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초록
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본 논문에서는 키넥트 센서로부터 획득한 관절 정보를 이용하여 손 제스처를 인식하는 방법을 나타낸다. 관절 정보에 대한 관찰열을 표현하기 위한 특징으로 방향 변형에 강인한 다각도 결합 히스토그램 특징을 제안한다. 제안한 특징은 다양한 각도의 양자화 레벨을 갖는 여러 개의 각도 히스토그램들을 결합함으로써, 사람 및 환경에 따라 발생할 수 있는 제스처의 방향 변형에 강인하게 제스처를 표현한다. 또한, 다각도 결합 히스토그램으로 표현된 제스처 관찰열은 랜덤 결정 포레스트 분류기와 잘 겹합되어 높은 성능으로 제스처의 클래스를 인식한다. 키넥트 센서로부터 획득한 정적 및 동적 타입의 손 제스처 데이터셋에서 실험을 진행하였고, 다른 제스처 특징 및 분류기를 갖는 방법과의 인식 성능 비교를 통해 제안하는 방법의 우수함을 입증하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We present a method to recognize hand gestures using skeletal joint data obtained from Microsoft's Kinect sensor. We propose a combination feature of multi-angle histograms robust to orientation variations to represent the observation sequence of skeletons. The proposed feature efficiently represent...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 키넥트 센서로부터 획득한 관절 정보를 이용하여 손 제스처를 인식하는 방법을 제안하였다. 손 제스처를 표현하기 위한 특징으로써 다양한 관절 각도의 움직임을 표현할 수 있는 다각도 결합 히스토그램을 제안하였다.
  • 그러나 방향 특징 역시 제스처를 행하는 사람에 따라서 발생할 수 있는 방향 변형들을 효율적으로 표현하지 못하는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해, 본 논문에서는 손 제스처의 관찰열을 표현하기 위한 특징으로 방향 변형에 강인한 다각도 결합 히스토그램을 제안한다. 제안한 특징은 다양한 각도의 양자화 레벨을 갖는 여러 개의 각도 히스토그램들을 결합함으로써, 제스처를 행하는 사람에 따라 달라질 수 있는 방향 변형들을 허용하고 제스처 인식의 성능을 높인다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
손 제스처를 인식하기 위한 특징을 3가지 분류법으로 어떻게 나타내는가? Murthy와 Jadon[1]은 손 제스처를 인식하기 위한 특징들을 3가지 접근방법으로 분류하였다. 첫 번째는 손의 포즈 정보를 추정하는 모델 기반 방법이고, 두 번째는 영상 시퀀스로부터 손 제스처를 모델링하는 뷰(View) 기반 방법이다. 세 번째는 손 영역의 위치나 움직임과 같은 특징을 사용하는 저차원 특징 기반 방법이다. 3가지 접근방법 중에서 대부분의 연구들은 세 번째의 저차원 특징 기반 방법을 사용한다.
손 제스처를 표현하기 위해 사용하는 속도 및 가속도 특징의 단점은? 손의 위치나 움직이는 속도 및 가속도는 오래전부터 사용된 특징이다. 그러나 위치 특징은 이동이나 회전 변화에 민감하다는 단점이 있으며, 속도 및 가속도 특징은 사람에 따라 다르게 추출될 수 있고 다양한 제스처 입력에 강인하지 못하다는 단점이 있다. 따라서 방향 특징이 많이 사용되고 있으며, 다양한 기준을 가지고 각도를 추출하여 방향 특징으로 사용하고 있다.
손 제스처 표현을 위한 위치 특징의 단점은? 손의 위치나 움직이는 속도 및 가속도는 오래전부터 사용된 특징이다. 그러나 위치 특징은 이동이나 회전 변화에 민감하다는 단점이 있으며, 속도 및 가속도 특징은 사람에 따라 다르게 추출될 수 있고 다양한 제스처 입력에 강인하지 못하다는 단점이 있다. 따라서 방향 특징이 많이 사용되고 있으며, 다양한 기준을 가지고 각도를 추출하여 방향 특징으로 사용하고 있다.
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참고문헌 (22)

  1. G.R.S. Murthy and R.S. Jadon, "A review of vision based hand gestures recognition," Journal of Information Technology and Knowledge Management, vol. 2, no. 2, pp. 405-410, 2009. 

  2. V. Ganapathi, C. Plageman, D. Koller, and S. Thrun, "Real time motion capture using a single time-of-flight camera," In Conf. on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 755-762, 2010. 

  3. M. Siddiqui and G. Medioni, "Human pose estimation from a single view point, real-time range sensor," In Workshop on Computer Vision for Computer Games at Conf. on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 1-8, 2010. 

  4. R. Munoz-Salinas, R. Medina-Carnicer, F.J. Madrid-Cuevas, and A. Carmona-Poyato, "Depth silhouettes for gesture recognition," Pattern Recognition Letters, vol. 29, no. 3, pp. 319-329, 2008. 

  5. P. Suryanarayan, A. Subramanian, and D. Mandalapu, "Dynamic hand pose recognition using depth data," In Conf. on Pattern Recognition, pp. 3105-3108, 2010. 

  6. I. Oikonomidis, N. Kyriazis, and A.A. Argyros, "Efficient model- based 3D tracking of hand articulations using Kinect," In British Machine Vision Conference, pp. 101.1-101.11, 2011. 

  7. J. Sung, C. Ponce, B. Selman, and A. Saxena, "Human activity detection from RGBD images," In AAAI 2011 Workshop, pp. 47-55, 2011. 

  8. W. Li, Z. Zhang, and Z. Liu, "Action recognition based on a bag of 3d points," In Computer Vision and Pattern Recognition Workshops(CVPRW), pp. 9-14, 2010. 

  9. M.V. Bergh, D. Carton, R.D. Nijs, N. Mitsou, C. Landsiedel, K. Kuehnlenz, D. Wollherr, L.V. Gool, and M. Buss, "Real-time 3D hand gesture interaction with a robot for understanding directions from humans," In Symposium on Robot and Human Interactive Communication, pp. 357-362, 2011. 

  10. M. Yang, N. Ahuja, and M. Tabb, "Extraction of 2D motion trajectories and its application to hand gesture recognition," IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 24, no. 8, pp. 1061-1074, 2002. 

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  15. Z. Ren, J. Meng, and J. Yuan, "Depth camera based hand gesture recognition and its applications in human-computer interaction," IEEE International Conference on Information, Communication, and Signal Processing, pp. 1-5, 2011. 

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  19. T. Starner, J. Weaver, and A. Pentland, "Real-time american sign language recognition using desk and wearable computer based videos," IEEE Trans. on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 20, no. 12, pp. 1371-1375, 1998. 

  20. L. Breiman, "Random forests," Machine Learning, vol. 45, no. 1, pp. 5-32, 2001. 

  21. http://pr.cs.cornell.edu/humanactivities/handgesturedata.html 

  22. http://research.microsoft.com/en-us/um/people/zliu/actionrecorsrc/default.htm 

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