본 논문은 이전에 발표한 "FPGA와 OpenCV를 이용한 눈동자 모션인식을 통한 의사소통 시스템"을 보완하고, 몸이 불편한 환자를 위한 문자 선택 시스템을 소개한다. OpenCV를 이용해 눈 영역을 검출하고, 눈동자의 위치를 파악하여 FPGA로 보내 문자를 선택한다. 본 논문에서는 환자의 눈동자 움직임을 최소화하는 방법으로 사용자의 의도에 맞는 문자를 출력한다. 쉽게 접근할 수 있고, 다양한 알고리즘을 사용할 수 있는 OpenCV와 비교적 개발 비용이 저렴하고, 수정가능한 FPGA를 사용하여 구현한 눈동자 모션 인식 및 문자 선택 시스템을 제안한다.
본 논문은 이전에 발표한 "FPGA와 OpenCV를 이용한 눈동자 모션인식을 통한 의사소통 시스템"을 보완하고, 몸이 불편한 환자를 위한 문자 선택 시스템을 소개한다. OpenCV를 이용해 눈 영역을 검출하고, 눈동자의 위치를 파악하여 FPGA로 보내 문자를 선택한다. 본 논문에서는 환자의 눈동자 움직임을 최소화하는 방법으로 사용자의 의도에 맞는 문자를 출력한다. 쉽게 접근할 수 있고, 다양한 알고리즘을 사용할 수 있는 OpenCV와 비교적 개발 비용이 저렴하고, 수정가능한 FPGA를 사용하여 구현한 눈동자 모션 인식 및 문자 선택 시스템을 제안한다.
In this paper, the new system which improve the previously reported "Implementation to human-computer interface system with motion tracking using OpenCV and FPGA" is introduced and in this system, a character selection system for the physically uncomfortable patients is proposed. Using OpenCV, the e...
In this paper, the new system which improve the previously reported "Implementation to human-computer interface system with motion tracking using OpenCV and FPGA" is introduced and in this system, a character selection system for the physically uncomfortable patients is proposed. Using OpenCV, the eye area is detected, the pupil position is determined, and then the results are sent to the FPGA, and the character is selected finally. The method to minimize the pupil movement of the patient is used to output the character according to the user's intention. Using OpenCV, various computer vision algorithms can be easily applied, and using programmable FPGA, a pupil motion recognition and character selection system are implemented with a low cost.
In this paper, the new system which improve the previously reported "Implementation to human-computer interface system with motion tracking using OpenCV and FPGA" is introduced and in this system, a character selection system for the physically uncomfortable patients is proposed. Using OpenCV, the eye area is detected, the pupil position is determined, and then the results are sent to the FPGA, and the character is selected finally. The method to minimize the pupil movement of the patient is used to output the character according to the user's intention. Using OpenCV, various computer vision algorithms can be easily applied, and using programmable FPGA, a pupil motion recognition and character selection system are implemented with a low cost.
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가설 설정
따라서 설계의 중점은 움직임을 최소화하고, 오타를 줄여야 한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 1. 오른쪽을 쳐다보면 문자표의 커서가 수 초에 한 번 오른쪽으로 이동한다. 이 과정을 통해 문자표의 열을 선택한다.
제안 방법
이 시스템은 OpenCV 라이브러리를 통해 쉽게 구현했고, 다른 알고리즘에 쉽게 적용할 수 있다. FPGA에서 FSM을 이용해 문자 선택 알고리즘을 쉽게 설계했고, 사용자와 보호자를 위한 인터페이스를 구성했다. 사용자와 보호자 간에 불편한 의사 소통에 조금이나마 도움이 될 수 있을 것이라고 생각한다.
본 논문에서는 OpenCV와 FPGA를 동시에 사용하기 위해서 SoC(System-on-Chip)칩을 사용한다. OpenCV Library를 이용해 눈 영역과 눈동자 위치가 검출하고, FPGA를 이용해 눈동자 움직임을 인식하고 그것을 이용해서 문자판의 문자를 선택할 수 있는 시스템을 제안한다.
본 시스템 구성은 다음과 같다. OpenCV를 통한 눈 영역을 검출하고, 눈 위치를 파악한다. 매 프레임 마다 눈 영역을 검출하기엔 연산이 오래 걸리므로 첫 시작과 특정 조건에서만 눈 영역을 검출하고, 눈 위치 파악은 매 프레임 실행한다.
본 요약에서는 OpenCV를 이용해 눈 영역을 검출 및 위치를 파악하고, FPGA로 문자를 선택 및 출력하였다. 이 시스템은 OpenCV 라이브러리를 통해 쉽게 구현했고, 다른 알고리즘에 쉽게 적용할 수 있다.
환자는 첫 번째로 색깔을 고르고, 그 그룹 안에 있는 문자를 고른다. 이에 착안하여 문자를 2차원 배열에 저장하고, 행과 열을 골라 문자를 선택할 수 있도록 한다.
이론/모형
FPGA에서 문자 선택 알고리즘을 쉽게 구현하기 위해 FSM(Finite State Machine)을 이용했다. 그림 1을 보면 오른쪽을 고르는 state와 왼쪽을 고르는 state, 출력 및 초기화하는 state로 정의했다.
본 논문에서는 OpenCV와 FPGA를 동시에 사용하기 위해서 SoC(System-on-Chip)칩을 사용한다. OpenCV Library를 이용해 눈 영역과 눈동자 위치가 검출하고, FPGA를 이용해 눈동자 움직임을 인식하고 그것을 이용해서 문자판의 문자를 선택할 수 있는 시스템을 제안한다.
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