• 제목/요약/키워드: fall feature parameters

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은닉 마르코프 모델을 이용한 동영상 기반 낙상 인식 알고리듬 (Video Based Fall Detection Algorithm Using Hidden Markov Model)

  • 김남호;유윤섭
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.232-237
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    • 2013
  • 동영상에서 추출한 변수값을 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model; HMM)에 적용한 새로운 낙상 인식 알고리듬을 제안한다. 개인간 낙상 양식의 차이나 유사 낙상을 실제 낙상과 구분하기 위한 기계 학습 방법으로 HMM알고리듬을 사용하였다. 비디오의 낙상 특징 변수를 얻기 위해 동영상의 광류를 구한 후 이를 주성분 분석 방식에 적용하여 움직임을 정량화하였다. 주성분 분석으로 얻어진 전체 움직임 벡터의 각도, 장단축의 비, 속도등의 조합으로 새로운 여러 종류의 낙상 특징 변수를 정의한 후 이를 HMM에 적용하여 결과를 비교, 분석하였다. 이들 변수들 중에 각도에 의해 얻어진 변수가 가장 좋은 결과를 보여 본 실험에서 91.5%의 민감도(성공 감지율)와 88.01% 의 특이도(실패 감지율)를 나타내었다.

3축 가속도 센서 낙상 감지 시스템을 위한 낙상 특징 파라미터 추출 (Extraction of Fall-Feature Parameters for Fall Detection System Using 3-Axial Acceleration Sensor Data)

  • 임동하;박철호;유윤섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.393-395
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    • 2013
  • 현대 사회에는 의학기술의 발전과 생활수준 향상 등으로 고령자들이 증가하고 있다. 고령자들의 낙상은 심한 경우 사망에 까지 이를 수 있는 상당히 큰 위협이 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 낙상을 감지하는 여러 가지 알고리즘과 하드웨어 시스템의 필요성이 증가 하고 있으며 국내외에서 낙상 감지 시스템의 연구 결과가 발표 되고 있다. 본 논문에서는 3축 가속도 센서를 이용한 낙상 감지 시스템을 소개한다. 낙상 감지 시스템은 3축 가속도 센서 데이터로부터 몇 가지의 파라미터를 계산하여 낙상을 판별한다. 제안된 시스템을 이용하여 최대 98.3%의 sensitivity와 94.7%의 specificity 결과 값을 얻었다.

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단순 임계치와 은닉마르코프 모델을 혼합한 영상 기반 낙상 알고리즘 (Video-based fall detection algorithm combining simple threshold method and Hidden Markov Model)

  • 박철호;유윤섭
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권9호
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    • pp.2101-2108
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    • 2014
  • 영상 정보를 이용한 자동 낙상 감지 알고리즘을 제안한다. 자동으로 낙상을 감지하기 위한 낙상 특징 파라미터를 추출하기 위해서 영상정보를 광류 방식에 적용하여 움직임 값들을 추출하고 이 움직임 값들에 대한 전체적인 변화의 정도와 기울기, 중심점을 주성분 분석 방법으로 계산한다. 계산된 고유값과 고유 벡터를 사용하여 6가지 낙상 특징 파라미터를 정의한다. 이 낙상특징파라미터가 미리 정해둔 임계값을 초과하는 경우를 낙상으로 판단하는 단순 임계치 방법과 낙상특징파라미터를 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model; HMM)에 적용시켜 낙상을 판단하는 방법과 단순임계치와 은닉 마르코프 모델을 결합한 낙상 감지 방법을 제안하고 그 결과를 비교 및 분석한다. 단순 임계치와 은닉 마르코프 모델을 결합한 방법은 단순임계치 방법으로 낙상 가능한 행동들을 결정하고 이 결정된 낙상 행동들만을 은닉 마르코프 모델을 적용하여 낙상을 감지한다. 이 방법은 계산량을 줄이면서 감지 정확도를 유지하는 결과를 보인다.

주파수 공간상의 특징 데이터를 활용한 손목에 부착된 가속도 센서 기반의 낙상 감지 (Fall detection based on acceleration sensor attached to wrist using feature data in frequency space)

  • 노정현;김진헌
    • 스마트미디어저널
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    • 제10권3호
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    • pp.31-38
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    • 2021
  • 낙상사고는 언제, 어디에서 일어날지 예측하기 어렵다. 또한 신속한 후속 조치가 수행되지 않으면 생명의 위협으로 이어지므로 낙상사고를 자동으로 감지할 수 있는 연구가 필요하게 되었다. 자동적인 낙상사고 감지기법 중 손목에 부착된 IMU 센서를 활용한 기법은 움직임이 많아 낙상사고 검출이 어렵지만, 착용의 간편함과 접근성이 뛰어난 기법으로 인식되고 있다. 낙상 데이터 확보의 어려움을 극복하기 위해 본 연구는 KNN과 SVM과 같은 머신러닝으로 적은 데이터를 효율적으로 학습하는 알고리즘을 제안한다. 또한, 이들 수학적 분류기의 성능을 높이기 위해 본 연구에서는 주파수 공간에서 취득한 특징 데이터를 활용하였다. 제안된 알고리즘은 표준 데이터세트를 활용한 실험을 통해 모델의 파라미터와 주파수 특징 추출기의 파라미터를 다각화하여 그 영향을 분석하였다. 제안된 알고리즘은 학습 데이터를 확보하기 어려운 현실적인 문제에 적절히 대처할 수 있었다. 또한 본 알고리즘이 다른 분류기보다 경량화되어 있기 때문에 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 처리장치 탑재가 어려운 소형 임베디드시스템에도 구현이 용이했다.

3축 가속도 센서 데이터에 중력 방향 가중치를 사용한 낙상 인식 알고리듬 (Fall Recognition Algorithm Using Gravity-Weighted 3-Axis Accelerometer Data)

  • 김남호;유윤섭
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권6호
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    • pp.254-259
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    • 2013
  • 중력 방향에 대한 가중치를 적용한 3축 가속도 센서 데이터를 낙상 특징 변수로 사용해서 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model; HMM)에 적용한 새로운 낙상 인식 알고리듬을 제안한다. 기존에 낙상인식에 많이 사용되는 변수인 3축 가속도의 벡터 합(Sum Vector Magnitude, SVM)과 새롭게 정의한 변수인 중력방향가중치를 적용한 3축 가속도의 벡터 합(Gravity-weighted Sum Vector Magnitude, GSVM)를 포함한 다섯 가지 낙상특징변수를 은닉 마르코프 모델에 적용하여 낙상 인식률을 평가하였다. 실험을 통해 얻은 가장 좋은 결과는 중력방향가중치를 적용한 3축 가속도의 벡터 합 변수를 적용한 결과이고 100% 민감도(sensitivity)와 97.96% 특이성(specificity)를 얻었다. 이것은 단순 3축 가속도의 벡터 합 변수에 비해 민감도는 5.2%와 특이성은 4.5% 정도 향상되었다. 단순히 운동량만을 표현하는 3축 가속도의 벡터 합 변수에 비해 중력방향가중치를 적용한 3축 가속도의 벡터 합 변수가 낙상의 움직임에 대한 특징을 잘 표현하기 때문에 높은 인식률을 나타내었다.

Non-linear incidental dynamics of frame structures

  • Radoicic, Goran N.;Jovanovic, Miomir Lj.;Marinkovic, Dragan Z.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제52권6호
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    • pp.1193-1208
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    • 2014
  • A simulation of failures on responsible elements is only one form of the extreme structural behavior analysis. By understanding the dynamic behavior in incidental situations, it is possible to make a special structural design from the point of the largest axial force, stress and redundancy. The numerical realization of one such simulation analysis was performed using FEM in this paper. The boundary parameters of transient analysis, such as overall structural damping coefficient, load accelerations, time of load fall and internal forces in the responsible structural elements, were determined on the basis of the dynamic experimental parameters. The structure eigenfrequencies were determined in modal analysis. In the study, the basic incidental models were set. The models were identified by many years of monitoring incidental situations and the most frequent human errors in work with heavy structures. The combined load models of structure are defined in the paper since the incidents simply arise as consequences of cumulative errors and failures. A feature of a combined model is that the single incident causes the next incident (consecutive timing) as well as that other simple dynamic actions are simultaneous. The structure was observed in three typical load positions taken from the crane passport (range-load). The obtained dynamic responses indicate the degree of structural sensitivity depending on the character of incident. The dynamic coefficient KD was adopted as a parameter for the evaluation of structural sensitivity.

Virtual Metrology for predicting $SiO_2$ Etch Rate Using Optical Emission Spectroscopy Data

  • Kim, Boom-Soo;Kang, Tae-Yoon;Chun, Sang-Hyun;Son, Seung-Nam;Hong, Sang-Jeen
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.464-464
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    • 2010
  • A few years ago, for maintaining high stability and production yield of production equipment in a semiconductor fab, on-line monitoring of wafers is required, so that semiconductor manufacturers are investigating a software based process controlling scheme known as virtual metrology (VM). As semiconductor technology develops, the cost of fabrication tool/facility has reached its budget limit, and reducing metrology cost can obviously help to keep semiconductor manufacturing cost. By virtue of prediction, VM enables wafer-level control (or even down to site level), reduces within-lot variability, and increases process capability, $C_{pk}$. In this research, we have practiced VM on $SiO_2$ etch rate with optical emission spectroscopy(OES) data acquired in-situ while the process parameters are simultaneously correlated. To build process model of $SiO_2$ via, we first performed a series of etch runs according to the statistically designed experiment, called design of experiments (DOE). OES data are automatically logged with etch rate, and some OES spectra that correlated with $SiO_2$ etch rate is selected. Once the feature of OES data is selected, the preprocessed OES spectra is then used for in-situ sensor based VM modeling. ICP-RIE using 葰.56MHz, manufactured by Plasmart, Ltd. is employed in this experiment, and single fiber-optic attached for in-situ OES data acquisition. Before applying statistical feature selection, empirical feature selection of OES data is initially performed in order not to fall in a statistical misleading, which causes from random noise or large variation of insignificantly correlated responses with process itself. The accuracy of the proposed VM is still need to be developed in order to successfully replace the existing metrology, but it is no doubt that VM can support engineering decision of "go or not go" in the consecutive processing step.

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암석 자기 변수들을 이용한 제4기 고환경 복원-Fort Riley 캔사스 (Magnetic Parameters as Indicators of Late-Quaternary Environments on Fort Riley Kansas)

  • 박경
    • 한국제4기학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.57-68
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    • 1997
  • Climatic change of the late-Quaternary period has been record-ed in the loess deposits of the central Great plains and the record of such change is extractable using a number of approaches and parameters. The stratigraphy of loess deposits which have been investigated on Fort Riley exhibits the same sequence of loess units and intercalated buried soils as is found elsewhere in the re-gion but adds detail unique to the reservation Upland late-Qua-ternary composite stratigraphy preserved on the reservation con-sists of the basal Sangamon soil of the Last interglacial(c. 120-110ka), Gilman Canyon Formation(c. >40 -20ka), Peoria loess(c. 20 -10ka) Brady soil(c. 11 -10ka) Bignell loess(c. 9-\ulcornerka). and mod-ern surface soil. Application of magnetic analyses has provided proxy data sets that represent a time series of climatically regulated pedogenesis/weathering and botanical composition. magetic data have yielded an impression of the variation in climate from Sangamon time to the late Holocene through a reconstruction of the history of pedogenesis/weathering. Sangamon soil formation dominated the reservation durin the Last interglacial as indicated by magnetic parameters. During Gil-man Canyon time loess influx was usually sufficiently slow as to permit pedogenesis which appears to have been at a maximum twice during that time. Warm season grasses were important dur-ing soil formation but diminished in importance during the peri-ods of more rapid loess fall which were cooler and perhaps wet-ter. Peoria loess fall a function of the deterioration of climate during the last Glacial Maximum thinly blanketed the reservation with thickest accumulations occurring to the north-west(Bala Cemetery site)proximal to the source region. Long-term surface stability did not apparently occur within Peoria time but short-term stability may be indicaed by the presence of thin weathering zones(incipient soils) in the Peoria loess. Re-gional landscape stability prevailed during the environmental shift at the Pleistocene/Holocene transition resulting in forma-tion of the well expressed Brady soil. One or more weak soils developed in the Bignell loess as it ac-cumulated. A notable feature of the Bignell loess is the appear-ance of the Altithermal dry period: the loess experienced little weathering and was dominated by warm season grasses until the latter of the Holocene.

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다중 애플리케이션 처리를 위한 경량 인공지능 하드웨어 기반 통합 프레임워크 연구 (A Study of Unified Framework with Light Weight Artificial Intelligence Hardware for Broad range of Applications)

  • 전석훈;이재학;한지수;김병수
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.969-976
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    • 2019
  • 경량 인공지능 하드웨어는 다양한 문제의 해결을 위해 멀티모달 센서 데이터를 입력받아 특징 선택, 추출, 차원축소, 정규화 과정을 수행한 후 인공지능 엔진으로 예측 결과를 도출한다. 다양한 애플리케이션에서 높은 성능을 달성하기 위해서는 이러한 경량 인공지능 하드웨어의 초 매개변수와 전체적인 전처리 시스템의 구성을 데이터에 맞춰 최적화할 필요가 있다. 본 논문에서는 경량 인공지능 하드웨어의 효율적인 제어 및 최적화를 위한 통합 프레임워크를 제안한다. 제안된 통합 프레임워크는 데이터 전처리 및 뉴로모픽 기반 경량 인공지능 엔진을 유연하게 재구성할 수 있으며, 최적의 모델을 생성할 수 있다. 기능검증을 위해 손글씨 이미지 데이터 세트와 관성 센서 데이터 기반의 낙상 검출 데이터 세트를 사용하였으며, 실험 결과 제안하는 통합 프레임워크가 각각의 데이터 세트에서 90% 이상의 정확도를 갖는 최적의 모델을 생성함을 확인하였다.