Objective: The goal of this thesis is to design the interaction structure and framework of system to recognize sign language. Background: The sign language of meaningful individual gestures is combined to construct a sentence, so it is difficult to interpret and recognize the meaning of hand gesture for system, because of the sequence of continuous gestures. This being so, in order to interpret the meaning of individual gesture correctly, the interaction structure and framework are needed so that they can segment the indication of individual gesture. Method: We analyze 700 sign language words to structuralize the sign language gesture interaction. First of all, we analyze the transformational patterns of the hand gesture. Second, we analyze the movement of the transformational patterns of the hand gesture. Third, we analyze the type of other gestures except hands. Based on this, we design a framework for sign language interaction. Results: We elicited 8 patterns of hand gesture on the basis of the fact on whether the gesture has a change from starting point to ending point. And then, we analyzed the hand movement based on 3 elements: patterns of movement, direction, and whether hand movement is repeating or not. Moreover, we defined 11 movements of other gestures except hands and classified 8 types of interaction. The framework for sign language interaction, which was designed based on this mentioned above, applies to more than 700 individual gestures of the sign language, and can be classified as an individual gesture in spite of situation which has continuous gestures. Conclusion: This study has structuralized in 3 aspects defined to analyze the transformational patterns of the starting point and the ending point of hand shape, hand movement, and other gestures except hands for sign language interaction. Based on this, we designed the framework that can recognize the individual gestures and interpret the meaning more accurately, when meaningful individual gesture is input sequence of continuous gestures. Application: When we develop the system of sign language recognition, we can apply interaction framework to it. Structuralized gesture can be used for using database of sign language, inventing an automatic recognition system, and studying on the action gestures in other areas.
Objective: Research on the transformation of interaction between mobile machines and users through analysis on current gesture interface technology development trend. Background: For smooth interaction between machines and users, interface technology has evolved from "command line" to "mouse", and now "touch" and "gesture recognition" have been researched and being used. In the future, the technology is destined to evolve into "multi-modal", the fusion of the visual and auditory senses and "3D multi-modal", where three dimensional virtual world and brain waves are being used. Method: Within the development of computer interface, which follows the evolution of mobile machines, actively researching gesture interface and related technologies' trend and development will be studied comprehensively. Through investigation based on gesture based information gathering techniques, they will be separated in four categories: sensor, touch, visual, and multi-modal gesture interfaces. Each category will be researched through technology trend and existing actual examples. Through this methods, the transformation of mobile machine and human interaction will be studied. Conclusion: Gesture based interface technology realizes intelligent communication skill on interaction relation ship between existing static machines and users. Thus, this technology is important element technology that will transform the interaction between a man and a machine more dynamic. Application: The result of this study may help to develop gesture interface design currently in use.
Objective: This study aims to find suitable types and styles for gesture interaction as remote control on smart TVs. Background: Smart TV is being developed rapidly in the world, and gesture interaction has a wide range of research areas, especially based on vision techniques. However, most studies are focused on the gesture recognition technology. Also, not many previous studies of gestures types and styles on smart TVs were carried out. Therefore, it is necessary to check what users prefer in terms of gesture types and styles for each operation command. Method: We conducted an experiment to extract the target user manipulation commands required for smart TVs and select the corresponding gestures. To do this, we looked at gesture styles people use for every operation command, and checked whether there are any gesture styles they prefer over others. Through these results, this study was carried out with a process selecting smart TV operation commands and gestures. Results: Eighteen TV commands have been used in this study. With agreement level as a basis, we compared the six types of gestures and five styles of gestures for each command. As for gesture type, participants generally preferred a gesture of Path-Moving type. In the case of Pan and Scroll commands, the highest agreement level (1.00) of 18 commands was shown. As for gesture styles, the participants preferred a manipulative style in 11 commands (Next, Previous, Volume up, Volume down, Play, Stop, Zoom in, Zoom out, Pan, Rotate, Scroll). Conclusion: By conducting an analysis on user-preferred gestures, nine gesture commands are proposed for gesture control on smart TVs. Most participants preferred Path-Moving type and Manipulative style gestures based on the actual operations. Application: The results can be applied to a more advanced form of the gestures in the 3D environment, such as a study on VR. The method used in this study will be utilized in various domains.
Objective: The aim of this study is to propose the contactless gesture-based interface on smart mobile devices for especially rhythm action games. Background: Most existing approaches about interactions of smart mobile games are tab on the touch screen. However that way is such undesirable for someone or for sometimes, because of the disabled person, or the inconvenience that users need to touch/tab specific devices. Moreover more importantly, new interaction can derive new possibilities from stranded game genre. Method: In this paper, I present a smart mobile game with contactless gesture-based interaction and the interfaces using computer vision technology. Discovering the gestures which are easy to recognize and research of interaction system that fits to game on smart mobile device are conducted as previous studies. A combination between augmented reality technique and contactless gesture interaction is also tried. Results: The rhythm game allows a user to interact with smart mobile devices using hand gestures, without touching or tabbing the screen. Moreover users can feel fun in the game as other games. Conclusion: Evaluation results show that users make low failure numbers, and the game is able to recognize gestures with quite high precision in real time. Therefore the contactless gesture-based interaction has potentials to smart mobile game. Application: The results are applied to the commercial game application.
This study aims to examine how visitors in science centers interact with gesture-based exhibits from embodied cognition perspectives. Four gesture-based exhibits in two science centers were selected for this study. In addition, we interviewed a total of 14 visitor groups to examine how they perceived the property of gesture-based exhibit. We also interviewed four experts to further examine the benefits and limitations of the current gesture-based exhibits in science centers. The research results indicate that the total amount of interaction time between visitors and gesture-based exhibits was not high overall, implying that there was little of visitors' immersive engagement. Both experts and visitors expressed that the current gesture-based exhibits tend to highlight the novelty effect but little obvious impacts linking gestures and learning. Drawing from the key findings, this study suggests the following design considerations for gesture-based exhibits. First, to increate visitor's initial engagement, the purpose and usability of gesture-based exhibits should be considered from the initial phase of design. Second, to promote meaningful interaction, it is important to sustain visitors' initial engagement. For that, gesture-based exhibits should be transformed to promote intellectual curiosity beyond simple interaction. Third, from embodied cognition perspectives, exhibits design should reflect how the mappings between specific gestures and metaphors affect learning processes. Lastly, this study suggests that future gesture-based exhibits should be designed toward promoting interaction among visitors and adaptive inquiry.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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v.5
no.3
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pp.230-245
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2005
In this paper, we develop a gesture-based input device equipped with accelerometers and gyroscopes. The sensors measure the inertial measurements, i.e., accelerations and angular velocities produced by the movement of the system when a user is inputting gestures on a plane surface or in a 3D space. The gyroscope measurements are integrated to give orientation of the device and consequently used to compensate the accelerations. The compensated accelerations are doubly integrated to yield the position of the device. With this approach, a user's gesture input trajectories can be recovered without any external sensors. Three versions of motion tracking algorithms are provided to cope with wide spectrum of applications. Then, a Bayesian network based recognition system processes the recovered trajectories to identify the gesture class. Experimental results convincingly show the feasibility and effectiveness of the proposed gesture input device. In order to show practical use of the proposed input method, we implemented a prototype system, which is a gesture-based remote controller (Magic Wand).
The purpose of this study was to identify the effect of gesture and facial expression on persona effects. Fifty-six college students were recruited for this study, and non-verbal communication skills were applied to a pedagogical agent with gesture (conversational vs. deictic) and facial expression. The conversational gesture may have relationship with social interaction hypothesis of pedagogical agent while the deictic gesture may have relationship with attentional guidance hypothesis. The facial expression can be assumed to facilitate the social interaction between the pedagogical agent and learners. Interestingly, the conversational gesture group showed a tendency of outperforming the deictic gesture group. It may imply that the social interaction theory has a strong impact on cognitive support as well as social interaction for learners. There was a significant interaction effect on the engagement when both of facial expression and conversational gesture were applied. This result has two implications. First, facial expression can facilitate the persona effect for engagement.
The complexity of deep learning models affects the real-time performance of gesture recognition, thereby limiting the application of gesture recognition algorithms in actual scenarios. Hence, a residual learning neural network based on a deep convolutional neural network is proposed. First, small convolution kernels are used to extract the local details of gesture images. Subsequently, a shallow residual structure is built to share weights, thereby avoiding gradient disappearance or gradient explosion as the network layer deepens; consequently, the difficulty of model optimisation is simplified. Additional convolutional neural networks are used to accelerate the refinement of deep abstract features based on the spatial importance of the gesture feature distribution. Finally, a fully connected cascade softmax classifier is used to complete the gesture recognition. Compared with the dense connection multiplexing feature information network, the proposed algorithm is optimised in feature multiplexing to avoid performance fluctuations caused by feature redundancy. Experimental results from the ISOGD gesture dataset and Gesture dataset prove that the proposed algorithm affords a fast convergence speed and high accuracy.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.24
no.10
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pp.1390-1393
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2020
Recently, a hologram-like system and a virtual human to provide a realistic experience has been serviced in various places such as musical performance and museum exhibition. Also, the realistically responded virtual human in the hologram-like system need to be expressed in a way that matches the users' interaction. In this paper, to improve the feeling of being in the same space with a virtual human in the hologram-like system, user's gesture based interactive contents were presented, and the effectiveness of interaction was evaluated. Our approach was found that the gesture based interaction was provided a higher sense of co-presence for immersion with the virtual human.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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v.17
no.3
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pp.473-482
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2017
Hand gesture recognition is regarded as new Human Computer Interaction (HCI) technologies for the next generation of mobile devices. Previous hand gesture implementation requires a large memory and computation power for hand segmentation, which fails to give real-time interaction with mobile devices to users. Therefore, in this paper, we presents a low latency and memory-efficient hand segmentation architecture for natural hand gesture recognition. To obtain both high memory-efficiency and low latency, we propose a streaming hand contour tracing unit and a fast contour filling unit. As a result, it achieves 7.14 ms latency with only 34.8 KB on-chip memory, which are 1.65 times less latency and 1.68 times less on-chip memory, respectively, compare to the best-in-class.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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