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Designing a 3D-CNN for Non-Contact PPG Signal Acquisition Based on Video Imaging

영상기반 비접촉식 PPG 신호 취득을 위한 3D-CNN 설계

  • Tae-Wan Kim (Electronic Engineering, IT-Bio Convergence System, Chosun University) ;
  • Chan-Uk ,Yeom (Center for IT-Bio convergence system agriculture Chonnam University) ;
  • Keun-Chang Kawk (School of Electrical Engineering, Chosun University)
  • 김태완 (조선대학교 전자공학과 IT-Bio융합시스템전공) ;
  • 염찬욱 (전남대학교 IT-Bio융합시스템농업교육연구단) ;
  • 곽근창 (조선대학교 전자공학부 교수)
  • Published : 2023.05.18

Abstract

생체 신호를 분석하여 사용자의 건강과 정신 상태를 예측하고, 관련 질병에 관해 예방하는 연구가 늘어나고 있다. 생체 신호 중 심박은 사람의 육체, 정신적인 상태를 반영하는 대표적인 신호이지만 기존의 접촉 패드를 통한 ECG나 광학 센서를 통한 PPG로 심박을 예측할 때는 구속적인 환경이 필요하여 일상적인 상황 속에 적용하기 어려웠다. 이러한 단점을 해결하고자 본 논문은 UBFC-RPPG 데이터셋의 동영상 프레임을 RGB 채널마다 다른 가중치를 적용하는 전처리를 하여 학습 데이터의 크기를 줄이면서 정확도를 높이고, 3D-CNN을 활용한 딥러닝으로 순간적인 영상에서도 PPG 신호를 예측할 수 있도록 1초 전처리 영상을 학습한 후, 신호를 예측하는 것을 목표로 한다. 이렇게 비접촉식으로 취득된 신호는 더 다양한 환경에서의 감정분류, 우울증 진단, 질병 감지 등 다양한 분야에 활용될 수 있다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2017년도 정부(교육부)의재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(No. 2017R1A6A1A03015496). 또한 이 논문은 2020년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신산업진흥원의 지원을 받아 수행된 헬스케어 AI융합 연구개발 사업임(No. S1601-20-1041)