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한기태 연구실
가천대학교 한기태 교수
호흡 패턴 인식
1D CNN
1D Siamese neural network
한기태 교수 연구실
기본 정보
연구 분야
프로젝트
논문
구성원

한기태 연구실

가천대학교 한기태 교수

한기태 연구실은 연속 호흡 신호와 같은 1차원 시계열 데이터를 대상으로 딥러닝 기반 호흡 패턴 인식과 구간검출을 수행합니다. 1D CNN 및 1D Siamese neural network 구조를 활용하여 패턴을 분류하고, 중첩된 다중 패턴을 분리하기 위해 merge-and-split 기반 분류 알고리즘을 적용합니다. 또한 신경망 성능을 좌우하는 하이퍼파라미터를 harmony search로 탐색하여 모델 설계와 최적화를 결합한 연구를 수행합니다. 이를 통해 호흡 상태 분석에 적용 가능한 알고리즘 중심의 인식 기술을 확보합니다.

호흡 패턴 인식1D CNN1D Siamese neural network하이퍼파라미터 최적화merge-and-split
대표 연구 분야
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1차원 시계열 기반 인간 호흡 패턴 인식 연구 thumbnail
1차원 시계열 기반 인간 호흡 패턴 인식 연구
Human Respiration Pattern Recognition from 1D Time-Series
연구 분야 상세보기
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

3총합

5개년 연도별 피인용 수

497총합
주요 논문
2
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 16
·
2023
Detection of Multiple Respiration Patterns Based on 1D SNN from Continuous Human Breathing Signals and the Range Classification Method for Each Respiration Pattern
Jin‐Woo Hong, Seong-Hoon Kim, Gi-Tae Han
IF 3.4 (2023)
Sensors
인간의 호흡 정보는 의료 영역에서 건강 상태의 분석을 가능하게 하는 생체인식 정보의 중요한 출처로 활용되고 있다. 특정 호흡 패턴의 빈도 또는 지속 시간의 분석, 그리고 일정 기간 동안 해당 구간에서 호흡 패턴을 분류하는 일은 호흡 정보를 다양한 방식으로 활용하는 데 중요하다. 기존 방법들은 일정 기간의 호흡 데이터로부터 각 호흡 패턴에 대해 구간을 분류하기 위해 윈도 슬라이딩 처리(window slide processing)를 요구한다. 이 경우 하나의 윈도 내에 여러 호흡 패턴이 존재하면 인식률이 저하될 수 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 1D 시암네트워크(Siamese neural network, SNN) 기반 인간 호흡 패턴 탐지 모델과, 모든 호흡 구간 각각에서 각 구역에 존재하는 다중 호흡 패턴을 분류하기 위한 merge-and-split 알고리즘을 제안한다. 각 패턴에 대한 호흡 범위 분류 결과에 대해 교집합 대비 합집합(intersection over union, IOU)으로 정확도를 계산한 결과, 기존 심층신경망(deep neural network, DNN)과 비교해 약 19.3%, 1D 합성곱신경망(1D convolutional neural network, CNN)과 비교해 약 12.4% 향상됨을 확인하였다. 단순 호흡 패턴에 기반한 탐지 정확도는 DNN보다 약 14.5%, 1D CNN보다 약 5.3% 높았다.
https://doi.org/10.3390/s23115275
Respiration
Pattern recognition (psychology)
Convolutional neural network
Computer science
Artificial intelligence
Biology
2
Article
|
인용수 32
·
2020
Hyperparameter Optimization Method Based on Harmony Search Algorithm to Improve Performance of 1D CNN Human Respiration Pattern Recognition System
Seong-Hoon Kim, Zong Woo Geem, Gi-Tae Han
IF 3.576 (2020)
Sensors
본 연구에서는 1차원(Dimensional) 합성곱 신경망(CNN)에서 호흡 패턴 인식 정확도를 향상시키기 위해 최적의 하이퍼파라미터 조합을 찾는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 화성 탐색(harmony search) 알고리즘을 이용하여 1D CNN과 통합되도록 설계되었다. 실험에서는 1D CNN의 합성곱 층 깊이, 각 층에서의 커널 수 및 크기, 그리고 밀집(dense) 층의 뉴런 수를 최적화 대상 하이퍼파라미터로 사용하였다. 실험 결과, 제안된 방법은 다섯 가지 호흡 패턴에 대해 평균 약 96.7%의 인식률을 제공하였으며, 이는 기존 방법에 비해 약 2.8% 향상된 것이다. 또한 최적의 하이퍼파라미터 조합을 도출하는 데 필요한 반복 횟수는 선행 연구에서 2,000,000회였다. 이에 비해, 제안된 방법은 단 3652회의 반복만 필요하였다.
https://doi.org/10.3390/s20133697
Hyperparameter
Convolutional neural network
Harmony search
Hyperparameter optimization
Computer science
Pattern recognition (psychology)
Algorithm
Artificial intelligence
Support vector machine
최신 정부 과제
2
과제 전체보기
1
주관|
2022년 5월-2023년 5월
|58,231,000
딥러링 기반 인간 호흡 패턴 분류와 패턴별 구간검출 방법 연구
-비접촉 방식인 UWB(Ultra-Wide Band) 센서로부터 획득한 인간의 호흡 신호 데이터로부터 일반호흡, 느린호흡, 빠른호흡, 무호흡 및 움직임 등 총 5가지 신호 패턴을 인식하고 분류하는 딥러닝 기반 호흡패턴 분류모델을 제안하고, 제안한 모델의 성능향상을 위하여 모델의 주요 하이퍼 파라미터들의 최적화 알고리즘을 개발하여 기존방법(DNN, 1D CNN 등)과 검출 정도확 비교 실험을 진행함 -선행연구된 호흡 패턴검출 모델에 대한 분석 및 검출 구간에 복수 호흡 패턴 존재시 정확도 저하의 문제점을 도출하고, 검출 대상 프레임에 복수 개의 호흡 패턴들이 존재할 때와 단일 호흡패턴만으로 되어 있을 때의 호흡패턴의 검출정확도를 비교함 -검출 대상 구간에 다중 호흡 패턴들의 존재에도 강인하게 호흡 패턴 분류가 가능한 모델설계를 위하여 검출 대상 프레임 안에서 다중 객체 검출이 가능한 1D SSD 혹은 1D YOLO 등을 적용한 모델을 설계 하고, 제안한 모델로부터 인간 호흡 패턴의 검출결과가 동일 호흡 패턴으로 연속될 때는 구간을 합병하고, 다른 호흡 패턴이 연속될 때는 구간을 분리하는 호흡 패턴 분류를 위한 MAS(Merge And Split) 알고리즘을 개발 함
인간 호흡패턴 분류
딥러닝 모델
구간검출
인식률
하이퍼파라미터
2
주관|
2015년 5월-2016년 5월
|83,531,000
고성능 MicroSD 카드 기반 암·복호화 기술 및 Smart Home 보안 서비스 프로그램 개발
본 과제는 IoT 스마트 홈에서 카메라 영상과 센서 정보를 안전하게 보호하고 사용자만 접근하도록 만드는 서비스 기술임. 연구 목표는 IoT 플랫폼 및 스마트폰에 장착 가능한 암/복호화 칩셋이 탑재된 고성능 Micro SD 카드 개발 및 스마트 홈 보안 서비스 기술 개발임. 핵심 연구 내용은 고성능 암복호화 Micro SD 카드 SoC 설계, Micro SD 카드 접근 모듈, 센서 관리/데이터베이스 관리/ TCP/IP 데이터 통신·프로토콜, 얼굴 인식 기반 사용자 인증, 센서 데이터 분석·상황 인지, 안드로이드 기반 원격제어·뷰어 앱 및 UI/UX 개발임. 기대 효과는 개인정보 유출 및 사생활 침해 방지, 사용자 인증 기술 확보, IoT·FinTech 보안 활용 및 CCTV 영상 뷰어 앱 개발 가능성 제고임.
사물인터넷
스마트 홈
암복호화
마이크로SD카드
사용자인증
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록20191-D CNN 기반의 UWB 호흡 데이터 패턴 인식 시스템1020190074259
소멸2018지능형 차량을 위한 소실점 검출 방법 및 시스템1020180059484
등록2016카메라 영상의 얼굴 인식 방법1020160068401
전체 특허

1-D CNN 기반의 UWB 호흡 데이터 패턴 인식 시스템

상태
등록
출원연도
2019
출원번호
1020190074259

지능형 차량을 위한 소실점 검출 방법 및 시스템

상태
소멸
출원연도
2018
출원번호
1020180059484

카메라 영상의 얼굴 인식 방법

상태
등록
출원연도
2016
출원번호
1020160068401

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