다차원 평가를 통한 관성 측정 장치 활용 손 동작 구간 탐지

임종관(Jong Gwan Lim) 한국정보기술학회 2020 한국정보기술학회논문지 Vol.18 No.10

A new multivariate energy-based motion segmentation has been proposed for various motion recognition using inertial measurement units. For multivariate energy construction, a key process in multivariate energy-based approaches, feature selection in machine learning is used to find the optimal acceleration feature vector. Focusing on the time series of basic features in conventional researches, the separability of 999 and 99,999 feature candidates made from the time series combination is tested with four objective functions. The two finally selected candidates are verified with a multilayer perceptron and a radial basis function, and the results are compared with four conventional methods. It reveals that a narrower feature space bounded by absolute values of acceleration, 1st and 2nd derivatives shows the best record when it is fed to a non-linear radial basis function.

동작 감지 기반으로 작동하는 직관적 명령 전달 매개 인터페이스

임종관(Jong Gwan Lim),손영일(Young Il Sohn),양정연(Jeong Yeon Yang),김영근(Young Geun Kim),권동수(Dong Soo Kwon) 한국HCI학회 2007 한국HCI학회 학술대회 Vol.2007 No.2

신경망을 이용한 실시간 가속도 신호 끝점 검출 방법

임종관(Jong Gwan Lim),권동수(Dong-Soo Kwon) 한국HCI학회 2009 한국HCI학회 학술대회 Vol.2009 No.2

A signal processing algorithm is proposed for end point detection which is used commonly in accelerometers-based pattern recognition problem. In the conventional method, end points are detected by manual manipulation with an additive button or algorithm based on statistical computation and highpass filtering to cause critical time delay and difficulty for parameters optimization. As an solution, we propose a focused Time Lagged Feedforward Network(TLFN) with respect to a differential signal of acceleration, which is widely applied for time series forecasting. The simple experiment is conducted with handwriting and the detection performance and response characteristic of the proposed algorithm is tested and analyzed. 가속도계 신호를 대상으로 패턴 인식을 행하는 연구에서 공통적으로 사용될 수 있는 끝점 검출 방법을 제안한다. 기존의 연구 결과물은 추가적인 단추 등을 부착하여 수동으로 구분하거나, 고성능 고주파 대역 필터 등의 사용으로 알고리즘 상에서 필히 시간 지연이 발생하며 또한 알고리즘 구현상 여러 매개 변수 및 이를 위한 문턱값이 존재하였다. 본 논문에서는 가속도의 일계도 미분의 시퀀스를 입력 벡터로 사용하여, 시계열 데이터 예측과 유사한 형태로 focused Time Lagged Feedforward Network(TLFN)을 설계, 이를 학습시키는 방법을 제안 하였다. 제안한 방법을 글자 궤적에 대해 적용하여 신뢰도 있는 끝점 검출 성능과 실시간 응답 특성을 확인하였다.

카메라 기반 레이저 포인터 시스템의 실시간 처리와 상호작용 개선을 위한 제안

임종관(Jong Gwan Lim),손영일(Young Il Sohn),파록 샤리피(Farrokh Sharifi),권동수(Dong Soo Kwon) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2

For reliable real-time interaction in a camera-tracked laser pointer system, a new idea is proposed and its feasibility is tested in this paper. In order to improve response time in the system and remove useless visual overload, the function of a laser pointer in the system is divided, the Region of Functional Interest is defined and subsequently its new interactions are introduced. Finally the experiments to measure reliability, accuracy, latency and usability are conducted and the results are presented. 본 논문에서 카메라 추적 기반 레이저 포인터 시스템의 실시간 상호작용을 개선하기 위해 새로운 아이디어를 제시하고 그에 대한 타당성을 분석한다. 영상정보에 기반한 해당 시스템의 반응시간을 향상시키고, 청중에게 성가신 시각정보의 남용을 방지하기 위하여 레이저 포인터의 기능을 이원화 하였다. 이를 위해 기능성 관심 영역을 정의하고 이에 따른 새로운 상호작용을 소개하였다. 끝으로 위 아이디어에 기반한 시스템의 성능을 점검하는 실험을 진행 하여 신뢰도, 정확도, 잠복기 및 유용도 측면에서 성능을 측정하였다.

중력에 기반한 자연스러운 사용자 인터페이스

김승찬(Seung-Chan Kim),임종관(Jong-Gwan Lim),안드레아 뱐키(Andrea Bianchi),구성용(Seongyong Koo),권동수(Dong-Soo Kwon) 한국HCI학회 2009 한국HCI학회 학술대회 Vol.2009 No.2

In general, gestures can be utilized in human-computer interaction area. Even though the acceleration information is most widely used for the detection of user's intention, it is hard to use the information under the condition of zero or small variations of gesture velocity due to the inherent characteristics of the accelerometer. In this paper, a natural interaction method which does not require excessive gesture acceleration will be described. Taking advantages of the gravity, the system can generate various types of signals. Also, many problems such as initialization and draft error can be solved using restorative uprighting force of the system. 일반적으로 사용자의 동작 정보는 human-computer interaction 에 유용하게 사용되는데, 이때 사용자의 의도 파악은 주로 움직임의 가속도 정보를 통해 분석된다. 그러나 일반적인 사람의 움직임은 등속 운동 및 미미한 가속도를 수반하는 경우가 많아 기존의 접근 방식으로는 사용자의 모든 움직임을 검출하기 어려운 단점이 있으며, 경우에 따라서는 부자연스러운 움직임을 유발시키기도 한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 자연스러운 interaction 을 위한 새로운 인터페이스 방식을 제안하고 이의 활용방안에 대해 논의한다. 제안된 시스템은 중력을 기구부의 복원력으로 활용하여, 초기화와 같은 가속도계 기반의 IMU 의 공통적인 문제를 해결하고 또한 비교적 간단한 움직임으로도 다양한 신호패턴을 생성시킬 수 있도록 하는 것에 그 목적을 둔다.

가속도 센서 기반 사용자 비정상 행동 검출 탑-다운 접근 방법 제안

이민석(Min Seok Lee),임종관(Jong Gwan Lim),권동수(Dong Soo Kwon) 한국HCI학회 2009 한국HCI학회 학술대회 Vol.2009 No.2

기존 사용자의 행동 패턴을 인식하는 연구들이 몇 개의 특정 행동을 설정, 사용자 독립적인 인식 결과를 낼 수 있는 특징 추출 방법들을 제안해왔다. 그러나 이러한 연구는 실험실 차원의 결과에 그치고 사용자 독립적인 일반성 획득이나 특정 행동만을 인식 대상으로 삼음으로써 구현상에서 많은 어려움을 초래한다. 이러한 문제점을 개선하고자 본 논문에서는 사용자의 일정 기간 동안의 행동 패턴에 대해 반복성과 지속성을 기준으로 새로 입력되는 행동 패턴의 정상/비정상 여부를 검출한다. 기존 연구에서 사용한 교사학습 방법이 아닌 비교사학습 방법을 적용, 일정 기간 동안 수집된 데이터를 클러스터링하여 반복성을 평가하는 기준으로 삼는다. 실험을 통해 반복적으로 발생하는 데이터를 근거로 하여 처음 나타난 행동을 비정상 행동으로 검출할 수 있음을 입증했다. The method to get the feature have been proposed to recognize the user activity by setting specific action for making the user independent result in previous research. However, it was only applied in specific environment and it was difficult to implement because it regarded only some specific feature as the recognized object. To improve this problem we detected the normality/abnormality of the activity based on the repetition and the continuity of the past activity pattern. We applied the unsupervised learning method, not supervised, and clustered the data which was collected within a certain period of time and we regarded it as the basis of the evaluation of the repetition. We demonstrated to be able to detect the abnormal activity based on wether the data was generated repeatedly.

비접촉식 터치센서와 가속도센서를 이용한 사용자의 감정적 터치 인식 인터페이스 시스템

구성용(Seongyong Koo),임종관(Jong Gwan Lim),권동수(Dong Soo Kwon) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2

인간의 자연스러운 터치 행동에서 사실적 정보를 인식하고 감정적 정보를 이해하는 터치 인터페이스 장치를 제안하고 사용자의 자연스러운 터치인식 성능을 검증하였다. 우선적으로 물리적인 터치의 종류를 구분하기 위하여 현 시스템에서 분류 가능한 터치를 분석하였고 실시간 터치 인식이 가능하도록 알고리즘을 설계하였다. 또한 앞으로 사람의 자연스러운 터치를 통해 사용자의 의도뿐 아니라 감정 상태도 이해할 수 있는 아이디어를 제안한다. This paper proposes a novel touch interface for recognizing user s touch pattern and understanding emotional information by eliciting natural user interaction. To classify physical touches, we represent the similarity between touches by analyzing touches based on its dictionary meaning and design the algorithm to recognize various touch patterns in real time. Finally we suggest the methodology to estimate user's emotional state based on touch.

고령자 노화진단 평가 시스템 구현을 위한 특징점 조사

안준성(Jun Seong Ahn),임종관(Jong Gwan Lim),이민석(Min Seok Lee),권동수(Dong Soo Kwon) 한국HCI학회 2012 한국HCI학회 학술대회 Vol.2012 No.1

65 세 이상의 고령자 인구는 전체인구의 11%를 차지한다. 기존에 사용되던 ADL, IADL, MMSE 와 같은 설문조사 기반 진단의 단점을 극복하기 위해 제시된 자동화 시스템에서 발생하는 현실적 문제점의 대안을 제시한다. 기존 자동화 연구들은 인식성능에 비례하는 설치비용과 주로 사용되는 교사학습방식의 알고리즘에서 발생하는 학습의 어려움 등이 문제로 제기되어 현실적인 적용에 제약이 뒤따른다. 이를 극복하기 위해 저가의 가속도계를 활용하되 현실적으로 학습이 불가능한 교사학습방식 대신 비교사학습법을 활용한 알고리즘을 이용하여 노화진단 시스템을 설계한다. 본 논문은 인식 성능의 향상을 위해 최적의 특징점을 찾고, 최적 부착위치의 선정을 주로 다룬다. 총 11 개의 특징점 후보를 제안 후, 이들을 Fisher ratio 를 사용, 집단내분산에 비해 집단간 분산의 비율이 상대적으로 높은 특징점을 선별하며, 가장 높은 결과를 내는 부착위치를 선정한다. The population of over 65 years old people accounted for 11% of the total population in Korea. This paper proposes a realistic solution for critical problems in the automation system in replace of the conventional survey-based diagnosis such as ADL, IADL, MMSE and etc. It is reported that the conventional automatic aging diagnosis systems show the performance in proportion to costs and difficulty of data annotation in supervised learning algorithm, resulting in critical constraints for using it real-life. To overcome these drawbacks, we develop a new aging diagnosis system using low-cost accelerometers and unsupervised learning algorithm instead of supervised one. The optimized location of the sensor and features are mainly determined by comparing Fisher ratio between 11 feature candidates in this paper.

카메라 추적 기반 레이저 포인터 시스템을 위한 동작 기반 상호작용 기술

안상만(Sang Mahn Ahn),임종관(Jong Gwan Lim),권동수(Dong Soo Kwon) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2

본 논문을 통해 카메라 추적 기반 레이저 포인터 시스템에서 사용할 수 있는 다양한 프로그램에 호환성을 가지며 마우스 기능을 모두 소화할 수 있는 직관적인 상호작용을 제안한다. 이런 상호작용을 위하여 기존에 사용하던 일반적인 레이저 포인터에 3축 가속도계를 부착하여 이로부터 나오는 가속도의 정보를 이용해 시스템과 상호작용 할 수 있는 동작기반 상호작용을 고안하고 이의 효용성을 보인다. In this paper, intuitive interactions compatible with various software and replaceable with the conventional mouse function are proposed for camera-tracked laser pointer system. For this purpose, this paper designs the motion based interaction using acceleration information from a new laser pointer with 3-axes accelerometer and shows its usability.

골격모델 기반의 손가락 숫자 인식방법

이상무(Sang-Mu Lee),김미혜(Mi-Hye Kim),임종관(Jong-Gwan Lim) 한국HCI학회 2014 한국HCI학회 학술대회 Vol.2014 No.2