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실루엣 영상을 이용한 3차원 형상 모델간의 유사도 측정
김정식(Jeongsik Kim),최수미(Soomi Choi) 한국정보과학회 2003 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.30 No.1B
3차원 형상 모델의 비교 연구는 의학, 분자 생물학, 컴퓨터 그래픽스 등의 분야에서 다루게 되는 기본적인 문제들 중의 하나이다. 본 논문에서는 3차원 형상 모델간의 유사성을 측정하기 위한 방법을 제안한다. 본 시스템은 삼각형 메쉬 모델을 유사성 평가에 사용한다. 유사성 비교를 위해 실루엣 영상을 이용하고, 유사 정도의 계산을 위한 측도(metric)로는 부피(Volume), 곡률(Curvature), 직선거리 (Euclidean Distance)를 사용한다. 또한 다양한 방식에 의해 획득된 형상 모델의 비교를 위하여 먼저 포즈 정규화(Pose Normalization)를 한 후 유사성 평가 작업을 수행한다. 본 논문에서 제시한 3차원 형상 비교 시스템은 형상 비교대상들에 대한 전체 변형 및 부분 변형, 그리고 회전 등에 강인함을 보였다.
3차원 메이크업 시뮬레이션을 위한 자동화된 마스크 생성
김현중(Hyeonjoong Kim),김정식(Jeongsik Kim),최수미(Soomi Choi) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2
본 논문에서는 햅틱 인터랙션 기반의 3차원 가상 얼굴 메이크업 시뮬레이션에서 메이크업 대상에 대한 정교한 페인팅을 적용하기 위한 자동화된 마스크 생성 방법을 개발한다. 본 연구에서는 메이크업 시뮬레이션 이전의 전처리 과정에서 마스크를 생성한다. 우선, 3차원 스캐너 장치로부터 사용자의 얼굴 텍스쳐 이미지와 3차원 기하 표면 모델을 획득한다. 획득된 얼굴 텍스쳐 이미지로부터 AdaBoost 알고리즘, Canny 경계선 검출 방법과 색 모델 변환 방법 등의 영상처리 알고리즘들을 적용하여 마스크 대상이 되는 주요 특징 영역(눈, 입술)들을 결정하고, 얼굴 이미지로부터 2차원 마스크 영역을 결정한다. 이렇게 생성된 마스크 영역 이미지는 3차원 표면 기하 모델에 투영되어 최종적인 3차원 특징 영역의 마스크를 레이블링하는데 사용된다. 이러한 전처리 과정을 통하여 결정된 마스크는 햅틱 장치와 스테레오 디스플레이기반의 가상 인터페이스를 통해서 자연스러운 메이크업 시뮬레이션을 수행하는데 사용된다 . 본 연구에서 개발한 방법은 사용자에게 전처리 과정에서의 어떠한 개입 없이 자동적으로 메이크업 대상이 되는 마스크 영역을 결정하여 정교하고 손쉬운 메이크업 페인팅 인터페이스를 제공한다.
김정식(Jeongsik Kim),김현중(Hyunjoong Kim),최수미(Soomi Choi) 한국정보과학회 2006 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.33 No.2A
본 논문에서는 햅틱 피드백과 스테레오 비쥬얼 큐를 혼합한 다중 감각 기반의 지능형 3차원 형상 분석방법을 소개한다. 지능형 형상 분석 방법은 3차원 모델의 구조에 대한 보다 상세한 정보를 제공한다. 특히 의료 분야에 사용될 경우 전문가의 개입을 최소화하여 질병 진단 및 치료 등에 사용될 수 있다. 본 연구에서는, MRI나 CT 영상으로부터 생성된 3차원 매개변수형 모델을 이용하여 유사 모델 집단을 대표하는 통계 형상을 구축한 후, SVM (Support Vector Machine) 학습 알고리즘을 이용하여 두 집단간 형상 차이를 분석한다. 3차원 형상에 대한 신속한 시각적 이해와 직관적 조작감은 물체 표면의 형상 변화를 분석하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 물체 조작 및 관찰 등의 작업을 수행할 때, 햅틱 피드백과 스테레오 비쥬얼 큐를 혼합한 인터랙션 기법을 사용하여 공간감과 깊이감을 향상시켜 형상 분석 결과를 효과적으로 분석한다. 본 연구에서는 해마, 관상 동맥, 뇌와 같은 인체 장기를 실험 데이터로 사용하여 제안한 SVM 기반의 분석 방법과 인터랙션 환경의 성능을 평가한다. 본 연구에서 구현한 SVM 기반 이진 분류기는 두 집단간 형상 차이를 효과적으로 분석하며, 또한 다중 감각 인터랙션은 사용자가 분석결과를 관찰하고 카메라 및 형상을 효율적으로 조작하는 데 도움을 준다.
이재진(Jaejin Lee),김정식(Jeongsik Kim),최수미(Soomi Choi) 한국정보과학회 2005 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.32 No.2
3차원 관상동맥처럼 위상 구조가 중요한 객체의 형상을 분석하기 위해서는 혈관의 분기점, 극단점, 혈관의 계층적 구조 관계 등의 정보를 함축적으로 표현할 수 있는 골격 추출이 매우 중요하다. 본 논문에서는 3차원 CT 혈관조영술(3D CT Angiography)로 촬영된 영상으로부터 관상동맥의 3차원 골격을 추출하는 방법을 개발하였다. 먼저, CT 혈관조영술부터 획득한 슬라이스 이미지로부터 3차원 조작 및 수술 시뮬레이션 등을 위하여 혈관의 3차원 표면에 대한 메쉬 모델을 생성한다. 생성된 메쉬 모델이 임의로 변형된 후에도 자동으로 골격을 쉽게 추출할 수 있도록 메쉬 모델을 복셀화하는 단계를 거친다. 이렇게 얻어진 복셀모델로부터 유클리디언 거리 맵을 구성하여 discrete medial surface (DMS)을 생성하고 최종적으로 골격을 추출하게 된다. 이렇게 추출된 3차원 골격은 관상동맥 수술 시뮬레이션 등에서 다양한 형상 분석에 유용하게 사용될 수 있다.
윤여진(Yeojin Yoon),류한솔(Hansol Ryu),박찬용(Chanyong Park),박수준(Soojun Park),최수미(Soomi Choi) 한국HCI학회 2007 한국HCI학회 논문지 Vol.2 No.2
유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서는 사용자의 위치에 따라 반응하는 디스플레이의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 앰비언트 디스플레이에 묵시적인 인터랙션을 기반으로 사진을 내비게이션 하는 방법을 제안한다. 제안하는 앰비언트 디스플레이는 RFID를 이용하여 사용자의 신원을 파악하고, 초음파 센서를 이용하여 디스플레이와 사용자 간의 거리를 측정할 수 있다. 사용자가 디스플레이로부터 멀리 떨어져 있을 때에 디스플레이는 디지털 사진 액자처럼 작동하며 사용자의 주의를 필요 이상으로 끌지 않는다. 그러나 사용자가 디스플레이와 인터랙션이 가능한 영역에 진입하면 사용자와 관련된 사진을 디스플레이에 보여주면서, TIP(tour into the picture) 방법을 이용하여 사진속 3차원 공간을 내비게이션 할 수 있도록 하였다. 이밖에도 터치스크린을 이용하여 근거리 인터랙션이 가능하고, 공중 마우스를 이용하여 원거리에서 메뉴를 조작할 수 있다. 또한 응급 상황 발생 시, 디스플레이 프레임에 부착된 LED를 깜빡거림으로써 위급 상황 정보를 사용자에게 알려줄 수 있다. In ubiquitous computing, there is increasing demand for ubiquitous displays that react to a user’s actions. We propose a method of navigating pictures on an ambient display using implicit interactions. The ambient display can identify the user and measure how far away they are using an RFID reader and ultrasonic sensors. When the user is a long way from the display, it acts as a digital picture and does not attract attention. When the user comes within an appropriate range for interaction, the display shows pictures that are related to the user and provides quasi-3D navigation using the TIP(tour into the picture) method. In addition, menus can be manipulated directly on a touch-screen or remotely using an air mouse. In an emergency, LEDs around the display flash to alert the user.