• 한국통신학회논문지
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• 제30권12C호
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• pp.1175-1180
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• 2005

본 논문에서는 비전 기반의 손동작 검출 및 추적 시스템을 제안하고자 한다. 기존의 손동작 인식 시스템은 정적인 관측 환경에서 배경을 제거함으로 손을 검출하는 단순한 방법을 사용함으로써, 카메라의 움직임, 조명의 변화 등에 의해 견실하지 못하였다. 그러므로 본 논문에서는 기하학적 구조에 의하여 손의 외형을 인식하여 검출할 수 있는 통계적 방법을 제안하였다. 또한 카메라의 각도에 의한 손이 겹쳐 보이는 문제를 줄이기 위하여 다중 카메라를 사용하였으며 비동기식 다중 관측으로 시스템의 범용성을 향상시키었다. 실험 결과 제안된 방법이 기존의 외관을 이용한 방법보다 $3.91\%$ 개선된 $99.28\%$의 인식률을 나타내어 제안한 방법의 효율성을 입증하였다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.66-74
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• 2018

최근 가상환경에서 몰입감을 늘리고 자유로운 상호작용을 제공하기 위한 손 제스처 인식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존의 연구는 특화된 센서나 장비를 요구하거나, 낮은 인식률을 보이고 있다. 본 논문은 정적 손 제스처와 동적 손 제스처 인식을 위해 카메라 이외의 별도의 센서나 장비 없이 딥러닝 기술을 사용한 손 제스처 인식 방법을 제안한다. 일련의 손 제스처 영상을 고주파 영상으로 변환한 후 손 제스처 RGB 영상들과 이에 대한 고주파 영상들 각각에 대해 덴스넷 3차원 합성곱 신경망을 통해 학습한다. 6개의 정적 손 제스처와 9개의 동적 손 제스처 인터페이스에 대해 실험한 결과 기존 덴스넷에 비해 4.6%의 성능이 향상된 평균 92.6%의 인식률을 보였다. 본 연구결과를 검증하기 위하여 3D 디펜스 게임을 구현한 결과 평균 34ms로 제스처 인식이 가능하여 가상현실 응용의 실시간 사용자 인터페이스로 사용가능함을 알 수 있었다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.20-30
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• 2016

Recently immersive virtual reality (VR) becomes popular due to the advanced development of I/O interfaces and related SWs for effectively constructing VR environments. In particular, natural and intuitive manipulation of 3D virtual objects is still considered as one of the most important user interaction issues. This paper presents a comparative study on the manipulation and interaction of 3D virtual objects using different interfaces and interactions in three VR environments. The comparative study includes both quantitative and qualitative aspects. Three different experimental setups are 1) typical desktop-based VR using mouse and keyboard, 2) hand gesture-supported desktop VR using a Leap Motion sensor, and 3) immersive VR by wearing an HMD with hand gesture interaction using a Leap Motion sensor. In the desktop VR with hand gestures, the Leap Motion sensor is put on the desk. On the other hand, in the immersive VR, the sensor is mounted on the HMD so that the user can manipulate virtual objects in the front of the HMD. For the quantitative analysis, a task completion time and success rate were measured. Experimental tasks require complex 3D transformation such as simultaneous 3D translation and 3D rotation. For the qualitative analysis, various factors relating to user experience such as ease of use, natural interaction, and stressfulness were evaluated. The qualitative and quantitative analyses show that the immersive VR with the natural hand gesture provides more intuitive and natural interactions, supports fast and effective performance on task completion, but causes stressful condition.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.368-374
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• 2011

This paper proposes a robot control human interface using Markov model (HMM) based hand signal recognizer. The command receiving humanoid robot sends webcam images to a client computer. The client computer then extracts the intended commanding hum n's hand motion descriptors. Upon the feature acquisition, the hand signal recognizer carries out the recognition procedure. The recognition result is then sent back to the robot for responsive actions. The system performance is evaluated by measuring the recognition of '48 hand signal set' which is created randomly using fundamental hand motion set. For isolated motion recognition, '48 hand signal set' shows 97.07% recognition rate while the 'baseline hand signal set' shows 92.4%. This result validates the proposed hand signal recognizer is indeed highly discernable. For the '48 hand signal set' connected motions, it shows 97.37% recognition rate. The relevant experiments demonstrate that the proposed system is promising for real world human-robot interface application.

• 방송공학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.11-23
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• 2016

터치 인터페이스는 가장 최근에 등장한 상호작용 인터페이스 중에서도 그 사용성과 응용성이 뛰어난 인터페이스이다. 기술의 발전과 더불어 터치 인터페이스는 현대 사회에서 시계에서부터 광고판까지 많은 영역에 걸쳐 빠르게 퍼져나가고 있다. 하지만 여전히 터치 상호작용은 접촉식 센서가 내장되어있는 유효한 영역 내에서만 이루어질 수 있다. 따라서 센서가 내장될 수 없는 일반적인 사물들과의 상호작용은 아직 불가능한 상황이다. 본 논문에서는 이와 같은 제약 사항을 극복하기 위해 RGB-D 카메라를 이용한 사람-사물 상호작용 프레임워크를 제안한다. 제안하는 프레임워크는 물체와 사용자의 손이 서로 가려지는 상황에서도 서로 문제없이 상호작용을 수행할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 빠르고 크기 변화와 회전에 강인한 물체 인식 알고리즘과 윤곽 정보를 이용한 손 제스처 인식 알고리즘을 통해 실시간으로 사용자가 사물과 상호작용을 수행할 수 있다.

• 디자인융복합연구
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• 제16권5호
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• pp.177-190
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• 2017

본 연구는 비접촉식 제스처 기반 조형 태스크의 직관성 향상을 위한 다중 모달리티 인터페이스 디자인 GSS를 제안하였다. 디자인 조형 과정 및 조형 형태에 대한 사용자 경험을 조사한 후, 기술 발전에 따른 세대별 조형 시스템을 분석하였다. 또, 비접촉 3D 조형 시스템상에서의 조형 제작 프로세스, 조형 제작 환경, 제스처와 조형 태스크 간의 관계성, 자연스러운 손 조합 패턴과 사용자 손동작 요소들을 정의하였다. 이후, 기존 비접촉 3D 조형 시스템상에서 비접촉식 제스처 인터랙션을 관찰하고 자연스러운 조형 제작을 위해 조형 작성자의 행동체계가 반영된 인터페이스의 시각적 메타포와 자연스러운 제스처 인터랙션을 유도할 수 있는 행동적 메타포를 도출하였다. 프로토타입을 개발한 후, 제안된 주요 조형 태스크별 제스처 세트의 직관성을 알아보기 위해 기존 조형 시스템들과 비교하여 사용성 평가를 진행하였다. 제안된 GSS 시스템의 제스처는 이해도, 기억성, 오류율에서 우수성을 보였다. 제스처 인터페이스는 사용자의 경험에 기반한 시각적/행동적 메타포를 바탕으로 시각적 모달리티가 함께 사용된 제스처 인터페이스를 사용자들에게 제공되어야 한다는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제36권6호
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• pp.471-478
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• 2009

최근 다양한 3차원 콘텐츠 및 응용 프로그램의 개발되고, 컴퓨터 사용자 계층이 다양화됨으로 인하여 인터페이스에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 사용자가 손을 이용하여 윈도우를 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 기존 인터페이스에 관한 연구들은 고가의 장비를 사용하거나 복잡한 제스처 인식, 또는 부가적인 도구인 마커 등을 사용하는 문제가 있다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 새로운 시각적 비접촉 인터페이스를 제안한다. 손을 사용하여 윈도우를 제어하기 위하여 HSV 색상공간을 이용하여 손 영역을 검출한다. 그리고 거리변환 행렬과 손 외곽선의 곡률을 이용하여 손의 중심과 손가락의 위치를 파악한다. 손의 중심과 손가락 위치를 이용하여 본 논문에서 제안하는 7가지의 제어 동작 중 사용자가 의도하는 동작을 파악하여 인터페이스로써 활용한다. 제안하는 인터페이스는 스테레오 카메라를 사용함으로써 사유자가 3차원 공간에서 거리감을 가지고 제어할 수 있도록 하였다. 그리고 간단한 손동작으로 제어하고자 하는 객체를 시각적으로 접촉할 수 있도록 함으로써 직관적인 제어가 가능하도록 하였다. 마지막으로 제안하는 인터페이스를 활용한 응용을 통해서 효율성을 확인한다.

• ETRI Journal
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• 제37권4호
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• pp.793-803
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• 2015

We propose a novel HMI UI/UX for an in-vehicle infotainment system. Our proposed HMI UI comprises multimodal interfaces that allow a driver to safely and intuitively manipulate an infotainment system while driving. Our analysis of a touchscreen interface-based HMI UI/UX reveals that a driver's use of such an interface while driving can cause the driver to be seriously distracted. Our proposed HMI UI/UX is a novel manipulation mechanism for a vehicle infotainment service. It consists of several interfaces that incorporate a variety of modalities, such as speech recognition, a manipulating device, and hand gesture recognition. In addition, we provide an HMI UI framework designed to be manipulated using a simple method based on four directions and one selection motion. Extensive quantitative and qualitative in-vehicle experiments demonstrate that the proposed HMI UI/UX is an efficient mechanism through which to manipulate an infotainment system while driving.

• 대한인간공학회지
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• 제31권4호
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• pp.585-591
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• 2012

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.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.57-64
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• 2014

최근 물리적 디바이스의 도움 없이 사람이 시스템과 인터랙션 할 수 있는 인간 친화적인 인간-기계 인터페이스가 많이 연구되고 있다. 이중 대표적인 것이 본 논문의 주제인 비전기반 제스처인식이다. 본 논문에서 우리는 설정된 가상세계의 객체와의 인터랙션을 위한 손 제스처들을 정의하고 이들을 인식할 수 있는 효과적인 방법론을 제안한다. 먼저, 웹캠으로 촬영된 저해상도 영상에서 사용자의 양손을 검출 및 추적하고, 손 영역을 분할하여 손 실루엣을 추출한다. 우리는 손 검출을 위해, RGB 공간에서 명암에 따라 두개의 타원형 모델을 이용하여 피부색을 모델링하였으며, 블랍매칭(blob matching) 방법을 이용하여 손 추적을 수행하였다. 우리는 플러드필(floodfill) 알고리즘을 이용해 얻은 손 실루엣의 행/열 모드 검출 및 분석을 통해 Thumb-Up, Palm, Cross 등 세 개의 손모양을 인식하였다. 그리고 인식된 손 모양과 손 움직임의 콘텍스트를 분석해서 다섯 가지 제스처를 인식할 수 있었다. 제안하는 제스처인식 방법론은 정확한 손 검출을 위해 카메라 앞에 주요 사용자가 한 명 등장한다는 가정을 하고 있으며 많은 실시간 데모를 통해 효율성 및 정확성이 입증되었다.