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김진헌 연구실
서경대학교 전자컴퓨터공학과 김진헌 교수
PPG 기반 심박 추정
모션 아티팩트 제거
가속도계 센서 융합
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

김진헌 연구실

서경대학교 전자컴퓨터공학과 김진헌 교수

김진헌 연구실은 웨어러블 기기에서 수집되는 생체 신호를 딥러닝으로 해석하는 영상시스템 및 영상처리 기반 연구를 수행합니다. 특히 PPG(Photoplethysmogram) 기반 심박 추정에서 사용자 움직임에 의해 발생하는 motion artifacts를 줄이기 위해 가속도계 센서와 연계한 전처리 전략을 비교하고, 입력 전처리 조건을 최적화합니다. 또한 하이퍼파라미터 탐색과 Neural Architecture Search를 통해 신경망 구조와 학습 설정을 자동으로 조정하며, 임베디드 환경 적용을 고려한 모델 효율화까지 함께 수행합니다.

PPG 기반 심박 추정모션 아티팩트 제거가속도계 센서 융합딥러닝 신호해석Neural Architecture Search
대표 연구 분야
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가속도계 융합 기반 PPG 동작 인공물 제거 및 심박 추정 thumbnail
가속도계 융합 기반 PPG 동작 인공물 제거 및 심박 추정
PPG Heart Rate Estimation with Accelerometer-Based Motion Artifact Removal
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

1총합

5개년 연도별 피인용 수

43총합
주요 논문
1
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1
Article
|
·
인용수 43
·
2021
NAS-PPG: PPG-Based Heart Rate Estimation Using Neural Architecture Search
Seok Bin Song, Jungwoo Nam, Jin Heon Kim
IF 4.325 (2021)
IEEE Sensors Journal
사람들이 일상적인 건강관리 서비스에 손목밴드 형태의 전자 기기, 예컨대 스마트워치를 사용하는 것은 흔한 일이다. 스마트워치가 제공하는 건강관리 서비스 중 운동 중 심박수(HR)를 측정하는 방법은 비침습적이며 광용적맥파(photoplethysmogram, PPG)를 사용한다. 그러나 이 방법은 사용자의 움직임에 의한 인공신호(motion artifacts, MAs)에 취약하다는 단점이 있다. 가속도계를 이용해 PPG로부터 MA를 제거하는 기법이 연구되었으며, 최근에는 딥러닝 기반 알고리즘에 기초한 많은 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 다양한 전처리 기법을 비교하고 최적의 전처리 매개변수를 도출하였으며, 모델 튜닝 기법을 사용함으로써 성능 향상을 달성하였다. 또한, Microsoft가 개발한 Neural Network Intelligence를 이용하여 하이퍼파라미터 탐색 및 신경망 아키텍처 탐색을 수행함으로써 모델을 최적화하였다. 그 결과, 이전 연구에 비해 매개변수가 75배 감소하였고, 평균절대오차(mean absolute error, MAE)는 7.65 BPM에서 6.02 BPM으로 26% 향상되었다.
https://doi.org/10.1109/jsen.2021.3073047
Photoplethysmogram
Computer science
Smartwatch
Artificial neural network
Preprocessor
Hyperparameter
Accelerometer
Artificial intelligence
Mean squared error
Machine learning
최신 정부 과제
5
과제 전체보기
1
주관|
2019년 3월-2021년 12월
|966,680,000
생체신호 기반 인터랙티브 플랫폼 기술 개발
본 과제는 미세먼지 등으로 외부 놀이가 줄어든 6~13세를 위한 실내 디지털 실감형 인터랙티브 문화 체험 기술 및 서비스를 개발하는 연구임. 연구 목표는 사용자 생체신호 기반 종합 인터랙션을 활용한 실내 인터랙티브 플랫폼과 체험기구를 구축하여 상황별 어트랙션 연동·맞춤형 코스 추천·보호자 알림·신체발달 DB 제공으로 고객 실감 만족도를 극대화하는 데 있음. 이를 위해 맥박/체온/활동량/음성 측정 밴드, 접촉·모션·이동·시선 인식, NFC 리더, 실감 효과장치, 5G 기반 저지연 운영관리 S/W, 10종 모듈형 기구물과 28종 코스 설계도, 통합 생체 DB·체험지수 기반 알고리즘을 개발함. 기대효과로 국내 테마파크 기술경쟁력 및 사업화 역량 제고, 생체신호 기반 독자 플랫폼 기술 확보, 의료·교육·문화 등 전방 산업의 신규 서비스/고용 창출 기대됨.
'생체신호' '인터랙티브 플랫폼' '디지털 실감 체험기구' '실감형 체험 서비스' '신체발달정보 DB'
2
주관|
2019년 3월-2021년 12월
|1,096,670,000
생체신호 기반 인터랙티브 플랫폼 기술 개발
본 과제는 미세먼지·무더위로 외부 놀이가 줄어든 6~13세 어린이를 위한 실내 디지털 실감형 인터랙티브 문화 체험 기술·서비스 개발 연구임. 생체 신호와 움직임으로 사용자 상태를 파악하고, 개인별 체험이 연결된 미래형 융복합 문화 테마파크로 신규 시장 창출을 목표로 함. 연구 목표는 사용자 생체신호 기반 종합 인터랙션 기술로 실내 인터랙티브 플랫폼과 체험기구를 개발하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 생체신호 측정 밴드, NFC 리더 기반 어트랙션 수행 감지, 공간·사용자 인터랙션 제어, 5G 기반 저지연 통신, 통합 생체 DB 및 초지능형 판단 알고리즘, 생체신호·체험결과 기반 맞춤형 코스 및 모바일 게임 서비스 구성임. 기대 효과는 글로벌 선도 기술 확보, 차별화된 기술 장벽 선점, 의료·교육·문화·안전 등 전방위 신산업 파급 및 고용 창출임.
'생체신호' '인터랙티브 플랫폼' '디지털 실감 체험기구' '실감형 체험 서비스' '신체발달정보 DB'
3
주관|
2017년 10월-2018년 10월
|400,000,000
VR 미디어 콘텐츠 개발의 인터랙션 디자인을 위한 정량적 멀티모달 생체 신호 분석 및 모델링 솔루션 개발
본 과제는 공간기반 미디어인 VR에서 사용자 감성을 반영한 Non-verbal 상호 인터랙션 요소를 정량화해, VR 콘텐츠 기업에 제공하는 “VR 콘텐츠 인터랙션 디자인 통합 솔루션” 개발 연구임. 연구목표는 다중 감성신호처리 기술과 정량적 데이터 분석(Methdology) 모델을 구축해 저비용·고효율 VR 인터랙션 설계를 가능하게 하여 콘텐츠 가격과 품질 경쟁력을 높이고 고부가가치 창출을 지원하는 것임. 핵심 연구내용은 뇌파·Eye Tracking·피부반응 등 최소 3종을 3종 이상 동시 측정해 타임 스탬프 기준 동기화 아카이브하고 색상·크기·높이 다차원 시각화 및 메타데이터 추출 후 인텐션 매칭 스코어 80% 이상 신뢰도 모델, 인터랙션 프로토타이핑 Tool과 가이드라인·매뉴얼·트레이닝 모듈 개발임. 기대효과는 글로벌 품질 콘텐츠 향상, 검증된 VR인터랙션 서비스 기술 확보, 시장 표준 선도 및 고품질·저비용 제작으로 신시장·고수익 창출임.
VR 콘텐츠
VR 인터랙션 디자인
정량분석
멀티모달 신호처리
다차원 시각화
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2020멀티 프로젝터 영상 정합을 위한 영상분배및변환장치 및 이를 이용한 영상 정합 방법1020200006634
등록2019터치처리장치 및 이를 구비하는 디스플레이 기기1020190050181
등록2018가상 현실 컴퓨터 시스템에서의 가상 현실 콘텐츠 정보의 분석 방법 및 이를 적용한 평가 분석 단말기1020180132197
전체 특허

멀티 프로젝터 영상 정합을 위한 영상분배및변환장치 및 이를 이용한 영상 정합 방법

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200006634

터치처리장치 및 이를 구비하는 디스플레이 기기

상태
등록
출원연도
2019
출원번호
1020190050181

가상 현실 컴퓨터 시스템에서의 가상 현실 콘텐츠 정보의 분석 방법 및 이를 적용한 평가 분석 단말기

상태
등록
출원연도
2018
출원번호
1020180132197