• 제목/요약/키워드: 동잡음 제거

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동잡음에 강건한 PPG 신호 측정 방안 (Noise-Robust Algorithm for PPG Signal Measurement)

  • 김민호;김태욱;장성환;반다희;민병석;권성오
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38C권12호
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    • pp.1085-1094
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    • 2013
  • 본 연구에서는 PPG 신호 측정에서 포함되는 잡음들 중에서 동잡음을 제거하는 신호처리 방안을 제안한다. 측정되는 PPG 신호는 측정 환경 자체의 신호 잡음과 사용자의 동작변화로 발생하는 동잡음 등 여러 잡음이 같이 존재하므로 적절한 신호처리 방법이 요구된다. 본 논문에서는 사용자의 안정된 상태에서 실제 PPG 신호를 측정한 뒤, 이 기준 신호를 바탕으로 여러 채널에서 측정한 다중화된 PPG 신호를 이용하여 동잡음을 제거하는 신호처리 방법을 제안한다. 본 논문의 실험에서는 두 개의 채널을 이용하여 PPG 신호를 측정하며, 각각 20%의 오류율을 가지는 신호를 본 논문에서 제안한 알고리즘으로 처리한 결과 9.56%로 오류율이 감소하였다.

다파장 광원을 이용한 광용적 맥파의 동잡음 제거 필터 설계 (Design of Filter to Reject Motion Artifacts of PPG Signal Using Multiwave Optical Source)

  • 박희정;남재현;이주원
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.101-107
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    • 2014
  • 본 연구에서는 PPG 신호에 포함되어 있는 동잡음을 제거하기위해 사용되는 가속도 센서를 대체하기 위한 새로운 PPG 센서와 그 신호처리 기법을 제안하며, 제안된 방법은 청색광으로부터 추정된 동잡음을 기반으로 하여 광용적 맥파의 동잡음을 제거하는 것이다. 제안된 방법의 성능을 평가하기위해 청색광 LED와 적색광 LED, 포토센서를 이용하여 센서 프로브 설계하고 제작하였고, 제작된 센서 프로브와 적응필터를 이용하여 동잡음 제거 처리를 하였다. 실험의 결과에서는 제안된 센서와 신호처리 방법이 동잡음이 발생하더라도 신호 복원이 잘되었으며, 신호 대잡음비도 기존의 이동평균필터 보다 4.5배 이상 향상되었다. 이 실험의 결과로부터 제안된 방법이 저가의 헬스케어 단말기 설계에 적용될 수 있을 것이다.

효과적인 영상 잡음 제거를 위한 간략한 전처리 방법 (A Simplified Pre-processing Method for Efficient Video Noise Reduction)

  • 박운기;이상희;전병우
    • 방송공학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.139-147
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    • 2001
  • 영상에 포함된 잡음은 시각적인 문제를 일으킬 뿐만 아니라, MPEG이나 H.263과 같은 영상 압축 시스템의 부호화 효율을 떨어뜨린다. 따라서 영상 압축 시스템의 입력으로 이러한 잡음이 포함된 신호가 들어갈 때, 잡음 제거 필터를 사용하여 잡음을 제거한 후 영상 압축을 하는 것이 시각적인 면에서나 압축 효율적인 면에서 매우 효과적이다. 본 논문에서는 이웃한 4개의 화소값을 참조하여 잡음의 존재 여부를 판단하고, 판단 결과를 이용하여 선택적으로 잡음을 제거하는 적응형 십자형 중간값(median) 필터를 제안한다. 제안된 방법을 이용하면 전체 영상에 걸쳐 필터를 이용하는 방법에 비해 계산량이 50%이상 줄고, 영상의 필터 처리 후 에 나타나는 뭉개짐(blurring) 현상을 줄일 수 있다. 또한 잡음이 처리된 영상을 시간방향으로 Look-up 표에 따른 IIR필터를 통과시킴으로써 시간상으로 존재하는 잡음을 제거하여 동영상의 주관적 화질을 향상시킬 수 있다.

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서브밴드 백색화 필터를 이용한 부공간 잡음 제거 (Subspace Speech Enhancement Using Subband Whitening Filter)

  • 김종욱;유창동
    • 한국음향학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.169-174
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    • 2003
  • 본 논문에서는 서브밴드 백색화 필터를 이용한 새로운 부공간 잡음제거 방법을 제안하였다. 기존의 부공간 접근방법에서는 백색 잡음을 가정하거나, 유색 잡음에 대한 전처리로서 백색화 필터를 사용하였다. 백색화 필터를 서브밴드로 나누어 처리함으로써, 제안된 방법은 잔여잡음을 줄이면서 신호 왜곡의 상한값을 최소화하도록 설계하였다. 또한 서브밴드 백색화 필터를 도입함으로써 부공간 잡음제거 방법에서 약점으로 지적되는 것 중의 하나인 Karhunen-Loeve(KL) 영역에서의 주파수 해상도를 높일 수 있었다. 실험결과에 의하면 제안된 방법은 Ephraim에 의해 제안된 방법 부공간 잡음 제거 방법이나, Boll에 의해 제안된 주파수 차감법에 비해 구분 신호대 잡음 비 (SNRseg: segmental signal-to-noise ratio), 음성의 인지적 성능 평가 (PESQ: perceptual evaluation of speech quality)를 고려하였을 때 향상된 성능을 보였다.

독립성분 분석법과 필터뱅크를 기반한 PPG 신호의 동잡음제거 필터 설계 (Design of Filter to Remove Motionartifacts of Photoplethysmography Based on Indepenent Components Analysis and Filter Banks)

  • 이주원;이병로
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.1431-1437
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    • 2016
  • 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.

저조도 감시 카메라 비디오의 잡음 제거를 위한 적응적 시공간 평활화 파라미터 추정에 관한 연구 (Estimating parameter of adaptive spatio-temporal smoothing for noise reduction in low light surveillance video)

  • 김대회;최재영;노용만
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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    • pp.572-575
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    • 2010
  • 본 논문은 SNR 이 매우 낮은 저조도 영상의 잡음 제거를 위한 새로운 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 입력 영상에서 파라미터를 자동/적응적 방식으로 추정하는 알고리즘을 특징으로 한다. 제안하는 기술의 효율성을 검증하기 위해 실질적인 환경에서 취득한 저조도 동영상들을 가지고 실험을 수행하였다. 실험을 통해 제안하는 기술을 활용하여 적응적으로 추정된 파라미터가 필터링(filtering) 성능을 잘 유지시킴을 검증하였다. 또한 기존 연구들과 비교할 때 저조도 동영상의 명암대비 향상과 잡음 제거에 우수한 결과를 보임을 검증하였다.

반복적 최적 자승 학습에 기반을 둔 움직임 적응적 시간영역 잡음 제거 필터링 (Motion Adaptive Temporal Noise Reduction Filtering Based on Iterative Least-Square Training)

  • 김성득;임경원
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제47권5호
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    • pp.127-135
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    • 2010
  • 동영상에 내재된 잡음을 제거하기 위해 사용되는 움직임 적응적 시간영역 잡음 제거 필터링에서는 움직임의 정도에 따라 필터링의 강도를 적절하게 조절하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 최적 자승 학습에 기반을 둔 움직임 적응적 시간영역필터링 방안을 제안한다. 움직임 정도에 따라 각 화소를 분류하여 분류코드를 지정하고, 각 분류코드에 따라 반복적 최적 자승학습에 기반을 둔 최적의 필터 계수를 유도한다. 반복적 학습과정은 사전에 미리 수행되어 학습된 결과만 룩업 테이블에 저장된다. 실제 잡음 제거 필터링 과정에서는 각 화소를 움직임 정도에 따라 분류한 후 분류코드에 따라 룩업 테이블에 있는 필터계수를 읽어 간결한 필터링을 취한다. 실험결과는 제안된 방법이 잡음 제거 응용에서 번짐을 방지하면서 동영상 잡음을 효과적으로 제거함을 보여준다.

지수가중 이동평균 기반의 PPG 신호 동잡음 제거 (The Motion Artifact Reduction from the PPG based on EWMA)

  • 이준연
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권8호
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    • pp.183-190
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    • 2013
  • PPG 신호는 심장의 박동에 동기된 유사 주기 신호이다. 본 논문에서는 PPG 신호의 유사주기성을 이용한 지수가중 이동평균필터 방법을 제안한다. 이 필터링 방법은 PPG 신호를 주기적으로 분리하여 각 주기 신호의 같은 순번에 있는 샘플들끼리 평균을 취하는 방법이다. 연속된 PPG 신호의 주기중에 동잡음이 혼입되었다면 주기를 기준으로 PPG 신호를 분리한 후, 각 주기의 샘플수를 조정하여 같은 샘플수를 가지게 만든다. 이 주기들을 2차원으로 배열한 후 현재 주기부터 이전 각 주기의 샘플끼리 평균을 취함으로써 훼손없이 동잡음을 제거할 수 있었다.

주기적 이동평균필터를 이용한 동잡음 제거 (The Motion Artifact Reduction using Periodic Moving Average Filter)

  • 이준연
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.75-82
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    • 2012
  • PPG 신호는 심장의 박동에 동기된 유사 주기 신호이다. 본 논문에서는 PPG 신호의 유사주기성을 이용한 주기적 이동평균필터 방법을 제안한다. 이 필터링 방법은 PPG 신호를 주기적으로 분리하여 각 주기 신호의 같은 순번에 있는 샘플들끼리 평균을 취하는 방법이다. 연속된 PPG 신호의 주기 중에 동잡음이 혼입되었다면 주기를 기준으로 PPG 신호를 분리한 후, 각 주기의 샘플수를 조정하여 같은 샘플수를 가지게 만든다. 이 주기들을 2차원으로 배열한 후 현재 주기부터 이전 각 주기의 샘플끼리 평균을 취함으로써 훼손 없이 동잡음을 제거할 수 있었다.

Blind 신호원 분류를 갖는 능동 소음 제거기 (An Active Noise Canceller with Blind Source Separation)

  • 손준일;이민호
    • 한국음향학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.3-8
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    • 1999
  • 본 연구에서는 신호원에 대한 사전 정보 없이 혼합된 신호로부터 잡음 신호만을 선택적으로 제거할 수 있는 새로운 형태의 능동 소음 제거기(Active noise canceller)를 제안한다. 음성신호와 같은 동특성을 갖는 신호의 분리에 효과적으로 사용되는 동적 재귀 신경망(Dynamic recurrent neural network)을 원하는 신호원에 섞인 잡음신호를 분리하여 선택적으로 제거하기 위한 능동 소음 제거기의 전처리기로 이용한다. 능동 소음 제거기는 분리된 잡음 신호에 대한 역위상 신호를 적응적으로 발생함으로써 특정 위치에서 원하는 신호만을 선택적으로 남길 수 있도록 한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 시스템이 선택적인 소음제거에 효과적임을 보인다.

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