조명 변화에 안정적인 손 형태 인지 기술

최유주,이제성,유효선,이정원,조위덕,Choi, Yoo-Joo,Lee, Je-Sung,You, Hyo-Sun,Lee, Jung-Won,Cho, We-Duke 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지B Vol.15 No.1

본 논문은 조명의 변화가 심한 영상에서 손 형태를 안정적으로 인지하는 기법에 관한 것이다. 제안한 방법은 HSI 색상공간에서 색상(Hue) 및 색상 기울기(Hue-Gradient)를 기반으로 정의된 배경모델을 구축하고, 실시간으로 입력되는 영상과의 배경차분(background subtraction)기법을 이용하여 배경과 손을 구분한다. 추출된 손의 영역으로부터 18가지의 특징요소를 추출하고 이를 기반으로 다중클래스 SVM(Support Vector Machine) 학습 기법을 사용하여 손의 형태를 인지한다. 제안 기법은 색상 기울기를 배경 차분에 적용함으로써, 조명 환경이 배경 모델의 조명과 다르게 급격한 변화가 이루어졌을 때도 안정적으로 손의 윤곽정보를 추출할 수 있도록 하였다. 또한, 실시간 처리를 저해하는 복잡한 손의 특성정보 대신, OBB의 크기에 대하여 정규화된 두 개의 고유값과 객체 기반 바운딩 박스(OBB)를 구성하는 16개 세부 영역에서의 손 윤곽픽셀의 개수를 손의 특성정보로 사용하였다. 본 논문에서는 급격한 조명 변화 상황에서 기존 RGB 색상요소를 기반으로 하는 배경차분법과 색상을 기반으로 하는 배경차분법, 본 논문에서 제안하는 색상 기울기 기반 배경 차분법의 결과를 비교함으로써 제안 기법의 안정성을 입증하였다. 6명의 실험대상자의 1부터 9까지의 수지화 2700개의 영상으로부터 손 특성 정보를 추출하고 이에 대하여 훈련을 통한 학습 모델을 생성하였다. 학습모델을 기반으로 실험자 6인의 손 형태 1620개의 데이터에 대하여 인지 실험을 실시하여 92.6%에 이르는 손 형태 인식 성공률을 얻었다. In this paper, we present a robust hand recognition approach to sudden illumination changes. The proposed approach constructs a background model with respect to hue and hue gradient in HSI color space and extracts a foreground hand region from an input image using the background subtraction method. Eighteen features are defined for a hand pose and multi-class SVM(Support Vector Machine) approach is applied to learn and classify hand poses based on eighteen features. The proposed approach robustly extracts the contour of a hand with variations in illumination by applying the hue gradient into the background subtraction. A hand pose is defined by two Eigen values which are normalized by the size of OBB(Object-Oriented Bounding Box), and sixteen feature values which represent the number of hand contour points included in each subrange of OBB. We compared the RGB-based background subtraction, hue-based background subtraction and the proposed approach with sudden illumination changes and proved the robustness of the proposed approach. In the experiment, we built a hand pose training model from 2,700 sample hand images of six subjects which represent nine numerical numbers from one to nine. Our implementation result shows 92.6% of successful recognition rate for 1,620 hand images with various lighting condition using the training model.

데스크탑 환경에서의 3차원 상호작용을 위한 비전기반 인터랙션 도구의 설계

최유주,이선민,유효선,노영섭,Choi, Yoo-Joo,Rhee, Seon-Min,You, Hyo-Sun,Roh, Young-Sub 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지B Vol.15 No.5

컴퓨터 그래픽스, 가상현실 및 증강현실 기술이 발전됨에 따라, 이들 기술을 기반으로 하는 다양한 응용 분야에서 3차원 공간에서의 객체 선택 및 조작 등의 3차원 인터랙션 기능들이 요구되고 있다. 본 논문은 고가의 데스크탑용 3차원 마우스 기능을 시뮬레이션 할 수 있는 비전 기반의 3차원 인터랙션 프레임워크를 제안한다. 제안 프레임워크는 3색 LED를 이용하여 특수하게 제작된 인터랙션 도구를 포함하며, 비디오 시퀀스로부터 LED의 위치 및 색상을 인식하여 다양한 마우스 이벤트와 6 자유도(Degree Of Freedom)의 인터랙션을 지원한다. 제안 도구는 고가이며 숙련된 조작을 필요로 하는 기존의 3차원 마우스에 비하여 직관적이고 편리하여 별도의 학습이나 훈련 없이 사용될 수 있다. 본 논문에서는 제안 프레임워크를 구성하는 3색 LED를 이용한 포인터 제작 방법, 포인터의 3차원 위치 및 방향 계산법, 비디오 영상에서의 LED 색상분석 기법에 대하여 설명한다. 또한, 계산된 3차원 위치 및 방향에 대한 오차 측정 결과를 보임으로써 제안 도구의 정확성 및 유용성을 검증한다. As computer graphics, virtual reality and augmented reality technologies have been developed, in many application areas based on those techniques, interaction for 3D space is required such as selection and manipulation of an 3D object. In this paper, we propose a framework for a vision-based 3D interaction which enables to simulate functions of an expensive 3D mouse for a desktop environment. The proposed framework includes a specially manufactured interaction device using three-color LEDs. By recognizing position and color of the LED from video sequences, various events of the mouse and 6 DOF interactions are supported. Since the proposed device is more intuitive and easier than an existing 3D mouse which is expensive and requires skilled manipulation, it can be used without additional learning or training. In this paper, we explain methods for making a pointing device using three-color LEDs which is one of the components of the proposed framework, calculating 3D position and orientation of the pointer and analyzing color of the LED from video sequences. We verify accuracy and usefulness of the proposed device by showing a measurement result of an error of the 3D position and orientation.

IPTV 및 멀티미디어 단말기의 UI 진화 방향에 관한 분석 연구

최유주 ( Yoo-joo Choi ),문남미 ( Nammee Moon ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1

IPTV와 같은 다양한 멀티미디어 콘텐츠를 다루는 멀티미디어 단말기의 경우에 다량의 콘텐츠 목록으로부터 원하는 내용을 쉽게 선택할 수 있는 편리한 인터페이스가 요구된다. 본 논문에서는 본격 상용 서비스가 시작된 IPTV 및 멀티미디어 단말기의 사용자 인터페이스의 현황을 분석하고, 인터페이스의 진화 방향에 대한 특성을 제시한다. 이를 위하여, 국내외 셋탑박스 기반 IPTV 및 멀티미디어 단말기의 인터페이스 사례를 수집하여, 화면의 특성에 따라 화면의 구성 형태 및 인터랙션의 형태를 서비스 시나리오에 근거하여 분류하였다. 셋탑 박스 기반의 IPTV 인터페이스는 I터치인터랙션의 기능을 지원할 수 있는 차세대 TV 리모콘의 개발과 보급이 전제가 된다면, 기존의 멀티미디어 단말기가 수용하고 있는 다양한 그래픽적 터치기반의 인터페이스 형태를 접목하여 차세대 TV 인터페이스로 발전할 수 있을 것으로 전망된다.

서로 다른 유색 조명 영상간 색 비교를 위한 색 보정 기법

최유주 ( Yoo-joo Choi ),이소영 ( So-young Lee ),조위덕 ( We-duke Cho ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1

서로 다른 색상의 조명환경에서 촬영된 영상으로부터 동일 객체를 자동으로 검출하기 위하여 객체의 색상 비교가 요구된다. 본 논문에서는 서로 다른 조명 영상들에서 비교 대상 객체들의 색상을 비교 분석하기 위하여, 조명 차이 요소를 제거하고, 입력영상을 목표 조명영상으로 변환하기 위한 색 보정 기법을 제안한다. 제안 색상 보정 기법은 촬영전에 색상 팔렛트를 이용하여 조명색상 정보를 분석하여 각 조명간 RGB 색상 요소별 차이를 전처리 단계에서 계산한다. 각 조명환경에서 촬영한 영상에 대해, 미리 계산된 조명간 차이값을 입력되는 각 영상화소값에 반영함으로써 영상의 색상을 보정한다. 실험에서, 서로 다른 색상의 조명 조건에서 촬영된 두 영상에 대하여 하나의 영상을 기준 영상으로 선정하고, 다른 하나의 영상에 제안 보정처리를 수행한다. 보정 전후 영상과 기준 영상과의 가시적인 비교 방법과 히스토그램 비교에 의하여 제안 보정 기법의 성능을 평가한다.

IPTV를 위한 다차원 콘텐츠 검색 브라우저의 설계

최유주(Yoo-Joo Choi),오정민(Jung-Min Oh),변재희(Jae-Hee Byeon),문남미(Nam-Mee Moon) 한국콘텐츠학회 2010 한국콘텐츠학회논문지 Vol.10 No.8

IPTV에 대한 관심이 높아짐에 따라 수많은 콘텐츠를 사용자가 쉽고 빠르게 찾아 소비할 수 있는 인터페이스에 대한 필요성 뿐 아니라 개인의 취향이 반영되는 메뉴 구조에 대한 요구가 대두되고 있다. 기존의 IPTV 브라우저는 콘텐츠 종류에 따라 메뉴 검색 기준이 다르게 제시되어 직관적 사용이 어려웠으며, 사용자의 특성을 고려하지 않은 인터페이스를 제공함으로써 사용자와 콘텐츠의 상호작용에 한계가 있었다. 이에 본 논문에서는 IPTV 내에서 사용자 요구에 맞춰 콘텐츠 종류에 상관없이 적용 가능한 다차원 멀티미디어 콘텐츠 브라우저를 제안한다. 이를 위해 메뉴 분류 방식을 동일하게 적용하고 다차원 기준을 단순 시각화하여 직관적 사용이 가능하도록 함으로써 사용자가 콘텐츠에 대한 자세한 정보 없이도 다차원 검색만으로 원하는 콘텐츠 소비가 가능하도록 하고자 한다. Interest in IPTV content increases, the number of users quickly and easily find the need for an interface that can be consumed as well as the individual's taste is reflected in the menu structure is an emerging demand. Existing IPTV content depending on the browser menu, use the intuitive search criteria are presented differently, this is difficult and not take into account the characteristics of the user by providing an interface for users to interact with the content was limited. In this paper propose According to user requirements in IPTV, regardless of the type of content applicable to the multidimensional contents retrieval browser. This applies equally to the menu category and multidimensional approach based on simple, intuitive and can be used to visualize the content by users without detailed information about the multi-dimensional search to only the desired content will be available for consumption.

모멘트 정보와 표면거리 기반 다중 모달리티 의료영상 정합

최유주(Yoo-Joo Choi),김민정(Min-Jeong Kim),박지영(Ji-Young Park),윤현주(Hyun-Joo Yun),정명진(Myung-Jin Jung),홍승봉(Seung-Bong Hong),김명희(Myoung-Hee Kim) 한국정보과학회 2004 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.31 No.3·4

Multi-modality image registration is a widely used image processing technique to obtain composite information from two different kinds of image sources. This study proposes an image registration method based on moment information and surface distance, which improves the previous surface-based registration method. The proposed method ensures stable registration results with low registration error without being subject to the initial position and direction of the object. In the preprocessing step, the surface points of the object are extracted, and then moment information is computed based on the surface points. Moment information is matched prior to fine registration based on the surface distance, in order to ensure stable registration results even when the initial positions and directions of the objects are very different. Moreover, surface corner sampling algorithm has been used in extracting representative surface points of the image to overcome the limits of the existed random sampling or systematic sampling methods. The proposed method has been applied to brain MRI(Magnetic Resonance Imaging) and PET(Positron Emission Tomography), and its accuracy and stability were verified through registration error ratio and visual inspection of the 2D/3D registration result images. 다중 모달리티 영상정합은 서로 다른 성격의 두 영상의 중요정보를 결합하여 복합적 정보를 얻기 위해 널리 사용되는 영상처리 기법이다. 본 연구에서는 정합 대상 객체의 초기위치 및 방향에 종속적이지 않고, 낮은 정합오차 범위내에서의 안정적인 정합을 지원하기 위하여 기존의 표면기반 정합 기법을 개선한 모멘트 정보 및 표면거리 기반의 정합 기법을 제시한다. 제안방법에서는 우선 정합대상객체의 표면 윤곽점을 추출하고, 이를 기반으로 대상객체의 모멘트 정보를 추출하여, 표면거리 기반 상세 정합 이전에 모멘트 정보를 일치시키는 변환을 수행함으로써, 정합이전 대상객체의 위치 및 방향이 상이한 경우에 있어서도 정합이 안정적으로 수행되도록 한다. 또한 테스트 영상에 대한 표면 대표점 추출시, 표면 코너추출법을 적용함으로써, 기존 표면 정보 기반 정합기법에서 일반적으로 사용하고 있는 무작위 샘플링 및 일정간격 샘플링에 의한 취약점을 보완한다. 본 논문에서 제안기법의 검증을 위하여 뇌 부위 자기공명단층영상(MRI)과 양자 방출 단층 촬영 영상(PET)을 적용하고, 정합오류율과 정합결과에 대한 2,3차원 가시화 영상의 육안평가를 통하여 정확성 및 안정성 측면을 검증한다.

전경픽셀 히스토그램 분석 기반의 머리영역 검출 기법

최유주(Yoo-Joo Choi),손향경(Hyang-Kyoung Son),박정민(Jung-Min Park),문남미(Nam-Mee Moon) 한국컴퓨터정보학회 2009 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.14 No.11

본 논문은 기존의 Haar 유사 특징 기반 얼굴검출 기법의 한계를 보완하는 수평 및 수직방향픽셀 히스토그램 분석 기반의 머리영역 검출 방법을 제안한다. 제안 기법은 배경차감 영상에서 수평과 수직 방향으로 전경 픽셀의 수를 표시하는 픽셀 히스토그램 영상을 생성한 후, 해리스 코너 검출기법을 이용하여 머리 영역을 특징짓는 특징점을 검출한다. 제안한 방법은 기존의 얼굴 특성 기반 검출에 비해 머리를 포함한 몸체의 수직과 수평 픽셀 히스토그램을 이용함으로써 정면 영상뿐만 아니라 측면 및 후면 영상이나 이마가 가려진 입력 영상의 경우에도 머리 영역을 안정적으로 검출하는 결과를 보여주었다. In this paper, we propose a head detection method based on vertical and horizontal pixel histogram analysis in order to overcome drawbacks of the previous head detection approach using Haar-like feature-based face detection. In the proposed method, we create the vertical and horizontal foreground pixel histogram images from the background subtraction image, which represent the number of foreground pixels in the same vertical or horizontal position. Then we extract feature points of a head region by applying Harris corner detection method to the foreground pixel histogram images and by analyzing corner points. The proposal method shows robust head detection results even in the face image covering forelock by hairs or the back view image in which the previous approaches cannot detect the head regions.

피부 색상 및 아다부스트 알고리즘을 이용한 안정적 얼굴감지

최유주(Yoo-Joo Choi),변재희(Jae-Hee Byeon) 한국정보과학회 2008 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.35 No.1

본 논문은 RGB 24bit 컬러 영상으로 전달되는 카메라 원영상에 대해 사람의 얼굴을 안정적으로 감지할 수 있는 알고리즘을 제시한다. RGB 입력영상을 HSI 기반의 컬러모델로 변환하여 피부 색상을 추출하고 그리드 영상을 기반으로 CCL (Connected-Component Labeling) 알고리즘을 적용하여 피부 블럽을 검출한 뒤, 아다부스트 알고리즘을 이용하여 얼굴 영역과 얼굴이 아닌 다른 피부 영역을 구분한다. 제안방법은 일반적으로 얼굴 감지를 위하여 폭넓게 사용되고 있는 아다부스트 알고리즘만을 적용하였을 때보다 얼굴감지 오류를 줄일 수 있다.

실시간 인터랙션을 위한 다해상도 변형 모델링

최유주(Yoo-Joo Choi),김명희(Myoung-Hee Kim) 한국컴퓨터그래픽스학회 2004 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.10 No.1

다중 카메라 촬영 영상을 이용한 Object Movie 생성

최유주(Yoo-Joo Choi),유효선(Hyo-Sun You),송창용(Chang-Yong Song),남윤영(Yunyoung Nam) 한국정보과학회 2007 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.34 No.2C

본 논문에서는 다수의 저가형 웹캠(Web Cam)으로 촬영된 다각도의 다중 영상을 입력으로 받아 이들을 자연스럽게 연결하여 임의의 각도에서 물체의 모습을 관찰할 수 있도록 하는 『다중 카메라 촬영 영상을 이용한 Object Movie 생성 기반 기술』을 제안한다. 기존 Object Movie 생성도구들이 다중의 이미지들을 스티칭(stiching)하기 위해 정확한 카메라의 위치와 방향을 요구하는 데 비해, 제안된 방법은 고가의 트랙장비를 사용하기 어려운 경우에 다수의 저가형 웹캠으로 촬영된 카메라의 위치와 방향을 보정하는 단계를 추가하여 트랙장비를 사용한 것과 같은 매끄러운 영상을 생성할 수 있도록 하였다.