• 정보처리학회논문지B
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• 제12B권5호
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• pp.561-566
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• 2005

본 논문에서는 기존의 모델 기반 추적 기법에서의 중심점 고정 문제를 해결하기 위한 비디오 프레임의 화소 정보와 골프채의 이동정보를 이용한 추적 알고리즘을 제안한다. 모델기반의 추적 기법은 골프채의 위치와 스윙 속도에 대한 정보를 4차, 6차 다항식 함수로 모델링하여 고정된 축을 중심으로 궤도를 계산해낸다. 실제 자세 교정이 필요한 골프 초심자의 경우 중심이 많이 움직이는 경우가 많으므로 중심점을 고정하여 스윙 케도를 모델링하는 모델 기반의 추적 기법을 직접 적용하기에는 어려운 문제점이 따른다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 프레임 간의 화소 정보를 이용하여 모션을 검출한 후, 검출된 모션으로부터 골프채가 평행인 두개의 직선으로 이루어져있다는 특성과 업스윙과 다운스윙 시 이동하는 골프채의 위치를 분석하여 클럽 헤드와 손의 위치를 추출해 낸다. 또한 얼굴의 중심점과 양 발을 잇는 직선의 중심을 추적함으로써 사용자의 중심점을 추적해낼 수 있다. 중심점의 이동정보에 종속되지 않는 강인함을 증명하기 위해 중심점의 이동이 큰 초심자의 데이터를 가지고 실험을 하였으며, 그 결과 실제 클럽 헤드와 손, 그리고 중심점의 궤도를 정확히 추적해 낼 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제41권5호
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• pp.57-64
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• 2004

한 대의 카메라와 반사각의 조절이 가능한 2개의 거울, 그리고 별도의 적외선 광원을 이용하여 자유로운 머리 움직임이 가능한 안구 응시점 추정 시스템을 제안하였다. 거울의 회전 각도는 카메라의 광축(opticai axis) 상에 안구가 올 수 있도록 공간 좌표계와 선형 방정식을 이용하여 계산하였다 제안한 시스템은 수평 방향으로 90cm 수직 방향으로 60cm 범위 내에서의 머리 움직임이 가능하였고, 응시점의 공간 해상도 각각 6°, 7°이며, 시간 해상도는 10～15 frames/sec이었다. Generalized regression neural networks(GRNN)을 기반으로 하여 2단계의 GRNN을 거치는 소위 hierarchical generalized regression neural networks(H-GRNN)을 이용하여 얻어진 인자를 모니터 좌표로 변환하였다. GRNN을 한번 사용하였을 경우 정확도가 85%이었으나 H-GRNN을 이용할 경우 약 9% 높은 94%의 정확도를 얻을 수 있었다. 그리고 입력 파라미터의 정규화를 통하여 재보정의 불편함을 제거했을 뿐만 아니라 약간의 얼굴 회전이 발생하였을 경우에도 동일한 성능을 보였다. 본 시스템은 공간 해상도는 크게 높지 않으나 자유로운 머리 움직임을 허용되므로 안정성과 피검자의 활동에 제약을 줄였다는 점에서 의의를 찾을 수 있다.

• 정보저장시스템학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.161-168
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• 2005

This paper optimizes the optical flying head(OFH) suspension using the integrated optimization frame, which automatically integrates the analysis with the optimization and effectively implements the repetitive works between them. The problem formulation for the optimization is suggested to improve the dynamic compliance of OFH and to shift the resonant frequencies caused tracking errors to high frequency domain. Furthermore, the minimization of the effective suspension mass that leads to decrease the so-called 'lift-off' as the disk-head separation acceleration divided by the suspension load is taken into consideration. In particular, this study is carried out the optimal design considering the process of modes tracking through the entire optimization processes. The advanced suspension that reduces the effective mass of the suspension and increases the resonant frequencies of sway and $2^{nd}$ torsion over 10kHz is achieved by using the integrated optimization frame.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제38권6호
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• pp.684-691
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• 2001

본 논문에서는 비디오 카메라를 통하여 획득한 연속적인 영상에서 사람의 머리를 인식하고 추적하는 시스템을 구현한다. 사람의 머리를 인식하기 위한 특징 벡터로서 얼굴 표면상의 특성인 사람의 피부색과 형태상의 특성인 타원 모델링을 이용한다. 또한 복잡한 배경으로부터 움직인 영역을 획득하기 위하여 시변 에지 검출 방법을 사용하고 획득된 영상에서 물체의 움직임을 판별하기 위하여 수직 투영 방법을 이용한다. 설정된 움직임 영역부분에 대하여 피부색을 갖고 있는 여러 개의 얼굴 후보영역을 설정하고 사람의 얼굴을 대표할 수 있는 타원 매핑을 적용하여 가장 최적으로 매핑되는 영역을 사람의 얼굴 부분으로 인식한다. 본 논문에서 제안한 방법은 사람 얼굴이 360도 회전하는 경우와 부분적으로 가려진 경우 그리고 좌우로 기울어진 경우에서도 우수한 성능을 보여주고 있다. 본 논문에서는 움직임 기반 추적 방법과 인식 기반 추적 방법을 이용하여 사람의 얼굴 부분이 빠르게 움직이는 경우에도 정확한 사람 얼굴 추적이 가능하도록 한다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제14B권4호
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• pp.311-320
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• 2007

본 논문에서는 강건한 얼굴 포즈 추정과 실시간 표정제어가 가능한 비전 기반 3차원 얼굴 모델의 자동 표정 생성 방법 및 시스템을 제안한다. 기존의 비전 기반 3차원 얼굴 애니메이션에 관한 연구는 얼굴의 움직임을 나타내는 모션 추정을 반영하지 못하고 얼굴 표정 생성에 초점을 맞추고 있다. 그러나, 얼굴 포즈를 정확히 추정하여 반영하는 작업은 현실감 있는 얼굴 애니메이션을 위해서 중요한 이슈로 인식되고 있다. 본 연구 에서는 얼굴 포즈추정과 얼굴 표정제어가 동시에 가능한 통합 애니메이션 시스템을 제안 하였다. 제안된 얼굴 모델의 표정 생성 시스템은 크게 얼굴 검출, 얼굴 모션 추정, 표정 제어로 구성되어 있다. 얼굴 검출은 비모수적 HT 컬러 모델과 템플릿 매칭을 통해 수행된다. 검출된 얼굴 영역으로부터 얼굴 모션 추정과 얼굴 표정 제어를 수행한다. 얼굴 모션 추정을 위하여 3차원 실린더 모델을 검출된 얼굴 영역에 투영하고 광류(optical flow) 알고리즘을 이용하여 얼굴의 모션을 추정하며 추정된 결과를 3차원 얼굴 모델에 적용한다. 얼굴 모델의 표정을 생성하기 위해 특징점 기반의 얼굴 모델 표정 생성 방법을 적용한다. 얼굴의 구조적 정보와 템플릿 매칭을 이용하여 주요 얼굴 특징점을 검출하며 광류 알고리즘에 의하여 특징점을 추적한다. 추적된 특징점의 위치는 얼굴의 모션 정보와 표정 정보의 조합으로 이루어져있기 때문에 기하학적 변환을 이용하여 얼굴의 방향이 정면이었을 경우의 특징점의 변위인 애니메이션 매개변수(parameters)를 계산한다. 결국 얼굴 표정 복제는 두 개의 정합과정을 통해 수행된다. 애니메이션 매개변수 3차원 얼굴 모델의 주요 특징점(제어점)의 이동은 획득된 애니메이션 매개변수를 적용하여 수행하며, 정점 주위의 부가적 정점의 위치는 RBF(Radial Basis Function) 보간법을 통해 변형한다. 실험결과 본 논문에서 제안된 비전기반 애니메이션 시스템은 비디오 영상으로부터 강건한 얼굴 포즈 추정과 얼굴의 표정변화를 잘 반영하여 현실감 있는 애니메이션을 생성함을 입증할 수 있었다.

• 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.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.265-272
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• 2009

In this paper, a simple optical method that uses an infrared(IR) cut filter is proposed to minimize variation of eye image by external infrared(IR) sources in a video based head mounted eye tracking system that is used in the field of sports. For this, the IR cut filter is attached to a head mount of the eye tracking system, and the camera with an IR LED is located between the IR cut filter and eye. In this structure, external IR is blocked by the IR cut filter, and the IR intensity on the eye can be controlled by the IR LED. Therefore, the illumination condition of the camera to capture the eye can be stable without being affected by external IR illuminations. To verify the proposed idea, variation of the eye image and intensity of the IR with/without the IR cut filter is measured under various illumination conditions. The measured data show that the IR cut filter method can block external IR effectively, and complex pupil detection algorithms can be replaced by a simple binarized method.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제3권4호
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• pp.229-235
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• 2001

Recently, service area has been emerging field f robotic applications. Even though assistant robots play an important role for the disabled and the elderly, they still suffer from operating the robots using conventional interface devices such as joysticks or keyboards. In this paper we propose an efficient computer interface using real-time eye-gaze tracking system. The inputs to the proposed system are images taken by a camera and data from a magnetic sensor. The measured data is sufficient to describe the eye and head movement because the camera and the receiver of a magnetic sensor are stationary with respect to the head. So the proposed system can obtain the eye-gaze direction in spite of head movement as long as the distance between the system and the transmitter of a magnetic position sensor is within 2m. Experimental results show the validity of the proposed system in practical aspect and also verify the feasibility of the system as a new computer interface for the disabled.

• Journal of Magnetics
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• 제8권1호
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• pp.70-73
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• 2003

We have developed a new tracking system of jaw movement. The system consists of two permanent NdFeB magnets and 32 elements of two-axial fluxgate sensor array, The two magnets are attached to head portion and front tooth. This system does not need any attachments of the head portion or mouth such as clutch or magnetic field sensor except magnets. The proposed system is applicable for five degree of freedom. Position accuracy within 2]m was achieved. We developed a 3D computer input device by using the above mentioned technique.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권8호
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• pp.1140-1147
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• 2003

We have examined the effect on neck-muscle activation of altering whole body posture. A Rhesus monkey (Macaca mulatta) was trained to produce sinusoidal (0.25 Hz) head tracking movements in the sagittal plane when seated with trunk and head vertical or while standing in the quadrupedal position. Video-fluoroscopic images of cervical vertebral motion, and electromyographic (EMG) responses were recorded simultaneously. Results demonstrated that vertebral motion varied with body posture, occurring synchronously between all joints in the upright position and primarily at skull-$C_1$ when in the quadrupedal position. Muscle EMG activation was significantly greater (P<0.001) in the quadrupedal position than when upright for all muscles except semispinalis cervicis. Peak activation of all the muscles occurred prior to peak head extension in the quadrupedal position, suggesting synchronous activity between muscles. Data suggest that, when upright, muscles were activated in functional groupings defined by their anatomical arrangement. In the quadrupedal position, gravity acting on the horizontally oriented head produced greater activation and a collective response of the muscles.