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Summary
Contents
목차
제1장 서론 34
제1절 연구의 필요성 36
제2절 연구개발의 목표 및 범위 36
1. 연구 개발의 목표 36
2. 연구개발의 범위 36
제3절 주요 연구개발 결과 37
1. 촉감 정보 분석을 위한 플렉서블 촉각 센서 개발 37
2. 소형 촉감 인터페이스 모듈 개발 37
3. 후, 미각 정보의 패턴 인식 및 표현 기술 개발 38
4. MPEG기반 촉, 후, 미각 정보 부호화 기술 개발 39
5. 실시간 오감 정보 전송 프로토콜 개발 40
6. 오감 융합 콘텐츠 표현 환경 구축 40
7. 제스처/음성 2감 융합 인식기 개발 41
제2장 촉감 정보 분석을 위한 플렉서블 촉각 센서 개발 42
제1절 개요 44
제2절 국내외 기술개발 현황 44
1. 국외 기술 현황 44
2. 국내 기술 현황 44
제3절 연구개발 수행내용 및 결과 45
1. 3축 힘센서 단위셀 설계 45
2. 3축 힘센서 조합 센서 설계 48
3. MEMS 반도체 공정 프로세스 설계 및 제작 50
4. 3축 힘센서 신호처리부 제작 51
5. 3축 힘센서 기반 센서 평가 54
6. 응용모델 설계 및 상용 단축 힘센서를 이용한 프로토타입 58
제3장 소형 촉감 인터페이스 모듈 60
제1절 개요 62
제2절 연구의 필요성 62
제3절 소형 질감제시 모듈 64
제4절 펜형 촉감 인터페이스 개발 66
제5절 사용자 평가 67
1. 버튼 촉감 재현의 효과 67
2. 질감제시 모듈을 이용한 점자 표현 70
제6절 응용분야 및 결론 74
1. 응용분야 74
2. 결론 76
제4장 후ㆍ미각 정보의 패턴 인식 및 표현 기술 78
제1절 개요 80
제2절 후,미각 정보 부호화 80
1. 냄새의 분류 방법 80
2. 후각 부호화를 위한 데이터 포맷 구조 84
제3절 후,미각 XML 정보 표현 규격 89
1. 후각 정보 표현의 XML 구조 89
2. 후각 XML의 예 89
제4절 후,미각 정보의 패턴 인식 방법 94
1. 후,미각 정보 클러스터링 94
2. 후,미각 정보 클러스터링 알고리즘 96
제5장 MPEG기반 촉, 후, 미각 정보 부호화 기술 98
제1절 개요 100
제2절 MPEG-7 100
1. MPEG이란 100
2. MPEG-7 구조 및 특징 101
제3절 후각정보 103
1. 냄새와 화학구조 103
2. 냄새의 측정 105
3. 냄새의 분류 107
제4절 MPEG-7 기반 후각정보 부호화 108
1. MPEG-7 XML Description 범위 108
2. 후각 정보 데이터의 Description Tool 구성 109
3. 후각의 Feature 특성과 Coding Scheme 118
제6장 실시간 오감 정보 전송 프로토콜 122
제1절 개요 124
제2절 설계 고려 사항 124
1. 통신모델 124
2. 네트워크 채널 전송 방식 125
3. MPEG DMIF 호환성 126
4. 오감 데이터 특성에 따른 데이터 전송 요구 사항 126
5. 서비스 세션과의 관계 127
6. 서비스 형태 128
제3절 FSTP 구조 128
1. 상하위 인터페이스 128
2. 동작 구조 129
제4절 프로토콜 상세 설계 132
1. 세션 관리 132
2. 세션 상태 관리 133
3. 오감 데이터 전송 134
4. 패킷 구조 139
5. QoS 관리 140
제7장 오감 융합 디지털 콘텐츠를 위한 표현 기술 142
제1절 개요 144
제2절 시선 추적에 관한 연구 145
1. 눈동자의 시선 위치 추적 장치 145
2. 눈동자 시선 추적 146
제3절 입체영상 환경 구축에 관한 연구 148
1. 입체영상 양안시차 시연 환경 구축 연구 148
2. 무안경식 입체 영상 디스플레이 알고리즘 연구 150
제4절 융합 표현기 개발 연구 156
1. 오감 융합 시스템 레이어 개요 156
2. 오감 융합 표현기 블록 구조 157
3. 시스템 인터페이스 개요 158
4. 융합 표현기 설계 159
제8장 제스처/음성 2감 융합 인식기 162
제1절 개요 164
제2절 2감 융합 인식기 개발 환경 및 구조 164
1. 구현 환경 및 2감 융합 DB 164
2. 구현 구조 167
제3절 2감 융합 학습 및 인식 알고리즘 168
1. 음성/제스처 인식 모듈 168
2. 동기화 및 융합 인식블럭 175
제9장 결론 180
부록 186
부록 1. 연구 결과물 목록 188
〈표 3-5-1〉 점자 인식 실험 결과 71
〈표 4-2-1〉 The classification of zwaardenmaker 80
〈표 4-2-2〉 The classification of Amoore 81
〈표 4-2-3〉 Flavornet에서의 25개 냄새 Class 83
〈표 4-2-4〉 데이터 포맷의 내용 86
〈표 4-2-5〉 Segment 데이터 포맷의 내용 88
〈표 4-3-1〉 데이터 포맷 예 90
〈표 5-2-1〉 MPEG-7 표준화 분야 103
〈표 5-3-1〉 과실향을 갖는 에스테르 104
〈표 5-3-2〉 최소역치(g/㎥) 107
〈표 5-4-1〉 대표적인 합성향료의 예 110
〈표 5-4-2〉 대표적 천연향료의 예 111
〈표 5-4-3〉 Number of bits of SmellForm, Mnemonic: IEC 15938-3,4 115
〈표 5-4-4〉 Number of bits of SmellsFactors, Mnemonic: IEC 15938-3,4 116
〈표 5-4-5〉 Number of bits of SmellsElement, Mnemonlc: IEC 15938-3,4 117
〈표 6-2-1〉 오감 미디어 별 데이터 특성 126
〈표 6-2-2〉 감각 별 데이터 전송 품질에 대한 요구사항 127
〈표 6-4-1〉 스트림 별 적용 가능한 전송 프로토콜 136
〈표 6-4-2〉 채널 타입에 따른 전송 프로토콜 137
〈표 6-4-3〉 Session Commands 139
〈표 7-4-1〉 레이어(C2B)의 블록별 기능 157
〈표 7-4-2〉 시스템 인터페이스 158
〈표 8-2-1〉 제스처/음성 융합에 관련한 명령어 집합 165
〈표 8-3-1〉 끝점 검출 조건 표 169
〈그림 2-3-1〉 3축 힘센서의 개략도 45
〈그림 2-3-2〉 3축 힘센서 단위셀 설계 46
〈그림 2-3-3〉 3축 힘센서 감지부 설계 46
〈그림 2-3-4〉 수직하중이 작용했을 때 x방향의 변형률 모습 47
〈그림 2-3-5〉 수평하중 Fx가 작용했을 때 x방향의 변형률 모습 47
〈그림 2-3-6〉 온도보상을 고려 유무의 저항 위치 48
〈그림 2-3-7〉 단일의 3축 힘센서로 이루어진 포인터 장치용 촉각센서 48
〈그림 2-3-8〉 4개의 3축 힘센서로 이루어진 정보입력장치용 촉각센서 49
〈그림 2-3-9〉 5개의 3축 힘센서로 이루어진 정보입력장치용 촉각센서 49
〈그림 2-3-10〉 반도체 공정용 마스트 설계 49
〈그림 2-3-11〉 반도체 공정 프로세서 50
〈그림 2-3-12〉 하중범프 제작개략도 51
〈그림 2-3-13〉 제작된 폴리이미드 필름 51
〈그림 2-3-14〉 제작된 폴리이미드 필름 조이스틱용 3축 센서 52
〈그림 2-3-15〉 3축 힘센서의 측정된 저항값 52
〈그림 2-3-16〉 제작된 폴리이미드 필름 조이스틱용 3축 센서 (4 셀) 53
〈그림 2-3-17〉 3축 힘센서의 측정된 저항값 (4 셀) 53
〈그림 2-3-18〉 3축 힘센서의 신호처리 시스템 설계 54
〈그림 2-3-19〉 Labview 기반 신호처리 시스템 제작 54
〈그림 2-3-20〉 3축 단위셀 센서 평가 시스템 및 평가 55
〈그림 2-3-21〉 3축 단위셀 센서에 대한 수직 방향 55
〈그림 2-3-22〉 3축 단위셀 센서에 대한 수직방향 평가 56
〈그림 2-3-23〉 3축 단위셀 센서에 대한 수직방향 평가(4셀) 57
〈그림 2-3-24〉 3축 단위셀 4개로 이루이진 센서 57
〈그림 2-3-25〉 3축 단위셀 4개로 이루이진 센서 평가 58
〈그림 2-3-26〉 3축 센서를 이용한 입력장치 응용 모델 58
〈그림 2-3-27〉 상용 단축센서를 이용한 프로토타입 제작 59
〈그림 3-3-1〉 개발된 질감제시 장치 모듈 65
〈그림 3-3-2〉 질감제시 장치 모듈 및 컨트럴러 65
〈그림 3-4-1〉 펜형 촉감 인터페이스 프로토타입 66
〈그림 3-4-2〉 사용자 체험 환경 67
〈그림 3-5-1〉 사용자 체험 환경 68
〈그림 3-5-2〉 평균 계산 시간 69
〈그림 3-5-3〉 촉각 피드백의 효과 69
〈그림 3-5-4〉 점자 실험용 패널 70
〈그림 3-5-5〉 개별 숫자별 정답률 71
〈그림 3-5-6〉 특정 자극에 대한 선호도 72
〈그림 3-5-7〉 주파수 변화에 따른 정답률 73
〈그림 3-5-8〉 주파수 변화에 따른 구별 시간 73
〈그림 3-6-1〉 질감 이미지 처리 환경 75
〈그림 3-6-2〉 이미지 정보를 촉감 정보로 변환하는 방법 75
〈그림 4-2-1〉 The odor prism of Henning 82
〈그림 4-2-2〉 Flavornet 83
〈그림 4-2-3〉 Odor coding method by object 84
〈그림 4-2-4〉 후각 데이터 전송을 위한 구조도 85
〈그림 4-2-5〉 후각 데이터 포맷의 구조 85
〈그림 4-2-6〉 Segment 데이터 포맷의 구조 87
〈그림 4-3-1〉 후각부호화의 XML파일 구조 89
〈그림 4-3-2〉 XML파일 예 93
〈그림 4-4-1〉 기본 냄새들의 클러스터링과 디코딩 94
〈그림 4-4-2〉 각종 대표 냄새 및 맛의 클러스터링 과정의 구성도 95
〈그림 4-4-3〉 부호화된 데이터의 전송과 디코딩 과정의 구성도 95
〈그림 5-2-1〉 MPEG-7 표준화 범위 102
〈그림 5-2-2〉 MPEG-7을 사용한 Application 전체 구조 103
〈그림 5-3-1〉 최소가역치 식 106
〈그림 5-4-1〉 냄새(후각정보)에 대한 특성 및 표현 112
〈그림 5-4-2〉 후각 정보에 대한 Features 113
〈그림 5-4-3〉 Description Syntax of SmellForm 114
〈그림 5-4-4〉 Description Syntax of SmellsFactors 116
〈그림 5-4-5〉 Description Syntax of SmellsElement 117
〈그림 5-4-6〉 냄새 K에 대한 농도(냄새 강도)의 예 118
〈그림 5-4-7〉 냄새(후각정보)의 부호화 방안 119
〈그림 6-2-1〉 통신 모델 125
〈그림 6-2-2〉 단일 채널에 의한 전송 방식 125
〈그림 6-2-3〉 다채널에 의한 전송 방식 125
〈그림 6-3-1〉 FSTP Network Model 128
〈그림 6-3-2〉 FSTP 동작 구조 129
〈그림 6-3-3〉 RTP 헤더 130
〈그림 6-3-4〉 RTCP 복합 패킷 양식 132
〈그림 6-4-1〉 FSTP 세션 설정을 위한 메시지 흐름 132
〈그림 6-4-2〉 세션 해지를 위한 메시지 흐름 133
〈그림 6-4-3〉 서버 상태 천이도 134
〈그림 6-4-4〉 클라이언트 상태 천이도 134
〈그림 6-4-5〉 데이터 채널 설정을 위한 메시지 흐름 135
〈그림 6-4-6〉 데이터 채널 해지를 위한 메시지 흐름 136
〈그림 6-4-7〉 패킷 구조 139
〈그림 6-4-8〉 세션 메시지 헤더 포맷 139
〈그림 6-4-9〉 데이터 헤더 포맷 140
〈그림 7-2-1〉 시선 추적 모듈의 구조 145
〈그림 7-2-2〉 제한 영역에서의 라벨링 수행 결과 146
〈그림 7-3-1〉 오감융합 시나리오에 기초한 시연 장면 149
〈그림 7-3-2〉 오감융합 시나리오 표현을 위한 시연 환경 150
〈그림 7-3-3〉 집적영상시스템 개념도 151
〈그림 7-3-4〉 VVR 이미지 매핑 152
〈그림 7-3-5〉 VVR 2D이미지(1) 155
〈그림 7-3-6〉 VVR 3D이미지(2) 155
〈그림 7-4-1〉 융합 표현 시스템 개요도 156
〈그림 7-4-2〉 핵심 시나리오의 이벤트-조건-액션의 분해도 159
〈그림 7-4-3〉 핵심시나리오 활동도 160
〈그림 7-4-4〉 클래스 다이어그램 160
〈그림 7-4-5〉 이벤트 처리의 순차 흐름도 1 161
〈그림 7-4-6〉 이벤트 처리의 순차 흐름도 2 161
〈그림 8-2-1〉 제스처/음성 융합 데이터베이스 수집 환경 165
〈그림 8-2-2〉 음성/제스처 융합 데이터베이스 수집 프로그램 166
〈그림 8-2-3〉 제스처/음성 융합 인식시스템 구조 167
〈그림 8-2-4〉 융합 인식기와 융합 표현기간의 시연환경 168
〈그림 8-3-1〉 RASTA filtering 후 특징 왜곡 현상 171
〈그림 8-3-2〉 2번 bin에서의 RASTA와 PMS filtering 후 특징 변화 171
〈그림 8-3-3〉 제스처 명령의 사용자 제약 172
〈그림 8-3-4〉 검출된 신체 구성 요소 175
〈그림 8-3-5〉 융합인식 시스템에서 동기화 모듈 순서도 176
〈그림 8-3-6〉 융합인식 시스템 플로우차트 178
〈그림 8-3-7〉 노이즈에 따른 융합 인식률과 개별 모달리티간 성능비교 179
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