1-D CNN 기반의 UWB 호흡 데이터 패턴 인식 시스템
Pattern Recognition System and Mehod of Ultra-Wideband Respiration Data Based on 1-Dimension Convolutional Neural Network
특허 요약
본 발명은 1-D CNN 기반의 UWB 호흡 데이터 패턴 인식 시스템에 관한 것으로서, UWB 레이다로부터 획득한 호흡 신호를 벡터 형태로 변환하는 전처리부; 변환된 벡터를 1-D CNN을 통해 특징 벡터로 추출하는 분석부; 및 추출한 특징 벡터를 각 1-D CNN을 통해 학습하여 호흡 패턴 별로 매칭하여 저장 및 관리하는 학습/인지부를 포함하되, 분석부는 변환된 벡터를 입력받는 Input Layer; 및 입력된 벡터를 1 * m 형태의 Kernel에 의한 Convolution을 수행하여 Feature map을 추출하고, Max Pooling을 통해 Feature map에 포함된 특징들을 직렬화 하는 Convolutional Layer를 포함하고, 학습/인지부는 직렬화된 특징들을 기 설정된 비율과 대응하도록 무작위로 선택(Dropout)하여 특징을 학습 및 인지하는 Fully-connected Layer를 포함한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, UWR 레이다 호흡 신호를 검출하고, 이를 1D CNN을 통해 특징 벡터를 추출하여 학습함으로써, UWR 레이다 호흡 신호로부터 일반호흡, 서호흡, 빈호흡, 무호흡 또는 움직임 중에 어느 하나의 호흡 패턴 특징에 대한 최적의 신경망 구조 및 파라미터를 모델링하여 종래 대비 높은 정확도의 다양한 호흡 패턴 인식이 가능한 효과가 있다.
청구항
번호청구항
1

UWB 레이다로부터 획득한 호흡 신호를 벡터 형태로 변환하는 전처리부;변환된 벡터를 1-D CNN을 통해 특징 벡터로 추출하는 분석부; 및추출한 특징 벡터를 각 1-D CNN을 통해 학습하여 호흡 패턴 별로 매칭하여 저장 및 관리하는 학습/인지부를 포함하되,상기 분석부는,변환된 벡터를 입력받는 Input Layer; 및 입력된 벡터를 1 * m 형태의 Kernel에 의한 Convolution을 수행하여 Feature map을 추출하고, Max Pooling을 통해 Feature map에 포함된 특징들을 직렬화 하는 Convolutional Layer를 포함하고,상기 학습/인지부는,직렬화된 특징들을 기 설정된 비율과 대응하도록 무작위로 선택(Dropout)하여 특징을 학습 및 인지하는 Fully-connected Layer를포함하는 것을 특징으로 하는 1-D CNN 기반의 UWB 호흡 데이터 패턴 인식 시스템.

2

제1항에 있어서,상기 특징 벡터는,일반호흡(Eupnea), 서호흡(Bradypnea), 빈호흡(Tachypnea), 무호흡(Apnea) 또는 움직임(motion) 중에 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 1-D CNN 기반의 UWB 호흡 데이터 패턴 인식 시스템.

3

제1항에 있어서,상기 Convolutional Layer는,각 Depth, Kernel 사이즈, Kernel 개수, 및 Fully-connected Layer의 뉴런 개수를 파라미터로 설정하고, 파라미터들의 다양한 경우를 조합하여 기 설정된 기준 이상의 파라미터 범위를 도출하는 것을 특징으로 하는 1-D CNN 기반의 UWB 호흡 데이터 패턴 인식 시스템.

4

제1항에 있어서, 상기 Convolutional Layer는,Convolutional Layer Depth를 도출하는 절차; 및N회 실험을 통해 기 설정된 기준을 초과하는 인식률을 갖는 파라미터 조합을 도출하는 절차를수행하는 것을 특징으로 하는 1-D CNN 기반의 UWB 호흡 데이터 패턴 인식 시스템.

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