• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제34권3호
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• pp.255-265
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• 2007

본 논문은 지능형 자동차 개발을 위한 주간 및 야간 환경에서 차량 운전 시 발생할 수 있는 다양한 조명을 극복하고 운전자 졸음 상태를 단일 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 통해 감시하는 시스템을 제안한다. 운전 중 운전자 눈을 감시하여 졸음 상태를 판단하는 시스템에서 눈 검출 및 눈꺼풀 움직임 측정은 선행되어야 할 중요한 과정이다. 따라서 비전기반 시스템의 가장 큰 단점인 조명변화를 극복하며 눈 검출 성능을 높이고 실시간 처리가 가능한 간단한 조명 보정 알고리즘을 제안하였으며 또한 신뢰성 있는 졸음 판단을 위해 효율적인 눈꺼풀 움직임 측정 방법을 제안한다. 이러한 시스템은 실시간으로 처리되어야 하며 이를 위해 제안한 방법과 더불어 효율적인 눈 검증 방법으로 단계적 SVM(Cascaded Support Vector Machine)을 적용하였다. 한편, 제안한 알고리즘의 성능 측정을 위해 주간 및 야간의 다 양한 조명 변화 속에서 주행 중 수집된 운전자 동영상을 사용하였으며 자체 수집된 동영상에 대해 98% 이상의 눈 검출 성능 및 신뢰성 있는 눈꺼풀 움직임을 측정하였다. 최종 졸음판단 결과는 수집된 각각의 동 영상에 대한 PERCLOS(The percentage of eye-closed time during a period)를 비교함으로써 제안한 시스템의 성능 및 우수성을 보였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.524-530
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• 2002

일상 생활에서 반사적인 자세 조절은 정전기관, 시각, 고유수용체 등의 감수체에 의한 구심성 신호가 정전 신경핵에 전달되어 안구운동이나 골격근의 수축을 유발하여 이루어진다. 자세조절기능의 부조화는 오심, 구토, 현기증 등을 초래하여 삶의 의욕을 상실하게 만든다. 본 연구의 목적은 정전기관의 반규관과 이석기관을 선별적으로 자극하기 위한 탈수직축 회전자극 시스템과 수평, 수직, 3D 환경에서 시각자극을 할 수 있는 시운동자극시스템을 개발하여 인간의 자세조절 기능을 평가 하는데 있다. 탈수직축 회전자극 시스템은 편안한 의자와 DC 서보모터로 구동되는 기울임 테이블로 구성되고 PMSM에 의해 제어된다. 그리고 속도 궤환 루프와 위치 궤환 루프를 포함하는 이중 피드백 루프가 서보 제어되는 회전자극시스템에 적용된다. HMD를 이용하여 수평, 수직, 3D 시각자극패턴을 구현 하였고 OKN 자극을 위한 무선시스템과 전기안진 기록계를 이용하여 안구운동을 기록하였다. 이득, 위상, 대칭성은 정전 자극과 시각 자극에 의해 유발되는 안구운동의 분석으로부터 얻어진다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.661-664
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• 2002

A control of the body posture and movement is maintained by the vestibular system, vision, and proprioceptors. Afferent signals from those receptors are transmitted to the vestibular nuclear complex, and the efferent signals from the vestibular nuclear complex control the eye movement. The postural disturbance caused by loss of the vestibular function results in nausea, vomiting, vertigo and loss of craving for life. The purpose of this study is to develop a off-vertical rotatory system for evaluating the function of semicircular canals and otolith organs, selectively, and visual stimulation system for stimulation with horizontal, vertical and 3D patterns. The Off-vertical axis rotator which stimulates semicircular canals and otolith organs selectively is composed of a comportable chair, a DC servo-motor with reducer and a tilting table controlled by PMSM. And a double feedback loop system containing a velocity feedback loop and a position feedback loop is applied to the servo controlled rotatory chair system. Horizontal, vertical, and 3D patterns of the visual stimulation for applying head mounted display are developed. And wireless portable systems for optokinetic stimulation and recording system of the eye movement is also constructed. The Gain, phase, and symmetry is obtained from analysis of the eye movement induced by vestibular and visual stimulation. Detailed data were described.

• 정보처리학회논문지B
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• 제16B권3호
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• pp.203-214
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• 2009

본 연구에서는 모니터, 카메라 및 눈동자 좌표계간의 복잡한 3차원 관계를 고려하지 않고, 동공의 중심 위치와 모니터의 구석에 설치된 적외선 조명에 의한 네 개의 조명 반사광 사이의 관계를 사용하여 2차원적인 변환 방법으로 사용자의 시선 위치를 파악한다. 동공중심과 조명 반사광을 정확하게 추출하고, 이를 통해 계산된 시선 위치 계산의 정확도에 영향을 줄 수 있는 오차 요소들을 보정하는 것이 본 연구의 목적이다. 이를 위하여, 동공 중심을 통해 계산된 시선위치와 실제 시선 축이 이루는 카파에러를 초기 1회의 사용자 캘리브레이션을 통해 보정하였다. 또한, 칼만 필터를 기반으로 눈의 급격한 움직임 변화에도 각막 조명 반사광을 안정적으로 추적하여 시선 위치를 정확하게 추적한다. 실험 결과, 제안한 연구방법의 시선 위치 추출 오차는 눈의 급격한 움직임 변화에 상관없이 약 1.0$^\circ$ 를 나타냈다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.61-69
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• 2009

본 논문에서는 새로운 실시간 시선 추적 방식을 제안하고자한다. 기존의 시선추적 방식은 사용자가 머리를 조금만 움직여도 잘못된 결과를 얻을 수가 있었고 각각의 사용자에 대하여 교정 과정을 수행할 필요가 있었다. 제안된 시선 추적 방법은 적외선 조명과 Generalized Regression Neural Networks(GRNN)를 이용함으로써 교정 과정 없이 머리의 움직임이 큰 경우에도 견실하고 정확한 시선 추적을 가능하도록 하였고 매핑 기능을 일반화함으로써 각각의 교정과정을 생략 할 수 있게 하여 학습에 참여하지 않은 다른 사용자도 시선 추적을 가능케 하였다. 실험결과 얼굴의 움직임이 있는 경우에는 평균 90%, 다른 사용자에 대해서는 평균 85%의 시선 추적 결과를 나타내었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.91-98
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• 2019

본 연구는 유아 시선 추적 연구의 특성을 분석하고, 이를 바탕으로 유아를 대상으로 하는 시선 추적 장치를 개발하여, 자료수집 기능을 실험하는데 목적을 두었다. 시선 추적은 눈의 위치와 움직임을 측정하고 분석하는 과정을 통하여, 인간의 인지 및 사고에 대한 과학적인 자료를 제공한다. 본 연구에서 제작한 시선 추적 장치 카메라 모듈은 국내에서 쉽게 구할 수 있는 일반 부품을 활용하여 구성하였고, 분석 소프트웨어는 Arrington Research의 Viewpoint를 사용하였다. 본 연구에서 개발된 시선 추적 장치의 정확도를 검증하기 위하여 시선 추적 전문 기업 Tobii의 시선 추적 장치에서 수집된 시선 추적 자료와 비교하였다. 시선 추적 자료 수집은 만 5세 유아 52명을 대상으로 이루어졌으며, 테스트 결과 유효도를 t 검증으로 분석한 결과 두 시스템 간에 유의한 차이가 나타나지 않았다. 이러한 결과는 본 연구에서 개발한 시선 추적 장치가 일정한 실험 환경 내에서 유아의 시선 추적 자료를 수집하는데 적절한 수준의 정확도를 보여준다는 것을 나타낸다.

• 대한인간공학회지
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• 제31권4호
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• pp.601-607
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• 2012

Objective: The aim of this study is to classify between intentional and natural blinks in vision based eye tracking system. Through implementing the classification method, we expect that the great eye tracking method will be designed which will perform well both navigation and selection interactions. Background: Currently, eye tracking is widely used in order to increase immersion and interest of user by supporting natural user interface. Even though conventional eye tracking system is well focused on navigation interaction by tracking pupil movement, there is no breakthrough selection interaction method. Method: To determine classification threshold between intentional and natural blinks, we performed experiment by capturing eye images including intentional and natural blinks from 12 subjects. By analyzing successive eye images, two features such as eye closed duration and pupil size variation after eye open were collected. Then, the classification threshold was determined by performing SVM(Support Vector Machine) training. Results: Experimental results showed that the average detection accuracy of intentional blinks was 97.4% in wearable eye tracking system environments. Also, the detecting accuracy in non-wearable camera environment was 92.9% on the basis of the above used SVM classifier. Conclusion: By combining two features using SVM, we could implement the accurate selection interaction method in vision based eye tracking system. Application: The results of this research might help to improve efficiency and usability of vision based eye tracking method by supporting reliable selection interaction scheme.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권6호
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• pp.35-41
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• 2007

자연스러운 머리 움직임 하에서 응시점을 추정할 수 있는 시스템을 제안하였다. 이 시스템은 하나의 카메라와 2개의 거울로 구성되어 있으며, 이 거울은 안구에서 눈동자의 영상을 언제나 카메라로 획득할 수 있도록 유지시키는 기능을 한다. 그러나 영상의 획득 속도가 초당 30 프레임이므로 거울의 제어가 빠른 머리 움직임을 보상할 수 없다. 이러한 문제점을 극복하고자 현재 안구 이미지에서 다음 안구 이미지의 위치를 추정하기 위하여 Kalman filter를 적용하였다. 그 결과 수평방향으로 평균 55cm/s, 수직 방향으로 평균 45cm/s정도의 속도의 머리 움직임에 대한 보상이 가능하였다. 그리고, 머리 움직임의 공간도 수평 60cm, 수직 30cm의 넓은 범위까지 가능하였다. 공간 해상도는 수평과 수직 각각 $4.5^{\circ}$와 $5^{\circ}$ 였고, 자연스러운 머리 움직임 아래에서의 응시점의 정확도는 92% 였다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제56권3호
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• pp.281-300
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• 2017

This study analyzed the difficulties of middle school students in computer simulation of the law of large numbers through eye movement analysis. Some students did not attend to the simulation results and could not make meaningful inferences. It is observed that students keep the existing concept even though they observe the simulation results which are inconsistent with the misconceptions they have. Since probabilistic intuition influence student's thinking very strongly, it is necessary to design a task that allows students to clearly recognize the difference between their erroneous intuitions and simulation results. In addition, we could confirm through eye movements analysis that students could not make meaningful observations and inferences if too much reasoning was needed even though the simulation included a rich context. It is necessary to use visual representations such as graphs to provide immediate feedback to students, to encourage students to attend to the results in a certain intentional way to discover the underlying mathematical structure rather than simply presenting experimental data. Some students focused their attention on the visually salient feature of the experimental results and have made incorrect conclusion. The simulation should be designed so that the patterns of the experimental results that the student must discover are not visually distorted and allow the students to perform a sufficient number of simulations. Based on the results of this study, we suggested that cumulative relative frequency graph showing multiple results at the same time, and the term 'generally tends to get closer' should be used in learning of the law of large numbers. In addition, it was confirmed that eye-tracking method is a useful tool for analyzing interaction in technology-based probabilistic learning.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권8C호
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• pp.1184-1192
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• 2004

개인용 컴퓨터에 연결하여 널리 사용되는 가시광선 카메라에 의해서 획득된 실시간 영상 데이터를 가지고 동공의 움직임을 검출하는 시스템을 제안하였다. 시스템은 3단계로 구성되는데, 첫 단계로 haar-like 기반의 특징 기법을 이용해서 얼굴 영역이 검출되고, 다음으로 얼굴 영역 내에서 템플릿 기반 기법을 이용하여 눈 영역이 검출된다. 끝으로 눈 영역 내에서 동공 부위가 검출되는데 눈 영상의 수평 및 수직 히스토그램 프로파일에 가우시안 필터를 컨벌루션 한 기법을 제안하였다. 실험 결과 2375개의 영장에 대해서 90% 이상의 검출율을 얻었으며 데이터 처리시간은 약 160㎳로 초당 7회씩 검출할 수 있었다.