Earticle

본 논문에서는 UI 시스템에서 포인팅 장비를 대신할 수 있는 컴퓨터 비전 기반의 제스쳐 형상의 영역 비율 과 크기 변화 특징을 이용한 손-동작 인터페이스를 제안한다. 제안한 방법은 효과적인 손 영역 검출을 위해서 HSI 컬 러 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 제스 쳐의 정적인 포즈 인식이 아닌 실시간으로 변화하는 제스쳐 클리핑 영역에서의 손 영역 화소 비율과 크기 변화를 검 출함으로써 계산량을 줄일 수 있으며, 보다 빠른 응답 속도를 보장한다. 제안한 컴퓨터 비전 기반의 포인팅 인터페이 스는 우리가 이전 연구에서 구현한 자가 시력 측정 시스템에서 독립적인 포인팅 인터페이스로 적용한 결과, 평균적으 로 86%의 제스쳐 인식률과 87%의 좌표이동 인식률을 보여 포인팅 인터페이스로의 활용도를 보였다.

A vision based hand-gesture interface method for substituting a pointing device is proposed in this paper, which is used the ratio and size variation of Gesture Region. Proposed method uses the skin hue&saturation of the hand region from the HSI color model to extract the hand region effectively. This method can remove the non-hand region, and reduces the noise effect by the light source. Also, as the computation quantity is reduced by detecting not the static hand-shape recognition, but the ratio and size variation of hand-moving from the clipped hand region in real time, more response speed is guaranteed. In order to evaluate the performance of the our proposed method, after applying to the computerized self visual acuity testing system as a pointing device. As a result, the proposed method showed the average 86% gesture recognition ratio and 87% coordinate moving recognition ratio.

본 연구는 Interactive TV (iTV)에 적용될 수 있는 시험용 Remote Pointing Device에 대한 수행도 평가를 수행하였다. 최근 업계에서 시도되고 있는 3개의 서로 다른 인터페이스 방식의 포인팅 디바이스를 대상으로 경험적 실험을 실시하였다. 측정방법으로 기존의 ISO 9241-Part 9에 명시된 직선궤도상의 Directional Task수행하였고, 측정변수로는 움직임 시간, 정확도, 효율성, 그리고 주관적 만족도를 평가하였다. 연구결과, 움직임 시간은 GyroPoint 방식이 다른 Device에 비해 높은 수행도를 보였으나, 정확도는 Hall Mouse와 OFN방식에 비해 낮은 결과를 보였다. 그리고 효율성과 주관적 만족도는 각 입력장치에 따라 차이가 있는 것으로 분석되었다. 본 연구는 최근 시도되고 있는 주요 포인팅 장치에 대한 연구로 문제점 및 특징을 분석함으로써 iTV환경에 보다 적합한 리모컨 설계에 유용한 자료를 제공할 것으로 기대된다.

In this study, we assessed the performance of the test remote pointing device that is applicable to interactive TV (iTV). An empirical test was carried out with the pointing devices in three different interface methods that are recently tried in the industry. For the measurement, a directional task was performed on the linear track described in the conventional ISO 9241-Part 9. The measured variables included the movement time, accuracy, throughput and the subjective satisfaction. The result showed that the motion time was better in the device in the GyroPoint method than the other devices, but the accuracy of the GyroPoint device was lower than that of the devices in the Hall Mouse and OFN methods. It was found that the throughput and the subjective satisfaction were dependent upon the individual input devices. Since this study was conducted on the major point devices that are currently tried and analyzed the problems and characteristics, it is assumed that this study will provide useful data for the design of the remote pointing device that is more suitable to the iTV environment.

다양한 기능들이 휴대폰에 집약되고 있음에 따라, 사용자가 메뉴를 간편하게 선택할 수 있도록 도와주는 pointing Device의 역할은 매우 중요해지고 있다. 본 연구는 휴대폰에 내장된 pointing device 중 광센서와 pointing stick에 대한 사용성 평가를 통한 사용자의 조작 효율 및 조작 만족도 향상 요인 도출을 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 각각의 입력장치가 적용된 휴대폰을 이용하여 객관적 평가와 주관적 평가를 수행하였다. 객관적 평가에서는 Fitts' law를 바탕으로 한 throughput 개념을 이용하여 커서 이동 및 선택 성능을 평가하였다. 또한 주관적 병가에서는 체크리스트를 이용하여 사용자의 수용도(user acceptance)를 평가하였다. 연구 결과, 광센서는 이동 방향에 따라 수행도 차이가 큰 것으로 나타났으며, pointing stick가 광센서에 비해 사용자의 수용도가 높게 나타났다. 본 연구 결과는 추후 실제 휴대폰의 pointing Device 설계 및 적용 시에 유용하게 활용될 수 있을 것이라 예상된다.

In this paper, we propose advanced screen detector as a tool for selecting the object for tracking and estimating its distance from a screen using fuzzy logic in vision based pointing device. Our system classifies the line component of the input image into horizontal and vertical lines and applies the fuzzy rule to obtain the best line pair which constitute peripheral framework of the screen. The proposed system improves the detection ratio for detecting the screen in relative to the detector used in the previous works for hand-held type vision based pointing device. Also it allows to detect the screen even though a small part of it may be hidden behind other object.

In this paper, a new method for controlling the pointing device on digital display using EOG(electrooculogram) which is generated from eye movement, was suggested. The manufactured system is consisting of pre-amplifier, A/D converter, serial transmission device and PC program. The EOG is amplified by pre-amplifier. And the amplified EOG is digitized and transmitted to personal computer via rs-232c by PIC16C74A. Finally, the software for controlling the pointer on digital display is developed on computer. As the result, the error between the real subject's viewing point and the point indicated by the developed pointing device on digital display was investigated into the average value, 0.72 degree for horizontal axis, 0.96 degree for vertical axis. The pointing device developed in this study is controlled by subject's eye movement, that is, the user's intention. Furthermore, the algorithm of this study is applicable for many field such as a new method remote control, a new wheelchair control and so forth.

재래의 TV의 경우 채널변경, 볼륨조절 등의 비교적 간단한 조작만이 필요했던 반면 앞으로 보편화될 인터랙티브 TV는 부가기능의 다양화로 좀더 복잡한 인터렉션을 요구한다. 인터렉티브 TV조작에 사용되는 기술은 트랙볼이나 조이스틱 같은 포인팅 디바이스를 리모콘에 부착하는 방법, 키보드를 이용한 입력, 팜탑 컴퓨터, 음성입력 등 다양한 방법이 있다. 본 논문에서는 초음파센서를 이용한 새로운 입력장치인 소나팬(SonarPen)에 대해 소개하고자 한다.

본 논문에서는 광학 시스템의 대칭성을 이용하여 프리젠테이션시 마우스와 같이 사용할 수 있는 레이저펜 시스템을 제안한다. 성능 평가를 위해 비슷한 상황에서 사용될 수 있는 자이로스코프 타입 포인팅 디바이스, 트랙볼 타입 포인팅 디바이스와 비교 실험한 결과 절대 좌표계를 이용하는 레이저펜 시스템이 가장 우수한 결과를 보였다.

본 논문에서는 2차원 포인팅 장치의 한계를 극복하기 위하여 3차원 공간에서 주위환경에 관계없이 위치를 인지하고 좌표를 얻어낼 수 있는 관성항법시스템을 이용한 3차원 포인팅 기기의 설계 및 구현방식을 제안한다. 관성항법시스템은 각속도계(gyroscope)와 가속도계(accelerometer)의 데이터를 바탕으로 좌표를 계산하는 기법으로, 가속도계에서 발생하는 오차는 칼만 필터를 이용하여 데이터를 보정한다. 3차원 포인팅 장치의 프로토 타입 개발을 위해 무선 3차원 공간인식 마우스를 설계 및 구현하였으며, 디스플레이 장치에 표시를 위하여 RFIC를 이용하여 측정한 좌표 데이터를 수신 모듈로 전송하고 수신 모듈은 USB 드라이버를 통하여 호스트로 전달하였다. 본 논문은 관성항법시스템과 칼만 필터의 이론적인 지식을 바탕으로 3차원 포인팅 장치를 설계하고 프로토 타입을 구현하고 성능 평가를 통하여 3차원 공간에서 사용자의 움직임을 추출할 수 있는 입력 기기로서의 유용성을 검증하였으며 향후 유비쿼터스 컴퓨팅의 다양한 응용 장치로서의 가능성을 제시하였다.

In this paper, we present a design and implementation of three dimensional pointing device using Inertial Navigation System(INS) that acquires coordinates and location information without environmental dependancy. The INS measures coordinates based on the data from gyroscope and accelerometer and corrects the measured data from accelerometer using Kalman-Filter. In order to implement the idea of three dimensional pointing device, we choose a three dimensional Space-recognition mouse and use RFIC wireless communication to send a measured data to receiver for printing out the coordinate on display equipment. Based on INS and Kalman-Filter theoretical knowledge, we design and implement a three dimensional pointing device and verified the usability as an input device that can capture a human's move. also, we describe the applicability of this device in ubiquitous computing environment.

본 논문에서 고안된 시선추적 시스템은 루게릭(Lou Gehrig's)이나 각종 근육 관련 질환으로 신체가 부자연스러운 분들을 위해 쉽게 접근할 수 있도록 고안된 안구기반 컴퓨터 입력 장치로, 약 1,700명 정도로 추산되는 국내 루게릭 환자 수와 각종사고나 질환에 의해 몸을 움직이기 힘든 환자의 수를 합쳐 잠재적 수요만 국내 3만 명에 이르는 사용자를 위한 안구입력 장치이다. 이 안구 입력 장치는 소수의 사용자를 위한 장치이기 때문에 시중에서는 수많은 종류의 상용기기가 제공되고 있어, 이 잠재적 사용자들이 사용하기에는 가격도 비싸고 사용방법도 어려워, 접근성이 많이 떨어지고 있다. 그 이유로는, 각 개인의 경제사정과 스마트 디바이스에 대한 개별 사용 경험도 조금씩 달라 시중 시선추적 시스템을 사용해보기에는 비용 면이나 사용성 면에서 접근하기가 어려운 경우가 대부분이라 할 수 있다. 이에 따라, 저가의 기기지만 엄선된 부품과 사용하기 편리한 기술을 통해 IT 기기로의 접근성을 개선하여 사용자들에게 쉬운 접근이 가능하도록 하는 시도는 반드시 필요하다. 이에, 본 논문에서는 여러 종류의 시선추적 시스템을 사용했던 사용자들의 자발적 VoC(Voice of Customer)를 통해 기존 시스템의 부족한 점을 개선하고, 사용성 테스트를 통해 이를 만족하는 시스템을 보완/설계함으로써 훨씬 더 많은 사람 및 환자들이 편리하게 사용할 수 있게하고, 기존 PCCR 시스템 대비 계산량을 15배 이상 줄이는 동시에, 시선 오차도 0.5~1도 이내로 보완된 우수한 성능의 시선추적 시스템을 제안한다.

The eye tracking system designed in this paper is an eye-based computer input device designed to give an easy access for those who are uncomfortable with Lou Gehrig's or various muscle-related diseases. It is an eye-based-computer-using device for users whose potential demand alone amounts to 30,000. Combining the number of Lou Gehrig's patients in Korea estimated at around 1,700, and those who are unable to move their bodies due to various accidents or diseases. Because these eye input devices are intended for a small group of users, many types of commercial devices are available on the market. It is making them more expensive and difficult to use for these potential users, less accessible. For this reason, each individual's economic situation and individual experience with smart devices are slightly different. Therefore, making it difficult to access them in terms of cost or usability to use a commercial eye tracking system. Accordingly, attempts to improve accessibility to IT devices through low-cost but easy-to-use technologies are essential. Thus, this paper proposes a complementary superior performance eye tracking system that can be conveniently used by far more people and patients by improving the deficiencies of the existing system. Through voluntary VoCs(Voice of Customers) of users who have used different kinds of eye tracking systems that satisfies it through various usability tests, and we propose a reduced system that the amount of calculation to 1/15th, and eye-gaze tracking error rate to 0.5~1 degree under.