• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.627-629
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• 2023

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.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1994년도 춘계학술대회
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• pp.69-71
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• 1994

1Hz에서 20Hz까지의 단속 주파수를 지닌 청각자극을 가해 얻은 EEG신호에서 자극에 따른 신호의 정성적이고 정량적인 특성을 카오스 분석방법을 통해 밝혔다. 먼저, 뇌전위 신호에 전반적으로 나타나는 일반적인 카오스 특징(fractal mechanism, 1/f frequency spectrum, positive lyapunov exponent등등)이 확인되어졌다. 유발전위에 대해서는 자극의 주파수에 따른 주기 배증을 경유한 카오스로 가는 길(route to chaos)과 2차원 pseudo-phase portrait의 뿌앙까레 단면에서의 기하학적 모양(topological property)의 변화가 관찰되어졌고, 자발전위가 포함된 유발전위에 대해서는 적절한 bases를 지닌 3차원 phase space에서 기이한 끌개(chaotic attractor)가, 유발전위의 정보를 지닌채 보여졌다. 끝으로 자극 주파수(단속 주파수와 반송 주파수) 변화와 측정이 이루어진 머리표면에서의 공간적 위치에 따른, lyapunov exponent값 변화가 의미있게 해석되어졌다. 이 결과는 무질서하게 보이는 뇌전위신호에서 주어진 청각자극에 대한 정보를 얻는 새로운 방법을 제시하게 된다.

• 한국의상디자인학회지
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• 제12권2호
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• pp.119-129
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• 2010

오늘날 인간의 수명이 연장되고, 웰빙과 건강에 대한 관심이 증가됨에 따라서 언제 어디서나 건강을 모니터링 할 수 있는 건강 스마트 의류 시스템이 개발되고 있다. 이를 위하여 최근에는 생체신호의 모니터링이 가능하도록 디자인된 의류에 통합된 형태의 직물 전극이 개발되고 있다. 혁신적으로 의류 시스템에 통합되어 착용 가능한 니트, 우븐, 자수방식의 텍스타일 전극에 대한 다양한 연구가 개발 제시되고 있으며, 이의 일부는 상용화되어 있다. 이에 본 연구는 경위사의 일정한 직조제어 자동화 시스템이 가능한 컴퓨터 자카드 직기의 캐드(CAD) 직조디자인 방식을 통하여 생체신호 센싱 기능이 향상된 새로운 텍스타일 전극디자인을 연구하고자 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 기존 생체신호 센싱 전극의 개발 및 연구 동향, 비직물/전극 타입에 대한 단점과 장점에 대한 비교 분석을 이론적으로 살펴보고, 자카드 직조 직물 기반으로 심전도 센싱용 텍스타일 전극을 디자인하여 실험 연구하였다. 자카드 직조 방식의 심전도 센싱용 직물 전극은 전극 인터페이스 디자인 방식, 이중직물형 직조 디자인 방식, 사가공 등의 요인들을 고려하여 개발하였다. 본 연구에서 도출된 최종 자카드 직조 직물 기반의 텍스타일 전극은 스마트 의류에 통합시킨 텍스타일 전극 모듈로서 적용되여 향후 상용화 방안을 모색할 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.655-658
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• 2005

질병과 관련된 인간의 노력은 병의 치료보다는 몸의 이상 유무를 빠르게 진단하는 것과 이를 통한 예방에 초점을 맞춰져 있다. 이를 위해 혈액과 소변 검사등과 같은 검사부터 시작해서 초음파와 CT등 다양한 진단 기기가 발전되어 왔다. 그러나 인체는 스스로 자신의 질병 유무에 대한 인체의 생체 신호를 몸밖에 나타내게 되어 있다. 이를 해독하여 질병을 진단하는 것이 한방에서 주로 사용하는 방법이다. 따라서 본 논문에서는 한의학에 있어서 생체 신호를 해석하는 4대 질환 진단 방법 중 가장 중요한 망진(望診)에 대해 기술하고자 한다. 특히, 인체의 중심 기관인 심장에 대해 망진을 IT기술로 구현하고자 한다. 심장은 오관중 혀와 관계가 되어 있으며 따라서 심장에 대한 인간 생체 신호 해석시 혀는 중요한 분석 기관이 된다. 이를 위해 혀를 통해 인간의 생체 신호에 대한 결과를 반영하여 심장의 질환 여부에 대한 정보를 제공하여 주는 설진 시스템을 구축하고자 하며 우선적으로 본 논문은 얼굴 영상에서 혀 영역을 추출하는 방법에 대해 제안하고자 하며 실험에 의해 제안한 방법의 유용성을 입증하고자 한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권4호
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• pp.339-344
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• 2000

기도에 존재하는 섬모는 인체의 방어기전으로서 중요한 역할을 하며 섬모운동의 장애는 여러 가지 기도질환을 유도하는 원인이 된다. 본 연구에서는 기도 내 섬모의 운동을 생채 내에서 측정할 수 있는 시스템을 개발하여 섬모 운동 주파수(ciliary beat frequency, CBF)를 autoregressive(AR) 스펙트럼 분석을 통하여 정량화하였다. 생체 내에서 운동하고 있는 섬모의 주파수를 측정하기 위해서 레이저와 광섬유 프루브를 사용하는 광전신호(photoelectric signal)방법을 응용하였다. 섬모운동에 의해 산란된 레이저 빛은 광섬유 프루브에 의해 탐지되어 포토 다이오드에서 전기적인 신호로 전환된다. 시리얼 통신을 통하여 PC로 전송된 디지털 섬모운동 신호는 화면에 디스플레이 되며 AR 스펙트럼 방법에 의해 실시간으로 CBF가 결정될 수 있다. 인체의 비강 중비갑개 전단부(anterior end of middle turbinate)에서 직접적으로 프루브를 적용하여 획득된 신호를 분석하였다. 8명의 정상인에 대하여 분석한 결과 CBF는 5에서 10Hz 사이에서 분포했으며 평균적으로 7.3$\pm$1.1Hz 값을 나타냈다. 이는 현재까지 알려진 CBF 값과 유사한 결과이며 측정된 값들의 표준편차도 또한 보고된 결과와 유사한 양상을 나타냈다. 본 연구 결과는 약물에 대한 섬모운동의 영향 및 질별 발달 과정에서의 섬모 운동의 변화 분석 등의 임상 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2003년도 춘계학술대회 모바일 비즈니스 이노베이션
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• pp.79-79
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• 2003

• 한국통신학회논문지
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• 제35권2B호
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• pp.232-243
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• 2010

본 논문에서는 다양한 생체신호들을 이용하여 심리상태와 생체정보를 판별하고, 외부환경 정보와 함께 이용자의 현재 상황을 인식하여 그에 맞는 적절한 서비스를 제공하는 생체정보기반 상황인식시스템(Bio-Signal Context aware system :BSC)을 설계하고 구현한다. 본 논문에서 구현한 생체정보기반 상황인식시스템은 센서를 통하여 측정된 뇌파(EEG), 심전도(ECG), 피부전도도(GSR) 등의 생체신호들로부터 특징들을 추출하고 분석하였으며, 분석된 결과를 입력받아 평온, 집중, 긴장, 우울의 네 가지 심리상태를 판별하였다. 판별된 심리상태의 결과와 함께 심박변이도(HRV), 피부전도도, 체온 등의 생체신호로부터 분석된 생체 상황정보, 그리고 외부 환경의 상황정보로부터 이용자의 현재 상황을 추론하고 인식하여 현재 생체 상황에 맞는 적절한 서비스를 제공하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권5호
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• pp.539-546
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• 1998

본 연구에서는 시각과 청각자극을 대표하는 색과 음악자극 하에서 인감의 감성을 정량적으로 평가하고 색감성과 음악감성 사이의 상관성을 조사하였다. 감성의 정량화를 위하여 7점 척도 20항목의 설문지를 통한 의미 미분법과 요인분석을 사용하여 피험자의 주관적 평가를 수행하였고, 뇌전도, 심전도, 피부 전도도, 호흡률 등의 생체신호를 측정, 분석하였다. 피험사의 주관적 평가로부터 각 자극에 대한 대표 감성어휘를 도출하였으며, 생체신호의 분석을 통하여 본 논문에서 제안한 정규화된 변수 값으로 색자극콰 음악자극에 대한 감성을 정량적으로 평가하여 지표화할 수 있었다. 또한 색자극과 음악자극 사이의 상관성을 Kendall의 상관계수로 분석한 결과 0.461에서 0.810의 상관성이 있음을 확인하였다. 본 연구에서 사용한 감성어휘 추출방법이나 감성지표 개발 방법은 감성제품 개발이나 색치료, 음악치료 등에 이용될 수 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.417-423
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• 2017

인간의 건강에 대한 관심 증가에 맞춘 상시적인 질병 관리를 위해 다수 개의 측정센서를 이용하여 측정된 생체 신호를 융합한 임계값을 분석하여 개개인의 맞춤형 진단을 위한 모니터링 시스템을 구현하고자 한다. 성능평가 결과 생체 신호의 분석을 위한 SVM 알고리즘은 평균 2%의 오차율이 나타났으며, 윈도우의 크기를 5000으로 분할했을 때 저장 공간의 최대 19.2%를 축소함으로써 효과적임을 보였다. 분류의 정확도는 윈도우 크기를 5000으로 분할했을 때 97.2%로 가장 높은 정확도를 보였다. 또한 총 5000개의 생체 신호 집합의 분석 결과 중 84개의 결과가 다르게 나왔으나 시스템으로부터의 결과가 전문가의 진단 결과보다 더 낮은 경우는 발생하지 않았으며, 약 98%의 정확도를 보였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.37-47
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• 2016

최근 인간과 에이전트 간의 감성적인 상호작용을 지원하기 위해 에이전트의 기쁨, 슬픔 등의 얼굴 표정에 대한 사용자의 반응을 분석하는 연구들이 진행되었다. 그러나 기존의 연구에서는 사용자가 긍정적 혹은 부정적으로 평가하는 지를 검증하기 위해 주로 설문지를 통해 사용자 피드백을 획득하는 방법을 사용하였다. 본 연구에서는 인간과 에이전트 상호작용에서 에이전트의 얼굴 표정에 대한 사용자의 생체신호를 측정하여 감성적인 영향이 있는지 살펴보았다. 일관성 있는 생체 신호 해석 결과를 도출하기 위해 실시간으로 심박수와 피부전도도 등의 생체 신호를 획득하고, 명시적 혹은 비명시적인 피드백 분석방법을 통합하여, 해석을 안정적으로 하도록 하였다. 실험결과 에이전트의 긍정(혹은 부정)적인 얼굴 표정이 사용자의 긍정(혹은 부정)적인 반응을 이끌어 냄을 확인할 수 있었다. 또한, 인간과 에이전트와의 상호작용에서도 인간과 인간의 상호작용과 유사하게 에이전트의 긍정적인 얼굴 표정이 사용자의 부정적인 감정을 감소시킴을 확인할 수 있었다. 본 연구는 인간과 에이전트의 감성적인 상호작용을 위해 에이전트의 얼굴 표정을 디자인하기 위한 근거로 활용할 수 있다.