• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제7권1호
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• pp.67-74
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• 2006

기존의 화상 회의 시스템에서는 카메라가 고정되어 있어서 사용자의 움직임에 제약을 주어 사용자를 부자연스럽게 한다. 이러한 부자연스러움을 해결하기 위해서는 얼굴의 움직임을 추적해야 하는데, 이때 얼굴 전체를 정보로 추적하는 것은 얼굴 전체를 하나의 특징으로 규정짓기도 힘들고 연산 시간이 많이 걸린다는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 얼굴의 움직임을 효율적으로 추적하기 위해서는 얼굴상의 몇 개의 특징점을 이용하는 것이 바람직하다. 본 논문은 화상 회의에서 자연스러운 사용자 인터페이스를 위한 자동 얼굴 추적 시스템의 필수적인 요소인 눈 위치 검출의 효과적인 방법에 대하여 논한다. 눈은 얼굴 내에서 가장 뚜렷하며 단순한 특징을 가지고 있으므로 얼굴을 추적하기 위한 가장 중요한 정보가 된다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 얼굴 후보 영역 추출 단계를 거친 얼굴 후보 영역들에 대해 적용되며, 기존 방법들에 비해 조명에 특별한 제약을 받지 않으며 얼굴 크기와 안경에 대한 제약도 가지고 있지 않다. 또한, 화상 회의 환경에 대한 on-line 실험에서 좋은 결과를 나타냈다.

• 대한인간공학회지
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• 제16권3호
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• pp.1-10
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• 1997

This paper is concerned with the development and evaluation of the camera calibration method for a real-time head tracking system. Tracking of head movements is important in the design of an eye-controlled human/computer interface and the area of virtual environment. We proposed a video-based head tracking system. A camera was mounted on the subject's head and it took the front view containing eight 3-dimensional reference points(passive retr0-reflecting markers) fixed at the known position(computer monitor). The reference points were captured by image processing board. These points were used to calculate the position (3-dimensional) and orientation of the camera. A suitable camera calibration method for providing accurate extrinsic camera parameters was proposed. The method has three steps. In the first step, the image center was calibrated using the method of varying focal length. In the second step, the focal length and the scale factor were calibrated from the Direct Linear Transformation (DLT) matrix obtained from the known position and orientation of the camera. In the third step, the position and orientation of the camera was calculated from the DLT matrix, using the calibrated intrinsic camera parameters. Experimental results showed that the average error of camera positions (3- dimensional) is about $0.53^{\circ}C$, the angular errors of camera orientations are less than $0.55^{\circ}C$and the data aquisition rate is about 10Hz. The results of this study can be applied to the tracking of head movements related to the eye-controlled human/computer interface and the virtual environment.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권5호
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• pp.575-580
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• 2010

Eye gaze as a form of input was primarily developed for users who are unable to use usual interaction devices such as keyboard and the mouse; however, with the increasing accuracy in eye gaze detection with decreasing cost of development, it tends to be a practical interaction method for able-bodied users in soon future as well. This paper explores a low-cost, robust, rotation and illumination independent eye gaze system for gaze enhanced user interfaces. We introduce two brand-new algorithms for fast and sub-pixel precise pupil center detection and 2D Eye Gaze estimation by means of deformable template matching methodology. In this paper, we propose a new algorithm based on the deformable angular integral search algorithm based on minimum intensity value to localize eyeball (iris outer boundary) in gray scale eye region images. Basically, it finds the center of the pupil in order to use it in our second proposed algorithm which is about 2D eye gaze tracking. First, we detect the eye regions by means of Intel OpenCV AdaBoost Haar cascade classifiers and assign the approximate size of eyeball depending on the eye region size. Secondly, using DAISMI (Deformable Angular Integral Search by Minimum Intensity) algorithm, pupil center is detected. Then, by using the percentage of black pixels over eyeball circle area, we convert the image into binary (Black and white color) for being used in the next part: DTBGE (Deformable Template based 2D Gaze Estimation) algorithm. Finally, using DTBGE algorithm, initial pupil center coordinates are assigned and DTBGE creates new pupil center coordinates and estimates the final gaze directions and eyeball size. We have performed extensive experiments and achieved very encouraging results. Finally, we discuss the effectiveness of the proposed method through several experimental results.

• 전자공학회논문지CI
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• 제38권6호
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• pp.46-56
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• 2001

본 논문에서는 연속적인 영상 정보와 자기 센서의 정보로부터 실시간으로 눈의 응시 방향을 추적하기 위한 효과적인 접근 방법에 대해 제안한다. 이러한 눈 응시 추적 시스템의 입력으로는 한 대의 카메라를 통해 얻어지는 영상들과 자기 센서의 데이터들이다. 눈의 영상을 받아들이는 카메라와 자기 센서의 수신부가 머리에 고정되어 있어서 측정된 데이터들은 눈과 머리의 움직임을 표현하는데 충분하다. 실험 결과에서는 제안한 시스템이 실시간으로 동작하는 측면에 대해 그 유용성을 보여줄 것이고 또 그러한 시스템을 이용하여 마우스 대신 새로운 컴퓨터 인터페이스로 사용할 수 있다는 가능성을 보여줄 것이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제41권5호
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• pp.57-64
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• 2004

한 대의 카메라와 반사각의 조절이 가능한 2개의 거울, 그리고 별도의 적외선 광원을 이용하여 자유로운 머리 움직임이 가능한 안구 응시점 추정 시스템을 제안하였다. 거울의 회전 각도는 카메라의 광축(opticai axis) 상에 안구가 올 수 있도록 공간 좌표계와 선형 방정식을 이용하여 계산하였다 제안한 시스템은 수평 방향으로 90cm 수직 방향으로 60cm 범위 내에서의 머리 움직임이 가능하였고, 응시점의 공간 해상도 각각 6°, 7°이며, 시간 해상도는 10～15 frames/sec이었다. Generalized regression neural networks(GRNN)을 기반으로 하여 2단계의 GRNN을 거치는 소위 hierarchical generalized regression neural networks(H-GRNN)을 이용하여 얻어진 인자를 모니터 좌표로 변환하였다. GRNN을 한번 사용하였을 경우 정확도가 85%이었으나 H-GRNN을 이용할 경우 약 9% 높은 94%의 정확도를 얻을 수 있었다. 그리고 입력 파라미터의 정규화를 통하여 재보정의 불편함을 제거했을 뿐만 아니라 약간의 얼굴 회전이 발생하였을 경우에도 동일한 성능을 보였다. 본 시스템은 공간 해상도는 크게 높지 않으나 자유로운 머리 움직임을 허용되므로 안정성과 피검자의 활동에 제약을 줄였다는 점에서 의의를 찾을 수 있다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권4호
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• pp.729-738
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• 2009

본 연구의 목적은 골프 퍼팅 시 숙련자와 초보자의 시각형태에 따른 운동학적 변인과 임펙트 시 퍼터 헤드의 정확성에 어떠한 차이가 있는지를 밝히는 것이다. 초보자 5명과 KPGA 세미프로 이상의 자격을 가진 5명의 선수들이 실험에 참여하였다. 3대의 카메라를 이용한 APAS(Ariel Performance Analysis System) 동작분석 시스템을 이용하여 퍼터헤드의 정확성과 운동학적 변인을 구하여 분석하였다. 본 연구의 결과로 퍼팅 시 볼의 정확성, 운동학적 분석의 결과를 토대로 볼 때, 숙련자 집단에서는 퍼팅 시 시선형태가 전혀 영향을 미치지 않았다. 이는 곧 숙련자 집단의 경우 장기간의 연습을 통해 관절 동작이 고정되어 있어 기계적인 스트로크를 한다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 초보자 집단의 경우 시선형태에 따른 퍼팅 양쪽 모두 어느 정도의 장 단점을 가지고 있는 것으로 판단된다. 또한, 퍼터헤드의 변위가 속도보다 정확성에 더 큰 영향이 미치는 것으로 사료된다.

• 한국광학회지
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• 제20권2호
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• pp.102-109
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• 2009

본 논문에서는 가변형 패럴랙스 배리어와 DDC 통신을 이용한 시점 추적형 3D 디스플레이 시스템을 구현하였다. 가변형 패럴랙스 배리어는 4개의 서브 배리어로 구성되며, 관찰자의 위치를 추출하기 위하여 웹 카메라를 이용하였다. 웹 카메라로 부터 추출된 관찰자의 좌표 값은 DDC 통신을 통해 모니터의 전면부에 장착된 가변형 패럴랙스 배리어를 시점에 맞게 전기적으로 이동시키게 된다. 실험을 통해 고정형과 가변형 패럴랙스 배리어 시스템의 성능을 비교하였다.

• 융합정보논문지
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• 제12권4호
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• pp.9-13
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• 2022

본 논문에서는 지면반사를 이용한 크로스아이 재밍에 의해서 발생되는 모노펄스 레이다의 추적오차를 분석한다. 크로스아이 재밍은 위상과 진폭이 다른 두 신호를 동시에 레이다로 송신하여 레이다 추적 시스템에 오차를 발생시키는 방법이다. 모노펄스 레이다가 지형 바운스에 의해서 발생되는 크로스 아이 재밍신호를 수신하면 고각 방향으로 추적오차가 발생 한다. 다중반사가 존재하는 저고도 환경에서 추적 레이다 수신기에서는 재머에서 송신된 신호가 직접 경로와 반사 경로 두 신호가 도달하여 그 경로 차에 의해 오차가 발생한다. 지형 바운스 재밍은 단일 재머를 이용하여 할 수 있는 장점이 있으나 재밍에 영향을 미치는 공간은 지형 반사각과 지형의 산란 정도에 의해서 제한된다. 본 연구는 해상에서 저고도로 날아오는 미사일이나 항공기로부터 함정을 보호하기 위해서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1182-1187
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• 2004

본 논문에서는 실시간으로 눈과 눈썹주위의 특징을 추적하는 새로운 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안된 알고리즘은 적외선 LED와 적외선카메라로 밝은 동공 효과를 만들어 동공을 추적 한 후, 템플릿은 얼굴 특징을 매개변수화 하기 위해, 동공 좌표는 각각의 프레임에서 눈과 눈썹 영상을 추출하기 위하여 사용한다. 또한, 템플릿 변수는 표본 영상을 가지고 학습하는 과정에서 구성한 PCA기저를 이용하여 추출된 영상을 PCA 분석하여 구한다. 제안된 시스템은 초당 30 프레임의 영상에서 초기 설정 및 교정 작업 없이 머리 움직임이 많거나 폐색이 있는 경우에도 견실하게 동작하였다.

• 대한인간공학회지
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• 제30권1호
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• pp.229-235
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• 2011

Objective: Making a new ergonomic interface system based on camera vision system, which helps the handicapped in home environment. Background: Enabling the handicapped to manipulate the consumer electronics by the proposed interface system. Method: A wearable device for capturing the eye image using a near-infrared(NIR) camera and illuminators is proposed for tracking eye gaze position(Heo et al., 2011). A frontal viewing camera is attached to the wearable device, which can recognize the consumer electronics to be controlled(Heo et al., 2011). And the amount of user's eye fatigue can be measured based on eye blink rate, and in case that the user's fatigue exceeds in the predetermined level, the proposed system can automatically change the mode of gaze based interface into that of manual selection. Results: The experimental results showed that the gaze estimation error of the proposed method was 1.98 degrees with the successful recognition of the object by the frontal viewing camera(Heo et al., 2011). Conclusion: We made a new ergonomic interface system based on gaze tracking and object recognition Application: The proposed system can be used for helping the handicapped in home environment.