부정맥 심전도 신호에서 특이 파형 검출

박길흠(Kil-Houm Park),김진섭(Jin-Sub Kim),류춘하(Chunha Ryu),최병재(Byung-Jae Choi),김정준(Jungjoon Kim) 한국지능시스템학회 2013 한국지능시스템학회논문지 Vol.23 No.4

본 논문에서는 불응기(Refractory Period)에 기반한 부정맥 심전도 신호의 특이 파형 검출 알고리즘을 제안한다. 부정맥 심전도 신호는 대부분 평균 10% 정도의 특이 파형을 갖는다. 따라서 장시간 심전도 신호를 관찰 및 분석해야 하는 의료진에게 심전도 신호 샘플의 90%이상이 축소된 특이 파형만을 제공함으로써 시간과 비용 측면에서 매우 큰 효과를 볼 수 있다. 제안 알고리즘은 R-파의 특징과 가변 불응기를 이용하여 R-peak를 검출한다. 검출된 R-peak에 대해 특이 파형에 포함되지 않은 R-peak들의 전위 및 첨도의 평균과 표준편차를 이용하여 특이 파형을 검출한다. 제안한 알고리즘을 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스의 모든 레코드에 적용한 결과 평균 90% 이상의 압축률을 보였다. In this paper, unusual waveform detection algorithm based on Refractory Period in arrhythmia ECG signal is proposed. Most of arrhythmia ECG signals consist of unusual waveforms with average 10% rate. Thus tremendous benefit can be obtained in terms of time and cost by providing unusual waveform samples reduced more than 90% to medical staffs who have to monitor and analyze for a long time. The proposed algorithm detects the R-peak using the features of R wave and variable refractory period. For the detected R-peak, unusual waveforms are found using means and standard deviation of electric potential and kurtosis of the R-peaks which are not included in unusual waveform. The proposed algorithm was applied to all records of the MIT-BIH arrhythmia database and showed more than average 90% of compression ratio.

SIFT 기반의 약통 분류 시스템

박길흠(Kil Houm Park),조웅호(Woong Ho Cho) 한국산업정보학회 2014 한국산업정보학회논문지 Vol.19 No.1

약화 사고 방지를 위한 약통 분류 알고리즘은 약통의 회전, 크기변화, 위치 이동 등의 기하학적 변화에 강인하여야 한다. 본 논문에서는 기하학적 변화에 강인한 SIFT(Scale Invariant Feature Transform)을 이용하여 약통을 실시간으로 정확하게 분류하는 알고리즘을 제안한다. 먼저, 약통 분류를 위해서 두드러진 특징으로 약통의 크기 정보인 최외곽 사각형을 이용하여 약통을 크기 별로 분류한다. 다음으로 최외곽 사각형내에서 라벨 영역을 추출하고, 회전을 고려한 관심영역을 추출한다. 그리고 추출된 관심영역에 대해 SIFT를 이용하여 약통을 분류한다. 또한 SIFT의 처리 속도를 개선하기 위하여 SIFT의 옥타브 수를 간소화하였다. 250개의 약통 영상에 대해 제안한 알고리즘의 성능을 평가한 결과, 모든 약통에 대해 정확히 분류함을 확인하였다. 또한 SIFT의 피라미드 레벨 간소화에 의해 처리시간을 2배 이상 향상됨을 확인하였다. Medicine-bottle classification algorithm to avoid medicine accidents must be robust to a geometric change such as rotation, size variation, location movement of the medicine bottles. In this paper, we propose an algorithm to classify the medicine bottles exactly in real-time by using SIFT(Scale Invariant Feature Transform) which is robust to the geometric change. In first, we classify medicine bottles by size using minimum boundary rectangle(MBR) of medicine bottles as a striking feature in order to classify the medicine bottles. We extract label region in the MBR and the region of interest(ROI) considering rotation. Then, we classify medicine bottles using SIFT for the extracted ROI. We also simplify the number of octave of SIFT in order to improve a process speed of SIFT. We confirm to classify all the medicine bottles exactly as a result of performance evaluation of the propose algorithm about images of 250 medicine bottles. We also confirm to improve the process time more than twice the processing time by simplifying the number of octave of SIFT.

Morphology-pair 연산과 중간 값을 이용한 심전도 신호의 기저선 변동 잡음 제거

박길흠(Kil-Houm Park),김정홍(Jeong-Hong Kim) 한국컴퓨터정보학회 2014 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.19 No.8

본 논문에서는 심전도 파형에서 P, R, T-wave와 같은 local maxima 신호 영역과 Q, S-wave와 같은 local minima 신호영역을 제거하여 기저선 변동 잡음을 제거하기 위한 방법을 제시한다. 이를 위해 형태연산을 개선한 morphology-pair 연산을 심전도 파형에 적용하고, 그 결과 발생되는 돌출 파형을 제거하고자 중간 값 연산을 적용하였다. 제안한 알고리즘의 성능을 확인하기 위해 실제 심전도 임상 데이터인 MIT/BIH 데이터베이스를 이용하였으며, 실험 결과 원 신호를 왜곡 하지 않고, 기저선 변동 잡음을 효과적으로 제거함을 확인하였다. This paper proposed the method of removing baseline drift by eliminating local maxima such as P, R, T-wave signal region and local minima Q, S-wave signal region. We applied morphology-pair operations improved from morphology operation to the ECG signal. To eliminate overshoot in the result of morphology-pair operation, we apply median value operation to the result of morphology-pair operation. We use MIT/BIH database to estimate the proposed algorithm. Experiment result show that proposed algorithm removing baseline drift effectively without orignal ECG signal distortion.

이중 SQI를 이용한 TFT-LCD결함 검출

박운익(Park woon-Ik),이규봉(Lee kyu-bong),김세윤(Kim se-yoon),박길흠(Park kil-houm) 한국정보과학회 2008 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.14 No.6

TFT-LCD영상은 불균일한 휘도 변화를 어느정도 허용하고 있으며, 영상 전반에 걸쳐 나타나는 큰 휘도변화는 국부적으로 주변 영역과 차이가 나는 결함 영역을 찾는데 방해가 된다. SQI(Self Quotient Image)는 얼굴 인식 분야에서 저주파에 해당하는 조명성분을 제거 하는데 사용되어 왔으며, 일종의 High Pass Filter(고주파 통과 필터)형태이다. 본 논문에서는 SQI가 신호의 저주파 성분을 평활화 하는 효과를 가지면서 국부적인 변화를 유지하는 특성을 가지는데 착안하여, TFT-LCD영상에 존재하는 결함을 강조하는 알고리즘을 제안 하였다. 제안한 방법을 기존의 TFT-LCD영상 전처리 방법들과 비교하였을 때, 평활화 효과 및 결함 영역 강조 효과가 우수함을 확인할 수 있었다. The TFT-LCD image allows non-uniform illumination variation and that is one of main difficulties of finding defect region. The SQI (self quotient image) has the HPF (high pass filter) shape and is used to reduce low frequency-lightness component. In this paper, we proposed the TFT-LCD defect-enhancement algorithm using characteristics of the SQI, that is the SQI has low-frequency flattening effect and maintains local variation. The proposed method has superior flattening effect and defect-enhancement effect compared with previous the TFT-LCD image preprocessing.

이동 표적에 의한 도플러 신호의 시간-주파수 분석

손중탁,이승훈,박길흠,Son, Joong-Tak,Lee, Seung-Houn,Park, Kil-Houm 한국군사과학기술학회 2005 한국군사과학기술학회지 Vol.8 No.2

Instantaneous frequency of doppler signals is used to get the information of the relative velocity and the miss distance between a missile and a corresponding target. In this paper, we have performed time-frequency analysis and instantaneous frequency estimation with Short Time Fourier Transform(STFT), Wigner Ville Distribution(WVD) and Continuous Wavelet Transform(CWT) about the doppler signals generated by moving targets. Performance evaluation was performed using simulated doppler signals generated by a single moving target and two moving targets. From the results of the time-frequency analysis, we found that WVD method was the most efficient instantaneous frequency estimator among the three methods. But in case of two moving targets, WVD method got cross talks and CWT method got oscillation when two doppler frequencies were close to each other.

웨이브릿 변환을 이용한 도플러 신호의 순간 주파수 추정

손중탁,이승훈,박길흠,Son Joong-Tak,Lee Seung-Houn,Park Kil-Houm 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.42 No.3

도플러 신호의 순간 주파수는 탄과 표적간의 상대속도, 이격거리 등의 정보를 얻는데 사용된다. 순간 주파수 추정을 위해 주로 사용되는 방법인 단구간 퓨리에 변환은 시간 및 주파수의 영역에서 고정된 크기의 창을 가지므로 광대역의 신호 특히, 주파수가 급격하게 변하는 신호에 대한 순간 주파수 추정에서는 많은 오차가 발생한다. 본 논문에서는 시간 및 주파수의 영역에서 창의 크기를 적응적으로 변화시킬 수 있는 연속 웨이브릿 변환에 기반한 도플러 신호의 순간 주파수를 추정하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 고주파수 영역에서는 좁은 창, 저주파수 영역에서는 넓은 창을 적용하여 시간에 따른 주파수의 변화에 무관하게 순간 주파수를 추정한다. 모의실험과 실제 실험을 통한 성능평가 결과 제안한 방법이 기존의 단구간 퓨리에 변환 방법에 비해 우수함을 확인하였다. Instantaneous Frequency(IF) of Doppler signals is used to get the information of relative velocity and miss distance between a missile and the corresponding target. Though Short-Time Fourier Transform(STFT) is mainly used to estimate IF, it has many errors in wide band signals where frequency changes sharply. Because it has a fixed window in time and frequency axes. This paper deals with IF estimation of Doppler signal using a Continuous Wavelet Transform(CWT) which has adaptive window in time and frequency axes. The proposed method is able to estimate IF regardless of frequency changes because it has a narrow window in high frequency band and a wide window in low frequency band. The experimental results demonstrate that the proposed method outperforms STFT in estimating IF.

ECG 신호에서 적응적 불응기를 이용한 R-wave 검출 알고리즘

김정준,김진섭,박길흠,Kim, Jung-Joon,Kim, Jin-Sub,Park, Kil-Houm 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.11

본 논문에서는 심장의 심근세포의 탈분극과 재분극을 반영하는 불응기(Refractory Period)를 이용한 R-파 검출 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 R-파의 특징과 가변 불응기를 이용하여 R-정점을 검출한다. 먼저 상대적으로 높은 전위 점을 R-정점 후보로 추출하고, 그 후보 점에 대해 첨도와 전위를 고려한 불응기를 구한다. 다음으로 불응기내에서 R-파의 형태학적 특징을 이용하여 R-정점을 검출한다. 제안 알고리즘은 적은 연산을 가지므로 실시간 처리가 가능하다. 제안한 알고리즘을 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스의 모든 레코드에 적용한 결과 99.7% 이상의 매우 우수한 검출율을 보였다. In this paper, R-wave detection algorithm using refractory period to reflect the depolarization and repolarization of the myocardial cells of the heart is proposed. The proposed algorithm detects R-peaks using the features of R-wave and variable refractory period. First, the proposed algorithm extracts candidate R-peaks that have a relatively high potential and calculates the refractory period based on the kurtosis and potential for candidate R-peaks. Next, R-peak is determined by morphological features of the R-wave within the refractory period. In addition, due to less computation in the proposed algorithm, real-time processing is possible. The algorithm is applied to all records of the MIT-BIH arrhythmia database and the obtained results show a competitive detection rate of over 99.7%.

Central Moments를 이용한 경계선 검출

김학상,김영모,박길흠,이광호,하영호,Kim, Hark-Sang,Kang, Young-Mo,Park, Kil-Houm,Lee, Kwang-Ho,Ha, Yeong-Ho 대한전자공학회 1988 전자공학회논문지 Vol. No.

영상에서 명암도의 변화가 큰 영역을 경계선이라 하며 이는 영상을 분류하고 해석하는 가장 기본적인 특징 중의 하나이다. 본 논문에서는 central moments에 의한 새로운 경계선 검출 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 서로 다르게 정의된 확률변수 및 확률밀도함수와 moment의 차수에 따라 여러 가지 특성을 가진 경계선을 검출하였다. 또한 미분이 아닌 창내의 명암도의 평균과 각 화소와의 차를 적분한 연산자로서 기존의 연산자보다 잡음에 우수하며 가늘고 섬세한 경계선을 검출하였다. Edge is one of the primitive features of an image and is widely used in image classification and analysis. New edge extration methods using central moments are presented and show various characteristics according to the order of moment, definition of both random variables and probability density functions. The proposed methods use the integral of differences between local mean and pixels in the window whereas most of conventional edge operators use only differential concepts. This gives good noise immunity and extracts fine edges.

질환 영역 인식을 통한 MRI 차등 영상 압축

김현순,배성호,박길흠,Kim, Hyun-Soon,Bae, Sung-Ho,Park, Kil-Houm 한국정보처리학회 1998 정보처리논문지 Vol.5 No.10

본 논문에서는 진단에 중요한 정보를 가진 영역에 대해서 무손실 부호화하고 나머지 영역에 대해서는 손실 부호화를 하여 비트를 효율적으로 할당하는 MRI 영상 압축 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 척추 디스크 질환 인식을 위해 촬영된 MRI 영상을 대상으로, 질환의 특성을 이용하여 중요한 객체가 포함된 부분을 인식한다. 인식된 부분은 의사의 디스크 질환 유, 무의 판단에 중요한 부분이므로 무손실 부호화하고 나머지 부분은 손실 부호화하여 전송한다. 또한 손실 부호화하는 영역에 대해서 웨이브릿 변환 영역에서의 프랙탈 압축 방법을 적용하여 블록화 현상이 제거된 선명한 화질을 유지한다. In this paper, a MRI image compression technique, which allocates bits effectively by using lossless coding for region having important infommtion to decide disease and lossy coding for the rest, is proposed. In the proposed method, for MHI images needed to rccognize disk disease, we recognizc region having important objects by using the characteristics of c1isease. As the recognized region is imrxlrtant to decide whether disease exists or not, it is compressed by lossless coding and the rest is compressed by lossy coding, Also for the region compressed by lossy coding, we can obtain fine reconstructed images without blocking effect by adopting fractal coding in wavelet transform domain.

손 마비환자의 재활운동을 위한 테이블-탑 증강현실 시스템 구현

이석준(Seokjun Lee),박길흠(Kil Houm Park),이양수(Yang Soo Lee),곽호완(Ho Wan Kwak),문계완(Gye Wan Moon),최재헌(Jae Hun Choi),정순기(Soon Ki Jung) 한국멀티미디어학회 2013 멀티미디어학회논문지 Vol.16 No.2