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거리 그래프를 이용한 손가락 검출
Finger Detection using a Distance Graph 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.20 no.10, 2016년, pp.1967 - 1972  

송지우 (Department of Display Engineering, Pukyong National University) ,  오정수 (Department of Display Engineering, Pukyong National University)

초록
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본 논문은 깊이 영상의 손 영역을 위해 거리 그래프를 정의하고 그것을 이용해 손가락을 검출하는 알고리즘을 제안한다. 거리 그래프는 손바닥 중심과 손 윤곽선 사이의 각과 유클리디안 거리로 손 윤곽선을 표현한 그래프이다. 거리 그래프는 손끝들의 위치에서 국부 최댓값을 갖고 있어 손가락 위치를 검출할 수 있고 손가락 개수를 인식할 수 있다. 윤곽선은 항상 360 개의 각으로 나누어지고 그들은 손목 중심을 기준으로 정렬된다. 그래서 제안된 알고리즘은 손의 크기와 방향에 대해 영향을 받지 않으며 손가락을 잘 검출한다. 다소 제한된 인식 실험 조건에서 손가락 개수 인식 실험은 1~3 개의 손가락은 100% 인식율과 4~5 개 손가락은 98% 인식율을 보여주었고, 또한 실패한 경우도 추가 가능한 단순한 조건에 의해 인식이 가능할 수 있음을 보여주었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper defines a distance graph for a hand region in a depth image and proposes an algorithm detecting finger using it. The distance graph is a graph expressing the hand contour with angles and Euclidean distances between the center of palm and the hand contour. Since the distance graph has loca...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 기존 알고리즘들의 문제를 해결할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 마이크로소프트(Microsoft)사의 키넥트(Kinect) 기반에서 생성된 깊이 영상을 대상으로 수행된다.
  • 손가락 인식은 손의 크기가 달라지거나 손 자세가 변화되거나 손목이 유동적으로 포함되거나 하면 인식률에 영향을 크게 준다. 본 논문은 이런 문제들을 해결할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 깊이 영상을 사용하여 조명 변화의 영향을 최소화하였고, 손목이 제거된 유효 손 영역을 지정하여 손목의 영향을 없앴고, 손 형태를 거리 그래프로 표현하여 손의 크기나 방향에 대해 거의 영향을 받지 않는다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
손 인식 시스템 구현을 위한 손 영상 취득에는 무슨 방법을 사용하는가? 손 인식 시스템 구현을 위한 손 영상 취득은 2D 컬러 영상에서 피부색을 이용하는 방법[1-3]이 많이 사용되어 왔으나 최근에 저가의 3D 깊이 영상 취득 장치가 개발되면서 깊이 영상[4,5]을 이용하거나 컬러 영상과 깊이 영상을 동시[6]에 이용하고 있다. 컬러 영상에서는 피부색을 갖는 다른 신체 영역이나 조명 같은 외부 환경 변화는 인식에 문제가 될 수 있고, 깊이 영상에서는 낮은 해상도와 짧은 인식 거리가 문제가 될 수 있다.
손가락 검출 및 인식방법들의 문제점은 무엇인가? 손가락 검출 및 인식은 손의 중심에서 원을 그리는 방법[2], 템플릿 정합(Template matching)을 이용한 방법[5], 손 형태의 특징점을 이용한 방법[1,3,4,6] 등 많이 소개되어왔다. 그러나 이들은 손의 크기가 달라지거나 손 자세가 변화되거나 손목이 유동적으로 포함되면 인식률에 영향을 크게 준다
분명한 손바닥 영역은 어디에 위치하는가? 그림 2는 그림 1(b)의 검출된 손 영역 영상에 대해 수행된 (a) 거리 변환과 (b) 분명한 손바닥 영역의 영상을 보여주고 있다. 각 영상에서 검은 점은 거리변환의 최댓값 위치이면서 손바닥 중심이고 흰 원 영역은 분명한 손바닥 영역이다.
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참고문헌 (10)

  1. F. S. Chen, C .M. Fu, and C. L. Huang. "Hand gesture recognition using a real-time tracking method and hidden Markov models," Image and vision computing, vol. 21, no. 8, pp. 745-758, Aug. 2003. 

  2. A. Malima, E. Ozgur, and M. Cetin, "A Fast Algorithm for Vision-based Hand Gesture Recognition for Robot Control," in Proceeding of 2006 IEEE 14th Signal Processing and Communications Applications, Antalya, pp. 1-4, 2006. 

  3. P. Sykora, P. Kamencay, and R. Hudec, "Comparison of SIFT and SURF Methods for Use on Hand Gesture Recognition based on Depth Map," in Proceeding of AASRI Procedia, vol. 9, pp. 19-24, 2014. 

  4. L. Yi. "Hand gesture recognition using Kinect," in Proceeding of 2012 IEEE 3rd International Conference on Software Engineering and Service Science, Beijing, pp. 196-199, 2012. 

  5. Z. Ren, J. Yuan, J. Meng, and Z. Zhang, "Robust part-based hand gesture recognition using kinect sensor," IEEE Transactions on Multimedia vol. 15, no. 5, pp.1110-1120, Aug. 2013. 

  6. M. Van den Bergh and L. Van Gool, "Combining RGB and ToF cameras for real-time 3D hand gesture interaction," in Proceedings of the 2011 IEEE Workshop on Applications of Computer Vision, Hawai, pp. 66-72, 2011. 

  7. Microsoft. Developer resources, Meet Kinect for Windows [Internet]. Available: https://developer.microsoft.com/enus/windows/Kinect. 

  8. P. F. Felzenszwalb and D. P. Huttenlocher, "Distance Transforms of Sampled Functions," Theory of Computing, vol. 8, no. 19, pp. 415-428, Sep. 2012. 

  9. R. C. Gonzalez and E. W. Richard, Digital image processing, 3rd ed. New Jersey, Prentice Hall, 2008. 

  10. R. L. Graham, "An Efficient Algorithm for Determining the Convex Hull of a Finite Planar Set," Information Processing Letters, vol. 1, no. 4, pp. 132-133, Jan. 1972. 

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