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가상 터치스크린 시스템을 위한 TOF 카메라 기반 3차원 손 끝 추정
이칠우,김민욱,안양근,정광모 한국정보처리학회 2010 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.17 No.4
TOF technique is one of the skills that can obtain the object's 3D depth information. But depth image has low resolution and fingertip occupy very small region, so, it is difficult to find the precise fingertip's 3D information by only using depth image from TOF camera. In this paper, we estimate fingertip's 3D location using Arm Model and reliable hand's 3D location information that is modified by hexahedron as hand model. Using proposed method we can obtain more precise fingertip's 3D information than using only depth image. Keywords:Virtual Touch Screen, TOF, Fingertip Tracking, Hand Modeling, Image Processing TOF(Time of Flight) 기술은 물체의 3차원 깊이 정보 추출을 가능케 하는 기술 중의 하나이다. 하지만, TOF의 카메라의 출력인 깊이 영상을 이용한 물체의 3차원 위치 추출은 몸이나 손 등 크기가 큰 물체의 경우에는 비교적 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있는데 비하여 크기가 작은 손 끝의 경우에는 신뢰할 수 있는 값을 얻기 힘들다. 본 논문에서는 TOF 카메라에서 육면체 손 모델을 이용하여 수정된 손의 영상에서의 위치 정보와 팔 모델을 이용하여 손 끝의 3차원 좌표를 추정한다. 제안된 방법으로 실험을 한 결과 TOF 카메라의 깊이 영상만을 사용하여 인식한 손 끝의 3차원 위치정보와 비교하여 훨씬 더 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
가상객체와의 자연스러운 상호작용 지원을 위한 Fingertip 터치기반 증강현실 인터페이스
서동우(Dong Woo Seo),이재열(Jae Yeol Lee),이상민(Sang Min Lee) (사)한국CDE학회 2013 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.1
In the environment of augmented reality (AR), there have been several previous works dealing with user interfaces for interacting with virtual objects aimed at improving immersive feeling and natural interaction. This paper presents a method for natural and intuitive interactions through the direct fingertip touchable AR interface. It combines markerless augmented reality with a depth camera to effectively and correctly detect direct hand touches in the AR space. The point cloud generated by KinectTM is analyzed to simplify the recognition of direct hand touches, and its result is used for supporting touchable AR interactions. We will show several implementation results.
소형 마커를 이용한 손가락 터치 기반 감각형 증강현실 상호작용 방안
정호균(Ho-Kyun Jung),박형준(Hyungjun Park) (사)한국CDE학회 2013 한국CDE학회 논문집 Vol.18 No.5
Various interaction techniques have been studied for providing the feeling of touch and improve immersion in augmented reality (AR) environments. Tangible AR interaction exploiting two types (product-type and pointer-type) of simple objects has earned great interest for cost-effective design evaluation of digital handheld products. When the sizes of markers attached to the objects are kept big to obtain better marker recognition, the pointer-type object frequently and significantly occludes the product-type object, which deteriorates natural visualization and level of immersion in an AR environment. In this paper, in order to overcome such problems, we propose tangible AR interaction using fingertip touch combined with small-sized markers. The proposed approach facilitates the use of convex polygons to recover the boundaries of AR markers which are partially occluded. It also properly enlarges the pattern area of each AR marker to reduce the sizes of AR markers without sacrificing the quality of marker detection. We empirically verified the quality of the proposed approach, and applied it in the process of design evaluation of digital products. From experimental results, we found that the approach is comparably accurate enough to be applied to the design evaluation process and tangible enough to provide a pseudo feeling of manipulating virtual products with human hands.
Note on Tangible AR Interaction based on Fingertip Touch using Small-sized Markers
Hyungjun Park,Ho-Kyun Jung,Sang-Jin Park (사)한국CDE학회 2013 한국CAD/CAM학회 국제학술발표 논문집 Vol.2010 No.8
Although big-sized markers are good for accurate marker recognition and tracking, they are easily occluded by other objects and deteriorate natural visualization and level of immersion during user interaction in AR environments. In this paper, we propose an approach to exploiting the use of rectangular markers to support tangible AR interaction based on fingertip touch using small-sized markers. It basically adjusts the length, width, and interior area of rectangular markers to make them more suitably fit to longish objects like fingers. It also utilizes convex polygons to resolve the partial occlusion of a marker and properly enlarges the pattern area of a marker while adjusting its size without deteriorating the quality of marker detection. We obtained encouraging results from users that the approach is accurate and tangible enough to support a pseudo feeling of touching virtual products with human hands or fingertips during design evaluation of digital handheld products.
Tangible AR interaction based on fingertip touch using small-sized non-square markers
Park, Hyungjun,Jung, Ho-Kyun,Park, Sang-Jin Society for Computational Design and Engineering 2014 Journal of computational design and engineering Vol.1 No.4
Although big-sized markers are good for accurate marker recognition and tracking, they are easily occluded by other objects and deteriorate natural visualization and level of immersion during user interaction in AR environments. In this paper, we propose an approach to exploiting the use of rectangular markers to support tangible AR interaction based on fingertip touch using small-sized markers. It basically adjusts the length, width, and interior area of rectangular markers to make them more suitably fit to longish objects like fingers. It also utilizes convex polygons to resolve the partial occlusion of a marker and properly enlarges the pattern area of a marker while adjusting its size without deteriorating the quality of marker detection. We obtained encouraging results from users that the approach can provide better natural visualization and higher level of immersion, and be accurate and tangible enough to support a pseudo feeling of touching virtual products with human hands or fingertips during design evaluation of digital handheld products.
손 영역 내 원형 추적 기반 손가락 터치를 이용한 감각형 AR 상호작용 방안
박상진(Sang-Jin Park),박형준(Hyungjun Park) (사)한국CDE학회 2014 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.2
본 논문에서는 손 영역 내 원형 추적에 기반한 손가락 신호 생성 방식을 제안하고, 손 가락 터치를 이용한 감각형 증강현실 상호작용 방안을 제시한다. 제시된 방안에서는 마커 대신 손 색상과 대비되는 색을 갖는 두 개의 원형 표식을 사용자의 손 가락 끝 부분에 부착하고 증강 현실환경에서 이들의 추적 여부에 따라 원하는 이벤트를 발생시킨다. 여기서는 버튼 선택을 위한 이벤트를 고려하였는데, 추적된 원형이 두 개일 경우 대기 상태가 유지되고, 하나일 경우 선택 이벤트가 발생한다. 이를 위해 실시간 영상으로부터 손 영역을 추출한 다음, 타원 검출 및 색상 필터를 통해 손 가락 끝에 부착된 원형을 추적한다. 그런 다음, 3 차원 버튼들의 기준점들을 2 차원 영상으로 투영하여 추적된 원형 기준점과 거리를 비교함으로써 버튼의 탐색과 선택을 결정한다. 증강현실 환경에서 사용자는 특정 위치에서 손 가락 끝 마디를 약간 구부림으로써 추적된 원형의 개수를 쉽게 조정할 수 있고, 이를 통해 원하는 버튼 위에서 손 가락 끝을 이용하여 해당 버튼을 선택할 수 있게 된다. 제시된 상호작용 방안을 증강현실 기반 휴대용 전자제품의 가상체험에 적용해 봄으로써 제시된 방안의 유용성을 보인다.