• 전자공학회논문지
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• 제52권4호
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• pp.71-79
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• 2015

본 논문에서는 상호 정전용량 터치스크린의 single line sensing 방법에서의 단점을 해결하기 위한 성능향상 구조를 제안한다. 제안 구조는 Dual sensing 기법과 voltage shifting 기법을 도입하여 센싱 신호의 노이즈를 효과적으로 제거하고 터치 유무의 센싱 신호 차이를 증가시킨다. Dual sensing 기법은 구동신호의 양방향 엣지를 사용하여 integration 속도를 2배로 증가시켜 감지시간을 감소시킨다. Voltage shifting은 ADC의 입력신호 동작범위를 최대화하여 신호 대 노이즈비 (SNR)를 개선한다. 23" 대형 상용 터치스크린을 이용하여 simulation 및 측정한 결과로 제안된 센싱기법은 43dB의 SNR 성능을 가지며, 기존 방식 대비 2배의 스캔 속도를 제공하여 대형 터치스크린을 위한 적합한 기술임을 보인다. 제안된 센싱기법은 현재 매그나칩 CMOS 0.18um 공정으로 TSP 컨트롤러칩으로 구현되었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.219-228
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• 2012

본 논문에서는 키넥트의 3차원 영상정보를 이용하여 손가락 움직임을 검출하고 이 정보를 이용하여 종이건반 피아노를 구현하는 방법을 제안한다. 키넥트의 컬러영상과 깊이영상을 이용하여 먼저 건반 식별을 위해 필요한 건반 패턴 정보와 사용자의 종이건반 누름 여부를 판정하기 위한 건반깊이 정보를 검출한다. 배경의 깊이정보를 이용하여 입력된 깊이정보로부터 손 영역을 검출할 경우 종이건반과 접촉한 손가락 끝부분이 잘려나가는 문제를 해결하기 위해 스킨 컬러를 이용하여 정확도를 향상시켰다. 그리고 면적을 이용한 외곽선 검출과 convex hull 알고리즘을 이용하여 손가락 끝점을 검출하고 건반 패턴 정보와 비교하여 건반 누름을 판정하였다. 본 논문에서 제안하는 방법을 이용하여 종이건반 피아노 성능평가를 수행한 결과 높은 검출 정확도를 보였다. 구현된 종이건반 피아노 기능을 활용하여 피아노 연주 입력장치를 구현함으로써 PC기반 피아노 연주시스템 구현의 편리성을 보였으며 악기 초보자가 PC 기반 피아노 연주 학습에 사용자 인터페이스로 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.1-8
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• 2006

본 논문은 새로운 햅틱 API인 "K-$Touch^{TM}$"의 개발에 관한 것으로 역/촉감 상호작용이 가능하도록 설계된 소프트웨어 아키텍처이다. K-$Touch^{TM}$는 햅틱 세부 기술을 잘 알지 못해도 응용분야를 쉽게 제작할 수 있도록 구성되어 있으며, 햅틱 기술을 개발하는 개발자가 쉽게 개발 내용을 추가할 수 있도록 구성되어 있다. 그래픽 하드웨어 기반의 핵심 역감 알고리즘을 기반으로 개발된 K-$Touch^{TM}$ API는 가상 환경을 구성하는 다양한 데이터 형식(2D, 2.5D depth(height field), 3D polygon 및 볼륨 데이터)에 대한 햅틱 상호작용을 가능하게 하고, 새로운 햅틱 알고리즘 및 장치 개발에 필요한 소프트웨어 확장성을 제공함과 동시에 사용자가 쉽고 빠르게 햅틱 응용분야를 개발할 수 있도록 설계되었다. 아울러 햅틱 감각의 중요 요소인 역감 및 촉감 상호작용을 위해 기존의 햅틱 SDK 및 API와 달리 역/촉감을 동시에 렌더링할 수 있는 알고리즘이 개발되었다. 본 논문에서 제안하는 새로운 햅틱 API의 효용성을 검증하기 위해 다양한 응용분야의 예를 구현하였다. 새로운 햅틱 API인 K-Touch는 사용자 및 연구자에게 보다 효율적으로 햅틱 연구를 진행 할 수 있도록 도움을 주는 툴킷(Toolkit)으로써 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제3권11호
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• pp.503-510
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• 2014

전자통신 기술의 발달로 인해 선박 항해 장비들도 아날로그에서 디지털로 변경되어 통합 운용되고 있으며, 터치스크린 기반의 항해 인터페이스가 주목받고 연구 개발되고 있는 추세이다. 하지만, 항해 중에 파도와 같은 외부적인 환경요인으로부터 영향을 받기 때문에 잘못된 조작으로 인하여 위험한 해양사고가 발생할 수 있는 문제점을 갖고 있지만, 이를 고려한 체계적인 연구가 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 터치스크린 입력상의 외부 환경을 고려한 안정성을 검증하는 실험 모델을 제안한다. 또한 제안하는 실험 모델을 통하여 터치스크린 인터페이스에서 버튼의 크기와 입력 지연시간을 부여하는 것이 효과가 있는지 확인하는 모의실험을 하였다. 제안된 실험 모델을 통한 분석을 통하여, 선박 전체 시스템의 안정성을 증진시킬 수 있는 사용자 오류에 견고한 터치스크린 인터페이스 연구에 크게 기여할 수 있을 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.213-221
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• 2010

최근 문화콘텐츠 시장의 규모가 커짐에 따라 한국의 소리문화의 경쟁력을 갖추고 세계에 알릴 수 있는 독창적인 콘텐츠 개발이 요구되고 있다. 이러한 흐름에 따라 본 논문에서는 한국 전통음악인 사물놀이를 터치 인터페이스를 이용하여 연주하는 '사물놀이 협주 시스템'을 제안한다. 본 시스템은 터치기능을 지원하는 '콘트롤 디바이스'와 콘트롤 디바이스에서 입력한 터치 신호를 감지하여 연주음을 재생하는 '연주관리자', 다른 디바이스와 협주를 가능하게 하는 '통신 관리자', 협주시 시간 동기화 프로토콜을 활용하여 속도의 차이가 있는 통신환경에서도 연주의 순서를 유지할 수 있도록 하는 '동기화 관리자'로 구성 하여 설계하였다. 또한 사물놀이의 재미를 느낄 수 있도록 멀티터치를 활용한 조작방법을 고려했고, 여러 사람이 함께 연주할 수 있는 협주 기능을 구현하여, 사물놀이의 관심이 부족한 사람들에게 흥미를 끌어낼 수 있도록 하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.84-91
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• 2007

최근에 인간과 컴퓨터 상호작용을 위한 사용자 의도 및 행위 인식에 관한 비전 기반 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 테이블-탑 디스플레이 시스템은 터치 감지 기술의 발전, 협력적인 작업 추구에 발맞추어 다양한 응용으로 발전하였다. 이전의 테이블-탑 디스플레이는 오직 한 명의 사용자만을 지원하였으나 현재에는 멀티터치를 통한 멀티유저를 지원하게 되었다. 따라서 테이블-탑 디스플레이의 궁극적인 목적인 협력적인 작업과 네 가지 원소 (인간, 컴퓨터, 투영된 객체, 물리적 객체) 의 상호작용이 실현 가능하게 되었다. 일반적으로 테이블-탑 디스플레이 시스템은 다음의 네 가지 측면; 맨 손을 이용한 멀티 터치 상호작용, 동시적인 사용자 상호작용을 통한 협력적인 작업의 구현, 임의의 위치 터치를 이용한 정보 조작, 상호작용의 도구로서 물리적인 객체의 사용을 중심으로 설계되어 있다. 본 논문에서는 테이블-탑 디스플레이 시스템을 위한 최첨단의 멀티터치 센싱 기술을 시각기반 방법, 비-시각 기반 방법으로 분류하고 비판적인 견해에서 분석을 하였다. 또한 테이블-탑 디스플레이 관련 연구들을 시스템 구성방식에 따라 분류하고 그 장단점과 실제 사용되는 응용 분야에 대해 기술하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.279-283
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• 2012

본 논문에서는 모바일용 터치 스크린에서 손가락이 닿는 부분의 좌표를 계산하여 출력하는 저전력 고속 터치 제어 회로를 설계하고 구현하였다. 시스템 클럭은 10MHz이고, 채널 수는 21개, 대기 상태 전류는 $20{\mu}A$ 이고, 다이나믹 레인지는 140pF ~ 400pF 이며, 응답 시간은 0.1ms/frame이다. 저전력을 위한 전력 관리 회로와 보드, 습도, 온도에 따른 자동 임피이던스 보정 기능과 주변 키 및 패턴 간섭 억제 기능 및 직렬 인터페이스 I2C, SPI 기능을 구현하였다. 설계된 제어 회로의 성능은 FPGA와 $0.18{\mu}m$ CMOS 표준 공정을 이용하여 측정하였다. 구현된 제어회로는 모바일 폰이나 스마트 리모트 컨트롤로에 응용할 수 있도록, 다이아몬드 형태를 이용한 2 레이어 ITO용 모듈과 원가절감을 위한 단일 레이어 ITO 모듈에 사용 가능하도록 설계하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제15권3호
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• pp.381-386
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• 2014

멀티터치 기술은 IT 기술의 발전과 함께 다양한 형태의 인식기술로 자리매김하고 있는 기술 중에 하나이다. 컴퓨터와 인간이 상화작용을 하는데 있어 필요한 기술이면서 자연스러운 인터페이스를 설계하는데도 영향을 준다. 최대한 인간과 컴퓨터가 상호작용을 통해 직관적으로 다가갈 수 있게 됨으로써 많은 사용자들이 배우지 않아도 감각적으로 기능을 구현하고, 사용할 수 있다면 편리할 것이다. 본 논문에서는 스마트 테이블 환경의 인터페이스를 설계하는데 있어 기존의 투터치 기반이 아닌 실질적인 멀티터치를 통해 모든 손가락을 사용할 수 있도록 하는데 목적을 한다. 나날이 발전하는 유비쿼터스 환경을 통해 전자칠판, 전자책상 등 가구와 IT가 접목한 산업도 활발히 이뤄지고 있기 때문에 멀티터치 기반의 인터페이스 설계는 중요할 것으로 예측된다. 멀지 않은 미래에는 교육 환경에 새로운 방식으로 첨단화를 접목시킴으로써 회의를 하기 위한 스마트 테이블뿐만이 아닌 다양한 IoT 환경에서도 영향을 미칠 것으로 기대해 본다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.206-212
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• 2015

본 논문에서는 ITO 터치 패널 센서를 로봇의 피부로 이용하여 로봇 팔을 제어하는 물리적 인간-로봇 상호작용 방법을 제안한다. 사람과 로봇간의 물리적 상호작용을 구현하기 위해서는 힘/토크 센서를 사용하는 방법과 작은 소자 타입의 센서를 배치하여 만든 촉각 센서를 사용하는 방법이 연구되고 있다. 하지만, 이러한 센서들은 가격적인 측면이나 성능적인 측면에서 장단점이 존재하며, 본 연구에서는 터치 패널을 로봇의 피부로 사용하여 물리적 상호작용을 하는 방법을 제안하고 전체적인 시스템을 구축하여 실험을 통해 힘/토크 센서의 정확성과 소자 타입 센서의 경제성을 보이고자 한다. 실험은 터치 패널에서 기준점을 잡아 제스처를 생성하여 로봇 팔을 제어하는 방법과 엔드이펙터에 장착하여 로봇 팔을 제어하는 방법에 대해 진행하였다. 이러한 실험을 통해 터치 패널을 이용한 교시 제어의 가능성도 확인하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제11권4호
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• pp.529-536
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• 2010

최근 국내외 모바일 시장에서 스마트 디바이스에 대한 관심과 수요가 급격히 증가하고 있다. 피쳐폰과는 달리 전면에 터치스크린을 장착한 스마트 디바이스는 직관적이고 조작이 쉬운 인터페이스를 제공하고 사용자와 기기 간의 원활한 상호작용을 가능하게 한다. 하지만 전망 높은 시장에 비해 터치스크린 기반 스마트 디바이스에서 사용자 인터페이스에 대한 실증적 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 선행 연구 결과를 토대로 사용자 중심의 터치 인터페이스 개념모델을 제안하고자 한다. 최근에 출시된 스마트 디바이스 3종을 대상으로 전문가 심층면접과 사용자 관찰 결과, 스마트 디바이스에서 사용자의 인지적 행동 요소를 정의하고, 행동 요소에 알맞은 터치 인터페이스방식을 도출하여 사용자의 인지적 행동에 대한 개념모델을 제안할 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 향후 출시될 터치스크린 기반 스마트 디바이스에서 사용자 경험을 최대화시킬 수 있는 터치 인터페이스 구현에 좋은 디자인 지침이 될 것으로 기대한다.