배경영상 기반 다자유도 포인팅 디바이스의 설계

장석윤(Sukyoon Jang),고재원(Jaewon Kho) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.45 No.6

대화형 멀티미디어 기기들이 급속하게 보급되면서 리모컨이나 컴퓨터 마우스와 같은 기존의 사용자 인터페이스 방식으로는 제약이 많아 사용이 불편한 경우가 많은데, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 비전기반의 포인팅 디바이스를 소개한다. 포인팅 디바이스에 카메라를 장착하여 카메라에 입력되는 배경 동영상을 분석하면 카메라의 움직임을 추정할 수 있는데 이를 근거로 커서를 움직이는 방법을 이용한다. 동작이 실시간으로 이루어 질 수 있도록 288×208 화소의 저해상도의 카메라를 이용하고 여기에 입력된 스크린의 모서리 영상을 찾아 국부적으로 옵티컬 플로우(Optical flow) 방법으로 트래킹하고 스크린의 크기를 계산하면 스크린과 디바이스간 거리와 디바이스의 움직임 경로를 알아낼 수 있다. 이러한 방법으로 만들어진 포인팅 디바이스는 기존의 비전기반 다자유도 입력장치들에 비하여 어두운 환경에서 유리하고 구현이 간단하며 기존의 마우스와 같이한 손에 쥐고 사용방법을 학습하지 않고도 직관적으로 사용가능한 장점을 갖는다. As interactive multimedia have come into wide use, user interfaces such as remote controllers or classical computer mice have several limitations that cause inconvenience. We propose a vision-based pointing device to resolve this problem. We analyzed the moving image from the camera which is embedded in the pointing device and estimate the movement of the device. The pose of the cursor can be determined from this result. To process in the real time, we used the low resolution of 288×208 pixel camera and corner points of the screen were tracked using local optical flow method. The distance from the screen and the device was calculated from the size of screen in the image. The proposed device has simple configurations, low cost, easy use, and intuitive handheld operation like traditional mice. Moreover it shows reliable performance even in the dark condition.

국소적 위상기반 어파인 모델을 이용한 강인한 카메라 움직임 추정

장석윤(Sukyoon Jang),윤창용(Changyong Yoon),박민용(Mignon Park) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.46 No.1

동영상에서 시공간상 일정한 위상을 갖는 윤곽선을 정합시켜 물리적 공간에서의 동일한 위치를 추적하는 방법은 명암이 일정한 윤곽선을 정합시키거나 일정한 명암을 전제로 추적하는 방법에 비해 정확성이 높고 조명조건에 대해 안정된 특성이 있다. 본 논문에서는 이러한 성질을 이용하여 조명변화와 노이즈에 강인하게 카메라의 움직임을 추정하는 기법을 소개한다. 우선, 가버 필터뱅크를 사용하여 공간적으로 여과된 연속영상으로부터 계산된 위상의 크기를 기반으로 필터의 방향과 수직인 곳의 광류를 구한 후, 최소제곱법을 적용하여 어파인 모델에 상응하는 카메라의 움직임 파라미터를 구한다. 실험을 통하여 이러한 방법은 조명조건의 변화를 야기하는 디스플레이 기기를 피사체로 하여 카메라의 위치변화를 추정하는 방식의 영상기반 포인팅 디바이스에도 적용될 수 있음을 보인다. Techniques for tracking the same region of physical space with the temporal sequences of images by matching the contours of constant phase show robust and stable performance in relative to the tracking techniques using or assuming the constant intensity. Using this property, we describe an algorithm for obtaining the robust motion parameters caused by the global camera motion. First, we obtain the optical flow based on the phase of spacially filtered sequential images on the region in a direction orthogonal to orientation of each component of gabor filter bank. And then, we apply the least squares method to the optical flow to determine the affine motion parameters. We demonstrate that proposed method can be applied to the vision based pointing device which estimate its motion using the image including the display device which cause lighting condition varieties and noise.

수직면과 아다부스트를 사용한 실시간 교통 표지판 검출

윤창용(Changyong Yoon),장석윤(Sukyoon Jang),박민용(Mignon Park) 大韓電子工學會 2009 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.46 No.5

본 논문은 움직이는 차 안에서 교통 표지판을 실시간으로 검출하는 영상 기반 시스템을 기술한다. 제안된 시스템은 표지판 검출을 실시간으로 수행하기 위하여 아다부스트 알고리즘을 기본 구조로 가지고 있고, 대부분의 교통 표지판이 지표면으로부터 수직으로 세워져 있는 점에 착안하여 수직면 값을 후보군 검출 과정에서 사용하였다. 기존의 아다부스트 알고리즘은 실시간 검출을 위하여 유용하지만, 특징으로써 누적 영상들만을 사용하므로 복잡한 도로 환경에서는 검출율이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기 위하여 후보군 검출을 위한 특징으로써 수직면 값을 이용함으로써 검출 후보군의 신뢰도를 높이고, 또한 특징 원형의 종류가 추가된 누적 영상들을 사용함으로써 표지판 검출 성능을 향상시킨다. 실험 결과에서는 본 논문에서 제안된 방법이 실제 도로 환경에서 기존의 아다부스트 방법보다 검출율이 향상되었음을 보인다. This paper describes a vision-based and real-time system for detecting road signs from within a moving vehicle. The proposed system has the standard architecture with adaboost algorithm to detect road signs in real time. And it uses the value of vertical plane in the process of extracting candidate areas in view of fact that there are vertically most of signs on roads. Although being useful for detecting objects in real time, the conventional adaboost algorithm deteriorates the performance of detection rate in complex circumstance by reason of using only integral images as features. To overcome this problem, this paper proposes the method that improves the reliability of candidates as using the value of vertical plane for extracting candidate area and improves the performance of the detection rate as using integral images to which we add the kind of feature prototype. The experiments of this paper show that the detection rate of the proposed method has higher than that of the conventional adaboost algorithm under the real complex circumstance of roads.

온도센서를 이용한 퍼지 Look-Up Table 기반의 냉각장치 제어

이상윤(Sang-Yun Lee),장석윤(Sukyoon Jang),박민용(Mignon Park),윤창용(Changyong Yoon) 한국지능시스템학회 2014 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.24 No.2

응축수를 활용한 열전 냉각장치의 회로 모델링 및 시뮬레이션

이상윤(Sang-Yun Lee),장석윤(Sukyoon Jang),박민용(Mignon Park),윤창용(Changyong Yoon) 한국지능시스템학회 2015 한국지능시스템학회논문지 Vol.25 No.2

본 논문에서는 응축수를 활용하는 새로운 열전 냉각장치를 소개하고 이 냉각장치에 대한 전기적 등가회로 모델을 제안한다. 소개된 냉각장치는 수집된 응축수를 히트싱크로 분무함으로써 응축수를 처리함과 동시에 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 기존의 열전 냉각장치에 대한 회로 모델과 열전소자-응축수 간의 열교환 방정식을 결합함으로써 소개된 냉각장치의 전기적 등가회로 모델을 유도한다. 유도된 모델의 파라미터는 별도의 실험을 통한 데이터 측정 없이 열전소자의 데이터시트 정보만으로 결정되기 때문에 소개된 냉각장치의 제어기를 설계하는 단계에서 해당 모델이 유용하게 사용될 수 있다. 제안된 모델의 타당성을 모의실험을 통해 확인하고 기존의 열전 냉각장치와 성능을 비교함으로써 응축수를 활용한 열전 냉각장치의 우수성 또한 검증한다. In this paper, a novel thermoelectric cooling system utilizing condensed water is introduced and its electrical equivalent circuit model is proposed. The introduced system can deals with the condensed water and improves efficiency by spraying the condensed water on heat sink. The electrical equivalent circuit model is derived by combining the circuit model of the classical thermoelectric cooling system with equation of heat exchange. Because the parameters of the model can be defined from not other experimental data but just the data sheet of the thermoelement, the model can be useful to design and develop the controller of the proposed system. We verify that the proposed model is valid and the introduced system is more efficient than the previous thermoelectric cooling system through simulations.

승강기용 냉각장치의 에너지 절감을 위한 사람 검출과 퍼지 온도 제어 시스템

음혁민(Hyukmin Eum),장석윤(Sukyoon Jang),이희진(Heejin Lee),박민용(Mignon Park),윤창용(Changyong Yoon) 한국지능시스템학회 2015 한국지능시스템학회논문지 Vol.25 No.2

본 논문에서는 승강기용 냉각장치의 에너지 절감을 위한 사람 검출과 퍼지 온도 제어 시스템을 제안한다. 기존의 냉매를 사용하는 냉각장치의 문제점들을 개선하기 위해 사람 검출과 퍼지 온도 제어 시스템으로 열전냉각장치를 구동시켜 에너지 절감을 하고 자동적으로 효율적인 온도 관리를 한다. 제안된 시스템은 사람 검출을 통해 승강기 탑승 인원수를 확인하고 나서 퍼지 시스템에서 탑승 인원수와 계절 평균 기온을 기반으로 온도 제어를 한다. 사람 검출 방법은 승강기에서 조감도 카메라를 기반으로 사람의 머리 부분을 특징으로 사용하여 탑승 인원수를 검지한다. 퍼지 시스템은 look-up table 방법으로서 검지된 인원수와 기온을 고려하여 승강기의 내부 온도를 결정한다. 제안된 시스템은 사람 검출과 온도 제어를 통해 냉각장치의 에너지를 절감시킨다. 실험을 통해 에너지 절감을 확인하고 제안된 시스템의 성능을 검증한다. In this paper, we propose human detection and fuzzy temperature control system for energy reduction of cooling device in elevator. In order to improve problems of existing cooling device using the refrigerant, energy reduction and efficient management are continuously achieved because of operation of thermoelectric cooling device using the human detection and fuzzy temperature control system. The proposed system confirms the number of passengers in elevator and temperature is then controlled by those numbers and an average temperature for the season in fuzzy system. The human detection method scans the number of passengers using a head part as a feature based on bird"s-eye view camera in elevator. The fuzzy system determines elevator internal temperature considering atmospheric temperature and the scanned passenger numbers as a look-up table. The proposed system reduces energy of the cooling device through the human detection and temperature control. In experiment, energy reduction is confirmed and the performance of the proposed system is verified.

승강기용 열전냉각장치의 에너지 절감과 산업 응용을 위한 비전 시스템 개발

음혁민(Hyukmin Eum),장석윤(Sukyoon Jang),이희진(Heejin Lee),박민용(Mignon Park),윤창용(Changyong Yoon) 대한전자공학회 2015 대한전자공학회 학술대회 Vol.2015 No.6

In this paper, we propose vision system for industrial applications and energy reduction through operation of thermoelectric cooling system in elevator. Proposed system improves problems of existing cooling system based on the refrigerant, and reduces or saves energy by operation control. For use as industrial applications, the system is operated by a mini PC and vision algorithm consists of door opening check, human detection, passenger verification and hypothesis region estimation. The human detection is performed by using HOG and SVM. The number of passengers is verified by center points of the detected regions. In addition, the system is available in industrial, because it has the advantage of small size and low power. Experimental results verify the performance and confirm the energy reduction.

응축수를 활용한 열전 냉각장치의 퍼지 제어기 설계

이상윤(Sang-Yun Lee),음혁민(Hyukmin Eum),장석윤(Sukyoon Jang),박민용(Mignon Park),윤창용(Changyong Yoon) 한국지능시스템학회 2015 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.25 No.1