시각장애인 인지특성 기반의 영상자료 촉도 자동 변환 방법 :Automatic Method for Transforming Image into Tactile Graphic Based on Cognitive Characteristics of Visually Impaired Persons

김혜영

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김혜영 (가천대학교, 가천대학교 일반대학원)

지도교수: 조진수

발행연도: 2013

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

시각장애인 인지특성을 기반으로 한 영상자료의 촉각지도 자동 변환 방법

김혜영 , 조진수 한국콘텐츠학회논문지 2013.04 학술저널

시각장애인 인지특성 기반의 영상자료 촉도 자동 변환 방법

김혜영 전자계산학과 2013.01 학위논문

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본 논문에서는 시각장애인에게 다양한 영상정보를 보다 쉽고 빠르게 제공하기 위하여 시각장애인의 인지특성을 기반으로 기존 영상자료를 촉도 정보로 자동 변환하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법에서는 스캔을 통해 입력받은 일반 교과서의 컬러영상을 레이블링 기법과 밝기값 변화에 기반한 문자영역 추출 방법으로 문자와 영상영역을 분리하고, 문자영역은 한국 점자 규정에 따라 점자로 변환하고, 영상영역은 밝기값 누적히스토그램의 특징을 이용하여 저/고복잡도 영상으로 분류한 후 그 복잡도에 따라 서로 다른 변환 방법을 통해 시각장애인이 인지할 수 있는 촉도 정보로 자동 변환한다.
실험 평가에서는 먼저 제안하는 방법으로 생성된 촉도의 성능 평가를 위해 전맹 시각장애인 5인을 대상으로 제안한 자동 변환 방법으로 생성된 촉도와 수동으로 생성된 기존 점자교과서의 촉도에 대한 인지율과 만족도를 평가하는 실험을 수행하였다. 또한 제안하는 자동 변환 방법과 기존 수동 방식의 제작 방법으로 촉도 정보를 생성하는 시간을 각각 측정 및 비교하여 제안하는 방법의 시간적인 효율을 평가하였다. 실험결과 제안한 방법으로 생성된 촉도와 기존 점자교과서의 촉도의 인지율과 만족도가 매우 유사하였으며, 기존 수동 방식의 제작 방법보다 제안하는 자동 변환 방법이 평균 약 120배의 시간이 단축되었을 뿐 아니라 영상의 유형에 따라 최대 약 1775배의 향상률을 보여 시간적으로 매우 효율적임을 확인하였다. 따라서 제안하는 방법은 시각장애인을 위한 교육자료 제작의 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있으며, 또한 교육자료 내에 영상자료를 보다 손쉽게 많이 추가하여 교육효과를 크게 향상시킬 수 있다.

In this paper, I propose the method for automatically transfers images into tactile maps information based on cognition characteristics of visually impaired persons to more easily and fast provide various image information for visually impaired persons. The proposed method first color image scanned into textbook are divided into text area and non-text area using a text area extraction method for color images based on labeling and gradient difference method. The extracted text area are then converted into Braille using Korean Braille Regulation, the extracted non-text area are then classifying them into low complex image and high complex image using the cumulative histogram of intensity value, we are automatically transform non-text area into tactile graphic information which the visually Impaired persons can recognized using different transforming method depending on complex. Experimental evaluation, for the evaluation of performance of the tactile graphics generated by the suggested method, were performed recognition and satisfaction of 5 visually impaired people that the tactile graphic of the proposed method and of the braille textbook. In addition, I compared the suggested automatic transforming method with the conventional manual method for generating the tactile graphic information in terms of time to check the time efficiency. Expreimental results show that the tactile graphic which is produced by the proposed method was similar to that by the conventional method in terms of rate of success of recognition and satisfaction. In terms of time, the automatic method required less time than the conventional method or 1/120 of that required by conventional method, showing that the suggested method is very efficient in time. In addition, depending on the type of image, some image was enhanced up to 1775 times of that required by the conventional manual method. Accordingly, the suggested method would save a lot of time and expenses in manufacturing the educational materials for visually impaired persons. In addition, the proposed method would enhance the educational effect a lot by easily adding more data into the educational data base.

#시각장애인 인지특성 #촉도 #임베디드

Ⅰ. 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목표 1
1.2 논문의 구성 3
Ⅱ. 관련연구 4
2.1 시각장애인의 촉도 인지특성 4
2.2 영상의 촉도 변환 기존 연구 9
2.3 기존의 문자영역 추출 방법 11
2.4 영상영역 변환에 활용한 필수 기술 및 기존 연구 12
2.4.1 영상 분할기법 12
2.4.2 중심객체 추출 방법 17
Ⅲ. 영상자료의 촉도 자동 변환 방법 19
3.1 문자 및 영상영역 분리 20
3.1.1 레이블링 21
3.1.2 레이블 필터링 21
3.1.3 문자영역 후보군 설정 23
3.1.4 후처리 27
3.1.5 문자 레이블 결정 28
3.2 영상영역의 저/고복잡도 분류 29
3.3 저/고복잡도 영상 변환 방법 31
3.3.1 중심객체 추출 31
3.3.2 불필요한 개체 제거 35
3.3.3 객체의 단순화 35
3.3.4 영상의 축소 38
3.4 문자영역 처리 38
Ⅳ. 실험 및 평가 39
4.1 문자 및 영상 분리방법의 비교 및 평가 39
4.1.1 결과 영상 분석 40
4.1.2 성능 비교 42
4.2 저/고 복잡도별 영상 변환의 성능 평가 46
Ⅴ. 결 론 52
참 고 문 헌 54

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