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.
본 논문에서는 크로스아이 재머의 위상차와 진폭비 및 조우각을 제어하여 모노펄스 레이다의 추적 거리오차를 분석하였다. 크로스아이 재밍은 모노펄스 레이다의 중요한 재밍 방법으로 레이다 수신안테나의 입력에 변위를 유발하여 레이다의 추적 각도를 오도시킨다. 모노펄스 레이다와 재머 사이의 조우각을 변화시키면서 레이다의 추적 거리오차를 분석한 결과 조우각이 0°이고 위상차가 180° 일 때 최대 거리오차가 발생하며 조우각이 45°~135°가 되면 거리오차가 최대 거리오차의 70% 이하로 감소하는 것을 확인하였다. 재머의 효율을 높이기 위해서는 회전 재머나 다수 채널 재머에 대한 연구가 필요하며, 본 연구는 항공기 및 함정의 크로스아이 재머 설계에 유용하게 활용될 것으로 판단된다.
본 논문에서는 얼굴의 다중 특징을 이용하여 마우스의 다양한 동작을 효율적으로 구현할 수 있는 복지형 인터페이스를 제안한다. 제안된 시스템은 5개의 모듈로 구성 된다 : 얼굴의 검출(Face detection), 눈의 검출(eye detection), 입의 검출(mouth detection), 얼굴특징 추적(lariat feature tracking), 마우스의 제어(mouse control). 첫 단계에서는 피부색 모델과 연결 성분 분석을 이용하여 얼굴 영역을 검출한다. 그 후 얼굴영역으로부터 정확히 눈을 검출하기 위하여 신경망 기반의 텍스처 분류기를 사용하여 얼굴 영역에서 눈 영역과 비 눈 영역을 구분한다. 일단 눈 영역이 검출되면 눈의 위치에 기반 하여 에지 검출기(edge detector)를 이용하여 입 영역을 찾는다. 눈 영역과 입 영역을 찾으면 각각 mean shift 알고리즘과 template matching을 사용하여 정확하게 추적되고, 그 결과에 기반 하여 마우스의 움직임 또는 클릭의 기능이 수행된다. 제안된 시스템의 효율성을 검증하기 위하여 제안된 인터페이스 시스템을 다양한 응용분야에 적용 하였다. 장애인과 비장애인으로 나누어 제안된 시스템을 실험한 결과 모두에게 실시간으로 보다 편리하고 친숙한 인터페이스로 활용 될 수 있다는 것이 증명 되었다.
본 논문에서는 지면반사를 이용한 크로스아이 재밍에 의해서 발생되는 모노펄스 레이다의 추적오차를 분석한다. 크로스아이 재밍은 위상과 진폭이 다른 두 신호를 동시에 레이다로 송신하여 레이다 추적 시스템에 오차를 발생시키는 방법이다. 모노펄스 레이다가 지형 바운스에 의해서 발생되는 크로스 아이 재밍신호를 수신하면 고각 방향으로 추적오차가 발생 한다. 다중반사가 존재하는 저고도 환경에서 추적 레이다 수신기에서는 재머에서 송신된 신호가 직접 경로와 반사 경로 두 신호가 도달하여 그 경로 차에 의해 오차가 발생한다. 지형 바운스 재밍은 단일 재머를 이용하여 할 수 있는 장점이 있으나 재밍에 영향을 미치는 공간은 지형 반사각과 지형의 산란 정도에 의해서 제한된다. 본 연구는 해상에서 저고도로 날아오는 미사일이나 항공기로부터 함정을 보호하기 위해서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문에서는 얼굴 특징을 추출하는 새로운 능동적 방식을 제안하고자 한다. 운전자의 피로 상태를 검출하기 위한 얼굴 표정 인식을 위해 얼굴 특징을 추적하고자 하였다. 그러나 대다수의 얼굴 특징 추적 방법은 다양한 조명 조건과 얼굴 움직임, 회전등으로 얼굴의 특징점이 검출하지 못하는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 얼굴 특징을 추출하는 새로운 능동적 방식을 제안하고자 한다. 제안된 방법은 우선, 능동적 적외선 감지기를 사용하여 다양한 조명 조건하에서 동공을 검출하고, 검출된 동공은 얼굴 움직임을 예측하는데 사용되어진다. 얼굴 움직임에 따라 특징이 국부적으로 부드럽게 변화한다고 할 때, 칼만 필터로 얼굴 특징을 추적할 수 있다. 제한된 동공 위치와 칼만 필터를 동시에 사용함으로 각각의 특징 지점을 정확하게 예상할 수 있었고, Gabor 공간에서 예측 지점에 인접한 지점을 특징으로 추적할 수 있다. 패턴은 검출된 특징에서 공간적 연관성에서 추출한 특징들로 구성된다. 실험을 통하여 다양한 조명과 얼굴 방향, 표정 하에서 제안된 능동적 방법의 얼굴 추적의 실효성을 입증하였다.
Ha, Jun Su;Byon, Young-Ji;Baek, Joonsang;Seong, Poong Hyun
Nuclear Engineering and Technology
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제48권1호
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pp.129-143
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2016
Sometimes, we need or try to figure out somebody's thoughts from his or her behaviors such as eye movement, facial expression, gestures, and motions. In safety-critical and complex systems such as nuclear power plants, the inference of operators' thoughts (understanding or diagnosis of a current situation) might provide a lot of opportunities for useful applications, such as development of an improved operator training program, a new type of operator support system, and human performance measures for human factor validation. In this experimental study, a novel method for inference of an operator's thoughts from his or her eye movement data is proposed and evaluated with a nuclear power plant simulator. In the experiments, about 80% of operators' thoughts can be inferred correctly using the proposed method.
본 논문에서는 다양한 조명하에서 실시간으로 눈을 검출하고 추적하는 새로운 방법을 제안하고자한다. 기존의 능동적 적외선을 이응한 눈 검출 및 추적 방법은 외부의 조명에 매우 민감하게 반응하는 문제점을 가지고 있으므로, 본 논문에서는 적외선 조명을 이용한 밝은 동공 효과와 전형적인 외형을 기반으로 한 사물 인식 기술을 결합하여 외부 조명의 간섭으로 밝은 동공 효과가 나타나지 않는 경우에도 견실하게 눈을 검출하고 추적 할 수 있는 방법을 제안한다. 눈 검출과 추적을 위해 SVM과 평균이동 추적방법을 사용하였고, 적외선 조명과 카메라를 포함한 영상 획득 장치를 구성하여 제안된 방법이 효율적으로 다양한 조명하에서 눈 검출과 추적을 할 수 있음을 보여 주었다.
Conspicuous consumption is often investigated in Korea and consumers purchase a product to publicly display economic power or social status. The existing studies argue that brand loyalty and luxury brand preferences escalate conspicuous consumption, and it is important to identify different visual perception to understand irrational consumers' behavior. Car emblem as brands' visual identity represents the brand's image, mission and message. Irrational consumers thus are expected have different visual perception to the emblem or logo. To understand the impact of irrational consumer behavior on visual perception, this study explored how brand loyalty and luxury brand preferences impact on the visual perception of car emblems between Korean domestic brand and imported brand. This study used eye tracking technology to measure the respondents' attention on an emblem of the cars. Eye tracking tools analyze fixations and measure the attention on a specific area of interests (AOI). This study explored the maintaining time and frequency on AOI, as well as explored the size of pupil to identify the respondents' attention on the AOI. In this experiment, the logos of domestic cars (i.e., Hyundai and Kia) and foreign cars (i.e., Mercedes-Benz and BMW) were swapped to see how irrational consumer behavior impact on visual perception of car emblem.
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.
In this paper, we propose a fast and practical head pose estimation scheme fur eye-head controlled human computer interface with non-constrained background. The method we propose uses complete graph matching from thresholded images and the two blocks showing the greatest similarity are selected as eyes, we also locate mouth and nostrils in turn using the eye location information and size information. The average computing time of the image(360*240) is within 0.2(sec) and we employ template matching method using angles between facial features for head pose estimation. It has been tested on several sequential facial images with different illuminating conditions and varied head poses, It returned quite a satisfactory performance in both speed and accuracy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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