인터넷 통신의 보편화에 따라 멀티미디어 관련 콘텐츠 서비스가 이루어지고 있으며, 이러한 서비스는 교육용 학습 콘텐츠 및 시스템 분야로 확장되고 있다. 고급화된 멀티미디어 학습 시스템을 지원하기 위해 3D 그래픽스 기반의 학습 서비스 시스템이 개발되고 있지만 대부분의 시스템이 마우스와 키보드와 같은 컨트롤 기반의 콘텐츠를 가지고 있어 현실감이 떨어지는 단점이 있다. 본 논문에서는 Kinect를 이용하여 사용자 손 영역을 추출하고, 추출된 사용자 손영역에서 손 제스처를 인식하여 가상공간에서 전자교과서를 선택하고, 열고, 페이지를 넘기는 시스템을 소개한다.

아이폰으로 대표되는 각종 스마트폰의 출시로 게임 시장은 신규 플랫폼을 위한 새로운 게임 제어 방식을 원하고 있다. 본 논문에서는 카메라에 근접한 얼굴 및 손의 회전 각도를 인식하는 기술을 이용하여 게임 컨트롤의 새로운 입 력 방식으로 사용 하는 방법을 제안한다. 일반 카메라로부터 입력 받은 영상에서 피부 색상으로 얼굴 영역을 추출하 고 타원정합(ellipse fitting)을 사용하여 얼굴과 손 영역의 회전각을 추정한다. 제안된 기술은 얼굴이나 손의 일부가 화 면 밖으로 나가더라도 추적이 지속되고, 사용자의 작은 움직임으로도 게임 플레이가 가능하기 때문에 카메라가 장착 된 스마트폰과 PC 등에 적용이 가능하다.

최근 가상현실 기술의 발전으로 가상의 3D 객체와 자연스러운 상호작용이 가능하도록 하는 사용자 친화적인 손 제스처 인터페이스에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 대부분의 연구는 단순하고 적은 종류의 손 제스처만 지원되고 있는 실정이다. 본 논문은 가상환경에서 3D 객체와 보다 직관적인 방식의 손 제스처 인터페이스 방법을 제안한다. 손 제스처 인식을 위 하여 먼저 전처리 과정을 거친 다양한 손 데이터를 이진 결정트리로 1차 분류를 한다. 분류된 데이 터는 리샘플링을 한 다음 체인코드를 생성하고 이에 대한 히스토그램으로 특징 데이터를 구성한다. 이를 기반으로 학습된 MCSVM을 통해 2차 분류를 수행하여 제스처를 인식한다. 본 방법의 검증을 위하여 3D 블록을 손 제스처를 통하여 조작하는 ‘Virtual Block’이라는 게임을 구현하여 실험한 결 과 16개의 제스처에 대해 99.2%의 인식률을 보였으며 기존의 인터페이스보다 직관적이고 사용 자 친화적임을 알 수 있었다.

최근 3차원 분야의 지속적인 발전으로 인해 보다 사실적이고 실감나는 영상을 경험할 수 있게 되었고 게임과 같은 다양한 응용분야에서 활용가능하게 되었다. 특히 가상환경에서의 객체들과 상호작용하며 이를 제어하는 증강현실 분야에 많은 발전을 가져왔다. 본 연구는 한 대의 카메라를 활용한 가상 양시점화 방법을 통해 3차원 공간의 객체를 제어하는 3차원 사용자 인터페이스를 제안한다. 이를 위해 임의의 두 카메라 위치 사이의 변환 정보를 담고 있는 호모그래피(homography) 행렬을 계산하고, 한 대의 카메라에서 얻은 2차원 손 좌표, 호모그래피 행렬 그리고 카메라의 투영행렬을 이용하여 3차원 좌표의 복원을 수행한다. 이러한 방법을 통해 보다 정확하고 빠른 3차원 정보를 얻을 수 있게 된다. 이는 두 대의 카메라를 동시에 구동할 때보다 연산량이 감소하여 실시간 처리에 효과적일 수 있으며 경제적인 부담도 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.

최근 게임 시장에서 한층 강화된 몰입감을 부여하는 증강현실 기술 기반의 3D 게임들이 등장하고 있다. 본 논문에서는 사용자의 손동작을 인식하여 게임 응용프로그램과 상호작용하는 증강현실 게임의 구현 기법을 제시한다. 웹캠을 통해 입력되는 영상 프레임에서 특징점들을 추출한다. 추출된 특징점들의 움직임을 통해 추적 대상의 움직임을 분석하여 사용자의 의도된 행위를 인식한다. 손동작 추적으로부터의 움직임의 궤적의 형태와 메뉴나 가상객체 위치 관계로부터 사용자의 의도된 움직임을 신뢰성있게 판단하는 기법을 제시한다. 제시한 방법의 우수성 입증을 위해 두 개의 증강현실 응용 시스템을 구현하고 인식의 정확도를 실험하였다. 응용으로 사람의 움직임을 감지해 동작하는 뮤직플레이어와 사용자가 위치한 현실공간에 대응되는 가상공간 내에서 가상농구게임을 개발하였다. 뮤직플레이어에서는 사용자가 손동작으로 다양한 메뉴를 선택할 수 있다. 가상농구게임에서는 가상의 공이 가상공간에 추가되고 이를 사용자가 물리공갈에서 직접 손을 움직여서 가상의 공과 상호작용한다. 사용자의 움직임 인식에 대하여 정상적인 움직임의 사용자에 대해서 평균 94%의 정확도를 보였으며 급격한 움직임의 사용자에 대해서는 약 84%의 정확도를 보였다.