• 대한산업공학회지
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• 제41권5호
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• pp.461-469
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• 2015

The aim of this study is to find out the user's needs of a 3D hand gesture interface in the smart home environment. To find out the users' needs, we investigated which object the users want to use with a 3D hand gesture interface and why they want to use a 3D hand gesture interface. 3D hand gesture interfaces are studied to be applied to various devices in the smart environment. 3D hand gesture interfaces enable the users to control the smart environment with natural and intuitive hand gestures. With these advantages, finding out the user's needs of a 3D hand gesture interface would improve the user experience of a product. This study was conducted using a diary method to find out the user's needs with 20 participants. They wrote the needs of a 3D hand gesture interface during one week filling in the forms of a diary. The form of the diary is comprised of who, when, where, what and how to use a 3D hand gesture interface with each consisting of a usefulness score. A total of 322 data (209 normal data and 113 error data) were collected from users. There were some common objects which the users wanted to control with a 3D hand gesture interface and reasons why they want to use a 3D hand gesture interface. Among them, the users wanted to use a 3D hand gesture interface mostly to control the light, and to use a 3D hand gesture interface mostly to overcome hand restrictions. The results of this study would help develop effective and efficient studies of a 3D hand gesture interface giving valuable insights for the researchers and designers. In addition, this could be used for creating guidelines for 3D hand gesture interfaces.

• 한국게임학회 논문지
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• 제17권6호
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• pp.113-120
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• 2017

최근 가상현실 기술의 발전으로 가상의 3D 객체와 자연스러운 상호작용이 가능하도록 하는 사용자 친화적인 손 제스처 인터페이스에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 대부분의 연구는 단순하고 적은 종류의 손 제스처만 지원되고 있는 실정이다. 본 논문은 가상환경에서 3D 객체와 보다 직관적인 방식의 손 제스처 인터페이스 방법을 제안한다. 손 제스처 인식을 위하여 먼저 전처리 과정을 거친 다양한 손 데이터를 이진 결정트리로 1차 분류를 한다. 분류된 데이터는 리샘플링을 한 다음 체인코드를 생성하고 이에 대한 히스토그램으로 특징 데이터를 구성한다. 이를 기반으로 학습된 MCSVM을 통해 2차 분류를 수행하여 제스처를 인식한다. 본 방법의 검증을 위하여 3D 블록을 손 제스처를 통하여 조작하는 'Virtual Block'이라는 게임을 구현하여 실험한 결과 16개의 제스처에 대해 99.2%의 인식률을 보였으며 기존의 인터페이스보다 직관적이고 사용자 친화적임을 알 수 있었다.

• 대한인간공학회지
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• 제31권4호
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• pp.533-540
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• 2012

Objective: This paper targets a framework of a hand gesture based interface design. Background: While a modeling of contact-based interfaces has focused on users' ergonomic interface designs and real-time technologies, an implementation of a contactless interface needs error-free classifications as an essential prior condition. These trends made many research studies concentrate on the designs of feature vectors, learning models and their tests. Even though there have been remarkable advances in this field, the ignorance of ergonomics and users' cognitions result in several problems including a user's uneasy behaviors. Method: In order to incorporate compatibilities considering users' comfortable behaviors and device's classification abilities simultaneously, classification-oriented gestures are extracted using the suggested human-hand model and closed-loop classification procedures. Out of the extracted gestures, the compatibility-oriented gestures are acquired though human's ergonomic and cognitive experiments. Then, the obtained hand gestures are converted into a series of hand behaviors - Handycon - which is mapped into several functions in a mobile device. Results: This Handycon model guarantees users' easy behavior and helps fast understandings as well as the high classification rate. Conclusion and Application: The suggested framework contributes to develop a hand gesture-based contactless interface model considering compatibilities between human and device. The suggested procedures can be applied effectively into other contactless interface designs.

• 스마트미디어저널
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• 제8권3호
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• pp.47-52
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• 2019

In this paper, we designed HW / SW interfaces for processing the signals of capacitive sensors like Electric Potential Sensor (EPS) to detect the surrounding electric field disturbance as feature signals in motion recognition systems. We implemented a smart light control system with those interfaces. In the system, the on/off switch and brightness adjustment are controlled by hand gestures using the designed and fabricated interface circuits. PWM (Pulse Width Modulation) signals of the controller with a driver IC are used to drive the LED and to control the brightness and on/off operation. Using the hand-gesture signals obtained through EPS sensors and the interface HW/SW, we can not only construct a gesture instructing system but also accomplish the faster recognition speed by developing dedicated interface hardware including control circuitry. Finally, using the proposed hand-gesture recognition and signal processing methods, the light control module was also designed and implemented. The experimental result shows that the smart light control system can control the LED module properly by accurate motion detection and gesture classification.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권1호
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• pp.378-390
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• 2015

Image projectors can turn any surface into a display. Integrating a surface projection with a user interface transforms it into an interactive display with many possible applications. Hand gesture interfaces are often used with projector-camera systems. Hand detection through color image processing is affected by the surrounding environment. The lack of illumination and color details greatly influences the detection process and drops the recognition success rate. In addition, there can be interference from the projection system itself due to image projection. In order to overcome these problems, a gesture interface based on depth images is proposed for projected surfaces. In this paper, a depth camera is used for hand recognition and for effectively extracting the area of the hand from the scene. A hand detection and finger tracking method based on depth images is proposed. Based on the proposed method, a touch interface for the projected surface is implemented and evaluated.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권5호
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• pp.621-625
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• 2010

본 논문에서는 스마트 폰, PDA와 같은 모바일 장치에 있는 카메라 기기를 이용한 손동작 제스처 인터페이스를 위한 손 움직임 추적 방법을 제안하고 이를 바탕으로 한 손 제스처 인식 시스템을 개발한다. 사용자의 손동작에 따라 카메라가 움직임으로써, 전역 optical flow가 발생하며, 이에 대한 우세한 방향 성분에 대한 움직임만 고려함으로써, 노이즈에 강인한 손움직임 추정이 가능하다. 또한 추정된 손 움직임을 바탕으로 속도 및 가속도 성분을 계산하여 동작위상을 구분하고, 동작상태를 인식하여 연속적인 제스처를 개별제스처로 구분한다. 제스처 인식을 위하여, 움직임 상태에서의 특징들을 추출하여, 동작이 끝나는 시점에서 특징들에 대한 분석을 통하여 동작을 인식한다. 추출된 특징점을 바탕으로 제스처를 인식하기 위하여 SVM(Support vector machine), k-NN(k-nearest neighborhood classifier), 베이시안 인식기를 사용했으며, 14개 제스처에 대한 인식률은 82%에 이른다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.117-123
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• 2016

본 논문에서는 사용자의 손가락 제스쳐를 인식하여 증강현실(Augmented Reality) 환경에서 3D 객체를 조작하기 위한 핸드-제스쳐 인터페이스를 구현한다. 구현된 핸드-제스쳐 인터페이스는 입력된 실 영상으로부터 손 영역을 추출하고, 사용자의 핸드 제스쳐에 의한 핸드 마커에 의해서 증강 객체를 생성한다. 그리고 사용자 제스쳐에 상응하는 3D 객체 조작은 손 영역의 면적 비율, 손가락 개수, 손 영역 중심점의 변화 등의 상관 관계를 분석하여 수행한다. 구현된 증강현실 3D 객체 조작 인터페이스의 성능 평가를 위해서는 OpenGL로 3D 객체를 제작하고, OpenCV 라이브러리를 기반으로 C++언어를 사용하여 핸드 마커 및 제스쳐 인식의 모든 처리 과정을 구현하였다. 그 결과, 각 사용자 핸드-제스쳐 명령-모드별 평균 인식률이 90%이상으로 성공적인 인터페이스 기능을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제36권12호
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• pp.1028-1033
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• 2009

본 논문은 컴퓨터 마우스를 제어하기 위한 실시간 손 제스처 인식 방법을 제안한다. 다양한 제스처를 표현하기 위해, 손 제스처를 연속적인 손 모양의 시퀀스로 정의하고, 이러한 손 제스처를 인식하기 위한 계층적 베이지안 네트워크를 디자인한다. 제안하는 방법은 손 포스처와 제스처 인식을 위한 계층적 구조를 가지며, 이는 특징 추출과정에서 발생하는 잡음에 강인하다는 장점을 가진다. 제안하는 방법의 유용성을 증명하기 위해, 제스처 기반 가상 마우스 인터페이스를 개발하였다. 실험에서 제안한 방법은 단순한 배경에서는 94.8%, 복잡한 배경에서는 88.1%의 인식률을 보였으며, HMM 기반의 기존 방법보다 우수한 성능을 보였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1187-1199
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• 2017

In recent years, research about Natural User Interface (NUI) has become focused because NUI system can give natural feelings for users in virtual reality. Most important thing in NUI system is how to communicate with the computer system. There are many things to interact with users such as speech, hand gestures, body actions. Among them, hand gesture is suitable for the purpose of NUI because people often use a relatively high frequency in daily life and hand gesture have meaning only by itself. This hand gestures called multi-cultural hand gesture and we proposed the method to recognize this kind of hand gestures. Proposed method is composed of Histogram of Oriented Gradients (HOG) used for hand shape recognition and Histogram of Oriented Displacements (HOD) used for hand center point trajectory recognition.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.121-127
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• 2013

본 논문에서는 UI 시스템에서 포인팅 장비를 대신할 수 있는 컴퓨터 비전 기반의 제스쳐 형상의 영역 비율과 크기 변화 특징을 이용한 손-동작 인터페이스를 제안한다. 제안한 방법은 효과적인 손 영역 검출을 위해서 HSI 컬러 모델을 기반으로 손 영역의 피부 색상(Hue)과 채도(Saturation) 값을 혼합하여 적용함으로서 제스쳐 인식에 있어서 손 영역 이외의 피부색 영역을 제거할 수 있으며, 빛에 의한 잡음 영향을 줄이는데 효과적이다. 또한 제시되는 제스쳐의 정적인 포즈 인식이 아닌 실시간으로 변화하는 제스쳐 클리핑 영역에서의 손 영역 화소 비율과 크기 변화를 검출함으로써 계산량을 줄일 수 있으며, 보다 빠른 응답 속도를 보장한다. 제안한 컴퓨터 비전 기반의 포인팅 인터페이스는 우리가 이전 연구에서 구현한 자가 시력 측정 시스템에서 독립적인 포인팅 인터페이스로 적용한 결과, 평균적으로 86%의 제스쳐 인식률과 87%의 좌표이동 인식률을 보여 포인팅 인터페이스로의 활용도를 보였다.