시공간 합성곱 신경망(ST-CNN) 기반 발레 피루엣 교정 및 실시간 피드백 시스템 개발
Development of a Spatio-Temporal Convolutional Neural Network (ST-CNN)-Based Ballet Pirouette Correction and Real-Time Feedback System
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초록
본 연구는 발레 피루엣 수행의 정확성과 정렬 안정성 향상을 위해, 시공간 합성곱신경망(Spatio-Temporal Convolutional Neural Network, ST-CNN) 기반 실시간 교정및 피드백 시스템을 개발하였다. 이를 위해 국내 프로 무용수와 온라인 고화질 영상을 활용해 피루엣 동작을 7개 국면으로 구분하고, 관절 좌표 기반 각도와 회전 속도를 정량 분석하였다. ST-CNN 모델은 전문가 기준과의 차이를 실시간 평가하며 관절 정렬과 회전 속도에대한 피드백을 제공하도록 설계되었다. 실험 결과, 시스템 적용 후 무용수의 회전 안정성과 정렬 정확도가 향상되었고 회전 속도는 평균 1350°/s에서 1420°/s로 증가하였다. 또한 회전 구간에서 발목과 골반 정렬 오류가 줄었고 준비 국면의 플리에 부족이 회전 저하로 이어짐을 피드백을 통해 인식하는 경향이 나타났다. 본 논문은 고가 장비 없이도정량 분석과 실시간 피드백이 가능한 교육 도구의 가능성을 제시하며 향후 다양한 회전및 점프 동작으로의 확장을 통해 무용 교육의 디지털 기반 정량화에 기여할 수 있다.
Abstract
This study aimed to enhance the technical accuracy and alignment sta- bility of ballet pirouettes by developing a real-time correction and feed- back system based on a Spatio-Temporal Convolutional Neural Network (ST-CNN). To this end, video data of professional dancers and high-reso- lution online recordings were utilized to segment the pirouette into seven phases, and joint angles and rotational speed were quantitatively ana- lyzed based on coordinate tracking. The ST-CNN model was designed to evaluate differences from expert standards in real time and to provide feedback on joint alignment and rota- tional velocity. The experiment showed that dancers using the system dem- onstrated improved rotational stability and alignment accuracy, with rota- tional speed increasing from an average of 1350°/s to 1420°/s. In addition, er- rors in ankle and pelvic alignment during the turning phase were reduced, and the dancers became more aware of the impact of insufficient plié in the preparation phase on rotational outcomes through the feedback provided. This study suggests the potential of a cost-effective educational tool ca- pable of quantitative analysis and real-time feedback, and implies that such a system can contribute to the digital and data-driven transformation of ballet training when expanded to other turning and jumping techniques.