컴퓨터의 소형화로 휴대성과 공간의 제약이 없는 컴퓨터 인터페이싱 방법의 필요성이 증가하고 있으며, 이와 관련하여 인간-컴퓨터 상호작용(HCI)을 위한 제스처 기반의 제어방식에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 손동작 인터페이스 구현들은 컴퓨터를 제어하기 위하여 사용방법에 대한 선행학습이 필요하였다. 이 논문은 사용자의 손 모양과 손끝 정보만을 가지고 선행학습이 요구되지 않는 간편한 인터페이스 구현방법을 제안하였다. 이를 위해 1대의 웹캠과 인텔의 오픈소스 영상처리 라이브러리 OpenCv를 사용하였다. 차영상과 화소값 기반의 영상처리과정을 통해 실시간으로 손 영역을 추적하고 이를 이진화 시켰다. 손가락의 움직임도 값이 변하지 않도록 중심모멘트를 설정하여 마우스 커서 움직임을 상대적으로 활용하였다. 상황에 따라 손 끝점을 절대적 좌표로 활용하여 손이 웹캠에서 벋어날 때 움직임을 자연스럽게 연결시켰다. 마지막으로 검지의 움직임 하나 만으로 마우스 클릭 이벤트를 수행함으로써 보다 사용자에게 친숙한 핸드마우스 인터페이스를 구현하였다.
본 논문에서는 산업용 컴퓨터에서 사용할 마우스와 터치스크린을 이용한 산업용 컴퓨터 인터페이스 장치 구현에 대하여 연구하였다. 산업용 제어 현장에서 사용되는 제어용 컴퓨터의 입출력 장치는 확장성을 고려하여 설계되지 않았기 때문에 현재의 컴퓨터 주변장치를 직접 사용할 수 없는 경우가 대부분이다. 본 논문에서는 산업용컴퓨터에서 사용되는 라이트펜과 모니터를 현재 주로 사용하는 마우스와 LCD모니터로 입출력이 가능하도록 하는 인터페이스 장치를 개발하여, 생산 공정에서 사용하는 산업용 컴퓨터의 활용도를 높이고자 한다. 산업용 컴퓨터 인터페이스장치는 ARM 기반 MPU를 이용하여 영상 신호와 외부 입력장치의 자료를 처리하고, CPLD에서 생성된 신호를 제어용 컴퓨터로 입력하였다. 제어컴퓨터의 영상신호를 다양한 모니터와 인터페이스 할 수 있도록 비디오 스케일러(Video Scaler)를 사용하였다. 구현한 인터페이스 장치는 다양한 장치들을 산업용컴퓨터에서 사용이 가능함을 보였다.
본 연구는 아동 51명을 대상으로 키보드의 특정버튼(Enter, 숫자키, 방향키), 마우스 포인터, 마우스 오른쪽버튼과 왼쪽 버튼의 조작 시간을 체크하여 각 인터페이스별 조작능력을 살펴보았다. 연구결과, 키보드와 마우스 조작시간에는 월령과 성별에 따른 차이보다는 개인에 따른 편차가 큰 것으로 나타났다. 문항별 반응시간을 비교하였을 때, 키보드버튼조작 평균 반응시간2.97초(5.62), 마우스포인터조작 반응 평균 반응시간 58초(.43), 마우스버튼조작 반응 평균 반응시간 3.02초(1.49)로 나타났다. 각 하위영역별로 조작시간 편차가 큼을 고려할 때, 기본인터페이스 조작능력은 개인에 따라 차이가 나타남을 알 수 있다.
최근 휴대용 디바이스들의 급격한 발전과 사용량으로 사용자들의 높은 관심에 따라 다양한 인터랙션이 요구되고 있다. 테블릿과 스마트폰에서 사용하는 터치 인터페이스의 동작은 많은 요구조건과 선행학습이 필요하다. 본 논문에서는 사용자의 다양성과 편리한 인터랙션을 위하여 휴대용 디바이스에서의 가상 마우스를 구현하는 것에 목적이 있다. 기존에 마우스의 유사한 인터랙션을 반영하여 조도의 영향을 거의 받지않는 적외선 영상을 이용하였고 검지 손가락과 중지 손가락의 손끝 정보를 분석하여 마우스 없이 선행학습과 공간의 제약이 요구되지 않는 인터페이스를 설계하고 구현하였다.
HMD를 연결한 지능정보단말을 휴대하여 이동 중이거나 작업 중에 유무선 네트워크에 접속하여 원하는 정보를 편리하게 획득하기 위해서는 보다 손쉬운 사용자 인터페이스가 요구된다. 데이터 글로브를 이용한 촉각 인터페이스는 지능정보단말상에서 구현되는 웹 브라우저의 네비게이션이나 미디어 재생기의 명령어 제어를 기존의 PC상의 키보드나 마우스없이 보다 효율적으로 구현하기 위해 필요한 인터페이스이다. 지능정보단말상에서의 데이터 글러브를 이용하여 각각의 손 동작에 대응하는 적절한 제어 신호를 정의함으로써, 웹 브라우징이나 미디어 재생기의 기본적인 제어를 사용자가 마치 마우스를 사용하듯이 이동 중이거나 작업 중에도 손쉽게 할 수 있도록 다비이스 드라이버 상에서 구현한다.
본 논문에서는 PC 상의 가상환경과 사용자간의 몰입형 상호작용 인터페이스로서 햅틱 마우스 시스템을 제안한다. 제안하는 햅틱 마우스는 진동감각 및 온열감을 제공하여 몰입감을 높인다. 진동 모듈은 편심모터와 솔레노이드 액추에이터로 구성하였으며 온열감 모듈은 작은 필름형태의 온도 센서와 펠티어 효과기반의 열 펌프를 이용하여 구축한다. 본 햅틱 마우스 시스템의 효용성을 보이기 위해 레이싱 게임 어플리케이션을 제작한 후 이를 사용하여 실험을 수행한다. 실험 결과로부터 제안하는 햅틱 마우스가 가상환경에서 몰입감을 증가시키며 가상환경과 사용자간의 효과적인 인터페이스로 사용될 수 있음을 증명한다.
본 논문은 얼굴 특징 추적을 이용한 새로운 인터페이스를 제안한다. 눈의 움직임만으로 구현된 기존의 시스템은 마우스 클릭 이벤트에 걸리는 waiting time으로 인해 속도 개선이 필요했다. 이를 위해서 본 논문에서는 눈의 움직임 뿐 아니라 입의 움직임도 인식하여 사용자의 요구를 처리할 수 있는 시스템을 개발한다. 제안된 시스템은 얼굴 검출 모듈, 눈 검출 모들, 입 검출 모듈, 얼굴 특징 추적 모듈, 마우스 제어모듈의 5 가지 모듈로 구성되어 있다. 먼저, 피부색 모델과 연결 성분 분석을 이용하여 얼굴을 검출하고 신경망 기반의 분류기와 에지 검출기를 이용하여 검출된 얼굴 영역에서 눈과 입을 찾는다. 이후 프레임에서는 mean-shift 알고리즘과 템플릿 매칭을 이용하여 눈과 입이 정확하게 추적되어 눈의 움직임으로 마우스의 포인트를 움직이고 입의 움직임으로 메뉴나 아이콘을 클릭하게 된다. 제안된 시스템의 효율성을 검증하기 위해서 웹 브라우저의 인터페이스로 활용하였다. 25명의 사용자에 대해 실험한 결과는 제안된 시스템이 보다 편리하고 친숙한 인터페이스로 활용될 수 있다는 것을 보여주었다.
미래형 컴퓨터 인터페이스는 기존의 마우스에서 사람의 손 또는 눈 등으로 대체되고 있다. 본 연구에서는 자이로센서를 이용하여 장갑형 무선 마우스를 개발하였다. 이는 사람의 손동작이 마우스 커서 움직임을 대신한다. 그리고 블루투스 기반의 무선센서 네트워크 기술을 도입하여 마우스와 시스템간의 연결을 무선화하여 유선마우스가 갖는 활동의 제약성을 극복하였다. 또한 USB 포트 인터페이스를 사용하여 설치 및 사용이 용이하도록 하였다. 개발한 장갑형 무선마우스는 프리젠테이션이나 게임 등의 다양한 사용자 인터렉션을 필요로 하는 분야에 포인팅 입력장치로 활용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.
본 연구는 국내 어린이 도서관의 검색 인터페이스 디자인을 조사하여 문제점을 개선하기 위한 방안을 제안하였다. 연구방법은 국내 공공/어린이도서관 홈페이지에 검색 인터페이스를 제공하고 있는 27개의 어린이 열람실, 어린이 도서관 그리고 사설 어린이 도서관의 검색 인터페이스 디자인을 검색 항목의 수에 따라 4 가지 유형으로 나누어 조사 분석하고 국외의 경우 International Children's Digital Library, Mid-Hudson Library System KidsOnline, LA Public Library Kid's Path의 정보검색 인터페이스 디자인을 조사 분석하였다. 연구결과, 국내 어린이용 검색 인터페이스의 문제점을 개선하기 위한 방안을 요약하면 다음과 같다. 이용자들이 읽기 쉬운 글자크기로 언제든지 쉽게 바꿀 수 있을 것. 마우스와 키보드 입력이 모두 가능할 것. 아이콘의 크기는 어린이들이 마우스를 이용하여 클릭하기 쉬운 크기로 디자인 할 것 철자 검사 기술은 대안을 제시하는 방법을 이용하여 오자 문제를 최소화 시킬 것. 검색 인터페이스를 디자인할 경우 이용 대상자를 참여시켜 이용자의 눈높이에서 인터페이스를 디자인해야 할 것이다.
본 논문에서는 대형 화면의 tabletop display상에서 물리적인 감각을 통해 정보를 직관적으로 조작할 수 있는 스마트 퍽 시스템을 제시한다. 기존의 데스크 탑 PC 환경의 인터페이스는 물리적인 마우스와 디지털 정보의 공간적인 불일치가 생기고 마우스의 물리적인 움직임과 모니터 상 그래픽 커서의 이동을 맵핑하여 간접적으로 정보를 조작하므로, 사용자에게 직관적인 인터페이스를 제공해 주지 못하는 한계가 있다. 스마트 퍽은 물리적인 인터페이스 장치로써 tabletop display상의 디지털 정보를 직접 조작할 수 있고, 스마트 퍽을 끌거나 들어서 옮기거나 회전시키는 등의 물리적인 조작을 통해 사용자에게 디지털 정보와의 직관적인 인터페이스를 제공한다. 또한 대형 화면의 tabletop display는 여러 사용자가 함께 화면에 표시되는 정보를 공유하고 조작하는데 적합하다. 스마트 퍽 시스템은 인간의 아날로그적인 지각과 반응을 통한 물리적인 인터랙션과 가상의 디지털 정보와의 거리를 줄여주는 역할을 한다. 이 시스템은 PDP 기반의 tabletop display 장치와 스마트 퍽, 그리고 tabletop display상의 스마트 퍽의 위치를 추적하는 위치 추적 장치와 스마트 퍽의 입력을 전송 받아 정보를 처리하는 메인 PC로 구성된다. 마지막으로 스마트 퍽 시스템의 인터페이스를 적용한 몇 가지 예시를 보여주고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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