Journal of information and communication convergence engineering
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v.22
no.2
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pp.139-144
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2024
In this study, four types of fall detection systems - designed with YOLOPose, principal component analysis (PCA), convolutional neural network (CNN), and long short-term memory (LSTM) architectures - were developed and compared in the detection of everyday falls. The experimental dataset encompassed seven types of activities: walking, lying, jumping, jumping in activities of daily living, falling backward, falling forward, and falling sideways. Keypoints extracted from YOLOPose were entered into the following architectures: RAW-LSTM, PCA-LSTM, RAW-PCA-LSTM, and PCA-CNN-LSTM. For the PCA architectures, the reduced input size stemming from a dimensionality reduction enhanced the operational efficiency in terms of computational time and memory at the cost of decreased accuracy. In contrast, the addition of a CNN resulted in higher complexity and lower accuracy. The RAW-LSTM architecture, which did not include either PCA or CNN, had the least number of parameters, which resulted in the best computational time and memory while also achieving the highest accuracy.
Kim, Choong-Hyun;Lee, Young-Jae;Lee, Pil-Jae;Lee, Jeong-Whan
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.60
no.6
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pp.1204-1208
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2011
In this study, we proposed the system that calculates the algorithm with an accelerometer signal and detects the fall shock and it's direction. In order to gather the activity patterns of fall status and attach on the subject's body without consciousness, the device needs to be small. With this aim, it is attached on the right side of subject's waist. With roll and pitch angle which represent the activity of upper body, the fall situation is determined and classified into the posture pattern. The impact is calculated by the vector magnitude of accelerometer signal. And in the case of the elderly keep the same posture after fall, it can distinguish the situation whether they can stand by themselves or not. Our experimental results showed that 95% successful detection rate of fall activity with 10 subjects. For further improvement of our system, it is necessary to include tasks-oriented classifying algorithm to diverse fall conditions.
KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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v.10
no.3
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pp.85-90
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2021
In this paper, fall detection using individual wearable devices for older people is considered. To design a low-cost wearable device for reliable fall detection, we present a comprehensive analysis of two representative models. One is a machine learning model composed of a decision tree, random forest, and Support Vector Machine(SVM). The other is a deep learning model relying on a one-dimensional(1D) Convolutional Neural Network(CNN). By considering data segmentation, preprocessing, and feature extraction methods applied to the input data, we also evaluate the considered models' validity. Simulation results verify the efficacy of the deep learning model showing improved overall performance.
Kim, Bae-Sung;Woo, Yun-Tae;Yu, Yung-Ho;Hwang, Hun-Gyu
Journal of Ocean Engineering and Technology
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v.35
no.1
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pp.91-97
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2021
Marine accidents caused by ships have brought about economic and social losses as well as human casualties. Most of these accidents are caused by small and medium-sized ships and are due to their poor conditions and insufficient equipment compared with larger vessels. Measures are quickly needed to improve the conditions. This paper discusses a video-integrated collision prediction and fall detection system to support the safe navigation of small- and medium-sized ships. The system predicts the collision of ships and detects falls by crew members using the CCTV, displays the analyzed integrated information using automatic identification system (AIS) messages, and provides alerts for the risks identified. The design consists of an object recognition algorithm, interface module, integrated display module, collision prediction and fall detection module, and an alarm management module. For the basic research, we implemented a deep learning algorithm to recognize the ship and crew from images, and an interface module to manage messages from AIS. To verify the implemented algorithm, we conducted tests using 120 images. Object recognition performance is calculated as mAP by comparing the pre-defined object with the object recognized through the algorithms. As results, the object recognition performance of the ship and the crew were approximately 50.44 mAP and 46.76 mAP each. The interface module showed that messages from the installed AIS were accurately converted according to the international standard. Therefore, we implemented an object recognition algorithm and interface module in the designed collision prediction and fall detection system and validated their usability with testing.
It is hard to predict when and where a fall accident will happen. Also, if rapid follow-up measures on it are not performed, a fall accident leads to a threat of life, so studies that can automatically detect a fall accident have become necessary. Among automatic fall-accident detection techniques, a fall detection scheme using an IMU (inertial measurement unit) sensor attached to a wrist is difficult to detect a fall accident due to its movement, but it is recognized as a technique that is easy to wear and has excellent accessibility. To overcome the difficulty in obtaining fall data, this study proposes an algorithm that efficiently learns less data through machine learning such as KNN (k-nearest neighbors) and SVM (support vector machine). In addition, to improve the performance of these mathematical classifiers, this study utilized feature data aquired in the frequency space. The proposed algorithm analyzed the effect by diversifying the parameters of the model and the parameters of the frequency feature extractor through experiments using standard datasets. The proposed algorithm could adequately cope with a realistic problem that fall data are difficult to obtain. Because it is lighter than other classifiers, this algorithm was also easy to implement in small embedded systems where SIMD (single instruction multiple data) processing devices were difficult to mount.
According to a survey, more than 50% of the elders fall which is the most frequent daily safety accident of the elders takes place at home. Furthermore, the elders fall is anticipated to increase as more elderly people are expected to live alone since, 67.1% of the elders of 65 or more do not hope to live with their children. This research aims to verify the fall by measuring and analyzing the floor vibration, and the hardware system was also designed was Piezo Film Sensor, Op-Amp, and DAQ. The system is consists of signal processing part for measuring floor vibration and alarm part for identifying the consciousness of the user when the fall occurs. The fall detection by vibration signals verified by k-Nearest Neighbor verification, and the results showed the error rate of 3.8%.
International Journal of Advanced Culture Technology
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v.5
no.2
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pp.54-62
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2017
Currently, falling to industrial field workers is causing serious injuries. Therefore, many researchers are actively studying the fall by using acceleration sensor, gyro sensor, pressure sensor and image information.Also, as the spread of smartphones becomes common, techniques for determining the fall by using an acceleration sensor built in a smartphone are being studied. The proposed method has complexity due to fusion of various sensor data and it is still insufficient to develop practical application. Therefore, in this paper, we use acceleration sensor module built in smartphone to collect acceleration data, propose a simple falling algorithm based on accelerometer sensor data after normalization and preprocessing, and implement an Android based app.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.11
no.5
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pp.1564-1572
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2010
In this study, the falls detection and direction classification system was implemented using 3-axial acceleration signal. The acceleration signals were acquired from the 3-axial accelerometer(MMA7260Q, Freescale, USA), and then transmitted to the computer through USB interface. The implemented system can detect falls using the newly proposed algorithm, and also classify the direction of falls using fuzzy classifier. The 6 subjects was selected for experiment and the accelerometer was attached on each subject's chest. Each subject walked in normal pace for 5 seconds, and then the fall down according to the four direction(front_fall, back_fall, left_fall and right_fall) during at least 2 second. The falls was easily detect using the newly proposed algorithm in this study. The acquired signals were analyzed after 1 second from generating falls. The fuzzy classifier was used to classify the direction of falls. The mean value of the falls detection rate was 94.79%. The classifier rate according to falls direction were 95.83% in case of front falls, 100% incase of back falls, 87.5% in case of left falls, and 95.83% in case of right falls.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.16
no.12
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pp.3991-4007
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2022
In the public healthcare, a computational system that can automatically and efficiently detect and classify falls from a video sequence has significant potential. With the advancement of deep learning, which can extract temporal and spatial information, has become more widespread. However, traditional 3D CNNs that usually adopt shallow networks cannot obtain higher recognition accuracy than deeper networks. Additionally, some experiences of neural network show that the problem of gradient explosions occurs with increasing the network layers. As a result, an enhanced three-dimensional ResNet-based method for fall detection (3D-ERes-FD) is proposed to directly extract spatio-temporal features to address these issues. In our method, a 50-layer 3D residual network is used to deepen the network for improving fall recognition accuracy. Furthermore, enhanced residual units with four convolutional layers are developed to efficiently reduce the number of parameters and increase the depth of the network. According to the experimental results, the proposed method outperformed several state-of-the-art methods.
Purpose: This study proposes a fall detection model based on a top-down deep learning pose estimation model to automatically determine falls of multiple workers in an underground utility tunnel, and evaluates the performance of the proposed model. Method: A model is presented that combines fall discrimination rules with the results inferred from YOLOv8-pose, one of the top-down pose estimation models, and metrics of the model are evaluated for images of standing and falling two or fewer workers in the tunnel. The same process is also conducted for a bottom-up type of pose estimation model (OpenPose). In addition, due to dependency of the falling interference of the models on worker detection by YOLOv8-pose and OpenPose, metrics of the models for fall was not only investigated, but also for person. Result: For worker detection, both YOLOv8-pose and OpenPose models have F1-score of 0.88 and 0.71, respectively. However, for fall detection, the metrics were deteriorated to 0.71 and 0.23. The results of the OpenPose based model were due to partially detected worker body, and detected workers but fail to part them correctly. Conclusion: Use of top-down type of pose estimation models would be more effective way to detect fall of workers in the underground utility tunnel, with respect to joint recognition and partition between workers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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