KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권8호
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pp.3820-3841
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2018
Most of the accidents occur due to drowsiness while driving, avoiding road signs and due to driver's distraction. Driver's distraction depends on various factors which include talking with passengers while driving, mood disorder, nervousness, anger, over-excitement, anxiety, loud music, illness, fatigue and different driver's head rotations due to change in yaw, pitch and roll angle. The contribution of this paper is two-fold. Firstly, a data set is generated for conducting different experiments on driver's distraction. Secondly, novel approaches are presented that use features based on facial points; especially the features computed using motion vectors and interpolation to detect a special type of driver's distraction, i.e., driver's head rotation due to change in yaw angle. These facial points are detected by Active Shape Model (ASM) and Boosted Regression with Markov Networks (BoRMaN). Various types of classifiers are trained and tested on different frames to decide about a driver's distraction. These approaches are also scale invariant. The results show that the approach that uses the novel ideas of motion vectors and interpolation outperforms other approaches in detection of driver's head rotation. We are able to achieve a percentage accuracy of 98.45 using Neural Network.
Robust motion estimation for human-computer interactions played an important role in a novel method of interaction with electronic devices. Existing pose estimation using a monocular camera employs either ego-motion or exo-motion, both of which are not sufficiently accurate for estimating fine motion due to the motion ambiguity of rotation and translation. This paper presents a hybrid vision-based pose estimation method for fine-motion estimation that is specifically capable of extracting human body motion accurately. The method uses an ego-camera attached to a point of interest and exo-cameras located in the immediate surroundings of the point of interest. The exo-cameras can easily track the exact position of the point of interest by triangulation. Once the position is given, the ego-camera can accurately obtain the point of interest's orientation. In this way, any ambiguity between rotation and translation is eliminated and the exact motion of a target point (that is, ego-camera) can then be obtained. The proposed method is expected to provide a practical solution for robustly estimating fine motion in a non-contact manner, such as in interactive games that are designed for special purposes (for example, remote rehabilitation care systems).
This paper describes a new sensor system for 3D environment perception using stereo structured infrared light sources and a camera. Environment and obstacle sensing is the key issue for mobile robot localization and navigation. Laser scanners and infrared scanners cover $180^{\circ}$ and are accurate but too expensive. Those sensors use rotating light beams so that the range measurements are constrained on a plane. 3D measurements are much more useful in many ways for obstacle detection, map building and localization. Stereo vision is very common way of getting the depth information of 3D environment. However, it requires that the correspondence should be clearly identified and it also heavily depends on the light condition of the environment. Instead of using stereo camera, monocular camera and two projected infrared light sources are used in order to reduce the effects of the ambient light while getting 3D depth map. Modeling of the projected light pattern enabled precise estimation of the range. Two successive captures of the image with left and right infrared light projection provide several benefits, which include wider area of depth measurement, higher spatial resolution and the visibility perception.
마커리스 시스템의 경우 2차원 영상에서 깊이 값을 추정하기 위해서는 스테레오 비젼과 같이 고가의 장비를 통해 깊이 값을 추정하였다. 이에 단안 영상에서 깊이 값을 추정하여 객체를 증강하기 위해 소실점을 추출하고 상대적 깊이 값을 추정한다. 객체 증강에 있어 향상된 몰입감을 얻기 위해서는 가상의 객체들이 거리에 따라 서로 다른 크기로 그려져야 한다. 본 논문에서는 획득한 영상에서 소실점을 생성하고 깊이정보를 이용하여 증강된 객체를 서로 다른 크기로 증강하여 객체간 상호 몰입감을 향상시켰다.
안경을 착용한 고등학생 (17~19세) 남녀 150명을 대상으로 안경착용으로 인한 불편감과 안경의 관리 방법 등에 관한 설문지 조사를 실시하여 안경이 갖추어야 할 여러 요건 중에서 안경의 경사각, 정점간 거리, 광학중심 높이, 동공 간 거리등을 중심으로 하여 안경의 착용상태를 관찰해 다음과 같은 연구결과를 얻었다. 1. 안경착용자의 과거에 착용한 안경의 역학적 불편감으로는 코와 귀의 압박감이 34%, 안경의 흘러내림 30%, 시각적 불편감으로는 시력저하 30%, 안정피로 20%로 나타났다. 2. 현재 착용하고 있는 안경의 역학적 및 시각적 불편감은 압박감 50%, 흘러내림 30%, 칼라10%로 나타났다. 3. 비정시의 종류로 볼 때 안경착용자 중 근시가 56.7%, 나머지는 근시성 난시였으며 연구대상자의 60%는 양안 도수가 일치하지 않았다. 4. 착용안경의 경사각을 분석해 본 결과, 양안이 동일한 경우는 66.7%로 나타났고 평균 착용안경 경사각은 $10.07^{\circ}$로 나타났다. 5. 안경착용자의 정점간 거리를 분석한 결과, 양안의 정점간 거리가 통일한 경우는 65.3%로 나타났으며, 연구대상자의 정점간 거리는 평균 13.6 mm로 나타났다. 6. 연구대상자 150명의 단안에서 착용안경의 광학중심 높이와 착용자의 동공중심에서 대의 하부 rim까지의 수직거리가 RAL-RG915의 조제가공 허용오차범위 내에 있는 82안(54.6%)으로 나타났다. 7. 대상자 150명의 단안에서 착용 안경렌즈의 광학중심간 수평거리와 착용자의 동공중심간 거리가 RAL-RG915의 조제가공의 허용오차 범위 안에 86안(57.3%)로 나타났다.
목적: 본 연구는 굴절이상에 따른 조절래그의 분포와 연관성을 알아보고자 하였다. 방법: 양안시 기능에 문제가 없는 만18세~25세 이하 초년 성인을 대상으로 우안 49안, 좌안 49안(총 98안)의 굴절이상과 조절래그를 검사하였다. 조절래그는 LogMAR 시력 0.05(소수시력 0.9) 이상 완전교정한 후에 크로스실린더와 근거리 십자시표를 이용하여 단안과 양안을 측정하였다. 결과: 단안의 조절래그량은 우안 $0.64{\pm}0.64$ D, 좌안 $0.63{\pm}0.64$ D로 우안이 많았지만 통계적인 차이는 없었다(p=0.858). 양안에서는 남자가 1.50 ~ -0.75($0.31{\pm}0.44$)로 여자 0.50 ~ -0.75$-0.02{\pm}0.33$) 보다 평균값의 범위가 넓고 크게 나타났으며(p=0.015), 동공간 거리가 멀수록 조절래그량은 많았지만(p=0.003) 연령과 우위안에 따른 분석에서는 차이가 없었다(p=0.800, p=0.402). 굴절이상에 따른 조절래그 범위는 저도근시 0.75 ~ -0.25 D, 중등도 근시 1.25 ~ -0.50 D, 고도근시 1.50 ~ -0.75 D로 분포하였고 등가구면 굴절력과는 y = -0.03953x+0.09205의 관계식을 나타냈다. 결론: 조절래그는 등가구면 굴절력이 클수록 분포범위가 넓고 평균값이 높은 것으로 분석되었다.
목적: 본 연구는 원거리 Randot 입체검사(Distance Randot Stereotest, STEREO OPTICAL. Co., Inc. USA)를 이용한 정적 입체시(static stereoacuity)와 삼간계(three-rods test, iNT, Korea)를 이용한 동적 입체시(dynamic stereoacuity)를 평가해보고, 두 입체시의 기준과 상관관계, 두 검사법의 유용성에 대하여 알아보았다. 방법: 평균연령 20.88세(19~32세)인 정상 성인 109명(남자 61명, 여자 48명)을 대상으로 원거리 Randot 입체검사는 검사거리 3 m에서 정적 입체시를, 삼간계는 2.5 m에서 동적 입체시를 측정하였다. 결과: 원거리 정적 입체시는 평균 $155.77{\pm}133.11$초, 동적 입체시는 평균 오차거리 $11.13{\pm}9.69mm$, 등가 환산 입체시 $23.44{\pm}20.96$초로 두 입체시는 통계적으로 유의한 차이가 있었고(p=0.00), 상관성은 비교적 낮았다(${\rho}=0.226$). 동적 입체시의 경우 오차거리 20 mm를 기준으로 정상범위로 구분하였을 때, 97명(89%)에서 20 mm 이하의 오차거리가 나타났고 이들의 평균 오차거리는 $8.43{\pm}5.10mm$, 환산 평균 동적 입체시는 $17.68{\pm}10.67$초였다. 오차거리 20 mm는 등가 환산 동적 입체시 40.99초(PD 62 mm 기준)이다. 결론: 정적 입체시와 동적 입체시의 상관성은 매우 적어 서로 다른 기능으로 구분하여 검사법을 적용하여야 한다. 원거리 Randot 입체검사는 단안단서가 배제된 정적 입체시를, 삼간계는 단안단서가 존재하는 일상생활의 자연시 상태에서 눈과 손의 협응반응이 포함된 동적 입체시를 측정할 수 있어 두 입체시의 기준을 마련하는데 적절하며, 두 검사법을 병행 사용함이 유용하다고 사료된다. 삼간계 동적 입체시는 성인의 정상범위를 오차거리 20 mm를 기준으로 구분하는 것이 통계적인 관점에서 적합하다고 사료된다.
무늬로 부터의 3차원 정보의 복구에 있어서, 투영의 왜곡효과는 왜곡된 무늬로 부터 구별되어야 한다. 그래서 본 논문에서는 가우스 구상의 보이는 면, 즉 반구상에서 무늬의 국소 해석을 통하여 면방향을 구하는 근사화된 최대유사 추정법을 제시한다. 정사영과 원을 영상시스템과 무늬소로 가정하고 원의 호길이에 일정하게 존재하는 법선방향의 정사영을 통한 법선 분포의 변화로 부터 면방향을 구한다. 구해진 면의 방향은 그래디언트 공간상의 한점으로 표시한 슬랜트와 틸트로 나타낸다. 또 구해진 면방향은 바늘지도로 나타낸다. 입력 데이터로는 임의로 만든 제주도 지도와 원무늬를 사용하여 알고리듬을 적용하였다.
강의 및 회의에서 발표자가 파일을 열거나 PC상의 모니터를 직접 조작하기 위하여 진행중인 발표를 멈추고 PC에 다가가 필요한 조작을 하게 되면 발표의 흐름이 끊기게 된다. 이러한 불편함을 개선하기 위한 여러 방법들이 제안되었으나 주로 레이저 빔 포인터[LBP]에 마우스 기능을 부착하여 처리하려는 시도들이 대부분이고 근본적인 해결은 되지 않고 있다. 본 논문에서는 한 개의 카메라와 영상처리 알고리즘을 적용하여 설치가 간단하고 저 가격으로도 실현이 가능하면서도 빔의 검지 위치 정도를 높인 마우스 기능이 부착된 LBP를 제안하고 구현하였으며, 실험을 통하여 마우스의 위치 인식 오차를 분석하였다. 본 연구의 결과 제안된 LBP가 카메라를 사용하였음에도 불구하고 조명의 변화나 시야각의 변화에 대해서도 검지된 빔의 위치인식의 반복성과 마우스의 커서로 사용하기에 충분한 고정도의 위치 인식 오차를 보여주고 있음을 확인하였다.
증강현실은 지리정보의 가시화 특히 현장에서의 직접적인 가시화에 있어 매우 높은 잠재력이 있다. 하지만 현재까지의 대부분의 이동형 증강현실 시스템은 사용자의 정확한 위치를 파악하기 위해 GPS 또는 범용적으로 쓰이는 마커를 현장에 붙이는 등의 방식을 사용되었다. 물론 최근의 연구에서 마커없는 환경을 지향하고 있으나 대부분 연구실 또는 제어 환경으로 사용이 제한되어 있다. 특히 실내의 경우 GPS를 사용할 수 없기 때문에 새로운 위치파악기술이 더욱 절실하다. 최근 활발히 활용되고 있는 무선(RF)기반의 실내 위치확인 및 내비게이션 기술 역시 대량의 센서와 인식기를 설치한다는 점에서 그 실용성이 의문이다. 본 연구에서는 단일카메라기반의 SLAM 알고리듬을 이용하여 특수한 하드웨어 없이 카메라만으로 실내 위치 확인 및 내비게이션이 가능한 알고리듬을 제시하였으며, 동시에 확인된 위치에서 증강현실을 통한 정보의 가시화가 가능하도록 구현 하였다. 향후 본 연구가 목표하고 있는 실내외 seamless 연동형 u-GIS 시스템의 기본 기능으로 활용 될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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