초록 ▼

▣ 연구 목적 및 내용
∙ 홈 헬스케어를 위한 실시간 비전센서 기반의 고신뢰성의 이동물체 추적 및 낙상 검출 시스템 개발을 목적으로 실내 활동 공간에서 인공 부착물 없이 비전 센서만을 이용하여 홈 헬스 케어를 위한 고신뢰성의 실시간 물체 추적 및 낙상 동작 검출 기술을 개발하는 것을 최종목표로 하고 있음. 이를 위해 실시간 영상처리 및 다중 이동 물체 검출 및 추적 기술, 이동 물체 동작 패턴 모델 분석 및 낙상 동작(위험 동작) 검출, 위험 동작 발생 전·후 동영상 저장 등의 기술을 연구하고 통합해야 함. 개발된 각 기술들은

▣ 연구 목적 및 내용
∙ 홈 헬스케어를 위한 실시간 비전센서 기반의 고신뢰성의 이동물체 추적 및 낙상 검출 시스템 개발을 목적으로 실내 활동 공간에서 인공 부착물 없이 비전 센서만을 이용하여 홈 헬스 케어를 위한 고신뢰성의 실시간 물체 추적 및 낙상 동작 검출 기술을 개발하는 것을 최종목표로 하고 있음. 이를 위해 실시간 영상처리 및 다중 이동 물체 검출 및 추적 기술, 이동 물체 동작 패턴 모델 분석 및 낙상 동작(위험 동작) 검출, 위험 동작 발생 전·후 동영상 저장 등의 기술을 연구하고 통합해야 함. 개발된 각 기술들은 최종적으로 통합된 소프트웨어에 대한 테스트를 통하여 연구결과물의 성능을 시험하고, 시험결과를 바탕으로 성능 개선을 수행하였음
∙ 독거노인이나 보호가 필요한 환자들의 활동 공간에서 인공 부착 없이 카메라를 이용한 비전 센서만을 이용하여 행동 분석, 인식할 수 있는 인터페이스 기술 개발
∙ 조명, 포즈, 움직임, 잡음 등 다양한 외적 환경 조건하에서 강인하게 관심 객체를 추적 및 인식하고, 위급 상황 발생 시 알람 사운드나 메시지를 전달 할 수 있는 기술 개발
∙ 실시간 관심 객체(노인이나 만성질환자 등)를 감시하여 위급 상황 발생 감지 전·후 일정 시간 동안의 동영상 데이터를 저장하여 사고 발생 후 치료를 위해 중요한 단서가 될 수 있는 동영상 자료를 의사에게 제공할 수 있는 기술 개발
▣ 연구 결과
∙ 조명에 강인한 전경 및 배경 모델 설계 개발을 위해 관심 물체 추출을 위한 다양한 방법을 적용하였으며 기존 가우시안 방법보다 보다 개선된 가우시안 혼합 모델을 개발하여 생성한 배경 모델과 일정기간 동안 누적된 시공간 특징정보를 이용하여 조명에 강인한 전경 및 배경 모델 생성 방법을 개발하여 인식률을 개선시킴
∙ 실험결과에서 낙상 검출율은 96.43%의 좋은 성능결과를 보여주었고 false positive rate는 3.125%의 낮은 결과를 보여주고 있음. Sensitivity는 95%이고, Specificity 97.2 %로 신뢰성있는 결과를 나타내어주고 있음
∙ 2-3명에 대한 이동 물체 추적 및 낙상 검출 알고리즘 개발에 있어 위험 동작(낙상 동작) 검출에 대한 실험결과에서 낙상 검출율은 97%의 좋은 성능결과를 보여주었고 false positive rate는 0.85%의 낮은 결과를 보여주고 있음. 신뢰성 판단을 위해 Sensitivity는 80%이고, Specificity 99%로 신뢰성있는 결과를 나타내어주고 있음
∙ 시간적 템플릿 영상이 포함하는 시공간 특징 정보(관심 물체의 크기 변화량 등)를 이용한 이동 물체 동작 패턴분석과 위험 동작(낙상 동작) 분석을 통한 다중 물체 동작 패턴 개발 및 다중 물체의 낙상 검출 알고리즘 개발
∙ 낙상 동작 발생 전후 동영상 저장, 위험 경고 문자 알림, 사운드 출력을 위한 알고리즘 설계 및 구현함
▣ 연구 결과의 활용 계획
∙ 본 연구 과제를 통해 제안하는 실시간 비전센서 기반 물체 검출 및 추적 알고리즘은 u-헬스케어 분야에서 뿐만 아니라 침입자 탐지 시스템, 이동 물체 감지/추적 시스템, 지능형 자동차 시스템 등 기계·자동차 분야와 같은 다양한 분야에 활용되어 질 수 있음
∙ 본 연구에서 제안하는 실시간 비전센서 기반 위험 동작 감지(낙상 검출) 알고리즘은 독거노인이나 보호가 필요한 환자의 행동 패턴을 분석하여 임베디드 센서와 같은 인공물 부착 없이 인간의 시각과 같은 비전 센서를 이용하여 실시간 감지할 수 있음

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내·외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 9
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 9
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 10
• Ⅲ. 연구성과 ... 11