• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.1037-1043
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• 2006

본 논문에서는 유비쿼터스 컴퓨팅 오피스 환경에서 가장 직관적인 HCI 수단인 손 제스처를 사용하여 대형 스크린 상의 응용 프로그램들을 쉽게 제어할 수 있는 시스템을 제안한다. 손 제스처는 손 영역의 정보, 손 중심점의 위치 변화값과 손가락 형상을 이용하여 시스템 제어에 필요한 종류들을 미리 정의해 둔다. 먼저 효율적으로 손 영역 획득을 위해 적외선 카메라를 사용하여 연속된 영상을 획득한다. 획득된 영상 프레임으로부터 구조적 템플레이트 매칭 방법을 사용하여 손의 중심(centroid) 및 손가락끝(fingertip)을 검출한다. 인식과정에서는 양손의 Euclidean distance와 손가락 형상 정보를 이용하여 미리 정의된 제스처와 비교하여 인식을 행한다. 본 논문에서 제안한 비전 기반 hand gesture 제어 시스템은 인간과 컴퓨터의 상호작용을 이해하는데 많은 이점을 제공할 수 있다. 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 방법의 효율성을 입증한다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.211-214
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• 2008

본 논문에서는 카메라로부터 획득된 영상을 이용하여 손을 인식하고 이를 통해 실시간으로 마우스 포인터를 제어하는 알고리즘을 제안한다. 기존의 상호 작용 멀티미디어 시스템은 펜이나 마우스등과 같은 특정 외부 입력장치들에 의존하였기 때문에 사용자에게 불편함을 주었다. 따라서 본 논문에서는 외부 입력장치가 필요 없는 손 인식 알고리즘을 이용하여 이러한 단점을 보완하였다. 제안하는 알고리즘은 카메라로부터 획득된 영상에 저주파 필터를 통과시킨 후 색 정보를 이용하여 손 영역과 배경을 분리하고, 분리된 손 영역의 중심 좌표를 이용하여 모니터 상의 마우스 포인터 좌표를 결정한다. 또한 손의 중심을 원점으로 하는 가변적인 크기의 원과 손가락과의 교차점을 이용하여 손가락의 개수를 계산하고, 이를 통해 마우스의 특정 동작을 결정한다. 제안한 알고리즘은 90% 이상의 높은 손 인식률을 나타내었으며, 스테레오 카메라를 이용한 3차원 실시간 상호작용 멀티미디어 시스템에도 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Digital Contents Society
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• v.10 no.2
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• pp.291-298
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• 2009

In this paper we proposed a vision based realtime hand gesture recognition method. To extract skin color, we translate RGB color space into YCbCr color space and use CbCr color for the final extraction. To find the center of extracted hand region we apply practical center point extraction algorithm. We use Kalman filter to tracking hand region and use HMM(Hidden Markov Model) algorithm (learning 6 type of hand gesture image) to recognize it. We demonstrated the effectiveness of our algorithm by some experiments.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.196-199
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• 2010

본 논문에서는 영상처리 기능을 통해 손 제스처를 인식하는 알고리즘을 개발하고 이를 활용하여 로봇의 움직임을 원격으로 제어하는 시스템을 구현하였다. 전체 시스템은 손 영상을 획득하는 카메라, 영상처리를 수행하는 컴퓨터, 그리고 LEGO Mindstorm 로봇으로 구성되며, 컴퓨터와 로봇 사이의 통신은 Mindstorm에 내장된 블루투스 기능을 사용하였다. 카메라에서 획득한 영상에서 사람의 손에 해당하는 영역만을 추출하기 위해 먼저 컬러 필터링을 수행하였으며 영상의 신뢰성을 향상시키기 위해 잡음을 제거하는 보정 작업을 거친다. 그리고 무게중심 연산을 통해 손의 중심점을 추정하고 이로부터 일정 거리에 있는 손가락 영역을 추출한다. 마지막으로 펼쳐진 손가락 개수를 구하고 그 개수에 따라 미리 설정된 명령을 로봇에 전송한다. 실험을 통해 조명 상태가 양호하고 배경이 복잡하지 않은 대부분의 환경에서 로봇 원격제어가 성공적으로 이루어짐을 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1918-1919
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• 2011

상체 지원 외골격 로봇은 크게 인간의 근력을 보조하는 형태와 인간의 근력을 증강하는 형태가 있다. 여기서는 인간의 근력을 증강하는 외골격 로봇을 중심으로 기술하고자 한다. 이러한 외골격 로봇은 팔의 EMG (Electromyograph;근전도) 신호를 측정하는 방법보다는 손의 힘을 직접 감지하는 방법을 통한 팔꿈치와 어깨의 엑추에이터를 구동하는 방식을 취하는 경향이 있다. 본 논문에서도 후자의 방식을 이용하여 손에 작용하는 힘을 분석하여 외골격 로봇을 움직이는 방식을 취하였다. 손의 힘 중에서도 인간을 중심으로 볼 때 위방향과 전진방향의 힘을 분석하기 위하여 2개의 F/T(Force/Torque) 센서를 사용하였으며 팔을 벌리는 동작은 엑추에이터 없이 자유롭게 동작이 가능하도록 설계하였다. 이러한 위방향 및 전진방향 힘의 크기를 팔꿈치와 어깨의 엑추에이터의 동작으로 바꾸어 인간의 동작을 도울 수 있고 힘을 증폭할 수 있는 외골격 로봇을 설계 제작하였다. F/T 센서는 손의 힘을 전기적 신호로 바꾸어주는 로드셀로 이루어지며 손의 힘을 최대한 잘 반영하기 위한 구조를 고안하였다. F/T 센서의 전기신호는 증폭기를 거쳐서 잡음을 제거한 후에 A/D 변환하여 processor에서 처리되어진다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2003.09b
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• pp.151-154
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• 2003

본 논문에서는 흑백 CCD 카메라를 이용하여 청각 장애인의 의사전달 수단인 지화 동작을 동영상으로 입력받아 인식하여, 편집 가능한 텍스트 문서로 변환하는 시스템을 구현하였다. 일련의 입력 영상들 중에서 흐린 영상과 선명한 영상의 구분은 영상의 잔상을 이용하였고, 촬영된 연속 영상들의 배열로부터 문자 자소를 구하고, 오토마타를 적용하여 완성된 문자를 문서 편집기에 출력시켰다 획득된 선명한 영상 데이터 중 변화가 심한 손목 부분을 제거한 후, 최대 원형 이동법을 이용하여 손의 무게 중심점을 구하고, 원형 패턴 벡터 알고리즘을 적용하여 지화 해석에 필요한 손을 인식하였다. 손 중심으로부터 거리 스펙트럼을 이용하여 지화 인식에 사용되는 손 모양의 특징 벡터를 추출하고, 퍼지추론을 적용하여 표준 패턴과 입력 패턴의 특징벡터를 비교, 지화 동작을 인식하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.07b
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• pp.520-522
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• 2005

본 논문에서는 인간과 컴퓨터 사이의 상호작용을 하는 방법중의 하나인 제스처를 인식할 때 필요한 정확한 손 검출 방법을 제안한다. 이를 위해 기존의 다수의 손 영상들 가장 잘 표현하면서도 효과적으로 압축할 수 있는 PCA를 이용해서 특징 벡터를 추출한다. 이어서 특징 벡터간의 Mahalanobis distance를 이용한 분류기에 가중치를 적용하여 사용한다. 또한 시간에 따른 연속적인 영상에서 검출된 이전 영상의 중심점의 위치와 중심점의 motion vector를 이용해서 손이 검출되지 않은 영상의 검출 성능을 보상한다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2011.06a
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• pp.43-44
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• 2011

전자 오락실에서 고전 게임 팩맨을 접하지 않은 사람이 없을 정도이다. 본 논문에서는 키보드나 마우스를 이용하여 게임을 수행하지 않고 간단한 손동작만으로 게임을 진행 할 수 있도록 한다. 손 좌표의 중심점을 활용하여 상하좌우 방향키를 대신할 수 있도록 한 모션을 이용한 조이스틱 게임인 것이다. 그리고 웹 카메라를 이용하여 MFC 다이얼로그에 영상을 받아 손에 대한 포인터를 추출하여 손의 움직임에 따라 몬스터의 움직임도 바뀌도록 한다. 손의 피부색상을 추출하기 위해 스무딩, 팽창, 그리고 침식 연산을 수행하도록 하며 손의 RGB 영상을 YCbCbr영상으로 변환하여 전체 게임을 진행한다.

• Journal of Digital Convergence
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• v.11 no.7
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• pp.157-163
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• 2013

In this paper, we propose a vision and depth information based real-time hand gesture interface method using finger joint estimation. For this, the areas of left and right hands are segmented after mapping of the visual image and depth information image, and labeling and boundary noise removal is performed. Then, the centroid point and rotation angle of each hand area are calculated. Afterwards, a circle is expanded at following pattern from a centroid point of the hand to detect joint points and end points of the finger by obtaining the midway points of the hand boundary crossing and the hand model is recognized. Experimental results that our method enabled fingertip distinction and recognized various hand gestures fast and accurately. As a result of the experiment on various hand poses with the hidden fingers using both hands, the accuracy showed over 90% and the performance indicated over 25 fps. The proposed method can be used as a without contacts input interface in HCI control, education, and game applications.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1906-1907
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• 2011

본 논문에서는 손 영역 스켈레톤 모델을 이용한 비접촉식 스크린 입력 장치를 제안한다. 제안하는 방법은 HCbCr 컬러 모델을 생성한 후 손 후보 영역을 추출하고, 손 영역을 추출하기 위해 레이블링 기법을 사용한다. 손 이외의 피부를 제거하기 위해 손 크기 이하의 객체는 필터링을 거친 후 최종적인 손 영역을 추출한다. 손 영역의 특징점은 무게 중심법과 굴곡 기법을 이용하여 추출한다. 특징점을 연결하여 손의 스켈레톤 모델을 생성하고 각 손가락에 터치 이벤트를 부여한다. 손가락의 구부러진 각도를 이용하여 터치 동작을 인식 및 실행하게 된다.