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[국내논문] 스마트 이동단말 기반 시선 추적기 설계
A Design of Gaze Tracker based on Smart Mobile Device 원문보기

한국정보처리학회 2013년도 제40회 추계학술발표대회, 2013 Nov. 08, 2013년, pp.1455 - 1456  

고기남 (호서대학교 벤처전문대학원 융합공학과) ,  문남미 (호서대학교 벤처전문대학원 융합공학과)

초록
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최근 스마트 이동단말에 장착된 영상 센서를 통해 획득한 영상에서 실시간으로 사용자의 눈을 인식하거나 시선을 추적하여 콘텐츠 제어, 행태 분석 등을 수행하는 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다. 기존의 영상 분석 기반 시선 추적 기술은 고가의 시선 추적기를 기반으로 하며, 추적한 시선 좌표를 통해 실제 응시객체를 분석하는 사후 작업이 필요하다. 이에, 본 논문에서는 OpenCV를 기반으로 스마트 이동단말의 전면에 장착된 영상 센서에서 사용자의 눈을 인식하고, 시선을 추적한 후, 이를 실시간으로 시선 좌표와 화면의 콘텐츠 내 객체 영역을 매칭함으로써, 응시객체를 분석하는 스마트 이동단말 기반 시선 추적기를 설계하였다. 본 논문의 시선 추적기는 시선 추적을 수행하기 위해, 사용자에게 5개의 화면 교정점을 제공하고 응시하도록 하여 시선 추적 범위를 측정한다. 또한, 스마트 이동단말에 내장된 자이로스코프 센서를 통해 기울기가 변경될 시, 이를 반영하여 시선 교정을 수행하도록 설계하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 이에, 본 논문에서는 스마트 이동단말의 전면부에 장착된 영상 센서에서 사용자의 얼굴 영상을 획득하고, 이를 OpenCV를 통해 얼굴 및 눈을 인식한 후, 시선 좌표와 콘텐츠 내 객체를 매칭함으로써, 실시간으로 응시객체를 분석하는 스마트 이동단말 기반 시선 추적기를 설계한다.
  • 본 논문의 스마트 이동단말 기반 시선 추적기는 (그림 1)과 같이 구성되어 있으며, 9개 단계를 통해 얼굴 및 눈을 검출하고, 동공 중심점을 추출하여 시선을 추적한다.
  • 검출한 눈 영역 영상을 이진영상으로 변환하고, 원형 검출 방법을 통해 동공 영역을 검출한다. 검출한 원형의 동공 영역의 중심점을 (그림 2)와 같이 추출한다.
  • 스마트 이동 단말에 내장된 자이로스코프 센서(Gyroscope Sensor)를 통해 단말의 기울기를 측정하고, 최초 화면 좌표 교정 시에 측정한 기울기 값에서 변화가 일어날 경우, 이를 반영하여 시선 추적 범위에 적용한다. 이를 통해, 휴대 및 이동 시, 주로 사용하는 스마트 이동단말 사용 환경에서 낮은 오차를 보이는 시선 추적을 수행하도록 한다.

이론/모형

  • 스마트 이동단말의 전면 영상 센서에서 획득한 영상에서 Harr-like Feature/Ada-boost 알고리즘을 활용하여 사용자의 얼굴 영역을 검출한다.
  • 칼만(Karlman) 필터를 기반으로 추적하며, 눈을 깜빡이거나, 기타 외부 요인으로 인해 영상 내에서 동공이 사라질 경우를 대비하여 평균 이동 알고리즘을 활용한다.
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