• 한국게임학회 논문지
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• 제5권1호
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• pp.3-10
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• 2005

아케이드 건의 대표적인 컨트롤 방식은 라이트 건과 포지셔널 건 두 가지로 나누어진다. 라이트 건은 모니터의 유형 및 해상도, 리프레시 비율 등의 요소에 따라 사용의 제한을 받으며, 포지셔널 건은 한정된 플랫폼 및 고정된 인터페이스로 인한 낮은 자유도를 갖는다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 새로운 아케이드 건 컨트롤 방식인 IRED을 제안한다. IRED Gun은 기존의 방식과는 달리 적외선 IRED추적을 이용하며, 조준 위치 보정을 통하여 정확한 조준 좌표 값을 계산한다. 실험 결과, 본 논문에서는 적외선 LED추적과 보정 방법의 실행 가능성과 타당성을 증명 하였다. 또한, IRED Gun은 기존의 시스템에 비해 구축비용에 있어 저렴하고, 범용적으로 사용될 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.265-272
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• 2009

In this paper, a simple optical method that uses an infrared(IR) cut filter is proposed to minimize variation of eye image by external infrared(IR) sources in a video based head mounted eye tracking system that is used in the field of sports. For this, the IR cut filter is attached to a head mount of the eye tracking system, and the camera with an IR LED is located between the IR cut filter and eye. In this structure, external IR is blocked by the IR cut filter, and the IR intensity on the eye can be controlled by the IR LED. Therefore, the illumination condition of the camera to capture the eye can be stable without being affected by external IR illuminations. To verify the proposed idea, variation of the eye image and intensity of the IR with/without the IR cut filter is measured under various illumination conditions. The measured data show that the IR cut filter method can block external IR effectively, and complex pupil detection algorithms can be replaced by a simple binarized method.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.641-646
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• 2011

A low cost gait analysis system, which can measure stride length, walking speed, and ground reaction force, is proposed. A gait analysis system is used for medical evaluation of patients and rehabilitation assistance. Low cost cameras are attached to a shoe and movement of a shoe is estimated using infrared LED landmarks. Ground reaction force is measured from pressure sensors, which are installed inside a shoe. Through experiments, it is shown that the proposed system can be used to obtain stride length, walking speed, and ground reaction force.

• ETRI Journal
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• 제34권4호
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• pp.542-552
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• 2012

In this paper, a gaze estimation method is proposed for use with a large-sized display at a distance. Our research has the following four novelties: this is the first study on gaze-tracking for large-sized displays and large Z (viewing) distances; our gaze-tracking accuracy is not affected by head movements since the proposed method tracks the head by using a near infrared camera and an infrared light-emitting diode; the threshold for local binarization of the pupil area is adaptively determined by using a p-tile method based on circular edge detection irrespective of the eyelid or eyelash shadows; and accurate gaze position is calculated by using two support vector regressions without complicated calibrations for the camera, display, and user's eyes, in which the gaze positions and head movements are used as feature values. The root mean square error of gaze detection is calculated as $0.79^{\circ}$ for a 30-inch screen.

• 한국HCI학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.57-63
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• 2007

본 연구는 Tiled Display 기반의 협업 환경에서 인터랙션을 위한 적외선 포인터를 구현하는 목적으로 진행되었다. 적외선 발광 다이오드에서 나오는 빛을 인지하여 포인터의 궤적을 인식하는 기술과 이를 응용하여 여러 분야에 접목시키는 것에 주안점을 두었다. 기본적인 마우스 클릭 기능과 단순 포인팅 기능을 제공하는 기존의 포인터와는 달리 적외선 발광 다이오드가 탑재된 포인터를 조립, 이용하여 기존의 기능뿐만 아니라 컴퓨터와 사용자 간의 새로운 커뮤니케이션 수단을 제공하고 있다. 장점으로는 책상, 테이블과 같은 제한된 공간을 벗어나서 적외선 투과 필터가 장착된 카메라 하나만 설치할 수 있는 곳이면 구현이 가능하며 적외선을 이용하므로 가시광선의 영향을 적게 받아 효율적으로 영상 처리를 할 수 있다는 데에 있다. 그리고 적외선을 이용한 사용자의 모션을 추적, 인식하여 복합적이 여러 가지 기능을 실행할 수 있으며, 보다 더 사용자와 인터랙티브한 작업이 가능하다. 구현된 하드웨어와 소프트웨어 시스템은 프레젠테이션 및 게임 컨트롤 등에 사용되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1182-1187
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• 2004

본 논문에서는 실시간으로 눈과 눈썹주위의 특징을 추적하는 새로운 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안된 알고리즘은 적외선 LED와 적외선카메라로 밝은 동공 효과를 만들어 동공을 추적 한 후, 템플릿은 얼굴 특징을 매개변수화 하기 위해, 동공 좌표는 각각의 프레임에서 눈과 눈썹 영상을 추출하기 위하여 사용한다. 또한, 템플릿 변수는 표본 영상을 가지고 학습하는 과정에서 구성한 PCA기저를 이용하여 추출된 영상을 PCA 분석하여 구한다. 제안된 시스템은 초당 30 프레임의 영상에서 초기 설정 및 교정 작업 없이 머리 움직임이 많거나 폐색이 있는 경우에도 견실하게 동작하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권6호
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• pp.539-547
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• 2007

본 논문은 영상정보를 이용하여 사용자의 눈의 움직임을 통해 응시점을 추적하는 실시간 아이트랙커 시스템 개발에 대한 연구이다. 개발된 시스템은 광학기반의 동공추적 기법을 이용하여 사용자의 눈의 움직임을 추적한다. 광학기반의 방법은 사용자의 눈에 아무런 장애도 일으키지 않고 눈의 위치를 매우 정확하게 측정 할 수 있다는 장점을 가진다. 동공영상을 획득하기 위해 적외선 카메라를 사용하며, 획득한 영상으로부터 정확한 동공영역을 추출하기 위해 적외선 LED를 사용한다. 실시간 영상처리가 가능하게 하기위해 칼만필터를 적용한 동공추적 알고리즘을 개발하고 DSP(Digital Signal Processing) 시스템을 사용하여 동공영상을 획득한다. 실시간 아이트랙커 시스템을 통하여 실시간으로 사용자의 동공움직임을 추적하고 사용자가 바라보는 배경영상에 사용자의 응시점을 나타낸다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권4호
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• pp.834-848
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• 2013

To effectively use these functions many kinds of human-phone interface are used such as touch, voice, and gesture. However, the most important touch interface cannot be used in case of hand disabled person or busy both hands. Although eye tracking is a superb human-computer interface method, it has not been applied to smartphones because of the small screen size, the frequently changing geometric position between the user's face and phone screen, and the low resolution of the frontal cameras. In this paper, a new eye tracking method is proposed to act as a smartphone user interface. To maximize eye image resolution, a zoom lens and three infrared LEDs are adopted. Our proposed method has following novelties. Firstly, appropriate camera specification and image resolution are analyzed in order to smartphone based gaze tracking method. Secondly, facial movement is allowable in case of one eye region is included in image. Thirdly, the proposed method can be operated in case of both landscape and portrait screen modes. Fourthly, only two LED reflective positions are used in order to calculate gaze position on the basis of 2D geometric relation between reflective rectangle and screen. Fifthly, a prototype mock-up design module is made in order to confirm feasibility for applying to actual smart-phone. Experimental results showed that the gaze estimation error was about 31 pixels at a screen resolution of $480{\times}800$ and the average hit ratio of a $5{\times}4$ icon grid was 94.6%.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권3호
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• pp.1-12
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• 2011

대형 멀티터치스크린의 구현은 기존의 저항막, 정전용량, 초음파 방식으로는 기술 제약 및 비용 등의 문제로 구현에 어려움이 있어 주로 적외선을 이용하는 방식을 많이 사용한다. 적외선을 사용한 멀티터치스크린은 대형스크린을 구현하기 용이하지만 멀티터치에 기술적인 제한을 갖고 있는 경우가 많다. 이러한 단점을 보완하기 위해 적외선 카메라를 이용한 FTIR(Frustrated Total Internal Reflection), DI(Diffuse Illumination)방식들이 Microsoft의 차세대 유저인터페이스인 Surface를 통해 제안되었다. FTIR이나 DI 방식은 대형스크린의 구현이 쉽고 멀티터치의 개수에 제한을 받지 않는다. 하지만 FTIR은 터치 포인트의 검출은 쉬운 반면에 스크린의 크기와 재질, 적외선 LED 배열을 위한 모듈, 많은 소비전력 등의 단점을 가지고 있고 DI 방식은 구조상의 문제로 터치 검출이 어려운 반면 FTIR이 가지고 있는 단점을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 기존에 제안된 DI 방식의 터치 포인트 검출시의 문제점을 해결하기 위해 손가락 외곽선을 이용한 영상처리 알고리즘, 광학 렌즈 왜곡 현상을 효과적으로 보정하기 위한 알고리즘에 대해 연구하였다. 또한 멀티터치의 터치 정확도를 높이기 위한 Calibration 알고리즘과 정확한 제스처 및 정확한 이동을 위한 Tracking 기법을 고안하였다. 연구 결과 DI 방식을 위해 본 논문에서 제안한 영상처리 알고리즘들은 간단하면서 쉽게 대형 멀티터치스크린 구현을 위한 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.582-584
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• 2006

This paper describes a monocular PSD-based motion capture sensor to employ with commercial video game systems such as Microsoft's XBOX and Sony's Playstation II. The system compact, low-cost, and only requires a one-time calibration at the factory. The system includes a PSD(Position Sensitive Detector) and active infrared (IR) LED markers that are placed on the object to be tracked. The PSD sensor is placed in the focal plane of a wide-angle lens. The micro-controller calculates the 3D position of the markers using only the measured intensity and 2D position on the PSD. A series of experiments were performed to evaluate the performance of our prototype system. From the experimental results we see that the proposed system's compact size, low-cost, ease of installation, and high frame rates are suitable for high speed motion tracking in games.