본 논문에서는 수면을 취하는 침실의 수면 환경 데이터를 수집하고, 얻어진 조건 데이터들과 수면간의 관계를 분석한다. 또한 수면을 취하는 사람으로부터 장면 전환을 검출하여 신체의 상황과 수면 과정의 반응, 신체의 감각과 자극들을 제시한다. 영상의 장면 전한 검출은 컬러 히스토그램을 사용하였다. 컬러 히스토그램은 이전 프레임과 현재 프레임사이의 컬러 히스토그램 차이 값을 이용하는 방법이다. 그리고 피곤한 정도, 음주의 정도, 그리고 공복의 정도를 입력하여 각 상황별 뒤척임을 추출하도록 하였다. 시스템의 실험에는 온/습도 센서와 조도센서로 구성되어 있는 H-MOTE2420 센서를 이용하였다. 본 논문에서는 현대인들에게 규칙적이고 안락한 수면을 유도하기 위하여 최적의 수면 환경을 제공함으로써 수면의 질을 높일 수 있도록 한다.
본 논문에서는 수면을 취하는 침실의 수면 환경 데이터를 수집하고, 얻어진 조건 데이터들과 수면간의 관계를 분석한다. 또한 수면을 취하는 사람으로부터 장면 전환을 검출하여 신체의 상황과 수면 과정의 반응, 신체의 감각과 자극들을 제시한다. 영상의 장면 전한 검출은 컬러 히스토그램을 사용하였다. 컬러 히스토그램은 이전 프레임과 현재 프레임사이의 컬러 히스토그램 차이 값을 이용하는 방법이다. 그리고 피곤한 정도, 음주의 정도, 그리고 공복의 정도를 입력하여 각 상황별 뒤척임을 추출하도록 하였다. 시스템의 실험에는 온/습도 센서와 조도센서로 구성되어 있는 H-MOTE2420 센서를 이용하였다. 본 논문에서는 현대인들에게 규칙적이고 안락한 수면을 유도하기 위하여 최적의 수면 환경을 제공함으로써 수면의 질을 높일 수 있도록 한다.
In this paper we collect data concerning sleep environments in a bedroom and analyze the relationship between the collected condition data and sleep. In addition, this paper detects scene changes from the subjects in a sleeping state and presents the physical conditions, reactions during sleep, and ...
In this paper we collect data concerning sleep environments in a bedroom and analyze the relationship between the collected condition data and sleep. In addition, this paper detects scene changes from the subjects in a sleeping state and presents the physical conditions, reactions during sleep, and physical sensations and stimuli. To detect scene changes in image sequences, we used color histogram for the difference between the preceding frame and the current frame. In addition, to extract the tossing and turning for different situations, the subjects were instructed to enter the level of fatigue, the level of drinking, and the level of stomach emptiness. For the sleep experiment system, we used the H-MOTE2420 Sensor composed of temperature, humidity, and light sensors. This paper is intended to provide the best sleep environment that enhances sleep quality, thus inducing people today to get regular and comfortable sleep.
In this paper we collect data concerning sleep environments in a bedroom and analyze the relationship between the collected condition data and sleep. In addition, this paper detects scene changes from the subjects in a sleeping state and presents the physical conditions, reactions during sleep, and physical sensations and stimuli. To detect scene changes in image sequences, we used color histogram for the difference between the preceding frame and the current frame. In addition, to extract the tossing and turning for different situations, the subjects were instructed to enter the level of fatigue, the level of drinking, and the level of stomach emptiness. For the sleep experiment system, we used the H-MOTE2420 Sensor composed of temperature, humidity, and light sensors. This paper is intended to provide the best sleep environment that enhances sleep quality, thus inducing people today to get regular and comfortable sleep.
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문제 정의
이러한 정보들과 장면 전환 검출을 이용하여 최적의 수면 환경을 제공하여 수면을 질을 높이고자 하였다. 다만 사용자 정보인 피곤한 정도, 음주의 정도, 공복의 정도에 따른 만족도를 알아보지는 못했는데 다음에 알아보기로 한다. 그리고 피실험자들이 대부분 20대인 것을 감안하면 별로 효과가 없을 것 같지만, 피실험자들의 연령을 높이면 충한 효과를 보리라 믿는다.
본 논문에서는 장면 전환 검출 방법인 컬러 히스토그램을 이용하여 수면을 취하는 사람의 뒤척임 수를 알아보았다. 여기서 센서를 통해 입력되는 데이터들과 사용자가 입력한 데이터들을 바탕으로 뒤척임 수와 만족도와의 관계를 파악했다.
본 논문은, 카메라와 센서를 이용하여 수면실을 조성하고, 사용자가 피곤한 정도, 음주의 정도, 그리고 공복의 정도를 입력하도록 하여 수면의 질을 높이는데 중점을 두어 연구한다. 수면실에 카메라를 설치하여 수면을 취하는 사람의 뒤척임을 녹화한 뒤, 이를 컬러 히스토그램 방법으로 장면 전환 검출을 통하여 비디오를 분할한다.
여기서 센서를 통해 입력되는 데이터들과 사용자가 입력한 데이터들을 바탕으로 뒤척임 수와 만족도와의 관계를 파악했다. 이러한 정보들과 장면 전환 검출을 이용하여 최적의 수면 환경을 제공하여 수면을 질을 높이고자 하였다. 다만 사용자 정보인 피곤한 정도, 음주의 정도, 공복의 정도에 따른 만족도를 알아보지는 못했는데 다음에 알아보기로 한다.
제안 방법
시스템은 단순한 데이터의 입력과 출력뿐만 아니라 수면에 영향을 미칠만한 가중치의 정보로 피곤한 정도, 음주의 정도, 그리고 공복의 정도 등 사용자의 일일 정보를 입력 받는다. 그리고 컬러히스토그램에 의한 장면 전환 검출을 수행한 후 수면 중 움직임을 파악하여 당일 수면에 대한 평가와 학습을 하게 된다. 또한 누적된 데이터 들은 유저가 스스로 자신의 취침 환경을 알아보고 개개인에 특화된 최적의 환경을 추출하여 수면의 질 향상에 도움을 준다.
수면실에 카메라를 설치하여 수면을 취하는 사람의 뒤척임을 녹화한 뒤, 이를 컬러 히스토그램 방법으로 장면 전환 검출을 통하여 비디오를 분할한다. 또한 온도와 조도 센서를 이용하여 수면 환경을 체크하여 최적의 수면 단계를 분석하도록 한다.
사용자 정보는 상황 인식을 통한 지능형 실내 환경 조성 시스템의 일환으로 그 중 숙면을 능동적으로 유도하는 분야에 중점을 두고 수행하였다. 이것은 평상시 생활 환경에서 수면을 도와주는 조건에는 조명, 음향, 온/습도 등이 있으며 이를 숙면을 취하려는 사용자에 적합한 단계별 상황을 제공하여 환경에 따른 수면 단계를 확인하고 분석할 수 있다.
본 논문은, 카메라와 센서를 이용하여 수면실을 조성하고, 사용자가 피곤한 정도, 음주의 정도, 그리고 공복의 정도를 입력하도록 하여 수면의 질을 높이는데 중점을 두어 연구한다. 수면실에 카메라를 설치하여 수면을 취하는 사람의 뒤척임을 녹화한 뒤, 이를 컬러 히스토그램 방법으로 장면 전환 검출을 통하여 비디오를 분할한다. 또한 온도와 조도 센서를 이용하여 수면 환경을 체크하여 최적의 수면 단계를 분석하도록 한다.
본 논문에서는 장면 전환 검출 방법인 컬러 히스토그램을 이용하여 수면을 취하는 사람의 뒤척임 수를 알아보았다. 여기서 센서를 통해 입력되는 데이터들과 사용자가 입력한 데이터들을 바탕으로 뒤척임 수와 만족도와의 관계를 파악했다. 이러한 정보들과 장면 전환 검출을 이용하여 최적의 수면 환경을 제공하여 수면을 질을 높이고자 하였다.
대상 데이터
0과 MySQL을 이용하였다. 또한 취침 실험에서는 완전히 숙면을 취한 뒤 1시간 동안을 20명을 촬영하여 데이터로 이용하였다.
이론/모형
센서의 정보는 시간에 따라 수집한 다음 비디오에서의 움직임을 식별하는데 이것은 수면 상태에서 뒤척임을 추출하기위하여 장면 전환 검출 기법중의 하나인 컬러히스토그램 기법을 사용한다. 컬러히스토그램 기법의 수식은 식 (1)과 같다.
성능/효과
이것은 평상시 생활 환경에서 수면을 도와주는 조건에는 조명, 음향, 온/습도 등이 있으며 이를 숙면을 취하려는 사용자에 적합한 단계별 상황을 제공하여 환경에 따른 수면 단계를 확인하고 분석할 수 있다. 숙면을 위한 수면 단계의 확인 및 분석을 위해서 시스템의 환경 데이터는 센서를 통하여 수집하며, 센서에서 추출된 정보를 수면을 취한 시간부터 정보를 축적하여 시간의 흐름에 따른 환경을 분석할수 있고 수면의 질을 향상시킬 수 있다.
)에서의 각 컬러 공간(r,g,b)에 대한 빈(k)의 수(N)를 나타낸다. 이 방법은 카메라와 객체의 동작과 명암에 매우 민감하며 많은 데이터 유실을 초래하지만, 히스토그램 방법이 정확성과 속도 사이의 좋은 교환 요소임을 발견했다.
후속연구
하지만 실험 연령대를 조금 높이면 분명히 뒤척임 수와 만족도는 차이가 있을 것으로 본다. 그리고 수면을 취하는 사람의 숨소리 또한 녹음하여 분석하면 심각한 질환도 검출 되리라고 판단한다.
그리고 피실험자들이 대부분 20대인 것을 감안하면 별로 효과가 없을 것 같지만, 피실험자들의 연령을 높이면 충한 효과를 보리라 믿는다. 또한 숨소리를 녹음하여 분석하고 장면 전환 검출을 수행하면 훨씬 더 좋은 결과를 얻으리라고 본다.
우리는 수면 시간에 발생하는 다양한 뇌의 활동과 수면의 숨겨진 파워를 알아내고 싶어 한다. 또한 자기에게 알맞은 좋은 수면 습관을 실천함으로 활력 있고 건강한 삶을 영위할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
수면은 어떤 상태로 구성되어 있는가?
수면은 빠르지 않은 눈의 운동(NREM) 수면과 빠른 눈의 운동(REM) 수면의 두 가지 서로 다른 상태로 구성되어 있다[3]. NREM 수면은 신체를 움직일 수 있으나 뇌 전체의 활동이 적어지고 잘 조절되어있는 수면이며, REM 수면은 몸은 마비되지만 뇌의 활동은 활발한 수면을 뜻한다.
수면에 영향을 주는 요소에는 무엇이 있는가?
수면은 사람의 성별, 나이, 건강 상태, 활동량, 컨디션, 섭취한 음식, 스트레스 등 다양한 요소의 영향을 받는다. 건축 환경의 관점에서 보면 수면은 소음, 조도, 온도, 습도, 공기의 질 등의 다양한 환경 요소의 영향을 받는다. 현대인이 집안에서 보내는 시간의 대부분을 수면이 차지하고, 일반적으로 사람들은 수면 시 무방비 상태로 한경에 노출되어 있다는 사실을 고려할 때, 쾌적한 수면 환경의 조성은 무척 중요하다고 하겠다[2].
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Hirooki A, Yasuhiro T, Kazuhiro M, Masato N., "Development of non-restrictive sensing system for sleeping person using fiber grating vision sensor," International Symposium on Mircomechatronics and Human Science, pp.155-160, 2001.
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