Journal of Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회논문지)

Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회)
권호 표지

Human Primitive Motion Recognition Based on the Hidden Markov Models

은닉 마르코프 모델 기반 동작 인식 방법

  • 김종호 (서경대학교 컴퓨터 공학과) ;
  • 윤요섭 (서경대학교 컴퓨터 공학과) ;
  • 김태영 (서경대학교 컴퓨터 공학과) ;
  • 임철수 (서경대학교 컴퓨터 공학과)
  • Published : 2009.04.30
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Abstract

In this paper, we present a vision-based human primitive motion recognition method. It models the reference motion patterns, recognizes a user's motion, and measures the similarity between the reference action and the user's one. In order to recognize a motion, we provide a pattern modeling method based on the Hidden Markov Models. In addition, we provide a similarity measurement method between the reference motion and the user's one using the editing distance algorithm. Experimental results show that the recognition rate of ours is above 93%. Our method can be used in the motion recognizable games, the motion recognizable postures, and the rehabilitation training systems.

본 논문은 비전 기반 동작 인식 방법으로 모범 동작의 유형을 모형화하고 이를 이용하여 사용자의 동작을 인식하고 모범동작과 사용자의 동작간의 유사도를 측정하는 방법을 제안한다. 동작 인식을 위하여 은닉 마르코프 모델 기반의 유형화 기법을 통하여 모범 동작의 유형 모델을 구성하고 이를 이용하여 사용자의 동작을 인식한다. 유사도 측정을 위하여 편집 거리 알고리즘을 응용하여 모범 동작과 사용자 동작의 유사도를 측정하고 점수 표기가 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제안하는 동작 인식 처리 방법은 평균 93% 이상의 높은 인식율을 보였다. 본 연구의 결과는 동작 인식 기반 게임, 자세인식, 동작의 반복 훈련 및 훈련 달성도 측정을 요하는 재활훈련 시스템 등에 활용 가능하다.

Keywords

References

  1. 정순기, 설창환, 원광연, "동작포착을 이용한 인체동작의 생성,"한국컴퓨터그래픽스학회 논문지, 4권, 제1호, 1998.
  2. 양문모, "영상처리를 위한 수화인식," 한국과학재단, 1997.
  3. Hiroshi Murase, Shree K and Nayar, "Visual Learning and Recognition 3D object from appearance," international journal of computer vision, Vol.14, 1995.
  4. Andrew D.Wilson and Aaron F.Bobick, "Recognition and Interpretation of Parametric Gesture," Technical Report, MIT, No.421.
  5. Thad Eugene Starner, "Visual Recognition of American Sign Language Using Hidden Markov Models," Technical Report, MIT, June, 1995.
  6. arthur P.Dempster, Nan M.Laird, and Donald B.Rubin, "Maximum-likelihood from incomplete data via the EM algorithm," journal of the Royal Statistical Society, Series B, 1977.
  7. Geoffrey J,McLachlan and Thiriyambkam Krishnan, "The EM algorithm and Extensions," Wiley, New York, 1996.
  8. Michael I. Jordan and Robert A. Jacobs, "Hierarchical mixtures of experts and the EM algorithm," Neural computation, 1994.
  9. S. B. Needleman and C. D. Wunsch, "A general method applicable to the search for similarities in the amino acid sequence of two proteins," Jrnl Molec. Biol, 1970.
  10. E. Ukkonen "On approximate string matching," Proc, Int. Conf. on Foundations of Comp, Theory, Springer-Verlag, LNCS 158, pp. 487-495, 1983.
  11. Stefan Erickeler, Stefan Muller and Gerhard Rigoll, "Improved Face Recognition Using Pseudo 2D Hidden Markov Models," Proc. Workshop on Advances in Facial Image Analysis and Recognition Technology, 1998.
  12. V. I. Levenshtein, "Binary codes capable of correcting deletions, insertions and reversals," Doklady Akademii Nauk SSSR 163, pp. 845-848, 1965.
  13. James William Davis, "Appearance-Based Motion Recognition of Human Actions," Technical Report, MIT, July 1996.
  14. Takahiro Watanabe and Masahiko Yachida, "Real timer recognition of Gesture, Gesture Degree Information Using Multi Input Image Sequences," ICPR, Vol.2, pp. 185-188, 1998.
  15. Yuanixin Zhu, Yuhuang, Guangyou Xu, Haibing Ren and Zhen Wen, "Vision-based Interpretation of Hand Gestures Bye Modeling Apperance Changes in Mage Sequences," MVA'98. IAPR Workshop on machine Vision Applications, 1998.
  16. 김선철, 박인찬, "사용자 제스처 인식을 활용한 유비쿼터스 홈네트워크 인터페이스 체계에 대한 연구," 감성과학, 제8권, 제3호, pp. 265-276, 2005.
  17. 김정현, 노용완, 홍광석, "WPS와 장갑 장치 기반의 동적 제스처 인식기의 구현,"정보처리학회논문지 B, 제13-B권, 제5호.
  18. I. Cohen, N. Sebe, A. Garg, M. S. Lew and T. S. Huang, "Facial Expression Recognition from Video Sequences," Proceedings of IEEE International Conference on Multimedia and Exposition, Vol.2, pp. 121-124, 2002.
  19. 이칠우, 이용재, "파라메트릭 제스처 공간에서 포즈의 외관 정보를 이용한 제스처 인식과 동작 평가," 멀티미디어학회 논문지, 제7권, 제8호, pp. 1035-1045, 2004.
  20. Tae-young Kim, Jun Park and Cheol-su Lim, "Motion Evaluation for Rehabilitation Training of the Disabled," IEICE Transactions, Vol. E91-A, No.9, 2008.
  21. 김태형, 변혜란, "동영상에서 MGH을 이용한 실시간 다수 동작 인식," 한국컴퓨터종합학술대회 논문지, 제33권, 제1(B)호, 2006.