• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제2권9호
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• pp.643-650
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• 2013

본 논문은 스마트폰 영상의 실시간 눈동자 검출에서 허프 원 변환 연산의 연산량 축소를 통한 속도 및 검출율 개선 방법을 제안한다. 눈동자를 검출하기 위해서는 입력 영상에서 얼굴과 눈을 검출하고, 눈 영역의 크기에 따라 눈동자의 크기가 변하는 것을 방지하기 위해 일정크기로 눈 영역을 정규화하며, 다양한 조명환경에서 눈동자가 검출이 가능하도록 히스토그램 평활화를 실시하고, 눈의 양쪽 끝점간의 거리를 구하여 영상에서의 실제 눈동자의 크기를 포함할 수 있는 최소한의 눈동자 크기 범위를 계산하여 허프 원 변환에 적용함으로써 연산량을 최소화 하였다. 제안한 방법을 밝은 조명과 어두운 조명에서 실험한 결과 기존 방법들과 비교하여 눈동자 검출 속도는 40% 이상, 검출율은 14% 이상 향상된 것을 보였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.377-378
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• 2018

본 논문은 이전에 발표한 "FPGA와 OpenCV를 이용한 눈동자 모션인식을 통한 의사소통 시스템"을 보완한다. 몸을 자연스럽게 움직일 수 없는 전신마비, 루게릭 환자들을 위한 시스템으로, 눈동자의 모션을 인식하여 FPGA에서 텍스트를 실시간으로 선택한다. 본 논문에서는 사용자가 전신마비 환자인 것을 기반으로 눈 검출 기능의 연산을 최소한으로 줄여 모션인식의 속도를 향상키는 알고리즘을 제안한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2005년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제15권 제2호
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• pp.249-252
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• 2005

본 논문에서는 자동차를 운전 시에 운전자의 얼굴과 눈의 영역을 자동으로 검출하고 눈동자를 추적하여 운전자의 졸음 여부를 판단하는 효과적인 시스템 구현방법을 제안한다. 복잡한 배경에서 얼굴과 눈을 검출하는 방법은 Haar-like feature의 원리를 이용하고 졸음운전으로 판단하는 방법은 눈동자 영역의 특성과 눈동자의 검출 유무, 움직임 등의 인식을 통하여 졸음운전 경보시스템의 실용화에 대한 가능성을 확인한다.

• 융합신호처리학회 학술대회논문집
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• 한국신호처리시스템학회 2006년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.41-44
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• 2006

본 논문은 안면영상의 인증 요소로 사용되는 눈동자영역을 SIFT를 이용하여 추출해내는 방법을 제안하고 있다. 모델이 되는 눈동자영상과 추출 하고자 하는 입력영상의 SET 결과인 Keypoint descriptor를 이용하여 각각의 특징벡터를 구성하고 서로 정합한 후 두 특징 점들 사이에 affine transform이 존재하는지 판단하여 반수 이상에 대응하는 특징 점들에 대해 동일한 affine transform이 존재할 경우 눈동자영역이라고 판단하였다. 실험결과 학습과정이 없으므로 기존의 인식방법 보다 빠르게 영역을 추출하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권12C호
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• pp.1239-1249
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• 2003

시선 위치 추적이란 현재 사용자가 쳐다보고 있는 위치를 컴퓨터 시각 인식 방법을 이용하여 파악하는 연구이다. 일반적으로 사용자가 모니터 상의 한 위치를 쳐다보기 위해서는 얼굴 및 눈동자를 동시에 움직이는 경향이 있다. 기존의 시선 위치 추적 시스템은 사용자의 얼굴 전체를 취득할 수 있는 단 하나의 광각 카메라를 이용하여 사용자의 얼굴 및 눈동자 움직임을 추적하였다. 그러나 이러한 경우, 광각 카메라 내에 포함된 눈동자 영상의 해상도가 많이 떨어져서 사용자의 눈동자 움직임을 정확하게 추적하지 못하는 문제점이 있었다. 그러므로 이 논문에서는 얼굴 영상을 취득하기 위한 광각 카메라 및 눈 영역을 확대하여 취득하는 협각 카메라, 즉 2개의 카메라를 이용하여 시선 위치추적 시스템을 구현하였다. 또한, 얼굴의 움직임 시 전체적인 위치가 변화될 눈동자의 움직임을 정확히 추적하기 위해, 협각 카메라에는 광각 카메라에서 추출된 얼굴 특징점의 위치를 기반으로 한 자동 초점 및 자동 상하/좌우 회전 기능이 포함되어 있다. 실험 결과, 얼굴 및 눈동자 움직임에 의한 모니터상의 시선 위치 정확도는 실험자가 눈동자는 고정으로 하고 얼굴만 움직여서 쳐다보는 경우에 약 3.1cm, 흐리고 얼굴 및 눈동자를 같이 움직여서 쳐다보는 경우에 약 3.57cm의 최소 자승 에러성능을 나타냈다. 처리 속도도 Pentium-IV 1.8 GHz에서 약 30ms 이내의 처리 속도를 나타냈다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.696-699
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• 2018

본 논문은 FPGA를 이용해서 몸을 움직이지 못하는 루게릭병 환자들을 위해 동공을 추적하여 의사 소통을 할 수 있게 해주는 시스템을 소개한다. OpenCV를 이용한 얼굴 및 눈동자 추적과 DE1-SoC보드를 이용하여 눈의 움직임 검출과 문자를 출력한다. 본 논문에서는 웹캠을 사용하고 눈동자를 추적하고 눈동자의 좌표 값에 따라 눈동자의 움직임을 파악하고 사용자의 의도에 맞는 문자를 출력한다. 비교적 개발비용이 저렴하고 업데이트 가능한 FPGA를 사용하고, 블루투스를 이용하여 핸드폰으로 쉽게 문자를 출력할 수 있는 시스템을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.703-704
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• 2018

본 논문은 몸을 움직이지 못하는 루게릭병 환자들을 위해 눈동자를 추적하여 의사소통 시스템에 필요한 눈동자의 위치를 파악해주는 인공신경망 설계에 대해 소개한다. Tensorflow를 이용해 신경망 생성 및 학습하고 학습된 신경망을 통하여 눈동자의 위치를 파악한다. 본 논문에서는 컨볼루션계층 2단계와 완전연결계층 2단계로 구성된 Convolution Neural Network(CNN)을 사용해서 구현했다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.1429-1436
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• 2009

본 논문에서는 다양한 조명하에서의 단일 얼굴 영상에 대해 유전자 알고리즘과 형판 정합을 이용하여 빠르게 눈동자를 검출하는 방법을 제안한다. 유전 알고리즘을 이용한 기존의 눈동자 검출 방법은 초기 개체군의 위치에 민감하여 낮은 눈 검출율을 보이며, 도한 그 결과가 일관적이지 않은 문제점을 갖는다. 이와 같은 문제점을 해결화기 위해 얼굴영상에서 지역적 최소치를 추출하고 형판과 가장 높은 적합도를 가지는 개체들로 초기 개체군을 생성 하였다. 각각의 개체는 형판의 기하학적 변환 정보로 구성되며, 형판 정합에 의해 눈동자가 검출된다. 실험을 통하여 본 논문에서 제안한 눈 후보 검출을 통하여 단일 영상에서도 눈 검출의 정확도와 높은 검출률을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2006년도 추계학술발표대회
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• pp.113-116
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• 2006

컴퓨터의 급속한 발전 속도와 맞물려 사용자의 위지나 몸짓, 감성을 인지하는 보다 편리하고 자연스러운 휴먼 인터페이스에 대한 요구가 늘어나고 있다. 휴면 인터페이스 가운데 응시 위치 추적은 현재 사용자가 쳐다보고 있는 위치를 컴퓨터 시각 인식 방법을 통하여 파악하는 연구이다. 본 논문에서는 여러 감성 컴퓨터 인터페이스 중 눈동자를 통해 컴퓨터의 입력장치를 간접적으로 제어하는 방법에 대해 기술한다. 웹 카메라를 통해 입력 받은 영상을 이용하여 눈동자의 위치 이동을 탐색하여 마우스를 제어한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.171-179
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• 2013

영상처리에서 인식에 관련된 기술들은 환경에 아주 많은 영향을 받게 되는데 이러한 인식률을 결정짓는 요소 중인 파라미터는 환경에 적절한 값을 얼마나 잘 선택하느냐에 따라서 인식률의 큰 차이를 보인다. 본 논문은 눈동자 추적 알고리즘이 사람이나 실험 환경의 변화에 따라 인식률이 저하되는 현상을 보완하기 위한 성능 향상 및 환경에 적응하는 시스템의 구현에 대한 방법이다. 최적의 파라미터를 얻기 위해 전 처리에 사용되는 이진화 알고리즘의 문턱값을 학습이 필요한 시기를 적절히 판단해 강화학습을 이용하여 다시 학습시켜 인식률을 향상시키는 방법을 사용했다. 실험데이터를 수집하기 위해 입력 장치는 가격이 저렴하고 일반적인 웹 카메라를 사용 하였으며 얼굴 영역에 해당하는 많은 양의 이미지를 수집하여 강화학습의 적응력을 실험하였다. 이미지의 그룹을 다양하게 변화시켜 실험한 결과 강화학습을 사용한 경우 그렇지 않은 경우에 비해 작게는 3% 많게는 14%가량의 성능이 향상됨을 확인하였다. 이렇게 성능이 향상된 눈동자 추적 시스템은 휴먼 컴퓨터 인터랙션 분야에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.