• Title/Summary/Keyword: 데이터 기반 신호 분해

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Data-Driven Signal Decomposition using Improved Ensemble EMD Method (개선된 앙상블 EMD 방법을 이용한 데이터 기반 신호 분해)

  • Lee, Geum-Boon
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.19 no.2
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    • pp.279-286
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    • 2015
  • EMD is a fully data-driven signal processing method without using any predetermined basis function and requiring any user parameters setting. However EMD experiences a problem of mode mixing which interferes with decomposing the signal into similar oscillations within a mode. To overcome the problem, EEMD method was introduced. The algorithm performs the EMD method over an ensemble of the signal added independent identically distributed white noise of the same standard deviation. Even so EEMD created problems when the decomposition is complete. The ensemble of different signal with added noise may produce different number of modes and the reconstructed signal includes residual noise. This paper propose an modified EEMD method to overcome mode mixing of EMD, to provide an exact reconstruction of the original signal, and to separate modes with lower cost than EEMD's. The experimental results show that the proposed method provides a better separation of the modes with less number of sifting iterations, costs 20.87% for a complete decomposition of the signal and demonstrates superior performance in the signal reconstruction, compared with EEMD.

A Biosignal Data Representation and Storage Method using HL7 aECG (HL7 aECG를 이용한 생체신호 데이터 표현 및 저장 방법)

  • Kim, Tae-Sik;Koo, Heung-Seo;Kim, Dong-Jun
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.71-74
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    • 2005
  • 유비쿼터스 헬스케어는 생체신호 측정기술과 생체신호 측정기의 소형화 경량화로 인해 의료분야의 획기적인 변화를 가져올 것으로 기대된다. 그러나 생체신호 측정 기술의 발전에 비해서 대부분의 생체신호 데이터는 각 시스템 고유의 데이터 포맷을 사용하기 때문에 사용범위가 제한되고 데이터 공유 및 호환에 어려움이 있어 구조적이며 시스템 독립적인 XML을 사용하여 생체신호 데이터를 표현하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 XML 기반의 HL7 Annotated ECG(HL7 aECG) 표준을 이용해서 생체신호 데이터를 표현하고 저장하는 방법을 제시한다. 제시된 방법은 ECG, 심음의 두채널 파형 정보를 포함한 바이너리 포맷을 HL7 aECG 문서로 표현하며, HL7 aECG 문서의 특성을 고려하여 비분할 저장 방식을 사용하고 효율적인 검색을 위해 메타데이터를 추출하여 관계형 테이블에 저장하는 분할 저장 방식을 병행하여 사용한다. 또한 저장된 메타데이터를 효율적으로 검색 및 관리하는 메타데이터 시스템을 설계하며 설계된 구조는 향후 다른 시스템과 연계의 가능성을 제공한다.

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Four Segmentalized CBD Method Using Maximum Contrast Value to Improve Detection in the Presence of Reverberation (최대 컨트라스트 값을 이용한 4분할 CBD의 잔향 감소기법)

  • Choi, Jun-Hyeok;Yoon, Kyung-Sik;Lee, Soo-Hyung;Kwon, Bum-Soo;Lee, Kyun-Kyung
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.28 no.8
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    • pp.761-767
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    • 2009
  • The detection of target echoes in a sonar image is usually difficult since reverberation is originated by the returns reflected around the boundary and volumes. Under the scenario of the target presence around the reverberation, the detection performance of existing algorithms is degraded. Since they have a similar statistical features. But proposed detector gives improvement existing algorithms Under this scenario. In this paper, 4 segmentation contrast box algorithm using maximum contrast value is proposed based on statistical segmentation, which gives better detection performance in the sense of reducing false alarms. The simulations validate the effectiveness of the proposed algorithm.

ECG simulator design with Spartan-3 FPGA (Spartan-3 FPGA를 이용한 ECG 시뮬레이터 설계)

  • Woo, Sung-hee;Lee, Won-pyo;Ryu, Geun-teak
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2015.10a
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    • pp.834-837
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    • 2015
  • In this paper, we designed the FPGA hardware-based real-time ECG simulator, which generates an analog ECG signal within the range of 0 to 5 volts and described function. The ECG signal generated by the simulator can be applied to laboratory tests, the medical device, and the calibration study in various ways. ECG signals generated by simulator are obtained with conventional 24bit quantization to generate the signal data, and they are sampled and quantized to 1kHz of the 8-bit resolution when used as actual data. The proposed simulator is implemented using xilix Spartan-3 and data are transmitted through an RS-232 between the PC and the FPGA simulator. The transmitted data are stored in the memory and the stored data are printed out with the analog ECG signal through DAC (0808). It can also control the heart rate (HR) via the two buttons level UP-DOWN. We used existing ECG input rating for the evaluation of the designed system and evaluated differential circuit for obtaining QRS waveform and the output signal. We finally could obtained proper the result.

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A non-merging data analysis method to localize brain source for gait-related EEG (보행 관련 뇌파의 신호원 추정을 위한 비통합 데이터 분석 방법)

  • Song, Minsu;Jung, Jiuk;Jee, In-Hyeog;Chu, Jun-Uk
    • Journal of IKEEE
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    • v.25 no.4
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    • pp.679-688
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    • 2021
  • Gait is an evaluation index used in various clinical area including brain nervous system diseases. Signal source localizing and time-frequency analysis are mainly used after extracting independent components for Electroencephalogram data as a method of measuring and analyzing brain activation related to gait. Existing treadmill-based walking EEG analysis performs signal preprocessing, independent component analysis(ICA), and source localizing by merging data after the multiple EEG measurements, and extracts representative component clusters through inter-subject clustering. In this study we propose an analysis method, without merging to single dataset, that performs signal preprocessing, ICA, and source localization on each measurements, and inter-subject clustering is conducted for ICs extracted from all subjects. The effect of data merging on the IC clustering and time-frequency analysis was investigated for the proposed method and two conventional methods. As a result, it was confirmed that a more subdivided gait-related brain signal component was derived from the proposed "non-merging" method (4 clusters) despite the small number of subjects, than conventional method (2 clusters).

Emergency vehicle priority signal system based on deep learning using acoustic data (음향 데이터를 활용한 딥러닝 기반 긴급차량 우선 신호 시스템)

  • Lee, SoYeon;Jang, Jae Won;Kim, Dae-Young
    • Journal of Platform Technology
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    • v.9 no.3
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    • pp.44-51
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    • 2021
  • In general, golden time refers to the most important time in the initial response to accidents such as saving lives or extinguishing fires. The golden time varies from disaster to disaster, but is aimed at five minutes in terms of fire and first aid. However, for the actual site, the average dispatch time for ambulances is 9 minutes and the average transfer time is 17.6 minutes, which is quite large compared to the golden time. There are various causes for this delay, but the main cause is traffic jams. In order to solve the problem, the government has established emergency car concession obligations and secured golden time to prioritize ambulances in places with the highest accident rate, but it is not a solution in rush hour when traffic is increasing rapidly. Therefore, this paper proposed a deep learning-based emergency vehicle priority signal system using collected sound data by installing sound sensors on traffic lights and conducted an experiment to classify frequency signals that differ depending on the distance of the emergency vehicle.

Remarks on of Optimizations of Time-Resolved Pulse Thermography for Nondestructive Testing Evaluations (비파괴검사 평가를 위한 시간-분해 펄스열화상의 최적화에 관한 제고)

  • Kim, Wontae
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.33 no.2
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    • pp.226-231
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    • 2013
  • 펄스 열화상에서 서모그램 등 데이터의 플롯에 의해 표시되어지는 로그-로그 플롯을 활용해서 특정하게 정류(rectification)하여 펄스 서모그램을 잘 사용하도록 정의하고 열화상 신호복원(thermographic signal reconstruction; TSR) 기법에 의해 실험 데이터를 피팅하도록 한다, 이와 같은 물리적인 해석 및 수학적 대수기법에 의해 펄스열화상은 단순하면서도 효율적인 정규화가 가능하게 될 수 있다. 펄스열화상의 최적화는 로그대수 유도로 비교되는 콘트라스트(contrast)의 초기 검출과 TSR의 사용이라는 두 가지 돋보이는 접근 방법에 기반하여 이루어진다. 펄스자극열화상을 최적화하기 위해서 두 개의 매개변수, 즉 결함 콘트라스트의 신호 대 잡음비와 추출에 대한 선인식을 고려하는 것이 필요하다.

빅데이터 분석을 위한 Rank-Sparsity 기반 신호처리기법

  • Lee, Hyeok;Lee, Hyeong-Il;Jo, Jae-Hak;Kim, Min-Cheol;So, Byeong-Hyeon;Lee, Jeong-U
    • Information and Communications Magazine
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    • v.31 no.11
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    • pp.35-45
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    • 2014
  • 주성분 분석 기법(PCA)는 가장 널리 사용되는 데이터 차원 감소 (dimensionality reduction) 기법으로 알려져 있다. 하지만 데이터에 이상점 (outlier)가 존재하는 환경에서는 성능이 크게 저하된다는 단점을 가지고 있다. Rank-Sparsity(Robust PCA) 기법은 주어진 행렬을 low-rank 행렬과 저밀도(sparse)행렬의 합으로 분해하는 방식으로, 이상점이 많은 환경에서 PCA기법을 효과적으로 대체할 수 있는 알고리즘으로 알려져 있다. 본 고에서는 RPCA 기법을 간략히 소개하고, 그의 적용분야, 및 알고리즘에 관한 연구들을 대해서 알아본다.

Spectogram analysis of active power of appliances and LSTM-based Energy Disaggregation (다수 가전기기 유효전력의 스팩토그램 분석 및 LSTM기반의 전력 분해 알고리즘)

  • Kim, Imgyu;Kim, Hyuncheol;Kim, Seung Yun;Shin, Sangyong
    • Journal of the Korea Convergence Society
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    • v.12 no.2
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    • pp.21-28
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    • 2021
  • In this study, we propose a deep learning-based NILM technique using actual measured power data for 5 kinds of home appliances and verify its effectiveness. For about 3 weeks, the active power of the central power measuring device and five kinds of home appliances (refrigerator, induction, TV, washing machine, air cleaner) was individually measured. The preprocessing method of the measured data was introduced, and characteristics of each household appliance were analyzed through spectogram analysis. The characteristics of each household appliance are organized into a learning data set. All the power data measured by the central power measuring device and 5 kinds of home appliances were time-series mapping, and training was performed using a LSTM neural network, which is excellent for time series data prediction. An algorithm that can disaggregate five types of energies using only the power data of the main central power measuring device is proposed.

A Study on Micro Clustering Technology for Breeding Pig Behavior Analysis (모돈 행동 특성 분석을 위한 마이크로 클러스터링 기술 연구)

  • Cho, Jinho;Oh, Jong-woo;Lee, DongHoon
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.165-165
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    • 2017
  • 모돈은 사육 특성상 제한된 파일롯 공간 안에 장시간 머물기 때문에 과중한 몸무게에 의한 지제 이상, 섭식 등의 불량, 수면상태의 불량 등을 지속적으로 관찰해야 하는 대상이다. 측면에 다수의 초음파 센서를 설치하여 기립의 상태 및 운동 시 몸체 궤적의 특성을 분석하여 종합적으로 모돈의 행동 특성을 정량화 하고자 하였다. 이 과정에서 계측 신호의 값을 대수적으로 비교하는 방식에 한계가 있음을 발견하였고, 이를 해결하고자 10 Hz/Ch 내외의 시계열 상대거리 궤적 신호를 주파수 도메인으로 변경하여 분석을 수행하였다. 일정 주파수에 집중되어 있는 주파수 값의 크기 변화(파워 스펙트럼 밀도)를 기준으로 모돈의 움직임의 정상 상태 유무 판별이 가능하였다. 단, 이러한 분석은 계측 데이터를 일괄 처리 방식으로 분석하는 방법으로 도출이 되었으므로, 계측과 정량 분석을 동시에 수행하기 위한 개선이 필요하였다. 계측 시스템에서 사용한 마이크로 프로세서는 Nucleo-446(STMelectronics, CA, USA)로 180 Mhz의 클럭 속도로 작동하나, 총 100 Hz 내외의 16비트 계측 신호에 대해 추가적으로 FFT 등의 주파수 변환 신호 처리를 수행하기에는 연산 능력이 부족하였다. 한편, 주파수 분석의 주기를 1분 단위로 할 경우 처리해야할 정보의 크기는 $100{\times}60{\times}5{\times}2Byte$ 이므로 1분 내에 해당 연산을 종료할 수 있는 추가의 연산 장치가 필요하였다. 계측과 주파수 도메인 변환 연산을 동시에 수행하기 위하여 1 Ghz의 연산능력을 가진 ARM A9 계열의 초소형 멀티코어 AP인 NanoPi Neo Air(Friendlyarm, Guangzhou, China)을 선정하였다. 4개의 코어를 각각 계측, Median 필터링, Smoothing 연산, FFT 분석에 사용하여 1분 단위, 2분 단위, 5분 단위의 주파수 분석을 동시에 수행하였다. 병렬 연산 라이브러리는 오픈 소스인 MPICH(www.mpich.org)를 이용하였다. 상대적으로 여유있는 자원을 보유하고 코어를 실시간으로 결정하여 다수의 모돈 개체 동시 모니터링을 위한 네트워크 연결 역할을 동시에 수행하도록 하였다. 1주일 내외의 요인 실험 수행 결과, 약 70 Mbyte의 데이터가 축적이 되었으며, 1분 단위, 2분 단위, 5분 단위의 주파수 도메인 변환 후 결과를 동시에 취득할 수 있었다. 일부 주파수 도메인 상의 파워 밀도 값이 모돈의 행동 특성에 분석에 유효한 정보를 제공함을 발견하였다. 모돈사 내 현장 보급이 가능한 초소형 AP와 멀티 코어 기반 병렬 처리 기법을 이용한 현장 진단 시스템 개발 연구를 지속적으로 수행할 것이다.

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