Nowadays, personalized multimedia services are drawing a significant amount of interest because of increasing usage of multimedia-enabled portable devices. As such, content adaptation according to the perception characteristics of users is important to enhance the accessibility of multimedia content, thus making possible personalized media consumption. This thesis is to propose a framework for image content adaptation for visually impaired people, using the MPEG-21 Digital Item Adaptation (DIA) standard. Among various perception characteristics of users, we focus on the spatial contrast vision characteristic of users, which is represented by a contrast sensitivity function (CSF). Four key contributions of the paper are discussed in more detail. First, we simulate the visual perception of users that are having different spatial contrast vision abilities. This is realized by incorporating the HVS model proposed by Pattanaik et al. Second, in order to measure spatial contrast vision, and thus realizing personalized content adaptation, depending on the severity of the visual ability of a user, we propose a method to measure the CSF for users on computer-based environment. Given a well-defined spatial contrast vision symptom and a measurement of its severity, we also show an example of how to represent this information in an interoperable way by using DIA description tools for low vision users. Third, we perform the actual content adaption, which is personalized in the sense that the adapted content is optimized to the given description of a particular symptom. Lastly, a new contrast metric called perceived contrast is proposed. This metric is used to calculate contrast value for any natural images as well as to determining the CSF. In order to see the effectiveness of the proposed adaptation methods, we performed a statistical experiment for users with the low vision symptom.
최근 들어 디지털 멀티미디어 컨텐츠 소비에 관한 법적 혹은 윤리적 요구조건이 강화되고 여러 집단들에 대해 동등한 디지털 컨텐츠 소비기회를 제공하기 위한 노력이 증대되고 있다. 이는 사용자의 환경적, 물리적, 신체적인 문제로 인해 컨텐츠 접근에 제약이 있었던 집단에 대한 보다 풍부한 디지털 컨텐츠 소비를 가능케 하고자 하는 목표를 지니고 있으며, 결국 이러한 노력은 사용자의 특성 및 단말, 또는 다양한 네트워크의 환경에 존재하는 각기 다른 사용자 집단에 대해 투명하고 증강된 멀티미디어 자원의 소비를 언제 어디서나 가능케 하고자 하는 MPEG-21 표준의 근본적인 동기가 되었다. 이러한 목표를 달성하기 위하여 MPEG-21 표준은 사용자 환경, 특히 사용자의 저시력 특성에 따른 디지털 컨텐츠 적응을 가능하게 하였다. 특히 MPEG-21 디지털 아이템 적응 파트는 앞서 언급한 사용자의 시각 특성에 따른 서로 다른 사용자 환경의 기술 및 그에 따른 컨텐츠 적응을 가능하게 함으로서 사용자의 컨텐츠 소비 만족도를 높일 수 있게 해주는 기술 툴이다.
한편, 저시력이란 의학적 치료 및 안경 등의 사용에도 불구하고 일상적인 생활에 어려움을 초래할 수 있는 시각 능력의 저하를 의미한다. 또한 사용자의 저시력 특성은 크게 7가지의 증후 및 그 증후의 정도에 따라 분류 될 수 있다. 하지만 알려진 증후들 중에서 특히 공간적 대비 시각 능력은 저시력 사용자의 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 그러므로 이 논문에서는 사용자의 공간적 대비 시각 특성에 주목하고, MPEG-21 DIA툴을 사용하여 사용자의 시각 특성에 따른 영상 컨텐츠 적응 응용의 가능성을 언급하고자 한다.
개인의 공간적 대비 시각 특성은 대비 민감도 함수(CSF)로 대변될 수 있다. 이는 여러 공간 주파수영역에 대한 대비 민감도를 표현한 함수로서, 다양한 공간 주파수 성분을 포함한 복잡한 영상에서 고유의 대비 값을 갖는 물체의 가시여부를 예측하는 데에 사용될 수 있으며, 현재 임상적으로 대비 민감도 검사를 통해 개개인의 공간적 시각 특성을 표현 하고 있다. 즉 개인의 대비 민감도 함수를 구함으로써 공간적 시각 능력에 관한 저시력 증상 여부를 알아낼 수 있고, 이는 컨텐츠를 최종적으로 소비하는 사용자의 중요한 시각 특성을 나타내게 된다.
이에, 본 논문의 목적은 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째, 기존에 제안된 톤리프로덕션 개념에 기반하여 인간의 시각의 시각시스템 모델링을 하고, 또한 이를 통해 정상 시각 시뮬레이션을 하며, 이 시각 시스템 모델의 대비조절인자함수를 조절함으로써 실제 서로 다른 공간적 시각적 특성을 지닌 사용자가 어떻게 컬러 영상을 인지 할 지를 시뮬레이션 한다. 두 번째, PC 상에서 개인의 공간적 시각 특성 및 증후의 심각성에 따른 컨텐츠 적응이 가능할 수 있도록 PC 상에서 여러 가지 공간 주파수 대역에 따른 개인의 대비 민감도를 측정하는 방법을 제안한다. 마지막으로, 사용자의 시각특성 정보를 이용하여 실제 영상 컨텐츠의 개인화된 적응이 가능함을 보이고자 한다. 주관적 실험을 통하여 정상시각 및 저시력 공간 시각특성의 대비 민감도 함수를 얻을 수 있었다. 마지막으로, 제안된 방법의 유효성을 가설검정법을 사용하여 증명하였다.
