독립성분 분석법과 필터뱅크를 기반한 PPG 신호의 동잡음제거 필터 설계

이주원,이병로,Lee, Ju-won,Lee, Byeong-ro 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.8

모바일 헬스 장치에서 PPG 신호를 이용하여 심박수를 측정함에 있어 사용자의 움직임인 동잡음에 따라 그 성능이 현저하게 떨어진다. 이의 원인은 PPG 신호의 주파수 대역과 동잡음의 주파수 대역이 겹쳐있기 때문이고, 일반적인 대역필터로는 동잡음을 제거하기가 어렵다. 이러한 문제점 해결하기 위해 본 연구에서는 필터뱅크와 ICA를 이용하여 PPG 신호에 포함되어 있는 동잡음 제거 방법을 제안한다. 제안된 방법을 검증하기 위해 인위적으로 다양한 동잡음을 가하여 기존의 이동평균필터법과 ICA법의 심박수 변화를 비교 평가를 하였다. 이 실험의 결과에서 제안된 기법은 동잡음 환경에서도 기존의 이동평균필터와 ICA 보다 심박수 오차가 매우 낮게 나타났다. 이와 같이 제안된 방법을 헬스케어 단말기 설계에 적용한다면, 보다 안정적인 심박수 측정이 가능할 것으로 사료된다. In mobile healthcare device, when to measure the heart rate by using the PPG signal, its performance is reduced according to the motion artifacts that is the movement of user. This is because the frequency range of motion (0.01-10 Hz) and that of PPG signals overlap. Also, the motion artifacts cannot be rectified by general filters. To solve the problem, this paper proposes a method using filter banks and independent component analysis (ICA). To evaluate the performance of the proposed method, we were artificially applied various movements and compared heart rate errors of the moving average filter and ICA. In the experimental results, heart rate error of the proposed method showed very low than moving average filter and ICA. In this way, it is possible to measure stable heart rate if the proposed method is applied to the healthcare terminal design.

흉부 심음을 기반한 u-헬스케어용 RF-Tag설계

이주원,이병로,Lee, Ju-Won,Lee, Byeong-Ro 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.4

본 논문은 유비쿼터스 헬스케어 시스템을 위하여 생체 정보 단말기 개발에 있어 심음 신호를 기반한 RF-Tag의 하드웨어 구조와 신호처리 방법을 제안한 것이다. 본 연구에서의 RF-Tag는 체온 센서와 심음 검출을 위한 다이나믹 마이크로폰, 측정된 헬스정보를 전송하기 위한 블루투스 통신, 적응 이득제어기로 이루어진 심박 주기 검출 알고리즘으로 구성되어 있다. RF-Tag의 성능 분석을 위해 잡음환경에서 실험하였으며, 그 결과 우수한 성능을 보였다. 본 연구에서 제안한 방법을 u-헬스케어 단말기에 적용한다면, 모바일 환경에서도 실시간적으로 정확한 헬스 정보를 얻을 수 있을 것이라 사료된다. This paper is proposed the hardware structure and signal processing method of the RF-Tag based on heart sound to develop the mobile biomedical information device for the u-healthcare system. The RF-Tag in this study is consisted of a skin temperature sensor, a dynamic microphone for heart sound detection, Bluetooth communication to transmute healthcare data, and pulse period detection algorithm with adaptive gain controller. We experimented to evaluate performance of the RF-Tag in noisy environments. In addition, the RF-Tag has shown the good performance in the results of experiment. If the proposed methods in this study apply to design the u-healthcare device, we will be able to get the exact health data on real time in mobile environments.

흉부 X-Ray 영상개선을 위한 신경망 적용에 관한 연구

이주원,이한욱,이종회,신태민,김영일,이건기,Lee, Ju-Won,Lee, Han-Wook,Lee, Jong-Hoe,Shin, Tae-Min,Kim Young-Il,Lee, Gun-Ki 대한전자공학회 2000 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.37 No.1

흉부의 병변을 진단하기 위해 주로 사용되고 있는 흉부 X-선 촬영은 최근 컴퓨터 기술의 발달에 힘입어 디지털화 되고 있다. 디지털화된 흉부 영상을 방사선과 전문의가 모니터 상에서 관찰할 때 흉부 영상의 품질이 고르지 못하여 병변을 검출하기가 어려울 뿐만 아니라 이로 인하여 많은 진단 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 디지털 흉부 영상을 개선하기 위해 신경망을 이용하여 흉부 X-선 영상의 등화 방법을 제안하고 그 결과를 히스토그램 등화 방법과 비교하여 제시하였다. Recently, X-ray chest rediography is showing a tendency to take an image of digital radiography so as to diagnose the pathology of chest in a usual. When the radiologist observes the chest image derived from digital radiography system on the monitor, he feels difficult to find out the pathological pattern because the quality of chest radiography is unequal. It takes amount of time to adjust the proper image for diagnosis. Therefore, we propose the method of the chest image equalization using neural networks and provide the compared result with histogram equalization method.

지정맥 인식을 위한 ROI 검출과 정맥 증강처리

이주원,이병로,Lee, Ju-Won,Lee, Byeong-Ro 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.4

최근, 생체 정보를 이용하여 개인의 신원을 확인하기 위해 근적외선 LED와 CCD 카메라를 이용한 지정맥 인식기술 연구되고 있다. 지정맥 인식은 손가락의 두께, 주변 광, 체온카메라 등의 잡음으로부터 정맥과 배경 이미지를 분리하는 방법에 따라 성능의 차이가 발생한다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 NIR LED와 CCD 카메라로 촬영된 지정맥 영상으로부터 지정맥 회전, ROI 검출, 필터뱅크를 이용한 정맥 증강 기법을 제안하고 실험을 통하여 그 성능을 평가하였다. 이 실험의 결과에서 제안된 지정맥 회전과 ROI 검출의 정확도가 99.8%를 보였다. 그리고 필터뱅크를 이용한 정맥 증강처리에서는 제안된 방법이Retinex 알고리즘 보다 우수한 대비 성능을 보였다. 이 실험의 결과로부터 제안된 방법을 정맥인식의 전처리 과정에 적용한다면, 보다 나은 인식률을 제공할 것으로 사료된다. Recently, the finger vein recognition based on NIR and CCD sensor camera is investigating the technology to identify a personal using by biometrics. The performance difference of finger vein recognition is generated according to methods that are to separate the vein and background from noises such as finger thickness, ambient light, skin temperature, etc. To improve these problems, in this study, we are proposing the methods for rotation, ROI extraction, and enhancement of vein image captured by NIR LED and CCD camera, and were evaluated performances of these methods. In results of the experiment, the accuracy of the proposed method for image rotation and ROI extraction was 99.8%. And the proposed filter bank method in vein enhancement has shown better performance than retinex algorithm. The proposed method for results of these experimentations will provide better recognition rate when applied to the preprocessing of finger vein recognition.

원격 카메라 로봇 제어를 위한 동적 제스처 인식

이주원,이병로,Lee Ju-Won,Lee Byung-Ro 한국정보통신학회 2004 한국정보통신학회논문지 Vol.8 No.7

본 연구에서는 원격 카메라 로봇 제어를 위한 새로운 제스처 인식 방법을 제안하였다. 제스처 인식의 전처리 단계인 동적 제스처의 세그먼테이션이며, 이를 위한 기존의 방법은 인식 대상에 대한 많은 칼라정보를 필요로 하고, 인식단계에서는 각각 제스처에 대한 많은 특징벡터들을 요구하는 단점이 있다. 이러한 단점을 개선하기 위해, 본 연구에서는 동적 제스처의 세그먼테이션을 위한 새로운 Max-Min 탐색법과 제스처 특징 추출을 위한 평균 공간 사상법과 무게중심법, 그리고 인식을 위한 다층 퍼셉트론 신경망의 구조 둥을 제안하였다 실험에서 제안된 기법의 인식율이 90%이상으로 나타났으며, 이 결과는 원격 로봇 제어를 위한 휴먼컴퓨터 인터페이스(HCI : Human Compute. Interface)장치로 사용 가능함을 보였다. This study is proposed the novel gesture recognition method for the remote camera robot control. To recognize the dynamics gesture, the preprocessing step is the image segmentation. The conventional methods for the effectively object segmentation has need a lot of the cole. information about the object(hand) image. And these methods in the recognition step have need a lot of the features with the each object. To improve the problems of the conventional methods, this study proposed the novel method to recognize the dynamic hand gesture such as the MMS(Max-Min Search) method to segment the object image, MSM(Mean Space Mapping) method and COG(Conte. Of Gravity) method to extract the features of image, and the structure of recognition MLPNN(Multi Layer Perceptron Neural Network) to recognize the dynamic gestures. In the results of experiment, the recognition rate of the proposed method appeared more than 90[%], and this result is shown that is available by HCI(Human Computer Interface) device for .emote robot control.

하모닉 신호와 적응 필터를 이용한 휴대형 심박수 측정 장치 설계

이주원,Lee, Ju-Won 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.3

본 연구는 국내의 간호 인력 부족으로 인하여 발생되는 간호 업무 부하를 감소시키기 위해 PPG 신호를 이용한 휴대형 심박수 측정 장치의 설계 방법과 환자의 움직임인 동잡음에서도 신뢰성이 높은 심박수 측정 알고리즘을 제안하였다. 제안된 심박수 측정방법은 생체 신호의 하모닉 특성을 기반한 적응필터로 동잡음을 제거하고 심박수를 측정하는 방법이다. 제안된 기법으로 구현된 심박수 측정기의 성능을 평가하기 위해 손가락 떨림, 손목 움직임 등의 동잡음을 발생시켜 실험하고, 일반적인 방법인 이동평균 필터의 성능과 비교 평가 하였다. 이 실험 결과에서 제안된 기법의 성능이 이동평균 필터의 성능보다 우수한 성능을 보였다. 따라서 본 연구에서 제안한 휴대형 심박수 측정기를 간호업무에 도입한다면, 간호 업무 개선과 보다 선뢰성이 높은 심박수 측정이 가능할 것으로 사료된다. This study proposed a design of a portable device for measuring heart rate using photoplethysmograph signal to minimize load of a nurse increased from insufficiency of an internal hospital nurse, and algorithm to measure reliable heart rate in PPG signals despite the existence of patient's motion artifacts. The proposed method for measuring heart rate is the method to minimize the motion interference by using the adaptive filter based on harmonic characteristic of PPG signal. To evaluate the performances of the a portable device implemented by the proposed method, we used several motion artifacts including finger and wrist movements; we then compared out results with the performance of the moving average filter. In this results, the proposed method showed a better performance than that of the moving average filter. Therefore, when nurses use the a portable device for measuring heart rate proposed in this study, it will enable to improve nurse work and to measure the reliable heart rate.

다결정 다공성 실리콘의 전계방출 특성

이주원,김훈,이윤희,장진,주병권,Lee, Joo-Won,Kim, Hoon,Lee, Yun-Hi,Jang, Jin,Ju, Byeong-Kwon 한국전기전자재료학회 2003 전기전자재료학회논문지 Vol.16 No.4

This paper reports the optimum structure of the vacuum packaged Porous poly-silicon Nano-Structured (PNS) emitter. The PNS layer was obtained by electrochemical etching process into polycrystalline silicon layer in a process controlled to anodizing condition. Current-voltage studies were carried out to optimize process condition of electron emission properties as a function of anodizing condition and top electrode thickness. Also, we measured in advance the electron emission properties as a function of substrate temperature because the vacuum packaged process was performed under the condition of high temperature ambient (430$^{\circ}C$). Auger Electron Spectrometer (AES) studies shows that Au as a top-electrode was diffused to PNS layer during temperature experiments. Thus, we optimized the thickness of top-electrode in order to make the vacuum package PNS emitter. As a result, the vacuum Packaged PNS emitter was successfully emitted by optimizing process.

U-헬스케어를 위한 퍼지추론과 다중 하위대역 필터를 기반한 맥파 최대치 검출

이주원,이병로,Lee, Ju-Won,Lee, Byeong-Ro 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.12

Ubiquitous healthcare system is system that monitors and manages user's health information, and most important in the healthcare system is accuracy of the measured health data. But, the accuracy changes remarkably according to user's motion artifacts in real life. To elevate accuracy of health data, we proposed new algorithm to detect maximum point of pulse wave for heart rate extraction. and the proposed algorithm is to detect maximum points detect of pulse wave in photo-plethysmography signal included motion artifacts by fuzzy inference and multi sub-band filters. In results of experiment to evaluate the performance of the proposed algorithm, we could verify the proposed algorithm extracted maximum point of pulse wave in complex motion artifacts. 유비쿼터스 헬스케어 시스템은 사용자의 건강 정보를 감독하고 관리하는 시스템이며, 이 헬스케어 시스템에서 가장 중요한 점은 측정된 건강 데이터의 정확성이다. 그러나 실생활에서는 사용자의 움직임 에 따라 그 정확성이 현저하게 달라진다. 따라서 건강 정보 정확성을 향상시키기 위해 본 연구에서는 심박수 추출에 있어 새로운 맥파 최대점 검출 알고리즘을 제안하였고, 제안된 알고리즘은 다중 하위 대역 필터와 퍼지 추론기를 이용하여 동잡음이 포함된 PPG 신호에서 맥파의 최대점을 검출하기 위한 것이다. 제안된 알고리즘에 대한 성능평가 실험에서 복잡한 동잡음에서도 맥파 최대점 추출이 가능함을 보였다.

한복(韓服)의 치수 설정(設定)에 관한 연구(硏究)(II) -여자 저고리를 중심(中心)으로-

이주원,Lee, Ju-Won 국립문화재연구원 1988 헤리티지:역사와 과학 Vol.21 No.-

콩 발아 중 isoflavone malonylglucosides의 함량 변이

이주원,이유정,이주희,조민식,최도진,마무현,김홍식,김대옥,윤홍태,김용호,Lee, Ju-Won,Yi, Yoo-Jung,Lee, Ju-Hee,Jo, Min-Sik,Choi, Do-Jin,Ma, Mu-Hyun,Kim, Hong-Sik,Kim, Dae-Ok,Yun, Hong-Tae,Kim, Yong-Ho 한국작물학회 2018 한국작물학회지 Vol.63 No.3

Soybean produces three major types of isoflavones, daidzein, genistein, and glycitein aglycones and their glucosides and malonylglucosides. It has been known that malonylated glucosides are rapidly converted to their corresponding aglycones due to the unstable thermolabile glucoside malonates; therefore, the analytical study of malonylated glucosides has been insufficient. In this study, we analyzed the malonylglucoside content in soybean seeds. Isoflavone analysis of three soybean cultivars revealed that 81.5~90.0% of the total isoflavones were malonylglucosides, whereas aglycones were rarely detected. Moreover, the total isoflavone content increased during a 5-day germination period where growth regulators and coumaric acid treatments tended to yield higher isoflavone content than the normal germination treatment, however the differences were not significant; notably, the isoflavone accumulation trend continued with additional germination days. The content of malonylglucoside was higher than that of other isoflavones, which was 83.7~86.6% of the total isoflavone content in seeds with a 3-day germination period. Furthermore, isoflavones were significantly accumulated in the hypocotyl of seedlings with a 5-day germination period. The content of isoflavone in the hypocotyl of the Pungsannamul-kong was 10,240 ug/g when treated with coumaric acid, which was considerably higher than that of other cultivars and treatments. Additionally, soybean seeds heated at $60^{\circ}C$ for 1 hour produced higher isoflavone content than non-heated soybean seeds. Our results show that it is possible to increase the isoflavone content in soybean seeds through various treatments.