• 대한인간공학회지
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• 제19권1호
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• pp.77-90
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• 2000

The aim of this study is to develop and evaluate an efficient camera calibration method for vision-based head tracking. Tracking head movements is important in the design of an eye-controlled human/computer interface. A vision-based head tracking system was proposed to allow the user's head movements in the design of the eye-controlled human/computer interface. We proposed an efficient camera calibration method to track the 3D position and orientation of the user's head accurately. We also evaluated the performance of the proposed method. The experimental error analysis results showed that the proposed method can provide more accurate and stable pose (i.e. position and orientation) of the camera than the conventional direct linear transformation method which has been used in camera calibration. The results of this study can be applied to the tracking head movements related to the eye-controlled human/computer interface and the virtual reality technology.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.793-800
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• 2015

이동 로봇 Pan-Tilt 기구부에 장착된 스테레오 카메라의 Head-Eye 보정 및 Wheel 보정을 동시에 수행하는 방법을 제안한다. 카메라가 이동로봇의 고정형 기구부에 장착되어있는 경우를 고려한 기존의 방법들은 최근 일반적인 이러한 시스템에 적용될 수 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 기존 방법을 바탕으로 한 선형 반복적인 방법을 고안하였다. 이것은 동시보정을 통한 효율성뿐만 아니라 정확도 면에서도 만족할만한 결과를 얻었다. 그리고 비선형 최적화 기법을 통해 보다 높은 정확도의 보정을 구현했다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.234-239
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• 2004

This paper describes preliminary results we have obtained in developing a computer vision system based on active IR illumination for real time gaze tracking for interactive graphic display. Unlike most of the existing gaze tracking techniques, which often require assuming a static head to work well and require a cumbersome calibration process fur each person, our gaze tracker can perform robust and accurate gaze estimation without calibration and under rather significant head movement. This is made possible by a new gaze calibration procedure that identifies the mapping from pupil parameters to screen coordinates using the Generalized Regression Neural Networks (GRNN). With GRNN, the mapping does not have to be an analytical function and head movement is explicitly accounted for by the gaze mapping function. Furthermore, the mapping function can generalize to other individuals not used in the training. The effectiveness of our gaze tracker is demonstrated by preliminary experiments that involve gaze-contingent interactive graphic display.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.61-69
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• 2009

본 논문에서는 새로운 실시간 시선 추적 방식을 제안하고자한다. 기존의 시선추적 방식은 사용자가 머리를 조금만 움직여도 잘못된 결과를 얻을 수가 있었고 각각의 사용자에 대하여 교정 과정을 수행할 필요가 있었다. 제안된 시선 추적 방법은 적외선 조명과 Generalized Regression Neural Networks(GRNN)를 이용함으로써 교정 과정 없이 머리의 움직임이 큰 경우에도 견실하고 정확한 시선 추적을 가능하도록 하였고 매핑 기능을 일반화함으로써 각각의 교정과정을 생략 할 수 있게 하여 학습에 참여하지 않은 다른 사용자도 시선 추적을 가능케 하였다. 실험결과 얼굴의 움직임이 있는 경우에는 평균 90%, 다른 사용자에 대해서는 평균 85%의 시선 추적 결과를 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제37권8호
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• pp.11-23
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• 2000

헤드-아이 보정은 로봇과 같이 이동 가능한 플랫폼상에 장착된 카메라의 방향과 위치를 추정하는 과정이다. 본 논문에서는 다소 제한적인 이동 자유도를 가진 플랫폼에 대해 적용할 수 있는 새로운 헤드-아이 보정 기법을 제시한다. 제안된 보정 기법은 특히 회전 자유도가 없는 선형 플랫폼 위에 장착된 카메라의 상대적인 회전 방향을 구하는데 적용될 수 있다. 서로 다른 두 개의 축 상에서의 순수한 천이(translation) 이동에 의해 얻어진 보정 데이터를 이용하여 회전 방향을 구하는 본 알고리듬은 교정된 스테레오 영상은 epipolar 조건을 만족시켜야 한다는 성질을 이용하여 유도되었다. 본 논문에서는 플랫폼 좌표계상에서의 카메라의 회전 및 천이 파라미터를 구하는 알고리듬을 제시하고, 모의 및 실제 실험 결과를 통해 본 알고리듬의 유효성을 검증한다.

• 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.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.857-861
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• 2004

This paper describes preliminary results we have obtained in developing a computer vision system based on active IR illumination for real time gaze tracking for interactive graphic display. Unlike most of the existing gaze tracking techniques, which often require assuming a static head to work well and require a cumbersome calibration process for each person, our gaze tracker can perform robust and accurate gaze estimation without calibration and under rather significant head movement. This is made possible by a new gaze calibration procedure that identifies the mapping from pupil parameters to screen coordinates using the Generalized Regression Neural Networks (GRNN). With GRNN, the mapping does not have to be an analytical function and head movement is explicitly accounted for by the gaze mapping function. Furthermore, the mapping function can generalize to other individuals not used in the training. The effectiveness of our gaze tracker is demonstrated by preliminary experiments that involve gaze-contingent interactive graphic display.

• 대한인간공학회:학술대회논문집
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• 대한인간공학회 1996년도 춘계학술대회논문집
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• pp.36-47
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• 1996

By integrating the eye head-position monitioring devices, the present authors developed an eye-controlled human/computer interface based on the line-of-sight and an intentional blink to invoke commands. Also modified was an existing calibration method to reduce the visual angle between the target center and the intersection point of the derived line-of-sight. This modified calibration method allowed 108 or more command blocks to be displayed on the 14 inch monitor with the target acquisition probability(hit rate) of 98% when viewed at the distance of 500 mm apart. An active triggering method using an intentional blink was proposed and was shown to be a feasible and efficient alternative to invoke commands with total triggering time of 0.8 sec or less. The system could be used by the normal people as well as the handicapped individuals as a new human/computer interface.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.195-201
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• 2005

본 논문에서는 새로운 실시간 시선 추적 방식을 제안하고자한다. 기존의 시선추적 방식은 사용자가 머리를 조금만 움직여도 잘못된 결과를 얻을 수가 있었고 각각의 사용자에 대하여 교정 과정을 수행할 필요가 있었다. 따라서 제안된 시선 추적 방법은 적외선 조명과 Generalized Regression Neural Networks(GRNN)를 이용함으로써 교정 과정 없이 머리의 움직임이 큰 경우에도 견실하고 정확한 시선 추적을 가능하도록 하였다. GRNN을 사용함으로써 매핑기능은 원활하게 할 수 있었고, 머리의 움직임은 시선 매핑 기능에 의해 적절하게 시선추적에 반영되어 얼굴의 움직임이 있는 경우에도 시선추적이 가능토록 하였고, 매핑 기능을 일반화함으로써 각각의 교정과정을 생략 할 수 있게 하여 학습에 참여하지 않은 다른 사용자도 시선 추적을 가능케 하였다. 실험결과 얼굴의 움직임이 있는 경우에는 평균 90%, 다른 사용자에 대해서는 평균 85%의 시선 추적 결과를 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.477-483
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• 2004

본 논문에서는 새로운 실시간 시선 추적 방식을 제안하고자한다 기존의 시선추적 방식은 사용자가 머리를 조금만 움직여도 잘못된 결과를 얻을 수가 있었고 각각의 사용자에 대하여 교정 과정을 수행할 필요가 있었다 따라서 제안된 시선 추적 방법은 적외선 조명과 Generalized Regression Neural Networks(GRNN)를 이용함으로써 교정 과정 없이 머리의 움직임이 큰 경우에도 견실하고 정확한 시선 추적을 가능하도록 하였다. GRNN을 사용함으로써 매핑기능은 원활하게 할 수 있었고, 머리의 움직임은 시선 매핑 기능에 의해 적절하게 시선추적에 반영되어 얼굴의 움직임이 있는 경우에도 시선추적이 가능토록 하였고, 매핑 기능을 일반화함으로써 각각의 교정과정을 생략 할 수 있게 하여 학습에 참석하지 않은 다른 사용자도 시선 추적을 가능케 하였다. 실험결과 얼굴의 움직임이 있는 경우에는 평균 90%, 다른 사용자에 대해서는 평균 85%의 시선 추적 결과를 나타내었다.