• Title/Summary/Keyword: Degrees-of-freedom (DoF)

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RGB Camera-based Real-time 21 DoF Hand Pose Tracking (RGB 카메라 기반 실시간 21 DoF 손 추적)

  • Choi, Junyeong;Park, Jong-Il
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.19 no.6
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    • pp.942-956
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    • 2014
  • This paper proposes a real-time hand pose tracking method using a monocular RGB camera. Hand tracking has high ambiguity since a hand has a number of degrees of freedom. Thus, to reduce the ambiguity the proposed method adopts the step-by-step estimation scheme: a palm pose estimation, a finger yaw motion estimation, and a finger pitch motion estimation, which are performed in consecutive order. Assuming a hand to be a plane, the proposed method utilizes a planar hand model, which facilitates a hand model regeneration. The hand model regeneration modifies the hand model to fit a current user's hand, and improves robustness and accuracy of the tracking results. The proposed method can work in real-time and does not require GPU-based processing. Thus, it can be applied to various platforms including mobile devices such as Google Glass. The effectiveness and performance of the proposed method will be verified through various experiments.

Dual-mode Transmission Strategy for Blind Interference Alignment Scheme in MISO Broadcast Channels (MISO 브로드캐스트 채널에서의 블라인드 간섭 정렬 기법 기반 이중 전송 기법 설계)

  • Yang, Minho;Jang, Jinyoung;Kim, Dong Ku
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.38A no.12
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    • pp.1102-1109
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    • 2013
  • Blind interference alignment (BIA) scheme has demonstrated a way of interference alignment (IA) without channel state information at transmitter (CSIT). While it shows superior performance in high signal-to-noise ratio (SNR) regime stemming from the maximal degrees of freedom (DoF) gain, BIA scheme achieves inferior sum-rate performance in low SNR regime. This paper proposes a dual-mode transmission strategy which switches between single user (SU) SISO with receive mode selection and the BIA scheme depending upon the range of SNR. First, we derive a closed-form achievable rate for each transmission-mode. Secondly, we propose a low-complex transmission-mode selection algorithm.

A Single Feedback Based Interference Alignment for Three-User MIMO Interference Channels with Limited Feedback

  • Chae, Hyukjin;Kim, Kiyeon;Ran, Rong;Kim, Dong Ku
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • v.7 no.4
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    • pp.692-710
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    • 2013
  • Conventional interference alignment (IA) for a MIMO interference channel (IFC) requires global and perfect channel state information at transmitter (CSIT) to achieve the optimal degrees of freedom (DoF), which prohibits practical implementation. In order to alleviate the global CSIT requirement caused by the coupled relation among all of IA equations, we propose an IA scheme with a single feedback link of each receiver in a limited feedback environment for a three-user MIMO IFC. The main feature of the proposed scheme is that one of users takes out a fraction of its maximum number of data streams to decouple IA equations for three-user MIMO IFC, which results in a single link feedback structure at each receiver. While for the conventional IA each receiver has to feed back to all transmitters for transmitting the maximum number of data streams. With the assumption of a random codebook, we analyze the upper bound of the average throughput loss caused by quantized channel knowledge as a function of feedback bits. Analytic results show that the proposed scheme outperforms the conventional IA scheme in term of the feedback overhead and the sum rate as well.

Performance Analysis of VVC In-Loop Filters for Immersive Video Coding (몰입형 입체영상 부호화를 위한 VVC 인루프 필터 성능 분석)

  • Yongho Choi;Gun Bang;Jinho Lee;Jin Young Lee
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2022.11a
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    • pp.151-153
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    • 2022
  • 최근 Moving Picture Experts Group(MPEG)에서는 2차원 비디오 압축 표준인 Versatile Video Coding(VVC)에 이어서 다양한 영상 포맷들에 대한 압축 방식을 표준화하고 있다. 특히, 가상현실, 증강현실, 혼합현실 등의 지원을 위한 Six Degrees of Freedom(6DoF) 입체영상 콘텐츠들이 최근 다양한 분야들에서 활용되고 있는데, 6DoF 입체영상은 일반적으로 복수 시점의 고해상도 칼라영상과 깊이영상으로 구성된다. 이러한 고해상도의 6DoF 몰입형 입체영상을 제한된 네트워크 환경에서 완벽한 서비스를 목표로 MPEG에서는 몰입형 입체영상 압축 기술인 MPEG Immersive Video(MIV) 표준화를 활발하게 진행 중에 있다. MIV에서는 기본 뷰(Basic View)로 이루어진 영상과 추가 뷰(Addtional View)에서 중복성 높은 픽셀들이 제거된 아틀라스 패치로 이루어진 영상을 각각 VVC로 압축한다. 하지만 아틀라스 패치로 이루어진 영상의 경우에는 일반적인 2차원 칼라영상과 다른 특성을 가지기 때문에, VVC 인루프 필터 기술이 비효율적일 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 MIV 표준에서의 VVC 인루프 필터들의 성능을 분석한다.

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Positional uncertainties of cervical and upper thoracic spine in stereotactic body radiotherapy with thermoplastic mask immobilization

  • Jeon, Seung Hyuck;Kim, Jin Ho
    • Radiation Oncology Journal
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    • v.36 no.2
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    • pp.122-128
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    • 2018
  • Purpose: To investigate positional uncertainty and its correlation with clinical parameters in spine stereotactic body radiotherapy (SBRT) using thermoplastic mask (TM) immobilization. Materials and Methods: A total of 21 patients who underwent spine SBRT for cervical or upper thoracic spinal lesions were retrospectively analyzed. All patients were treated with image guidance using cone beam computed tomography (CBCT) and 4 degrees-of-freedom (DoF) positional correction. Initial, pre-treatment, and post-treatment CBCTs were analyzed. Setup error (SE), pre-treatment residual error (preRE), post-treatment residual error (postRE), intrafraction motion before treatment (IM1), and intrafraction motion during treatment (IM2) were determined from 6 DoF manual rigid registration. Results: The three-dimensional (3D) magnitudes of translational uncertainties (mean ${\pm}$ 2 standard deviation) were $3.7{\pm}3.5mm$ (SE), $0.9{\pm}0.9mm$ (preRE), $1.2{\pm}1.5mm$ (postRE), $1.4{\pm}2.4mm$ (IM1), and $0.9{\pm}1.0mm$ (IM2), and average angular differences were $1.1^{\circ}{\pm}1.2^{\circ}$ (SE), $0.9^{\circ}{\pm}1.1^{\circ}$ (preRE), $0.9^{\circ}{\pm}1.1^{\circ}$ (postRE), $0.6^{\circ}{\pm}0.9^{\circ}$ (IM1), and $0.5^{\circ}{\pm}0.5^{\circ}$ (IM2). The 3D magnitude of SE, preRE, postRE, IM1, and IM2 exceeded 2 mm in 18, 0, 3, 3, and 1 patients, respectively. No association were found between all positional uncertainties and body mass index, pain score, and treatment location (p > 0.05, Mann-Whitney test). There was a tendency of intrafraction motion to increase with overall treatment time; however, the correlation was not statistically significant (p > 0.05, Spearman rank correlation test). Conclusion: In spine SBRT using TM immobilization, CBCT and 4 DoF alignment correction, a minimum residual translational uncertainty was 2 mm. Shortening overall treatment time and 6 DoF positional correction may further reduce positional uncertainties.

Implementing 360-degree VR Video Streaming System Prototype for Large-scale Immersive Displays (대형 가상현실 공연장을 위한 360 도 비디오 스트리밍 시스템 프로토타입 구현)

  • Ryu, Yeongil;Choi, YiHyun;Ryu, Eun-Seok
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2022.06a
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    • pp.1241-1244
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    • 2022
  • 최근 K-Pop 을 위시한 예술공연 콘텐츠에 몰입형 미디어를 접목한 온택트 (Ontact) 미디어 스트리밍 서비스가 주목받고 있는 가운데, 본 논문은 일반적으로 사용되는 2D 디스플레이 또는 HMD (Head-Mounted Display) 기반 VR (Virtual Reality, VR) 서비스에서 탈피하여, 대형 가상현실 공연장을 위한 360 도 VR 비디오 스트리밍 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 Phase 1, 2, 3 의 연구개발 단계를 밟아 6DoF (Degrees of Freedom) 시점 자유도를 지원하는 360 도 VR 비디오 스트리밍 시스템을 개발하는 것을 최종목표로 하고 있으며, 현재는 Phase 1: 대형 가상현실 공연장을 위한 3DoF 360 도 VR 비디오 스트리밍 시스템 프로토타입의 개발까지 완료되었다. 구현된 스트리밍 시스템 프로토타입은 서브픽처 기반 Viewport-dependent 스트리밍 기술이 적용되어 있으며, 기존 방식과 비교하였을 때 약 80%의 비트율 감소, 약 543%의 영상 디코딩 속도 향상을 확인하였다. 또한, 단순 구현 및 성능평가에서 그치지 않고, 실제 미국 UCSB 에 위치한 대형 가상현실 공연장 AlloSphere 에서의 시범방송을 수행하여, 향후 Phase 2, 3 연구단계를 위한 연구적 기반을 마련하였다.

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Development of Multi-DoFs Prosthetic Forearm based on EMG Pattern Recognition and Classification (근전도 패턴 인식 및 분류 기반 다자유도 전완 의수 개발)

  • Lee, Seulah;Choi, Yuna;Yang, Sedong;Hong, Geun Young;Choi, Youngjin
    • The Journal of Korea Robotics Society
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    • v.14 no.3
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    • pp.228-235
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    • 2019
  • This paper presents a multiple DoFs (degrees-of-freedom) prosthetic forearm and sEMG (surface electromyogram) pattern recognition and motion intent classification of forearm amputee. The developed prosthetic forearm has 9 DoFs hand and single-DoF wrist, and the socket is designed considering wearability. In addition, the pattern recognition based on sEMG is proposed for prosthetic control. Several experiments were conducted to substantiate the performance of the prosthetic forearm. First, the developed prosthetic forearm could perform various motions required for activity of daily living of forearm amputee. It was able to control according to shape and size of the object. Additionally, the amputee was able to perform 'tying up shoe' using the prosthetic forearm. Secondly, pattern recognition and classification experiments using the sEMG signals were performed to find out whether it could classify the motions according to the user's intents. For this purpose, sEMG signals were applied to the multilayer perceptron (MLP) for training and testing. As a result, overall classification accuracy arrived at 99.6% for all participants, and all the postures showed more than 97% accuracy.

Acquisition Workflow of Multiview Stereoscopic Video at Real and CG Environment (실사 및 CG 환경에서의 다시점 입체영상 획득 기술)

  • Jeong, Jun Young;Yun, Kug Jin;Cheong, Won-Sik
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2022.06a
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    • pp.51-53
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    • 2022
  • 고정된 위치를 중심으로 회전운동만 체험할 수 있는 3 자유도(DoF: Degrees of Freedom)를 넘어 위치를 변경하며 운동시차까지 포함된 6 자유도를 지원하는 몰입형 미디어에 대한 연구가 지속해서 진행되고 있다. 특히 부드러운 시점 변경을 제공하기 위해 특정 위치에서 샘플링 된 여러 개의 텍스쳐(또는 컬러) 및 깊이맵 영상(MVD: Multiview Video plus Depth)으로 구성된 다시점 영상을 통해 실제로 획득되지 않은 위치에서의 영상을 만들어내는 가상시점 합성(virtual view synthesis) 기술이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 몰입형 미디어의 대표적인 데이터 형식인 다시점 영상을 실사 및 컴퓨터 그래픽스(CG: Computer Graphics) 환경에서 획득하는 방법에 관해 설명한다.

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Implementing Multi-view 360 Video Compression System for Immersive Media (실감형 미디어를 위한 다시점 360 비디오 압축 시스템 구현)

  • Jeong, Jong-Beom;Lee, Soonbin;Jang, Dongmin;Ryu, Il-Woong;Le, Tuan Thanh;Ryu, Jaesung;Ryu, Eun-Seok
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2019.06a
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    • pp.140-143
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    • 2019
  • 본 논문에서는 사용자 시점에 대응하는 고화질 360 비디오 제공을 위해 다시점 360 비디오 중복성 제거기법을 적용하고 잔여 비디오를 하나의 영상으로 병합하여 압축 후 전송하는 시스템을 구현한다. 사용자 움직임 적응적 360 비디오 스트리밍을 지원하는 three degrees of freedom plus (3DoF+)를 위한 시스템은 다시점에서 촬영된 다수의 고화질 360 비디오 전송을 요구한다. 이에 대한 방안으로 다시점 비디오 간 중복성 제거를 위한 3D warping 을 기반으로 하는 뷰 간 중복성 제거 기술과 비디오 복원에 필요한 타일들만 추출 및 병합해주는 잔여 뷰 병합 기술에 대한 구현 내용을 설명한다. 제안된 시스템을 기반으로 다시점 360 비디오 전송을 수행하면, 기존 high-efficiency video coding (HEVC)을 사용하여 전송했을 때 대비 최대 20.14%의 BD-rate 감소가 가능함을 확인하였다.

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Light Field 미디어 기술 개발 및 표준화 동향

  • Jeong, Won-Sik;Lee, Gwang-Sun;Yun, Jeong-Il;Yun, Guk-Jin;Seo, Jeong-Il
    • Broadcasting and Media Magazine
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    • v.23 no.1
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    • pp.33-45
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    • 2018
  • 최근 차세대 미디어 중 하나로 가상의 환경 내에서 극대화된 현실감 및 몰입감을 사용자에게 제공해 줄 수 있는 몰입형 미디어(Immersive Media)가 각광받고 있다. 이를 반영하듯 360도 전방위 영상을 이용한 VR미디어에 사용자의 움직임에 따라 자연스러운 사실감 및 입체감을 제공하는 Light Field 미디어 기술을 접목하려는 시도가 가속화되고 있으며, MPEG에서도 6DoF(Degrees of Freedom)기반의 LF 미디어를 서비스하기 위한 MPEG-I(Immersive) 표준화가 진행 중에 있다. 본 고에서는 LF 미디어 특성 및 이를 획득하고 재생하기 위한 요소기술 개발 현황을 살펴보고, LF 기술이 적용된 MPEG 표준화 동향을 소개한다.