Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.15
no.7
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pp.1564-1572
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2011
In this paper, we propose a new histogram based hand recognition algorithm for augmented reality. Hand recognition system makes it possible a useful interaction between an user and computer. However, there is difficulty in vision-based hand gesture recognition with viewing angle dependency due to the complexity of human hand shape. A new hand recognition system proposed in this paper is based on the features from hand geometry. The proposed recognition system consists of two steps. In the first step, hand region is extracted from the image captured by a camera and then hand gestures are recognized in the second step. At first, we extract hand region by deleting background and using skin color information. Then we recognize hand shape by determining hand feature point using histogram of the obtained hand region. Finally, we design a augmented reality system by controlling a 3D object with the recognized hand gesture. Experimental results show that the proposed algorithm gives more than 91% accuracy for the hand recognition with less computational power.
To interact with a virtual object in immersive virtual environment, the target object should be selected quickly and accurately. Conventional 3D ray casting method using a direction of user's hand or head allows the user to select an object quickly. However, accuracy problem occurs when selecting an object using conventional methods among occlusion of objects. In this paper, we propose a region of interest based selection method that enables to select an object among occlusion of objects using a combination of gaze tracking and hand gesture recognition. When a user looks at a group of occlusion of objects, the proposed method recognizes user's gaze input, and then region of interest is set by gaze input. If the user wants to select an object among them, the user gives an activation hand gesture. Then, the proposed system relocates and visualizes all objects on a virtual active window. The user can select an object by a selecting hand gesture. Our experiment verified that the user can select an object correctly and accurately.
Tracking hands is an essential technique for hand gesture recognition which is an efficient way in Human Computer Interaction (HCI). Recently, many researchers have focused on hands tracking using a 3D hand model and showed robust tracking results compared to using 2D hand models. In this paper, we propose a novel 3D hand tracking method based on a coupled particle filter. This provides robust and fast tracking results by estimating each part of global hand poses and local finger motions separately and then utilizing the estimated results as a prior for each other. Furthermore, in order to improve the robustness, we apply a multi-cue based method by integrating a color-based area matching method and an edge-based distance matching method. In our experiments, the proposed method showed robust tracking results for complex hand motions in a cluttered background.
Extended Reality (XR), such as virtual and augmented reality, has huge potential for immersive data visualization and analysis. In XR, users can interact with data and other users realistically by navigating the shared virtual space, allowing for more intuitive data analysis. However, creating a visualization in XR also poses a challenge because complicated, low-level programming is required, which hinders broad adaptation in visual analytics. This paper proposes an interactive visualization authoring tool based on hand gesture for immersive data visualization-Gadget Arms. The proposed system provides a novel user interaction to create and place visualization in the 3D virtual world. This simple, but intuitive, user interaction enables user designs the entire visualization space in the XR without using a host computer and low-level programming. Our user study also confirmed that the proposed user interaction significantly improves the usability of the visualization authoring tool.
This paper presents a prototype for virtual reality operating system (VR OS) concept with head mount display (HMD) and hand gesture recognition technology based on game engine (Unity3D). We have designed and implemented simple multitasking thread mechanism constructed on the realtime environment provided by Unity3D game engine. Our virtual reality operating system receives user input from the hand gesture recognition device (Leap Motion) to simulate mouse and keyboard and provides output via head mount display (Oculus Rift DK2). As a result, our system provides users with more broad and immersive work environment by implementing 360 degree work space.
In this thesis, we develop a vision based hand motion recognition system using a camera with two rotational motors. Existing systems were implemented using a range camera or multiple cameras and have a limited working area. In contrast, we use an uncalibrated camera and get more wide working area by pan-tilt motion. Given an image sequence provided by the pan-tilt camera, color and pattern information are integrated into a tracking system in order to find the 2D position and direction of the hand. With these pose information, we estimate 3D motion plane on which the gesture motion trajectory from approximately forms. The 3D trajectory of the moving finger tip is projected into the motion plane, so that the resolving power of the linear gesture patterns is enhanced. We have tested the proposed approach in terms of the accuracy of trace angle and the dimension of the working volume.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.23
no.10
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pp.37-43
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2023
The hospital situation, timing, and patient restrictions have become obstacles to an optimum therapy session. The crowdedness of the hospital might lead to a tight schedule and a shorter period of therapy. This condition might strike a post-stroke patient in a dilemma where they need regular treatment to recover their nervous system. In this work, we propose an in-house and uncomplex serious game system that can be used for physical therapy. The Kinect camera is used to capture the depth image stream of a human skeleton. Afterwards, the user might use their hand gesture to control the game. Voice recognition is deployed to ease them with play. Users must complete the given challenge to obtain a more significant outcome from this therapy system. Subjects will use their upper limb and hands to capture the 3D objects with different speeds and positions. The more substantial challenge, speed, and location will be increased and random. Each delegated entity will raise the scores. Afterwards, the scores will be further evaluated to correlate with therapy progress. Users are delighted with the system and eager to use it as their daily exercise. The experimental studies show a comparison between score and difficulty that represent characteristics of user and game. Users tend to quickly adapt to easy and medium levels, while high level requires better focus and proper synchronization between hand and eye to capture the 3D objects. The statistical analysis with a confidence rate(α:0.05) of the usability test shows that the proposed gaming is accessible, even without specialized training. It is not only for therapy but also for fitness because it can be used for body exercise. The result of the experiment is very satisfying. Most users enjoy and familiarize themselves quickly. The evaluation study demonstrates user satisfaction and perception during testing. Future work of the proposed serious game might involve haptic devices to stimulate their physical sensation.
Recently, Many 3D augmented reality games that provide strengthened immersive have appeared in the 3D game environment. In this article, we describe a barehanded interaction method based on human hand gestures for augmented reality games. First, feature points are extracted from input video streams. Point features are tracked and motion of moving objects are computed. The shape of the motion trajectories are used to determine whether the motion is intended gestures. A long smooth trajectory toward one of virtual objects or menus is classified as an intended gesture and the corresponding action is invoked. To prove the validity of the proposed method, we implemented two simple augmented reality applications: a gesture-based music player and a virtual basketball game. In the music player, several menu icons are displayed on the top of the screen and an user can activate a menu by hand gestures. In the virtual basketball game, a virtual ball is bouncing in a virtual cube space and the real video stream is shown in the background. An user can hit the virtual ball with his hand gestures. From the experiments for three untrained users, it is shown that the accuracy of menu activation according to the intended gestures is 94% for normal speed gestures and 84% for fast and abrupt gestures.
The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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v.12
no.3
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pp.251-256
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2019
In this paper we proposed system and algorithm to recognize hand gestures based on the millimeter wave that is in 65GHz bandwidth. The proposed system is composed of millimeter wave radar board, analog to data conversion and data capture board and notebook to perform gesture recognition algorithms. As feature vectors in proposed algorithm. we used global and local zernike moment descriptor which are robust to distort by rotation of scaling of 2D data. As Experimental result, performance of the proposed algorithm is evaluated and compared with those of algorithms using single global or local zernike descriptor as feature vectors. In analysis of confusion matrix of algorithms, the proposed algorithm shows the better performance in comparison of precision, accuracy and sensitivity, subsequently total performance index of our method is 95.6% comparing with another two mehods in 88.4% and 84%.
KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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v.2
no.3
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pp.199-204
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2013
An implementation method of real-time numeral recognizer based on gesture is presented in this paper for various information devices. The proposed algorithm steadily captures the motion of a hand on 3D open space with the Kinect sensor. The captured hand motion is simplified with PCA, in order to preserve the trace consistency and to minimize the trace variations due to noises and size changes. In addition, we also propose a new HMM using both the gradient and the positional features of the simplified hand stroke. As the result, the proposed algorithm has robust characteristics to the variations of the size and speed of hand motion. The recognition rate is increased up to 30%, because of this combined model. Experimental results showed that the proposed algorithm gives a high recognition rate about 98%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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