728x90 반응형 SMALL Biomedical & AI51 시간-주파수 분석 시간-주파수 분석 (Time-frequency analysis) 단시간 푸리에 변환 (STFT)을 통해 시간-주파수 분석을 수행할 수 있다. 신호의 현지 시간과 주파수 내용을 모두 캡처하는 표현을 생성하는 데 사용된다. 푸리에 변환과 유사하게 STFT는 여전히 고정 기저 함수에 의존한다. 그러나 고정 크기 time-shifted window 함수 w(n)를 사용하여 신호 변환을 얻고 다음과 같이 표현할 수 있다. 그러나 STFT는 푸리에 변환에 비해 시간 및 주파수 위치 특성이 더 우수하다. 그러나 시간 및 주파수 분해능의 곱이 일정하기 때문에 (고전적인 하이젠베르크의 불확정성 원리 때문에) 생성된 기능은 시간과 주파수 모두의 즉각적인 위치 파악을 달성할 수 없다. 또한 고정 창 길이와 고정 기저 기능을.. 2022. 4. 27. 이산 푸리에 변환 이산 푸리에 변환 (Discrete Fourier transform) 푸리에 분석은 신호의 주파수 내용에 대한 통찰력을 얻는 데 유용하다. 이산 신호 x ∈ RN의 이산 푸리에 변환 (DFT) X는 고정 기저 함수가 있는 단일 대칭 행렬 W 에 대한 x의 선형 투영으로 정의된다. DFT X는 신호 주파수의 크기와 위상 정보를 인코딩하는 복소수이다. 주기가 2π인 대칭 및 주기 함수이다. X의 크기는 [0, π] 또는 [0, F s / 2] 범위에 표시되며 여기서 Fs는 샘플링 주파수이다. DFT의 분해능은 신호의 샘플 수 x에 따라 달라진다. 따라서 정보 손실을 방지하기 위해 원래 신호의 모든 샘플을 사용하는 것이 좋다. DFT는 가역적이다. 투영으로도 표현되는 역 DFT를 사용하여 원래 신호를 재구성할.. 2022. 4. 27. 특성 엔지니어링 특성 엔지니어링 (Feature engineering) 생체의학 신호의 특성화는 잡음, 신호의 확률적 특성, 개인 내 및 개인 간의 큰 변동성으로 인해 어렵다. 따라서, 통계적 특징 생성, 변환 기반 특징 생성 및 추출, 시간-주파수 분석이 필요하다. 기능 선택은 중복되고 정보가 없는 기능을 제거하는 것을 목표로 하므로 광범위한 테스트 모집단에서 일반화하는 모델을 구축할 수 있다. 파이프라인은 "실제 세계"에서 데이터를 캡처하고 이러한 데이터를 원시 데이터 개체로 표시하는 센서로 구성된다. 아티팩트 및 원치 않는 노이즈 제거, 대체 양식을 얻기 위한 데이터 변환, 평균 강도 / 진폭 수준 조정, 다운샘플링 (decimation) 또는 업샘플링 (보간, interpolation)과 같은 다음 단계를 위해 .. 2022. 4. 27. 인공 지능의 퍼지 논리 인공 지능의 퍼지 논리 생활 속에서 거의 매일 자신도 모르는 사이에 AI를 사용하고 있지만, AI가 주도하는 미래에 대한 두려움은 사회를 압도하고 있다. 사실 많은 사람들이 "로봇"이라는 단어를 AI의 동의어로 잘못 사용한다. 따라서 미래에 대한 가정을 하기 전에 다양한 유형의 AI를 이해하는 것이 매우 중요하다. AI에는 "약한" AI와 "강한" AI의 두 가지 유형이 있다. 인간을 기계와 다르게 만드는 핵심 기능은 우리가 상황에 대응할 때 결정을 내리고 지각력 있고 창의적이며 감정적으로 움직일 수 있게 해주는 뇌이다. ANI (인공 협소 지능)라고도 알려진 약한 AI는 자기 인식과 감정이 필요한 인간과 같은 작업을 수행하는 능력이 부족하다. 이름에서 알 수 있듯이 ANI는 미리 정의되고 미리 정의된 .. 2022. 4. 26. CAD 컴퓨터 지원 진단 (Computer-aided diagnosis) 신호 처리의 분기 중 하나는 다차원 (mD) 신호 처리이다. 1차원 (1D) 이상을 이용하여 특정 데이터를 상세화하고 샘플링해야 하는 경우에 활용하다. 결과적으로 여러 신호의 조작에 따라 이미지가 형성된다. 1D와 비교하여 MD로 진행하려면 더 복잡한 알고리즘이 필요하며 디지털 신호 처리와 직접 연결된다. 따라서 실제 계산은 차원의 수와 함께 증가하고 컴퓨터 모델링의 사용이 필요하다. CAD의 개념은 1967년 Fred Winsberg에 의해 처음 보고되었다. Winsberg와 그의 팀은 유방 조영술에서 이상 감지를 분석하기 위해 컴퓨터 사용을 조사했다. 1972년에 CAD의 개념은 컴퓨터가 유방 조영술에서 병변을 감지하는 데 사용할 수 .. 2022. 4. 26. 필터 필터 (Filters) 다양한 필터링 기술을 사용하여 생체의학 신호를 손상시키는 PLI의 영향을 줄일 수 있다. 가장 간단한 필터 설계는 고정 전력선 간섭을 제거하기 위해 무한 임펄스 응답 (IIR) 알고리즘을 사용하는 디지털 필터이다. 그러나 전력선 간섭으로 손상된 ECG 신호는 본질적으로 비정상적이므로 (진폭, 주파수 및 위상이 시간에 따라 변함) IIR 노치 필터는 전력선 주파수 이외의 주파수에서 라인 간섭을 제거하는 데 실질적으로 실패한다. 영국에서는 50Hz, 미국에서는 60Hz이다. 따라서 이 장의 뒷부분에서 설명할 다른 필터링 기술이 사용된다. FIR 필터 (FIR filters) 유한 임펄스 응답 (FIR) 필터는 이산 시간 필터의 범주 중 하나이다. FIR 필터의 출력은 단순히 과거 입력.. 2022. 4. 26. 소음 소음 (Noise) 대부분의 생체의학 신호는 진폭이 약하고 특히 다양한 소스의 다른 신호가 많은 환경에서 쉽게 왜곡될 수 있다. 정보를 전달하지 않는 원치 않는 신호를 간섭, 인공물 또는 단순히 노이즈라고 한다. 생체의학 신호에서 발생하는 인공물의 특성은 다양하며 그에 따라 신호 처리 성능이 저하된다. 생리적, 도구적 또는 실험적 환경은 잠재적인 소음원이 될 수 있다. ECG 검사를 받는 환자는 모든 생리적 과정과 시스템을 제어하지 못할 수 있다. 산모의 ECG가 관심 있는 태아의 ECG에 추가되고 외부 제어가 바람직하지 않기 때문에 영아를 다룰 때는 훨씬 더 어렵다. 기침과 호흡은 생리적 간섭 또는 운동 인공물의 일부 예이며 관련 활동의 수준에 따라 달라질 수 있다. 정상적인 호흡의 경우, 흉부 근육의.. 2022. 4. 26. 생체 신호 (뇌파도) (2) 뇌파도 (EEG) 뇌는 전신의 명령 센터이다. 그것은 우리의 감각으로부터 정보를 받고 우리의 생각과 움직임을 통제한다. 이 복잡한 기관을 더 잘 탐구하기 위해 과학자들은 뇌를 부분과 영역으로 나누었다. 가장 큰 부분은 대뇌 (cerebrum)이며 두 개의 반구로 나뉜다. 외층은 껍질에 대한 라틴어 용어이며 두께가 1/8인치에 불과한 피질이라고 한다. 피질 (cortex)은 4개의 영역으로 나뉜다. (1) 전두엽 (frontal lobe)은 성격과 감정을 담당한다. (2) 측두엽 (temporal lobe)은 청각 및 기타 감각을 처리하는 데 도움이 되며 언어 및 읽기에 도움이 된다. (3) 두정엽 (parietal lobe)은 감각, 주의력, 언어와 관련이 있다. (4) 후두엽 (occipital lob.. 2022. 4. 26. 생체 신호 (심전도) (1) 생체 신호 (Biomedical signals) 인체는 매우 독특한 방식으로 기능하는 다양한 시스템으로 구성되어 있어 신경계, 심혈관계 및 호흡계와 같은 정상적인 생리적 과정을 보장한다. 생리적 과정의 이상은 인체의 다양한 생리적 신호를 변경하여 질병을 유발하고 병리학적 과정을 유발할 수 있다. 결과적으로 인체의 성능, 건강 및 웰빙에 영향을 미친다. 이러한 생리적 신호의 특성은 인체 내 고유의 물리적, 전기적 또는 생화학적 신호의 형태일 수 있다. 생체 신호의 간단한 예는 한 손의 손바닥을 통해 정성적으로 쉽게 감지하거나 온도계를 사용하여 정량적으로 측정할 수 있는 체온이다. 그러나 심부전 및 간질과 같은 복잡한 진단은 심전도 (ECG / EKG) 및 뇌전도 (EEG)와 같은 다양한 평가 방법을 사용하.. 2022. 4. 26. 신호 처리 신호 처리 (signal processing) 신호는 특정 매체에서 전파될 수 있는 측정 가능한 양을 나타내는 하나 이상의 독립 변수의 수학적 함수이다. 신호는 시간, 신호의 주기성 (periodicity), 확실성 (certainty)의 특성 및 인과성 (causality)과 같은 다양한 매개변수를 기반으로 여러 방식으로 분류될 수 있다. 신호는 그림과 같이 연속 시간 신호, 이산 시간 신호 또는 디지털 신호로 분류할 수 있다. 연속 시간 신호 (continuous time signal)는 시간과 진폭이 연속적인 아날로그 신호 (analog signal)라고도 한다. 따라서 시간은 실제 값에 속하는 독립 변수이다. 이산 시간 신호 (discrete time signal)는 이산 시간 간격으로 샘플링된 .. 2022. 4. 26. 이전 1 2 3 4 5 6 다음 728x90 반응형 LIST
