게 이어 주면 뼈대가 덜 떨려요.

3조금 더 정확하게

포즈 추정이 내놓는 것은 관절마다의 가로세로 좌표와 확신 값이에요. 화면 위 평면 좌표만 내놓으면 이차원 포즈 추정, 카메라에서 얼마나 떨어져 있는지까지 얹으면 삼차원 포즈 추정이라고 불러요. 삼차원 쪽은 카메라 한 대로는 앞뒤 거리가 애매해서, 여러 대를 쓰거나 몸의 비율에 대한 가정을 더 넣어 풀어요.

계산 과정은 점 하나를 곧바로 찍는 방식보다, 화면을 격자로 나눠 자리마다 "여기가 왼쪽 팔꿈치일 법한 정도"를 밝기처럼 채운 지도를 먼저 만들고 그중 가장 밝은 곳을 고르는 방식이 더 흔해요.

비유가 어긋나는 지점도 있어요. 마네킹의 관절은 실제로 그 자리에 있고 정해진 방향으로만 돌지만, 포즈 추정은 관절을 직접 보는 게 아니라 화면의 밝기와 무늬만 보고 자리를 짐작해요. 그래서 헐렁한 옷, 어두운 조명, 옆으로 누운 자세처럼 학습 때 드물었던 상황에서는 관절이 없는 곳에 점이 찍히기도 해요. 마네킹은 팔이 뒤로 꺾이지 않지만, 추정 결과는 사람 몸이 낼 수 없는 각도로 나오는 일도 있어요.

4직접 해보기

5흔한 오해

포즈 추정이 사람이 누구인지도 알아낸다고 생각하기 쉽지만, 실제로는 관절 자리만 찍을 뿐 신원과는 상관이 없어요. 점만 봐서는 같은 사람인지 구분하기 어려워요.
점이 찍혔으면 그 자리에 관절이 있다고 믿기 쉽지만, 실제로는 가려진 자리도 짐작으로 채우기 때문에 확신 값을 함께 봐야 해요.
동작의 뜻까지 함께 나온다고 여기기 쉽지만, 실제로는 점의 자리만 나올 뿐 "손을 흔든다" 같은 판단은 그 점을 받아 다음 단계에서 해요.

7한 줄 요약

그러니까포즈 추정은 사진 속 관절 자리에 점을 찍고 정해진 차례로 이어, 자세를 점과 선 몇 개로 바꿔 놓는 일이에요.

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