Določanje položaja kožnih formacij pri taktilni komunikaciji v navideznih vmesnikih : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2003

barva kože   barvni prostor   barvno filtriranje   bitna maska   disertacije   interakcija   kožna formacija   navidezna resničnost   prepoznavanje kretenj   procesiranje slik   prostorsko filtriranje   računalniški vid   razširjena resničnost   sledenje glave   sledenje roke   taktilna komunikacija   uporabniški vmesniki   uporabniško okolje

Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko računalništvo in informatiko

Ljudje brez težav uporabljamo kretnje za komunikacijo z drugimi ljudmi in tako so kretnje kot metoda interakcije uporabnika in stroja bolj naravne in neposredne v primerjavi z obstoječimi napravami, kot so miška, tipkovnica in podobno. Metoda je tudi bolj funkcionalna, saj je uporaba kretenj roke, ki predstavlja pomembno človeško kretnjo, ključnega pomena za izgradnjo prijaznih uporabniških okolij v domeni navidezne ali razširjene resničnosti. Pomembno vlogo za čim bolj intuitiven način interakcije med uporabnikom in strojem ima procesiranje v realnem času. Cilj pričujoče disertacije je razvoj na računalniškem vidu zasnovanega vmesnika in uporabniškega okolja, ki omogočata poglobljeno interakcijo med uporabnikom in strojem znotraj aplikacij navidezne in razširjene resničnosti ter uporabo le-teh v sodobnih telekomunikacijskih tehnologijah. Glavni problem sodobnih mobilnih telekomunikacijskih tehnologij predstavlja omejena velikost prikazovalnega polja in načina vnosa podatkov oziroma navigacije same naprave. Za dosego navedenega cilja smo definirali postopke barvnega filtriranja, analize gibanja, prepoznavanja kretenj uporabnika in predlagali model uporabniškega okolja v aplikacijah navidezne ali razširjene resničnosti. V nalogi smo uporabili metodo barvnega sledenja, kjer smo razvili nov pristop barvnega in prostorskega filtriranja za označevanje kožnih značnic in tvorbe kožnih formacij na nivoju bitnih mask. Prikazali smo novo strukturo strojnega pospeševanja v obliki digitalnega nelinearnega parametričnega filtra, ki omogoča iskanje kožno obarvanih regij v dvodimenzionalnem slikovnem zaporedju v realnem času. Parametrična zasnova predstavljenega pristopa omogoča samodejno sprotno prilagajanje na spremembe osvetlitve v sceni, kjer obstaja tudi možnost samodejne adaptacije na različne tipe kože. V nadaljevanju smo definirali postopek razpoznavanja dvodimenzionalnega gibanja v slikovnem zaporedju bitnih mask in kasnejšo klasifikacijo temu podrejenih tridimenzionalnih vzorcev gibanja. Razvili smo metodo izločanja in klasifikacije dvodimenzionalnega gibanja v slikovnem zaporedju bitnih mask, ki uporablja logični operator. Podali smo oceno predlagane metode z obravnavo težav zaradi prekrivanja subjektov ali objektov kožne barve v sceni. Da bi dosegli človeku čim bolj intuitiven način interakcije v predlaganem uporabniškem okolju znotraj aplikacij navidezne ali razširjene resničnosti, smo uporabili stereoskopski računalniški vid, ki vmesniku omogoča določanje položaja v vseh treh prostorskih razsežnostih. Predstavili smo pristop klasifikacije podrejenih tridimenzionalnih vzorcev gibanja, ki predstavljajo potencialne pare aktivnih področij s pripadajočimi epipolarnimi področji na levi in desni dinamični bitni maski. Klasifikacija potencialnih parov temelji na geometrijskih lastnostih aktivnih področij, pogojih stereoskopske neenakosti vzporedne konfiguracije kamer in algoritmu iskanja korespondence, ki uporablja kriterija korespondence za aktivna in pripadajoča epipolarna področja. Predstavljeni so problemi paralakse gibanja ob uporabi časovno-zaporednega video sistema. Pristop določanja prostorskih koordinat navigacijske točke vključuje modeliranje prstne konice uporabnikove roke, ki je uporabljena kot krmilni subjekt. Obravnavali smo vpliv gibanja slikovnih senzorjev, ki vključuje novo metodo kontrole gibanja slikovnih senzorjev z uporabo senzorja pospeška. Predlagali smo pristop ocenjevanja pripadajočih parametrov kontrole gibanja z izračunom zapletenosti scene. Za analizo uporabnikovih kretenj oziroma določanje izraznega stanja in sledenja krmilnega subjekta v domeni taktilne komunikacije smo predlagali pristop časovne analize prostorskega položaja navigacijske točke. Prikazali smo pristop razpoznavanja kretenj navigacije in potrjevanja želene aktivnosti stroja, ki temelji na časovno ustaljenem gibanju in kratkotrajnih anomalijah v časovno odvisni prostorski funkciji gibanja. Problem sodobnih mobilnih telekomunikacijskih tehnologij smo naslovili z novo predlaganim uporabniškim okoljem, ki vključuje stereoskopska računalniška podatkovna očala, stereoskopsko namestitev kamer in senzor pospeškov. Znotraj uporabniškega okolja smo predlagali uporabniško področje, ki ga uporabnik vidi v danem trenutku, pri tem je le-to prostorsko usklajeno z navigacijskim področjem vmesnika in ga je možno premikati znotraj uporabniškega okolja s sledenjem orientacije uporabnikove glave. V zaključnem poglavju smo predlagali zasnovo potrebne strojne opreme, ki omogoča izvajanje podanih algoritmov v realnem času in vključuje nov pristop strojno pospešenega barvnega filtriranja.

07.08.2023