초록 ▼

3. 연구개발의 내용 및 범위
내부전반사장애현상(Frustrated Total Internal Reflection)을 이용한 터치 인식 하드웨어 시스템을 만들고, 제스처인식, 기타 센서기술과 결합하여 차세대에 활용 가능한 테이블 탑 디스플레이 인터페이스 요소기술을 개발한다. 아울러 개발된 요소기술과 시스템을 활용할 수 있도록 컴퓨터공학, 인문사회학, 예술, 감성공학 분야의 전문가들로 연구진을 구성하여 학제간의 융합에 의해 차세대 지향 실감형 콘텐츠를 개발한다.
가. 테이블 탑 디스플레이 시스템 및 요소 기술 개발
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3. 연구개발의 내용 및 범위
내부전반사장애현상(Frustrated Total Internal Reflection)을 이용한 터치 인식 하드웨어 시스템을 만들고, 제스처인식, 기타 센서기술과 결합하여 차세대에 활용 가능한 테이블 탑 디스플레이 인터페이스 요소기술을 개발한다. 아울러 개발된 요소기술과 시스템을 활용할 수 있도록 컴퓨터공학, 인문사회학, 예술, 감성공학 분야의 전문가들로 연구진을 구성하여 학제간의 융합에 의해 차세대 지향 실감형 콘텐츠를 개발한다.
가. 테이블 탑 디스플레이 시스템 및 요소 기술 개발
(1) 대형 테이블 탑 디스플레이 시스템 제작
(2) 비디오카메라를 이용한 고속 손 형상 및 제스처 인식 기술 개발
(3) 사용자의 손의 터치를 인식하는 시스템과 신호처리 기술을 개발
(4) 시각인지(손의 제스처와 형상인식) 기술과 터치인식 기술을 결합하여 마우스를 사용하지 않고 자연스럽게 시스템을 조작할 수 있는 지능형 인터페이스 기술을 개발
나. 상호작용 실감형 전자책 콘텐츠 개발
(1) 아동을 대상으로 하는 문화원형 기반 콘텐츠 시나리오 개발
(2) 제작된 시나리오를 테이블 탑 디스플레이에 적용할 수 있도록 각색
(3) 초당 8 프레임 정도의 인식률을 바탕으로 실시간 사용이 가능한 상호작용 실감형 전자책을 개발
(4) 상호작용 실감형 전자책을 활용한 학습 및 작업 효과에 대해 분석

Abstract ▼

3. Scope and Contents of R&D
This research is conducted to develop FTIR(Frustrated Total Internal Reflection) hardware system technology for the recognition of user's touching, and other table-top interface technologies for the next generation information system, such as gesture recognition, sens

3. Scope and Contents of R&D
This research is conducted to develop FTIR(Frustrated Total Internal Reflection) hardware system technology for the recognition of user's touching, and other table-top interface technologies for the next generation information system, such as gesture recognition, sensing technologies, and so on. To demonstrate the effectiveness of the developed technologies, we construct an actual feeling contents by an inter-disciplinary research group from computer science, humanities and sociology, arts, and sensibility ergonomics.
A. Development of system and component technologies for table-top display
(1) Construction of large-scale table-top display
(2) Development of high-speed technique for recognizing user hands and gestures by using video camera
(3) Development of touch-sensing system and related signal processing techniques
(4) Development of intelligent interface technique for manipulating the system contents naturally without mouse by using visual cognition of hands and gestures
B. Development of interactive sensational e-Book contents
(1) Development of contents scenario for children utilizing the cultural resources
(2) Adaptation of the scenario suitable for table-top display
(3) Construction of sensational interactive e-Book in a recognition rate of 8 frames/sec
(4) Analysis of effectiveness of the e-Book contents for education

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• 목 차 ... 11
• 제 1 장 Tabletop Display 연구의 중요성 ... 14
• 제 1 절 협동적인 상호작용을 위한 매체로서의 역할 ... 14
• 제 2 절 테이블 탑 디스플레이 기술의 개요 및 관련 연구 ... 15
• 1. Capacitive sensing method(정전용량 감지)를 사용한 상호작용 테이블에 관한 연구 ... 16
• 2. 시각기반 방법을 사용한 상호작용 테이블에 관한 연구 ... 19
• 3. 하드웨어 시스템 구성 방식에 따른 테이블-탑 디스플레이 분류 및 장단점 분석 ... 24
• 4. 테이블-탑 디스플레이 관련 연구의 응용의 예 ... 24
• 5. 테이블-탑 디스플레이 연구의 필요성 ... 27
• 제 2 장 멀티-터치 테이블 탑 디스플레이 시스템 구현 ... 28
• 제 1 절 테이블 탑 디스플레이 하드웨어 구성 ... 28
• 1. 테이블 탑 디스플레이 시스템의 개요와 지향점 ... 28
• 2. FTIR (Frustrated Total Internal Reflection)의 원리 ... 29
• 3. 테이블 탑 디스플레이 시스템의 하드웨어 구성 ... 30
• 제 2 절 멀티-터치 인식을 위한 알고리즘 플로우차트 ... 31
• 1. 적외선 카메라로부터 영상 입력 ... 32
• 2. 세그먼테이션 (Segmentation) ... 35
• 3. 스크린에 터치된 손가락의 개수 인식 ... 37
• 4. 스크린에 터치된 손가락의 위치 추적 ... 39
• 제 3 절 구글어스 제어를 위한 테이블과의 상호작용 ... 40
• 1. 한 손을 이용한 테이블과의 상호작용 ... 40
• 2. 양손을 이용한 테이블과의 상호작용 ... 43
• 제 4 절 결론 및 향후 연구방향 ... 46
• 제 3 장 테이블 탑 인터페이스를 사용한 실감형 증강현실 전자요리 시스템 개발 ... 47
• 제 1 절 테이블 탑 디스플레이 기반 실감형 전자 요리 시스템 ... 47
• 1. 개요 ... 47
• 2. 서론 ... 47
• 3. 관련 연구 ... 48
• 4. 전체 시스템 구성 ... 50
• 가. 하드웨어 시스템 구성 ... 50
• 나. 상호작용 인식 시스템 ... 51
• 5. 프렌치 토스트 요리 시스템 ... 51
• 가. 요리 재료 ... 52
• 나. 요리 도구 ... 53
• 다. Hand Gesture ... 53
• 라. 프렌치 토스트 만들기 과정 ... 54
• 6. 결론 ... 56
• 제 4 장 HLF를 이용한 손 포즈 인식 시스템 기술 ... 58
• 제 1 절 상호 작용을 위한 손 포즈 인식 ... 58
• 1. 개요 ... 58
• 2. 서론 ... 58
• 3. 관련 연구 ... 60
• 가. HLF(Haar-like Feature) ... 60
• 나. Adaboost 알고리즘 ... 62
• 4. 손 영역 검출 ... 64
• 가. 피부색 정보와 HLF를 이용한 손 영역 검출 ... 65
• 5. 손 포즈 인식 ... 66
• 6. 실험 결과 및 결과 ... 67
• 가. 데이터 집합 ... 67
• 나. 손 영역 및 손 포즈 인식 성능 ... 68
• 다. 결론 ... 68
• 제 5 장 제스처 인식을 위한 복수인물 분리 및 추적 ... 70
• 제 1 절 서 론 ... 70
• 제 2 절 배경영상의 분리와 외형 모델 ... 72
• 1. 시스템 구성 ... 72
• 2. 배경 세그멘테이션 ... 72
• 3. 적분 히스토그램 (Integral histogram) ... 73
• 4. 시차 계층 (Disparity Layer) ... 74
• 5. 외형모델 (Appearance Model) ... 75
• 제 3 절 복수 등장 인물의 프레그먼트기반 트래킹 ... 77
• 1. 프래그먼트 기반 추적(Fragment based Tracking) ... 77
• 2. 멀티 템플릿 트래킹 (Multiple template tracking) ... 78
• 제 4 절 실험결과 ... 79
• 제 5 절 결론 및 향후과제 ... 79
• 제 6 장 복수인물을 대상으로 한 제스처 인식 ... 81
• 제 1 절 개요 및 이전 연구 ... 81
• 1. 개요 ... 81
• 2. 이전 연구 ... 81
• 제 2 절 제스처 인식 ... 84
• 1. 알고리즘의 개요 ... 84
• 2. 제스처의 정의 ... 84
• 3. Segmentation ... 85
• 4. 특정점 추출 및 추적 ... 86
• 5. 실험결과 ... 87
• 제 7 장 전자책 제작을 위한 가상 시나리오 개발 ... 90
• 제 1 절 전자책 제작을 위한 전제 ... 90
• 1. 개요 ... 90
• 2. 전자책 구현을 위한 전제 조건 ... 90
• 제 2 절 전자책 가상 시놉시스 ... 90
• 1. 목적 및 대상 ... 90
• 가. 목적 ... 90
• 나. 제목 :‘으시시’ 12도깨비의 별나라 여행 ... 91
• 다. 대상 : 유초등 ... 91
• 2. 감각기관을 활용한 교과원리 학습 ... 91
• 3. Narrative 순서도 ... 91
• 가. 1단계 : 우주 형태 인식 단계 ... 91
• 나. 2단계 : 첨성대 조립 ... 92
• 다. 3단계 : 12지신의 캐릭터 탄생 ... 92
• 라. 4단계 : ‘자격루’게임 ... 92
• 마. 5단계 : 별자리 여행(12개) ... 93
• 4. 캐릭터 ... 93
• 5. 음악 ... 94
• 가. 내러티브 단계의 구분 ... 94
• 나. 합주의 형태 ... 94