KR102303601B1 - Method and apparatus for removing motion artifact of vital sign signal - Google Patents
Method and apparatus for removing motion artifact of vital sign signal Download PDFInfo
- Publication number
- KR102303601B1 KR102303601B1 KR1020200000720A KR20200000720A KR102303601B1 KR 102303601 B1 KR102303601 B1 KR 102303601B1 KR 1020200000720 A KR1020200000720 A KR 1020200000720A KR 20200000720 A KR20200000720 A KR 20200000720A KR 102303601 B1 KR102303601 B1 KR 102303601B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- motion noise
- vital
- signal
- signals
- vital sign
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000009528 vital sign measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000012880 independent component analysis Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
- A61B5/7207—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7246—Details of waveform analysis using correlation, e.g. template matching or determination of similarity
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/725—Details of waveform analysis using specific filters therefor, e.g. Kalman or adaptive filters
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
바이탈 사인 신호의 동잡음 제거 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 동잡음 제거 방법은, 단일 채널 신호인 제1 바이탈 사인(vital sign) 신호를 수신하는 단계와, 시간 지연에 기초하여 상기 제1 바이탈 사인 신호로부터 다채널 신호인 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는 단계와, 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들에 기초하여 상기 제1 바이탈 사인 신호에서 동잡음(motion artifact) 신호를 제거한 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는 단계를 포함한다.A method and apparatus for removing motion noise of a vital sine signal are disclosed. A method for removing motion noise according to an embodiment includes receiving a first vital sign signal that is a single channel signal, and a plurality of second multiple channel signals from the first vital sign signal based on a time delay. generating vital sine signals; and generating a third vital sine signal in which a motion artifact signal is removed from the first vital sine signal based on the plurality of second vital sine signals.
Description
아래 실시예들은 바이탈 사인 신호의 동잡음 제거 방법 및 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a method and apparatus for removing motion noise of a vital sine signal.
바이탈 사인(vital sign) 신호는 호흡, 체온, 심장 박동 등과 같은 사람의 활력 징후를 나타낸다. 바이탈 사인 신호는 의료 행위에 있어서 가장 중요하고 필수적으로 측정되어야 하는 신호이다. 바이탈 사인 신호는 의료 행위뿐 아니라 이를 응용한 피트니스(fitness) 및 웰니스(wellness) 분야의 중요한 지표로 사용될 수 있다.A vital sign signal represents a person's vital signs, such as breathing, body temperature, and heartbeat. The vital sign signal is the most important and essential signal to be measured in medical practice. The vital sign signal may be used as an important indicator in the field of fitness and wellness applied thereto as well as in medical practice.
바이탈 사인 신호는 사용자의 신체에 바이탈 사인 측정 장치를 부착하여 사용자의 일상 중에 획득한다. 이때, 양질의 바이탈 사인 신호를 획득하기 위해서는 사용자의 호흡이나 움직임에 의해 발생하는 동잡음(motion artifact)을 제거해야 한다. 동잡음은 전극의 움직임에 의해 발생되는 신호의 왜곡 현상이다. 동잡음은 전극의 움직임에 의해 전극-전해질 경계면에서 전하 분포의 교란이 발생하게 되고, 이로 인해 반전지 전위의 변화가 발생하게 되어 측정하려는 생체 전위의 변화를 유발시키기 때문에 발생된다.The vital sign signal is acquired during the user's daily life by attaching a vital sign measuring device to the user's body. In this case, in order to obtain a high quality vital sign signal, it is necessary to remove motion artifacts generated by the user's breathing or movement. Motion noise is a signal distortion caused by the movement of electrodes. Dynamic noise is generated because the electric charge distribution is disturbed at the electrode-electrolyte interface due to the movement of the electrode, which causes a change in the half-cell potential and causes a change in the biopotential to be measured.
바이탈 사인 신호에 포함된 동잡음을 제거하기 위한 기존의 알고리즘으로는, 다채널 신호로부터 얻은 복수의 바이탈 사인 신호들과 그에 포함된 동잡음을 분리해주는 BSS(Blind Source Separation) 알고리즘 및, 사용자와 바이탈 사인 신호를 측정하는 전극 사이의 임피던스와 같은 부가 정보를 추가로 측정하여 동잡음을 제거하는 적응형 필터 알고리즘이 주로 사용된다.As an existing algorithm for removing the motion noise included in the vital sine signal, the BSS (Blind Source Separation) algorithm that separates a plurality of vital sine signals obtained from a multi-channel signal and the motion noise included therein, and the user and vital An adaptive filter algorithm that removes motion noise by additionally measuring additional information such as impedance between electrodes measuring a sine signal is mainly used.
따라서, 동잡음은 기존의 알고리즘을 이용하여 제거되는 경우 다채널을 사용하여 바이탈 사인 신호를 획득하거나, 동잡음과 연관성이 있는 다른 신호를 추가적으로 측정해야 하므로 복수의 전극으로 신호를 획득하여야 한다. 하지만, 병원에서 사용되는 바이탈 사인 측정 장치와는 달리, 지속적인 신호 측정을 위한 웨어러블 스마트 장치에는 복수의 전극을 사용하기가 어렵다. 또한, 동잡음을 최소화하기 위해서는 신호 측정 중 사용자가 정적인 자세를 유지해야하는 사용상의 큰 불편이 있다.
관련 선행기술로, 한국공개특허공보 제10-2017-0133668호가 있다.Therefore, when the motion noise is removed using an existing algorithm, a vital sine signal must be obtained using multiple channels or other signals related to the motion noise must be additionally measured, so a signal must be obtained with a plurality of electrodes. However, unlike a vital sign measuring device used in hospitals, it is difficult to use a plurality of electrodes in a wearable smart device for continuous signal measurement. In addition, in order to minimize the motion noise, there is a great inconvenience in using that the user must maintain a static posture during signal measurement.
As a related prior art, there is Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0133668.
실시예들은 단일 채널 신호인 바이탈 사인 신호에 포함된 동잡음을 연산량을 획기적으로 감소시켜 제거할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments may provide a technology capable of removing motion noise included in a vital sine signal, which is a single channel signal, by dramatically reducing the amount of computation.
일 실시예에 따른 동잡음 제거 방법은, 단일 채널 신호인 제1 바이탈 사인(vital sign) 신호를 수신하는 단계와, 시간 지연에 기초하여 상기 제1 바이탈 사인 신호로부터 다채널 신호인 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는 단계와, 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들에 기초하여 상기 제1 바이탈 사인 신호에서 동잡음(motion artifact) 신호를 제거한 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는 단계를 포함한다.A method for removing motion noise according to an embodiment includes receiving a first vital sign signal that is a single channel signal, and a plurality of second multiple channel signals from the first vital sign signal based on a time delay. generating vital sine signals; and generating a third vital sine signal in which a motion artifact signal is removed from the first vital sine signal based on the plurality of second vital sine signals.
상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는 단계는, 상기 제1 바이탈 사인 신호를 채널 지연 시간만큼 지연시킴으로써 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the plurality of second vital sign signals may include generating the plurality of second vital sign signals by delaying the first vital sign signal by a channel delay time.
상기 제1 바이탈 사인 신호를 채널 지연 시간만큼 지연시킴으로써 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는 단계는, 상기 제1 바이탈 사인 신호를 상기 채널 지연 시간의 정수배 만큼 지연시킴으로써 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the plurality of second vital sign signals by delaying the first vital sign signal by a channel delay time may include delaying the first vital sign signal by an integer multiple of the channel delay time to thereby delay the plurality of second vital signs. generating signals.
상기 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는 단계는, 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 이용하여 상기 동잡음을 추출하는 단계와, 상기 동잡음 및 상기 제1 바이탈 사인 신호에 기초하여 상기 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the third vital sine signal may include extracting the motion noise using the plurality of second vital sine signals, and the third vital sine signal based on the motion noise and the first vital sine signal. generating a signal.
상기 추출하는 단계는, 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 이용하여 계산한 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들의 평균 전력을 상기 동잡음으로 추출하는 단계를 포함할 수 있다.The extracting may include extracting the average power of the plurality of second vital sign signals calculated using the plurality of second vital sign signals as the motion noise.
상기 추출하는 단계는, 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들 간의 코릴레이션(correlation) 값을 상기 동잡음으로 추출하는 단계를 포함할 수 있다.The extracting may include extracting a correlation value between the plurality of second vital sign signals as the motion noise.
상기 동잡음 및 상기 제1 바이탈 사인 신호에 기초하여 상기 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는 단계는, 상기 동잡음에 저역 통과 필터링을 수행하는 단계와, 저역 통과 필터링된 동잡음의 오프셋(offset)을 제거하는 단계와, 오프셋이 제거된 동잡음 및 상기 제1 바이탈 사인 신호에 기초하여 상기 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the third vital sine signal based on the motion noise and the first vital sine signal includes: performing low-pass filtering on the motion noise, and calculating an offset of the low-pass filtered motion noise. It may include removing the offset and generating the third vital sine signal based on the first vital sine signal and the motion noise from which the offset has been removed.
일 실시예에 따른 동잡음 제거 장치는, 동잡음 제거를 위한 인스트럭션들을 저장하는 메모리와, 상기 인스트럭션들을 실행하기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 인스트럭션들이 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서는, 단일 채널 신호인 제1 바이탈 사인 신호(vital sign)을 수신하고, 상기 제1 바이탈 사인 신호를 시간 지연을 기반으로 다채널 신호인 복수의 제2 바이탈 사인 신호들로 생성하고, 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들에 기초하여 상기 제1 바이탈 사인 신호에서 동잡음(motion artifact) 신호를 제거한 제3 바이탈 사인 신호를 생성한다.An apparatus for removing motion noise according to an embodiment includes a memory storing instructions for removing motion noise, and a processor for executing the instructions, wherein when the instructions are executed by the processor, the processor is configured to: Receive a first vital sign signal that is a signal, and generate the first vital sign signal as a plurality of second vital sign signals that are multi-channel signals based on a time delay, and the plurality of second vital signs A third vital sine signal obtained by removing a motion artifact signal from the first vital sine signal is generated based on the signals.
상기 프로세서는, 상기 제1 바이탈 사인 신호를 채널 지연 시간만큼 지연시킴으로써 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성할 수 있다.The processor may generate the plurality of second vital sign signals by delaying the first vital sign signal by a channel delay time.
상기 제1 바이탈 사인 신호를 상기 채널 지연 시간의 정수배 만큼 지연시킴으로써 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성할 수 있다.The plurality of second vital sign signals may be generated by delaying the first vital sign signal by an integer multiple of the channel delay time.
상기 프로세서는, 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 이용하여 상기 동잡음을 추출하고, 상기 동잡음 및 상기 제1 바이탈 사인 신호에 기초하여 상기 제3 바이탈 사인 신호를 생성할 수 있다.The processor may extract the motion noise using the plurality of second vital sine signals, and generate the third vital sine signal based on the motion noise and the first vital sine signal.
상기 프로세서는, 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 이용하여 계산한 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들의 평균 전력을 상기 동잡음으로 추출할 수 있다.The processor may extract an average power of the plurality of second vital sign signals calculated using the plurality of second vital sign signals as the motion noise.
상기 프로세서는, 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들 간의 코릴레이션(correlation) 값을 상기 동잡음으로 추출할 수 있다.The processor may extract a correlation value between the plurality of second vital sign signals as the motion noise.
상기 프로세서는, 상기 동잡음에 저역 통과 필터링을 수행하고, 저역 통과 필터링된 동잡음의 오프셋(offset)을 제거하고, 오프셋이 제거된 동잡음 및 상기 제1 바이탈 사인 신호에 기초하여 상기 제3 바이탈 사인 신호를 생성할 수 있다.The processor performs low-pass filtering on the motion noise, removes an offset of the low-pass-filtered motion noise, and the third vital signal is based on the offset-removed motion noise and the first vital sine signal. A sine signal can be generated.
도 1은 일 실시예에 따른 동잡음 제거 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 동잡음 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 프로세서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 7은 프로세서의 동작을 설명하기 위한 신호들의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 동잡음 제거 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9 및 도 10은 동잡음 제거 장치와 기존의 BSS 알고리즘의 성능 비교를 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a system for removing motion noise according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the apparatus for removing motion noise shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the processor shown in FIG. 2 .
4 to 7 are diagrams illustrating examples of signals for explaining an operation of a processor.
8 is a flowchart for explaining the operation of the motion noise removing apparatus.
9 and 10 are diagrams for comparing the performance of the motion noise canceling apparatus and the conventional BSS algorithm.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for description purposes only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
제1 또는 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 실시예의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Although terms such as first or second may be used to describe various elements, the elements should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one element from another element, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the embodiment, a first element may be named as a second element, and similarly The second component may also be referred to as the first component.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
본 명세서에서의 모듈(module)은 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다.A module in the present specification may mean hardware capable of performing functions and operations according to each name described in this specification, or may mean computer program code capable of performing specific functions and operations, , or an electronic recording medium on which a computer program code capable of performing a specific function and operation is loaded, for example, a processor or a microprocessor.
다시 말해, 모듈이란 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.In other words, a module may mean a functional and/or structural combination of hardware for carrying out the technical idea of the present invention and/or software for driving the hardware.
도 1은 일 실시예에 따른 동잡음 제거 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a system for removing motion noise according to an embodiment.
동잡음 제거 시스템(10)은 바이탈 사인 측정 장치(100) 및 동잡음 제거 장치(300)를 포함한다.The motion
동잡음 제거 시스템(10)은 단일 채널 신호를 시간 지연 기반으로 다채널 신호로 확장시키고, 채널의 수와 시간 지연 샘플 수를 가변하여 동잡음(motion artifact) 제거 성능을 최적화시킬 수 있다.The motion-
동잡음 제거 시스템(10)은 바이탈 사인(vital sign) 신호를 측정할 때 사용자의 호흡이나 움직임에서 생길 수 있는 동잡음을 다수의 전극 및/또는 다수의 채널을 사용하지 않고, 단일 채널을 통해서도 효과적으로 제거할 수 있다.The motion
예를 들어, 동잡음 제거 시스템(10)은 웨어러블 스마트 장치 및/또는 전자 장치에 구현될 수 있다. 동잡음 제거 시스템(10)은 심전도 및/또는 산소 포화도 등을 측정하기 위한 웨어러블 스마트 장치 및/또는 전자 장치의 사용성을 개선시켜 바이탈 사인 신호 측정 중 사용자의 움직임에도 바이탈 사인 신호를 효과적으로 검출할 수 있다.For example, the motion
바이탈 사인 측정 장치(100)는 사용자의 신체에 부착되어 사용자의 활력 징후인 제1 바이탈 사인 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 바이탈 사인 측정 장치(100)는 제1 바이탈 사인 신호를 단일 채널로 획득할 수 있다. 바이탈 사인 측정 장치(100)는 단일 전극을 통해 사용자의 신체에 부착되어 제1 바이탈 사인 신호를 획득할 수 있다. 제1 바이탈 사인 신호는 동잡음을 포함할 수 있다.The vital
바이탈 사인 측정 장치(100)는 제1 바이탈 사인 신호를 동잡음 제거 장치(300)로 전송할 수 있다.The vital
동잡음 제거 장치(300)는 단일 채널로 획득된 바이탈 사인 신호에 기초하여 동잡음이 제거된 바이탈 사인 신호를 생성할 수 있다. 동잡음 제거 장치(300)는 연산량을 획기적으로 줄여 바이탈 사인 신호에 포함된 동잡음을 제거할 수 있다.The
동잡음 제거 장치(300)는 동잡음이 제거된 바이탈 사인 신호를 이용하여 사용자의 건강 상태를 다양하게 체크할 수 있다.The motion
동잡음 제거 장치(300)는 시간 지연에 기초하여 제1 바이탈 사인 신호로부터 다채널 신호인 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성할 수 있다. 동잡음 제거 장치(300)는 복수의 제2 바이탈 사인 신호들에 기초하여 제1 바이탈 사인 신호에서 동잡음 신호를 제거한 제3 바이탈 사인 신호를 생성할 수 있다.The
도 2는 도 1에 도시된 동잡음 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 프로세서를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4 내지 도 7은 프로세서의 동작을 설명하기 위한 신호들의 일 예를 나타낸 도면이다.2 is a diagram schematically showing the motion noise removing apparatus shown in FIG. 1, FIG. 3 is a diagram schematically showing the processor shown in FIG. 2, and FIGS. 4 to 7 are signals for explaining the operation of the processor. It is a drawing showing an example.
동잡음 제거 장치(300)는 송수신기(310), 프로세서(330), 및 메모리(350)를 포함할 수 있다.The motion
송수신기(310)는 제1 바이탈 사인 신호를 수신할 수 있다. 제1 바이탈 사인 신호(410)는 동잡음(450)을 포함할 수 있다. 송수신기(310)는 제1 바이탈 사인 신호(410)를 프로세서(330)로 출력할 수 있다.The
송수신기(310)는 제3 바이탈 사인 신호(710)를 전송할 수 있다.The
프로세서(330)는 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.The
프로세서(330)는 동잡음 제거 장치(300)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 메모리(350)에 저장된 어플리케이션 및/또는 소프트웨어 등을 실행할 수 있다.The
프로세서(330)는 송수신기(310)가 수신한 데이터 및 메모리(350)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(330)는 메모리(350)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(330)는 메모리(350)에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(330)에 의해 유발된 인스트럭션(instruction)들을 실행할 수 있다.The
프로세서(330)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.The
예를 들어, 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 프로세서 코어(processor core), 멀티-코어 프로세서(multi-core processor), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.For example, a data processing device implemented as hardware includes a microprocessor, a central processing unit, a processor core, a multi-core processor, and a multiprocessor. , an Application-Specific Integrated Circuit (ASIC), and a Field Programmable Gate Array (FPGA).
프로세서(330)는 시간 지연(t)에 기초하여 제1 바이탈 사인 신호(410)로부터 다채널 신호인 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510)을 생성할 수 있다.The
프로세서(330)는 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510)에 기초하여 제1 바이탈 사인 신호(410)에서 동잡음(450)을 제거한 제3 바이탈 사인 신호(710)를 생성할 수 있다.The
프로세서(330)는 채널 확장기(331) 및 동잡음 제거기(335)를 포함할 수 있다.The
채널 확장기(331)는 제1 바이탈 사인 신호(410)를 채널 지연 시간(t)만큼 지연시킴으로써 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 채널 확장기(331)는 제1 바이탈 사인 신호(410)를 채널 지연 시간(t)의 정수배 만큼 지연시킴으로써 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510)을 생성할 수 있다. 이 때, 정수는 1(또는 0)부터 (채널의 수-1) 까지의 범위를 가질 수 있다.The
채널 확장기(331)는 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510)을 동잡음 제거기(335)로 출력할 수 있다.The
동잡음 제거기(335)는 제1 바이탈 사인 신호(410)에서 동잡음(450)을 제거하여 제3 바이탈 사인 신호(710)를 생성할 수 있다.The
도 6을 참조하면, 동잡음 제거기(335)는 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510)을 이용하여 동잡음(450)을 추출할 수 있다. 도 7을 참조하면, 동잡음 제거기(335)는 동잡음(450) 및 제1 바이탈 사인 신호(410)에 기초하여 제3 바이탈 사인 신호(710)를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the motion noise remover 335 may extract the
동잡음 제거기(335)는 동잡음 추출 모듈(335-1), 저역 통과 필터(335-3), 오프셋 제거 모듈(335-5) 및 적응형 필터(335-7)를 포함할 수 있다.The motion noise canceller 335 may include a motion noise extraction module 335-1, a low-pass filter 335-3, an offset removal module 335-5, and an adaptive filter 335-7.
동잡음 추출 모듈(335-1)은 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510)을 이용하여 계산한 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510)의 평균 전력을 동잡음(450)으로 추출할 수 있다. 동잡음 추출 모듈(335-1)은 수학식 1을 통해 평균 전력을 계산할 수 있다.The dynamic noise extraction module 335 - 1 may extract the average power of the plurality of second vital sine signals 510 calculated using the plurality of second vital sine signals 510 as the
는 평균 전력, 는 복수의 제2 바이탈 사인 신호들, 은 채널수, 는 채널 지연을 의미할 수 있다. is the average power, is a plurality of second vital sign signals, is the number of channels, may mean a channel delay.
다른 예를 들어, 동잡음 추출 모듈(335-1)은 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510) 간의 코릴레이션(correlation) 값을 동잡음(450)으로 추출할 수 있다. 동잡음 추출 모듈(335-1)은 수학식 2를 통해 코릴레이션 값을 계산할 수 있다.As another example, the motion noise extraction module 335 - 1 may extract a correlation value between the plurality of second vital sine signals 510 as the
는 평균 전력, 는 복수의 제2 바이탈 사인 신호들, 은 채널수, 는 채널 지연을 의미할 수 있다. is the average power, is a plurality of second vital sign signals, is the number of channels, may mean a channel delay.
또 다른 예를 들어, 동잡음 추출 모듈(335-1)은 복수의 제2 바이탈 사인 신호들(510)에 PCA(Principal Component Analysis) 알고리즘 또는 ICA(Independent Component Analysis) 알고리즘을 수행하여 동잡음(450)을 추출할 수 있다.As another example, the motion noise extraction module 335 - 1 performs a Principal Component Analysis (PCA) algorithm or an Independent Component Analysis (ICA) algorithm on the plurality of second vital sine signals 510 to obtain the
즉, 동잡음 신호는 기저선(baseline)의 흔들림에 가깝고, 기저선보다 빠르게 변하는 제1 바이탈 사인 신호는 지연된 신호들인 복수의 제2 바이탈 사인 신호에서의 한 시점에서만 나타나게 되므로, 이에 평균 또는 코릴레이션을 취하면 연산후의 제1 바이탈 사인 신호의 크기는 상대적으로 그 크기가 약해질 수 있다. 하지만, 기저선은 지연된 신호들인 복수의 제2 바이탈 사인 신호들에서 공통적으로 나타나기 때문에 평균 또는 코릴레이션 연산후 그 형태를 유지할 수 있다. 따라서, 동잡음 추출 모듈(335-1)은 기존의 BBS 알고리즘과 같은 다수의 연산량을 필요로 하는 매트릭스 연산을 취하지 않고 단순한 연산을 통해서 동잡음을 추출할 수 있다.That is, the motion noise signal is close to the baseline shaking, and the first vital sine signal, which changes faster than the baseline, appears only at one point in the plurality of second vital sine signals, which are delayed signals, so that an average or correlation is taken. If the magnitude of the first vital sine signal after the operation is relatively weak, the magnitude may be weakened. However, since the baseline appears in common among a plurality of second vital sine signals, which are delayed signals, its shape may be maintained after an average or correlation operation. Accordingly, the motion noise extraction module 335-1 may extract the motion noise through a simple operation without taking a matrix operation requiring a large amount of computation like the existing BBS algorithm.
동잡음 추출 모듈(335-1)은 동잡음(450)을 저역 통과 필터(335-3)로 출력할 수 있다.The dynamic noise extraction module 335 - 1 may output the
저역 통과 필터(335-3)는 동잡음에 저역 통과 필터링을 수행할 수 있다. 저역 통과 필터(335-3)는 저역 통과 필터링된 동잡음을 오프셋 제거 모듈(335-5)로 출력할 수 있다.The low-pass filter 335 - 3 may perform low-pass filtering on the motion noise. The low-pass filter 335 - 3 may output the low-pass filtered dynamic noise to the offset removal module 335 - 5 .
오프셋 제거 모듈(335-5)은 저역 통과 필터링된 동잡음의 오프셋(offset)을 제거할 수 있다. 오프셋 제거 모듈(335-5)은 오프셋이 제거된 동잡음을 적응형 필터(335-7)로 출력할 수 있다.The offset removal module 335 - 5 may remove an offset of the low-pass filtered motion noise. The offset removal module 335 - 5 may output the motion noise from which the offset has been removed to the adaptive filter 335 - 7 .
적응형 필터(335-7)는 오프셋이 제거된 동잡음 및 제1 바이탈 사인 신호에 기초하여 제3 바이탈 사인 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 적응형 필터(335-7)는 오프셋이 제거된 동잡음 및 제1 바이탈 사인 신호를 이용하여 제1 바이탈 사인 신호(410)에서 동잡음(450)을 제거한 제3 바이탈 사인 신호를 생성할 수 있다.The adaptive filter 335 - 7 may generate a third vital sine signal based on the offset-removed motion noise and the first vital sine signal. For example, the adaptive filter 335-7 receives a third vital sine signal from which the
메모리(350)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(350)는 동잡음 제거 장치(300)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(350)는 소프트웨어(software) 및/또는 프로그램(program) 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(350)는 동잡음 제거를 위한 어플리케이션 및 소프트 웨어 등을 저장할 수 있다.The
도 8은 동잡음 제거 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이고, 도 9 및 도 10은 동잡음 제거 장치와 기존의 BSS 알고리즘의 성능 비교를 위한 도면이다.8 is a flowchart for explaining the operation of the apparatus for removing motion noise, and FIGS. 9 and 10 are diagrams for comparing the performance of the apparatus for removing motion noise and the existing BSS algorithm.
동잡음 제거 장치(300)는 단일 채널 신호인 제1 바이탈 사인 신호를 수신할 수 있다(810).The motion
동잡음 제거 장치(300)는 시간 지연에 기초하여 제1 바이탈 사인 신호로부터 다채널 신호인 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성할 수 있다(820).The
동잡음 제거 장치(300)는 복수의 제2 바이탈 사인 신호들에 기초하여 제1 바이탈 사인 신호에서 동잡음 신호를 제거한 제3 바이탈 사인 신호를 생성할 수 있다(830).The
도 9 및 도 10을 참조하면, 성능 실험에서 사용된 바이탈 사인 신호는 전극을 통해 측정이 가능한 심전도 신호일 수 있다. 도 9 및 도 10의 성능 실험에서 알 수 있듯이, 동잡음 제거 장치(300)가 입력 신호(910 및 1010)에 따라 동잡음 신호를 제거한 출력 신호(930 및 1030)와, 기존의 BSS 알고리즘이 입력 신호(910 및 1010)에 따라 동잡음 신호를 제거 연산한 출력 신호(950 및 1050)는 비슷한 효과를 나타냄을 알 수 있다.9 and 10 , the vital sine signal used in the performance experiment may be an electrocardiogram signal that can be measured through an electrode. As can be seen from the performance experiments of FIGS. 9 and 10 , the output signals 930 and 1030 from which the motion
즉, 기존의 BSS 알고리즘은 다채널 신호를 통해 다채널 신호를 이루는 기저 벡터를 찾아내고, 기저 벡터들 사이에는 상관도가 거의 없다는 점을 이용해서 바이탈 사인 신호와 바이탈 사인 신호에 포함된 동잡음을 분리할 수 있다. 다만, 기존의 BSS 알고리즘은 동잡음의 분리를 위하여 다채널 신호의 기저 벡터를 추출해야 하므로, 매트릭스 연산이 필요하여 채널수와 샘플 수에 따라 많을 경우에는 많은 연산량을 요구할 수 있다.That is, the existing BSS algorithm finds the basis vector constituting the multi-channel signal through the multi-channel signal, and uses the fact that there is little correlation between the basis vectors to reduce the motion noise included in the vital sine signal and the vital sine signal. can be separated. However, since the existing BSS algorithm needs to extract a basis vector of a multi-channel signal for the separation of motion noise, a matrix operation is required.
하지만, 동잡음 제거 장치(300)는 기존의 BSS 알고리즘보다 획기적으로 적은 연산을 통해서 바이탈 사인 신호에서 동잡음을 제거할 수 있으므로, 기존의 BSS 알고리즘 보다 연산 속도 및 리소스 소비 측면에서 더욱 유리할 수 있다.However, since the motion
동잡음 제거 시스템(10)은 최근 많이 사용되고 있는 웨어러블 스마트 장치 등에서 사용자의 움직임이 많더라도 신뢰성 있는 바이탈 사인 신호를 측정할 수 있다. 따라서, 동잡음 제거 시스템(10)은 사용자의 편의성을 증진시켜 웨어러블 스마트 장치의 대중적인 보급을 크게 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 동잡음 제거 시스템(10)은 심전도 등을 측정하기 위한 웨어러블 스마트 장치, 스마트 워치 및 스마트 폰 등에 적용될 수 있다.The motion
동잡음 제거 시스템(10)은 바이탈 사인 신호에 포함된 동잡음의 제거를 통해 사용자의 움직임 및 외부의 간섭에 영향을 덜 받게 되어 사용자의 움직임 중에 신호 측정이 중요한 운동 중 건강관리 및/또는 운전 중 운전자의 상태 감지 등을 위한 다양한 응용 분야로 확대될 수 있다.The motion
동잡음 제거 시스템(10)은 생체 신호를 사용자의 움직임이 있는 상황에서도 수집이 가능하므로, 운동 중 건강 관리 시스템, 운전자 상태 모니터링 시스템 등에 적용할 수 있다. 즉, 동잡음 제거 시스템(10)은 기존의 움직임에 취약한 웨어러블 스마트 장치 및/또는 IoT 장치에 구현된다면 그 사용성이 크게 증가될 수 있다.Since the motion
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (14)
상기 동잡음 제거 장치가 바이탈 사인 측정 장치로부터 단일 채널 신호인 제1 바이탈 사인(vital sign) 신호를 수신하는 단계;
상기 동잡음 제거 장치가 상기 제1 바이탈 사인 신호를 채널 지연 시간만큼 지연시킴으로써 다채널 신호인 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는 단계;
상기 동잡음 제거 장치가 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들의 평균 전력 또는 코릴레이션(correlation) 값을 동잡음(motion artifact) 신호로 추출하는 단계; 및
상기 동잡음 제거 장치가 상기 제1 바이탈 사인 신호에서 상기 동잡음 신호를 제거하여 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는 단계
를 포함하는 동잡음 제거 방법.
A method for removing motion noise of a motion noise removing device, the method comprising:
receiving, by the motion noise cancellation device, a first vital sign signal, which is a single channel signal, from a vital sign measuring device;
generating a plurality of second vital sine signals that are multi-channel signals by delaying the first vital sine signal by a channel delay time by the motion noise canceling device;
extracting, by the apparatus for removing motion noise, an average power or correlation value of the plurality of second vital sine signals as a motion artifact signal; and
generating, by the apparatus for removing the motion noise, a third vital sine signal by removing the motion noise signal from the first vital sine signal
A method of removing motion noise, including
상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는 단계는,
상기 제1 바이탈 사인 신호를 상기 채널 지연 시간의 정수배 만큼 지연시킴으로써 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는 단계
를 포함하는 동잡음 제거 방법.
According to claim 1,
The generating of the plurality of second vital sign signals comprises:
generating the plurality of second vital sign signals by delaying the first vital sign signal by an integer multiple of the channel delay time;
A method for removing motion noise, including
상기 추출하는 단계는,
상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 이용하여 계산한 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들의 평균 전력을 상기 동잡음으로 추출하는 단계
를 포함하는 동잡음 제거 방법.
According to claim 1,
The extraction step is
extracting the average power of the plurality of second vital sign signals calculated using the plurality of second vital sign signals as the motion noise;
A method for removing motion noise, including
상기 추출하는 단계는,
상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들 간의 코릴레이션(correlation) 값을 상기 동잡음으로 추출하는 단계
를 포함하는 동잡음 제거 방법.
According to claim 1,
The extraction step is
extracting a correlation value between the plurality of second vital sine signals as the motion noise
A method for removing motion noise, including
상기 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는 단계는,
상기 동잡음에 저역 통과 필터링을 수행하는 단계;
저역 통과 필터링된 동잡음의 오프셋(offset)을 제거하는 단계; 및
오프셋이 제거된 동잡음 및 상기 제1 바이탈 사인 신호에 기초하여 상기 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는 단계
를 포함하는 동잡음 제거 방법.
According to claim 1,
The step of generating the third vital sign signal comprises:
performing low-pass filtering on the motion noise;
removing an offset of the low-pass filtered motion noise; and
generating the third vital sine signal based on the offset-removed motion noise and the first vital sine signal
A method for removing motion noise, including
상기 인스트럭션들을 실행하기 위한 프로세서
를 포함하고,
상기 인스트럭션들이 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서는,
바이탈 사인 측정 장치로부터 단일 채널 신호인 제1 바이탈 사인 신호(vital sign)을 수신하고,
상기 제1 바이탈 사인 신호를 채널 지연 시간만큼 지연시킴으로써 다채널 신호인 복수의 제2 바이탈 사인 신호들로 생성하고,
상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들의 평균 전력 또는 코릴레이션(correlation) 값을 동잡음(motion artifact) 신호로 추출하고,
상기 제1 바이탈 사인 신호에서 상기 동잡음 신호를 제거하여 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는
동잡음 제거 장치.
a memory for storing instructions for removing motion noise; and
a processor for executing the instructions
including,
When the instructions are executed by the processor, the processor
Receiving a first vital sign signal (vital sign) that is a single channel signal from the vital sign measurement device,
by delaying the first vital sine signal by a channel delay time to generate a plurality of second vital sine signals that are multi-channel signals,
extracting the average power or correlation value of the plurality of second vital sine signals as a motion artifact signal;
generating a third vital sine signal by removing the motion noise signal from the first vital sine signal
Motion noise canceling device.
상기 제1 바이탈 사인 신호를 상기 채널 지연 시간의 정수배 만큼 지연시킴으로써 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 생성하는
동잡음 제거 장치.
9. The method of claim 8,
generating the plurality of second vital sign signals by delaying the first vital sign signal by an integer multiple of the channel delay time
Motion noise canceling device.
상기 프로세서는,
상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들을 이용하여 계산한 상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들의 평균 전력을 상기 동잡음으로 추출하는
동잡음 제거 장치.
9. The method of claim 8,
The processor is
extracting the average power of the plurality of second vital sine signals calculated using the plurality of second vital sine signals as the motion noise
Motion noise canceling device.
상기 프로세서는,
상기 복수의 제2 바이탈 사인 신호들 간의 코릴레이션(correlation) 값을 상기 동잡음으로 추출하는
동잡음 제거 장치.
9. The method of claim 8,
The processor is
extracting a correlation value between the plurality of second vital sine signals as the motion noise
Motion noise canceling device.
상기 프로세서는,
상기 동잡음에 저역 통과 필터링을 수행하고,
저역 통과 필터링된 동잡음의 오프셋(offset)을 제거하고,
오프셋이 제거된 동잡음 및 상기 제1 바이탈 사인 신호에 기초하여 상기 제3 바이탈 사인 신호를 생성하는
동잡음 제거 장치.9. The method of claim 8,
The processor is
performing low-pass filtering on the motion noise;
Remove the offset of the low-pass filtered motion noise,
generating the third vital sine signal based on the first vital sine signal and the motion noise from which the offset has been removed
Motion noise canceling device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200000720A KR102303601B1 (en) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | Method and apparatus for removing motion artifact of vital sign signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200000720A KR102303601B1 (en) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | Method and apparatus for removing motion artifact of vital sign signal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210087689A KR20210087689A (en) | 2021-07-13 |
| KR102303601B1 true KR102303601B1 (en) | 2021-09-17 |
Family
ID=76858636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200000720A Active KR102303601B1 (en) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | Method and apparatus for removing motion artifact of vital sign signal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102303601B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102844162B1 (en) * | 2023-01-04 | 2025-08-07 | 전남대학교산학협력단 | A method and apparatus for motion artifact reduction from electrocardiogram using electromyogram and accelerometer |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102542395B1 (en) * | 2015-10-06 | 2023-06-13 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for measuring bio-information |
| KR102570069B1 (en) * | 2016-05-26 | 2023-08-23 | 삼성전자주식회사 | Method for removing noise in ecg sensor signal and apparatus thereof |
-
2020
- 2020-01-03 KR KR1020200000720A patent/KR102303601B1/en active Active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Salehizadeh S M A, Motion and Noise Artifact Detection and Vital Signal Reconstruction in ECG/PPG based Wearable Devices. Doctoral Dissertations, 980, pp.1~278, (2015.12.16.) 1부.* |
| Zhang Y etc., Motion Artifact Reduction for Wrist-Worn Photoplethysmograph Sensors Based on Different Wavelengths. Sensors. Vol.19, No.673, pp.1~18, (2019.02.07.) 1부.* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210087689A (en) | 2021-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Deepu et al. | A 3-lead ECG-on-chip with QRS detection and lossless compression for wireless sensors | |
| US20190150846A1 (en) | Parallel biometric signal processor and method of controlling the same | |
| KR102436728B1 (en) | Apparatus and method for measuring bio-signal | |
| US20120158367A1 (en) | Independent component analysis processor | |
| US10198071B2 (en) | Methods and apparatuses for determining control information | |
| US11583197B2 (en) | Method and device for detecting cardiac arrhythmia based on photoplethysmographic signal | |
| Dai et al. | Sparse EEG compressive sensing for web-enabled person identification | |
| Lesenfants et al. | Data-driven spatial filtering for improved measurement of cortical tracking of multiple representations of speech | |
| Vemishetty et al. | Low power personalized ECG based system design methodology for remote cardiac health monitoring | |
| KR20160044079A (en) | Device and method for denoising of electroencephalography signal | |
| KR20230084550A (en) | Signal processing circuit and signal processing method | |
| KR20120125948A (en) | Apparatus of brain-computer interface, and classification method thereof | |
| KR102303601B1 (en) | Method and apparatus for removing motion artifact of vital sign signal | |
| WO2019055919A1 (en) | Heart rate measurement for fitness exercises using video | |
| CN111820876A (en) | A Dynamic Construction Method of EEG Spatial Filter | |
| CA3062901C (en) | System and method for qrs complex detection in compressively sensed electrocardiogram data | |
| US9554753B2 (en) | Electrocardiogram (ECG) sensor and method of operating the same | |
| CN108125678B (en) | Electrocardiosignal direction detection method and device and electronic equipment | |
| KR102688647B1 (en) | Signal processing method, signal filtering apparatus and signal processing unit | |
| CN113827253A (en) | Computing device and method for removing noise from electroencephalogram signals | |
| US20140316746A1 (en) | Real-time signal processing system and method based on multi-channel independent component analysis | |
| Dembrani et al. | Extraction of FECG signal based on blind source separation using principal component analysis | |
| KR101661116B1 (en) | Programmable multi-modal bio-signal processing module and healthcare platform using the same | |
| US10799118B2 (en) | Motion tracking using electronic devices | |
| EP3158923A1 (en) | Method of processing signal, method of recovering signal, and devices performing the methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20200103 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20210331 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20210910 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20210913 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20210914 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240626 Start annual number: 4 End annual number: 4 |