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한재호 연구실
고려대학교 뇌공학과 한재호 교수
인공지능
의료영상 분석
EEG 분류
연구 영역
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논문·특허
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한재호 연구실

고려대학교 뇌공학과 한재호 교수

한재호 연구실은 뇌공학과 관점에서 의료 및 신경 신호 데이터를 대상으로 영상화, 분할, 정량, 분류를 수행하는 연구를 진행합니다. 수술 중에는 공통경로 시간영역 반사계측과 광섬유 프로브를 기반으로 뇌종양 주변 조직의 실시간 구분을 다룹니다. 의료영상 영역에서는 OCT 및 현미경 영상에 대해 그래프 이론 기반 세그멘테이션을 적용하고, MR에서는 Hankel 구조와 부분공간 학습을 활용한 SMS 재구성으로 T1 파라미터 정밀도를 확보합니다. 신경 신호 분석에서는 EEG에 대해 Transformer 및 CNN-어텐션 하이브리드 네트워크를 구성하여 채널별 특징을 반영한 분류 성능과 엣지 적용성을 함께 고려합니다.

인공지능의료영상 분석EEG 분류Optical coherence tomographyMR T1 mapping
대표 연구 분야
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안구 생체측정용 인공지능(안구축장 길이 예측 및 데이터 증강) thumbnail
안구 생체측정용 인공지능(안구축장 길이 예측 및 데이터 증강)
AI for Ocular Biometry (Axial Length Prediction and Data Augmentation)
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 2
·
2024
Bimodal Transformer with Regional EEG Data for Accurate Gameplay Regularity Classification
J. Lee, Jae‐Ho Han
IF 2.8 (2024)
Brain Sciences
게임은 교육과 의료를 포함한 다양한 분야에 적용되어 왔으며, 그에 따라 각 분야에 특화된 다수의 새로운 게임들이 등장하였다. 따라서 각 유형의 게임에 적합한 플레이어를 확보하기 위해서는 사용자 행동을 이해하는 것이 핵심적이다. 본 연구는 게임 사용자들의 뇌파(EEG)를 측정하고 게임 사용 빈도를 분류함으로써 게임 개발을 개선하는 데 유용한 통찰을 제공한다. 이를 위해 다중모달 모바일 뇌-신체 영상화(multimodal mobile brain-body imaging, MOBI) 데이터셋을 사용하였고, 게임 사용 빈도는 “자주(often)”와 “가끔(sometimes)”으로 범주화하였다. 적절한 분류 정확도를 달성하기 위해, 전두엽(AF)과 측두엽(TP)을 위한 전용 채널을 갖춘 새로운 이중모달 Transformer 아키텍처를 제안한다. 이 구조에서는 합성곱 층, 자기어텐션(self-attention) 메커니즘, 교차어텐션(cross-attention) 메커니즘을 하나의 통합 모델로 결합한다. AF와 TP 채널을 구분하도록 설계된 본 모델은 뇌 영역 간에 기능적 차이를 보이며, 채널 간 상관관계를 보다 상세히 분석할 수 있게 한다. 제안된 모델은 5-폴드 교차검증(five-fold cross-validation, CV)과 피험자 1인 제외 교차검증(leave-one-subject-out cross-validation, LOSO CV)으로 평가되었으며, 각각 88.86%와 85.11%의 분류 정확도를 나타낸다. 게임 플레이 빈도를 효과적으로 분류함으로써, 본 방법론은 목표 지향적 참여를 위한 유용한 통찰을 제공하고, 플레이어 확보를 위한 맞춤형 게임을 개발 및 설계하는 전략적 노력에 기여한다.
https://doi.org/10.3390/brainsci14030282
Computer science
Electroencephalography
Transformer
Human–computer interaction
Artificial intelligence
Machine learning
Psychology
Engineering
Neuroscience
2
Article
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·
인용수 0
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2023
Sub-Nyquist Coherent Imaging Using an Optimizing Multiplexed Sampling Scheme [Tips & Tricks]
Yeonwoo Jeong, Behnam Tayebi, Jae‐Ho Han
IF 9.4 (2023)
IEEE Signal Processing Magazine
다수의 기술이 2D 신호에 대한 센서 대역폭의 한계를 극복하기 위해 개발되어 왔다 [1]. 희소 신호의 기초에 입각하여 정보를 기록하는 데 필요한 측정 횟수를 줄여주는 매력적인 기법인 압축 센싱이 있음에도 불구하고 [2], [3], 비희소 신호로 작업하는 경우 나이퀴스트 주파수(Nyquist frequency)를 초과하는 영역의 정보를 기록하는 일은 여전히 어렵다. 이러한 제약을 바탕으로, 본 논문은 강도(intensity) 형태가 아니라 복소 형식의 응집성(coherent) 신호가 지니는 물리적 대역폭을 활용하는 데 초점을 둔다. 그 결과로 얻어지는 이 방법은 홀로그래픽 다중화(holographic multiplexing)와 샘플링 방식(sampling scheme) 최적화를 결합하여 나이퀴스트 주파수 범위를 초과하는 영역에서 2D 응집성 신호로부터 정보를 획득한다. 이 논문을 이해하기 위한 전제 조건은 기본 대수(basic algebra)와 푸리에 변환(Fourier transform)에 대한 지식이다. 홀로그래피에 대한 친숙함 또한 유익하다.
http://dx.doi.org/10.1109/msp.2023.3310710
Nyquist–Shannon sampling theorem
Nyquist rate
Multiplexing
Compressed sensing
Bandwidth (computing)
Computer science
Sampling (signal processing)
SIGNAL (programming language)
Holography
Algorithm
3
Article
|
인용수 0
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2023
Contextual Augmentation Based on Metric-Guided Features for Ocular Axial Length Prediction
Yeonwoo Jeong, Jae‐Ho Han, Jaeryung Oh
IF 2.3 (2023)
Mathematics
안구 축장길이(ocular axial length, AL) 측정은 사시 수술이나 백내장 수술과 같은 수술 전 고려되어야 하므로 안과에서 중요하며, 쉽게 얻을 수 있는 망막 안저(retinal fundus) 이미지를 이용한 AL 측정의 자동화가 연구되어 왔다. 그러나 딥러닝 방법의 성능은 사용되는 데이터 세트의 분포에 필연적으로 의존하며, 데이터의 부족은 해결되어야 할 문제이다. 본 연구에서는 AL 추정을 개선하기 위해 안저 이미지 한 쌍과 그에 해당하는 AL을 생성하는 프레임워크를 제안한다. 생성기(generator)의 인코더는 AL 정보를 기반으로 한 메트릭 러닝(metric learning)을 사용하여 독립적으로 학습하였다. 데이터 생성의 유연성을 높이기 위해 생성기에 임의의 벡터(random vector)와 제로 패딩(zero padding)을 포함시킨 다음, 조건 정보로서 AL 정보를 삽입하였다. 제안된 방법으로 생성한 데이터와 사적으로 수집한 실제 데이터를 결합한 데이터 세트에서 학습한 후 AL 추론 모델의 성능을 평가함으로써 이 프레임워크의 효과를 검증하였다. 실제 데이터 세트만을 사용한 경우에 비해, 제안된 방법의 평균 절대오차(mean absolute error)와 표준편차는 각각 10.23과 2.56에서 3.96과 0.23으로 감소하였으며, AL 예측 모델에서 층의 수가 더 적음에도 불구하고 이러한 결과가 관찰되었다.
https://doi.org/10.3390/math11133021
Computer science
Metric (unit)
Fundus (uterus)
Data set
Set (abstract data type)
Flexibility (engineering)
Inference
Artificial intelligence
Standard deviation
Generator (circuit theory)
최신 정부 과제
18
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1
주관|
2020년 6월-2029년 12월
|4,391,580,920
ICT명품인재양성(성균관대학교)
o 주요내용: 생명의학, 인문사회학, 뇌공학, 지능정보과학 등의 융합으로 인간과 미래 사회 선도연구를 통한 Super Sapiens 명품인재 양성 ·상호연결의 한계 극복을 위한 Super-Interaction, 인지·추론 능력의 한계 극복을 위한 Super-Intelligence, 의료융합의 한계 극복을 위한 Super-Augmentation, 사회 융합의 한계 극복을 위한 Super-Orchestration 추구 - Medical·ICT융합, Social·ICT융합, Neural Interaction, Artificial Superintelligence 분야 연구
뉴럴 인터페이스
수퍼사피엔스
인공지능
초지능
포스트 휴먼
2
주관|
2020년 6월-2023년 2월
|375,000,000
뉴럴상식추론을 위한 벤치마크와 추론엔진 개발
(1) 상식 벤치마크 데이터셋 구축 ■ 크라우드소싱을 통한 상식 질의응답 벤치마크 데이터셋 구축 □ 상식추론 유형별 질의응답 생성 인터페이스 기술 개발 □ 설명 및 근거 검증 프레임워크 개발 □ 유사개념 추출 기법 및 오답 생성 알고리즘 개발 ■ 상황 데이터수집 및 크라우드소싱을 통한 시각 상식추론 벤치마크 데이터셋 구축 □ 영상, 이미지 수집 자동화 및 필터링 기술 개발 □ 인지 추론형 질의응답 생성 인터페이스 개발 □ 객체태그-개념 매칭 알고리즘 및 오답 생성 알고리즘 개발 ■ 상황 데이터수집 및 크라우드소싱을 통한 한글버전 상식 벤치마크 데이터셋 구축 □ 한국어 영상, 이미지 수집 자동화 및 필터링 기술 개발 □ 한글버전 인지 추론형 인터페이스 개발 □ 한글 오답 생성을 위한 한글 임베딩 기술 개발 (2) 뉴럴 상식추론 엔진 개발 ■ 상식 질의응답을 위한 뉴럴 상식추론 엔진 개발 □ 언어 모델링 및 상식베이스 기반 그라운딩 기술 개발 □ 지식 그래프를 통한 질의응답 문맥화 기술 개발 □ 질의응답 그래프 모델링 및 설명생성 기술 기반 추론 엔진 개발 ■ 시각 상식추론을 위한 뉴럴 상식추론 엔진 개발 □ 문장-이미지 예측 및 마스크 객체분류 기반 그라운딩 기술 개발 □ 지식 그래프를 통한 질의응답 및 이미지응답 문맥화 기술 개발 □ 크로스어텐션을 통한 질의응답 및 이미지응답 문맥화 기술 개발 □ 질의응답 및 이미지응답 그래프 모델링 기술 기반 추론 엔진 개발
뉴럴 상식추론
벤치마크 데이터셋
상식추론 엔진
상식베이스
크라우드소싱
설명가능한 인공지능
질의응답
지식베이스
3
주관|
2020년 6월-2023년 2월
|500,000,000
뉴럴상식추론을 위한 벤치마크와 추론엔진 개발
(1) 상식 벤치마크 데이터셋 구축 ■ 크라우드소싱을 통한 상식 질의응답 벤치마크 데이터셋 구축 □ 상식추론 유형별 질의응답 생성 인터페이스 기술 개발 □ 설명 및 근거 검증 프레임워크 개발 □ 유사개념 추출 기법 및 오답 생성 알고리즘 개발 ■ 상황 데이터수집 및 크라우드소싱을 통한 시각 상식추론 벤치마크 데이터셋 구축 □ 영상, 이미지 수집 자동화 및 필터링 기술 개발 □ 인지 추론형 질의응답 생성 인터페이스 개발 □ 객체태그-개념 매칭 알고리즘 및 오답 생성 알고리즘 개발 ■ 상황 데이터수집 및 크라우드소싱을 통한 한글버전 상식 벤치마크 데이터셋 구축 □ 한국어 영상, 이미지 수집 자동화 및 필터링 기술 개발 □ 한글버전 인지 추론형 인터페이스 개발 □ 한글 오답 생성을 위한 한글 임베딩 기술 개발 (2) 뉴럴 상식추론 엔진 개발 ■ 상식 질의응답을 위한 뉴럴 상식추론 엔진 개발 □ 언어 모델링 및 상식베이스 기반 그라운딩 기술 개발 □ 지식 그래프를 통한 질의응답 문맥화 기술 개발 □ 질의응답 그래프 모델링 및 설명생성기술 기반 추론 엔진 개발 ■ 시각 상식추론을 위한 뉴럴 상식추론 엔진 개발 □ 문장-이미지 예측 및 마스크 객체분류 기반 그라운딩 기술 개발 □ 지식 그래프를 통한 질의응답 및 이미지응답 문맥화 기술 개발 □ 크로스어텐션을 통한 질의응답 및 이미지응답 문맥화 기술 개발 □ 질의응답 및 이미지응답 그래프 모델링 기술 기반 추론 엔진 개발
뉴럴 상식추론
벤치마크 데이터셋
상식추론 엔진
상식베이스
크라우드소싱
설명가능한 인공지능
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최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2023딥러닝 기반 EEG를 이용한 컴퓨터 게임 이용자의 게임 빈도 분류 장치 및 방법1020230048580
등록2023딥러닝 모델을 이용한 초등학생 게임 이용자의 뇌파와 중학생 게임 이용자의 뇌파 분류 장치 및 방법1020230048578
등록2021안저 사진과 안축장 길이를 이용하여 안저 나이를 예측하는 장치 및 방법1020210152042
전체 특허

딥러닝 기반 EEG를 이용한 컴퓨터 게임 이용자의 게임 빈도 분류 장치 및 방법

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230048580

딥러닝 모델을 이용한 초등학생 게임 이용자의 뇌파와 중학생 게임 이용자의 뇌파 분류 장치 및 방법

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230048578

안저 사진과 안축장 길이를 이용하여 안저 나이를 예측하는 장치 및 방법

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210152042