• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.39 no.4
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• pp.429-441
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• 2002

This paper concerns extracting 3D motion information from a 3D input device in real time focused to enabling effective human-computer interaction. In particular, we develop a novel algorithm for extracting 6 degrees-of-freedom motion information from a 3D input device by employing an epipolar geometry of stereo camera, color, motion, and structure information, free from requiring the aid of camera calibration object. To extract 3D motion, we first determine the epipolar geometry of stereo camera by computing the perspective projection matrix and perspective distortion matrix. We then incorporate the proposed Motion Adaptive Weighted Unmatched Pixel Count algorithm performing color transformation, unmatched pixel counting, discrete Kalman filtering, and principal component analysis. The extracted 3D motion information can be applied to controlling virtual objects or aiding the navigation device that controls the viewpoint of a user in virtual reality setting. Since the stereo vision-based 3D input device is wireless, it provides users with a means for more natural and efficient interface, thus effectively realizing a feeling of immersion.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.13B no.2 s.105
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• pp.105-114
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• 2006

In ubiquitous environment where various kinds of computers are embedded in persons, objects and environment and they are interconnected and can be used in my place as necessary, different types of data need to be exchanged between heterogeneous machines through home network. In the environment, the efficient processing, transmission and monitoring of image data are essential technologies. We need to make research not only on traditional image processing such as spatial and visual resolution, color expression and methods of measuring image quality but also on transmission rate on home network that has a limited bandwidth. The present study proposes a new motion vector estimation algorithm for transmitting, processing and controlling image data, which is the core part of contents in home network situation and, using algorithm, implements a real time monitoring system of multi dimensional images transmitted from multiple cameras. Image data of stereo cameras to be transmitted in different environment in angle, distance, etc. are preprocessed through reduction, magnification, shift or correction, and compressed and sent using the proposed metamorphosis hierarchical motion vector estimation algorithm for the correction of motion. The proposed algorithm adopts advantages and complements disadvantages of existing motion vector estimation algorithms such as whole range search, three stage search and hierarchical search, and estimates efficiently the motion of images with high variation of brightness using an atypical small size macro block. The proposed metamorphosis hierarchical motion vector estimation algorithm and implemented image systems can be utilized in various ways in ubiquitous environment.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.16 no.9
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• pp.739-750
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• 2016

The most of virtual reality headset have the separated controllers while they put on the headset; so the users may feel the discomfort and burden for the operation. In this paper, a novel virtual reality headset system using the EOG (electro-oculogram) is proposed and it has a distinguished feature that the user does not need to control the virtual reality headset by the hands, but the displayed contents are controllable by the electrical activity of the user's brain. The proposed system consist of the mobile device, a virtual reality headset, and an EOG headset for data acquisition. The system is implemented by using the Unity3D engine for the signal processing and controller, and the concept is confirmed through the implementation that it is more interesting and easier to control the virtual reality headset.

• Journal of Digital Convergence
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• v.15 no.3
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• pp.195-200
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• 2017

The purpose of this study is to provide a virtual CG - based image production system for a simulator camera. The video production system proposed in this study is designed to synchronize the virtual camera of the graphic tool with the simulator camera at the shooting site and the CG application image editing, And can be easily and easily performed through a graphic tool by being controlled virtually through a control interface. Blaze Knights, an animation created by Dongseo University, was used to illustrate the superiority of the research results by comparing the progress and the amount of work before and after the application of the system. According to the results of the research, the CG artist's work efficiency is increased, while the physical constraint is minimized when the scene of the CG application image is minimized. It is possible to produce various scenes and minimize the re- We expect the contribution to the industry to be high.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2009.02a
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• pp.432-435
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• 2009

This paper proposes a hand posture recognition with pattern-matching method, embedding a simple paradigm using an Infrared sensor array. Our pattern-matching based hand posture recognition is specification supports fun and the user experience when communicating between humans and telecommunication devices, including robots. Our non-contact type input device (IR-Sensor Array) transmits commands to control mobile robots. It can also control Google Earth’s map searching programs, and other applications.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.553-560
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• 2007

본 논문에서는 양손의 터치를 인식하여 실시간 상호작용이 가능한 테이블 탑 디스플레이 시스템 및 구현 알고리즘에 대해 기술한다. 제안하는 시스템은 FTIR(Frustrated Total Internal Reflection) 메커니즘을 기반으로 제작되었으며 multi-touch, multi-user 방식의 손 제스처 입력이 가능하다. 시스템은 크게 영상 투영을 위한 빔-프로젝터, 적외선 LED를 부착한 아크릴 스크린, Diffuser 그리고 영상을 획득하기 위한 적외선 카메라로 구성되어 있다. 시스템 제어에 필요한 제스처 명령어 종류는 상호작용 테이블에서의 입력과 출력의 자유도를 분석하고 편리함, 의사소통, 항상성, 완벽함의 정도를 고려하여 규정하였다. 규정된 제스처는 사용자가 상호작용을 위해 스크린에 접촉한 손가락의 개수, 위치, 그리고 움직임 변화를 기준으로 세분화된다. 적외선 카메라를 통해 입력받은 영상은 잡음제거 및 손가락 영역 탐색을 위해 간단한 모폴로지 기법이 적용된 후 인식과정에 들어간다. 인식 과정에서는 입력 받은 제스처 명령어들을 미리 정의해놓은 손 제스처 모델과 비교하여 인식을 행한다. 세부적으로는 먼저 스크린에 접촉된 손가락의 개수를 파악하고 그 영역을 결정하며 그 후 그 영역들의 중심점을 추출하여 그들의 각도 및 유클리디언 거리를 계산한다. 그리고 나서 멀티터치 포인트의 위치 변화값을 미리 정의해둔 모델의 정보와 비교를 한다. 본 논문에서 제안하는 시스템의 효율성은 Google-earth를 제어하는 것을 통해 입증될 수 있다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.681-687
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• 2007

첨단 기술의 발전과 함께 장애인 및 노약자의 삶의 질에 대한 관심이 증가함에 따라 사용자가 각종 시스템들을 보다 쉽게 제어할 수 있는 방법들이 많이 연구되고 있다. 그 중 하나로 정의된 손 움직임 동작을 인식하여 가전기기 혹은 환경 제어 시스템, 홈 로봇 등에 명령을 내리는 기술을 예로 들 수 있다. 하지만, 정의된 손 움직임이 일상생활에서 발생하는 동작과 비슷한 경우 오작동을 일으킬 가능성이 있으며, 이를 차단하기 위해 복잡한 동작을 명령어로 사용할 경우 사용자의 편의성을 떨어뜨린다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 비슷한 동작 중에서 특정 동작을 검출할 수 있는 퍼지 가비지 모델을 제안한다. 퍼지 가비지 모델이란 인식하고자 하는 특정 동작을 제외한 다른 유사 동작의 특성을 반영하여 구현한 퍼지 모델을 말한다. 따라서 사용자의 동작으로부터 특징 값을 구한 후 이를 특정 동작에 대한 퍼지 모델과 퍼지 가비지 모델에 각각 대입하여 얻은 결과를 비교해서 어떤 동작이 발생하였는지 결정한다. 또한 사용자의 행동 특성은 개인마다 다르게 나타나고 동일 사용자라 하더라도 경우에 따라 동작에 편차가 나타날 수 있기 때문에 특정 사용자에 대한 시스템의 적응이 필요하다. 이를 위해 다양한 경우를 고려하여 최적화된 값을 찾을 수 있는 진화 알고리즘을 이용하여 퍼지 모델 파라미터를 갱신하는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위해 5명의 사용자로부터 명령 동작과 의미 없는 유사 동작의 데이터를 획득하여 실험 결과를 보인다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.1057-1062
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• 2007

얼굴표정 인식은 심리학 연구, 얼굴 애니메이션 합성, 로봇공학, HCI(Human Computer Interaction) 등 다양한 분야에서 중요성이 증가하고 있다. 얼굴표정은 사람의 감정 표현, 관심의 정도와 같은 사회적 상호작용에 있어서 중요한 정보를 제공한다. 얼굴표정 인식은 크게 정지영상을 이용한 방법과 동영상을 이용한 방법으로 나눌 수 있다. 정지영상을 이용할 경우에는 처리량이 적어 속도가 빠르다는 장점이 있지만 얼굴의 변화가 클 경우 매칭, 정합에 의한 인식이 어렵다는 단점이 있다. 동영상을 이용한 얼굴표정 인식 방법은 신경망, Optical Flow, HMM(Hidden Markov Models) 등의 방법을 이용하여 사용자의 표정 변화를 연속적으로 처리할 수 있어 실시간으로 컴퓨터와의 상호작용에 유용하다. 그러나 정지영상에 비해 처리량이 많고 학습이나 데이터베이스 구축을 위한 많은 데이터가 필요하다는 단점이 있다. 본 논문에서 제안하는 실시간 얼굴표정 인식 시스템은 얼굴영역 검출, 얼굴 특징 검출, 얼굴표정 분류, 아바타 제어의 네 가지 과정으로 구성된다. 웹캠을 통하여 입력된 얼굴영상에 대하여 정확한 얼굴영역을 검출하기 위하여 히스토그램 평활화와 참조 화이트(Reference White) 기법을 적용, HT 컬러모델과 PCA(Principle Component Analysis) 변환을 이용하여 얼굴영역을 검출한다. 검출된 얼굴영역에서 얼굴의 기하학적 정보를 이용하여 얼굴의 특징요소의 후보영역을 결정하고 각 특징점들에 대한 템플릿 매칭과 에지를 검출하여 얼굴표정 인식에 필요한 특징을 추출한다. 각각의 검출된 특징점들에 대하여 Optical Flow알고리즘을 적용한 움직임 정보로부터 특징 벡터를 획득한다. 이렇게 획득한 특징 벡터를 SVM(Support Vector Machine)을 이용하여 얼굴표정을 분류하였으며 추출된 얼굴의 특징에 의하여 인식된 얼굴표정을 아바타로 표현하였다.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.16 no.10
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• pp.927-932
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• 2010

Estimation methods of motion intention from bio-signal present challenges in man machine interaction(MMI) to offer user's command to machine without control of any devices. Measurements of meaningful bio-signals that contain the motion intention and motion estimation methods from bio-signal are important issues for accurate and safe interaction. This paper proposes a novel motion estimation sensor based on a geometrical muscle changes, and a motion estimation method using the sensor. For estimation of the motion, we measure the circumference change of the muscle which is proportional to muscle activation level using a flexible piezoelectric cable (pMAS, piezo muscle activation sensor), designed in band type. The pMAS measures variations of the cable band that originate from circumference changes of muscle bundles. Moreover, we estimate the elbow motion by applying the sensor to upper limb with least square method. The proposed sensor and prediction method are simple to use so that they can be used to motion prediction device and methods in rehabilitation and sports fields.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.16 no.2
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• pp.133-137
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• 2005

A photonic RF true-time delay using a tapered chirped fiber Bragg grating coated with a heating electrode has been proposed and fabricated. For an RF signal carried over an optical signal, the time delay has been achieved by controlling the voltage applied to the electrode and thus adjusting its reflection positions from the fiber grating through the thermooptic effect. It features continuous voltage-controlled operation, requiring no mechanical perturbation and no moving parts. The measured time delay was about 120 ps with the electrical power consumption of $250{\cal}mW$.