KR102298699B1 - Method and apparatus for denoising sleep signal using signal block - Google Patents

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KR102298699B1 KR1020190149110A KR20190149110A KR102298699B1 KR 102298699 B1 KR102298699 B1 KR 102298699B1 KR 1020190149110 A KR1020190149110 A KR 1020190149110A KR 20190149110 A KR20190149110 A KR 20190149110A KR 102298699 B1 KR102298699 B1 KR 102298699B1
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Abstract

수면 신호 노이즈 제거 방법 및 장치에 대한 기술이 제공 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법은 센서부에 의해 시계열적으로 제공되는 수면 신호를 획득하는 단계, 사용자의 수면 단계 정보를 기초로 결정되는 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계, 제1 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 필터 정보를 생성하고, 상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계 및 상기 제1 수면 단계와 상이한 제2 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 필터 정보를 생성하고, 상기 제2 필터 정보를 이용하여 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. A technique for a sleep signal noise removal method and apparatus is provided. A sleep signal noise removal method according to an embodiment of the present invention includes: obtaining a sleep signal provided in time series by a sensor unit; dividing into signal blocks, generating first filter information corresponding to the first sleep stage based on a feature of the first sleep stage, and using the first filter information to correspond to the first sleep stage generating second filter information corresponding to the second sleep stage based on a feature of a second sleep stage different from the first sleep stage and removing the noise of the first signal block; The method may include removing noise of a second signal block corresponding to the second sleep phase by using filter information.

Description

신호 블록을 이용한 수면 신호 노이즈 제거 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DENOISING SLEEP SIGNAL USING SIGNAL BLOCK}Method and device for removing noise from sleep signal using signal block

본 발명은 수면 신호에 존재하는 노이즈를 제거하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 복수개의 블록을 이용하여 수면 신호의 노이즈를 제거하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for removing noise present in a sleep signal. More particularly, it relates to a method and apparatus for removing noise from a sleep signal using a plurality of blocks.

웨어러블 디바이스와 같이 비침습 방식을 이용하여 획득된 생체 신호에는 다양한 노이즈가 포함되어 있다. 특히, 수면 신호 분석에 이용되는 뇌파는 체내 깊은 곳에서 생성되므로 감쇄 및 변형이 발생될 확률이 매우 높다. 하지만 수면 신호는 수면 단계에 따라 다양한 형태로 획득될 수 있어, 단일 필터를 이용한 획일적인 노이즈 제거 방법으로는 상기 수면 신호에 대한 정확한 노이즈 제거가 수행되지 못한다는 한계가 존재한다.A biosignal obtained using a non-invasive method such as a wearable device includes various noises. In particular, since EEG used for sleep signal analysis is generated deep within the body, the probability of attenuation and deformation is very high. However, since the sleep signal may be obtained in various forms according to the sleep stage, there is a limitation in that accurate noise removal on the sleep signal cannot be performed by a uniform noise removal method using a single filter.

이에 따라, 수면 신호에 포함된 노이즈만을 정확하게 제거할 수 있는 기술의 제공이 요구된다.
본원 발명의 배경이 되는 기술로는 ⅰ) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1235441호 (발명 명칭 : 생체신호 기반 자동 수면단계 분류 시스템), ⅱ) 한국 공개특허공부 공개번호 10-2017-0142227호 (발명 명칭 : 생체신호를 이용한 수면 상태 모니터링 방법) 및 ⅲ)한국 등록특허공보 등록번호 10-1917855호 (발명 명칭 : 생체 신호를 수집하여 수면상태를 판별하고 수면 인자를 도출하는 방법 및 이를 이용한 서버)가 있다.
Accordingly, there is a need to provide a technology capable of accurately removing only noise included in a sleep signal.
The technology underlying the present invention includes: i) Korean Patent Publication No. 10-1235441 (Invention Title: Bio-signal-based automatic sleep stage classification system), ii) Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0142227 ( Title of the invention: Sleep state monitoring method using biosignals) and iii) Korean Patent Publication No. 10-1917855 (Title of the invention: Method of collecting biosignals to determine sleep status and deriving sleep factors and a server using the same) there is

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 다양한 수면 단계에서 획득된 수면 신호의 노이즈를 정확하게 제거하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The technical problem to be solved by the present invention relates to a method and apparatus for accurately removing noise from sleep signals obtained in various sleep stages.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법은, 센서부에 의해 시계열적으로 제공되는 수면 신호를 획득하는 단계, 사용자의 수면 단계 정보를 기초로 결정되는 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계, 제1 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 필터 정보를 생성하고, 상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계 및 상기 제1 수면 단계와 상이한 제2 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 필터 정보를 생성하고, 상기 제2 필터 정보를 이용하여 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, the sleep signal noise removal method according to an embodiment of the present invention includes: acquiring a sleep signal provided in time series by a sensor unit; a time determined based on the user's sleep phase information Splitting the sleep signal into a plurality of signal blocks according to intervals, generating first filter information corresponding to the first sleep stage based on a feature of the first sleep stage, and using the first filter information removing the noise of the first signal block corresponding to the first sleep stage by using generating filter information and removing noise of a second signal block corresponding to the second sleep phase by using the second filter information.

일 실시예에서 상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제3 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계는, 상기 제1 수면 단계에 대응하는 상기 제1 신호 블록 및 제3 신호 블록중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계 및 상기 갱신된 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제4 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of removing the noise of the third signal block corresponding to the first sleep stage by using the first filter information includes the first signal block and the third signal block corresponding to the first sleep stage. The method may further include updating the first filter information using at least one of and removing noise of a fourth signal block corresponding to the first sleep phase by using the updated first filter information. .

일 실시예에서 상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계는, 지정된 가중치에 따라, 상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계를 포함하고, 상기 가중치는 상기 복수의 신호 블록 각각이 측정된 전극의 위치에 기초하여 결정될 수 있다.In an embodiment, updating the first filter information includes updating the first filter information by stacking the first signal block and the third signal block according to a specified weight, wherein the weight is Each of the plurality of signal blocks may be determined based on the measured position of the electrode.

일 실시예에서 상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계는, 상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층한 신호의 주파수 변환을 수행하고, 변환된 데이터의 노이즈를 제거하는 단계 및 상기 노이즈가 제거된 데이터를 역변환하고, 상기 역변환된 데이터를 이용하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of updating the first filter information by stacking the first signal block and the third signal block includes performing frequency conversion of a signal obtained by stacking the first signal block and the third signal block, and , removing noise from the transformed data, inversely transforming the noise-removed data, and updating the first filter information using the inversely transformed data.

일 실시예에서 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계는, 각각의 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 주기를 기초로 결정된 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks may include dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval determined based on a period of a sleep signal pattern included in each sleep phase. may include.

일 실시예에서 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계는, 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최소 주기보다 긴 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks may include dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval longer than the minimum period of the sleep signal pattern included in the first sleep phase. may include.

일 실시예에서 상기 제1 필터 정보는, 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호의 패턴 정보 및 주파수 정보를 포함하고, 상기 제2 필터 정보는, 상기 제2 수면 단계에 포함된 수면 신호의 패턴 정보 및 주파수 정보를 포함할 수 있다.In an embodiment, the first filter information includes pattern information and frequency information of a sleep signal included in the first sleep phase, and the second filter information includes a pattern of a sleep signal included in the second sleep phase. information and frequency information.

일 실시예에서 상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응 하는 제1 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계는, 상기 제1 신호 블록에서 임계 주파수 이상의 신호를 제거하는 단계를 포함하고, 상기 임계 주파수는 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최고 주파수일 수 있다.In an embodiment, the step of removing the noise of the first signal block corresponding to the first sleep phase by using the first filter information includes removing a signal above a threshold frequency from the first signal block, The threshold frequency may be the highest frequency of the sleep signal pattern included in the first sleep phase.

일 실시예에서 상기 제1 신호 블록에서 임계 주파수 이상의 신호를 제거하는 단계는, 상기 제1 신호 블록의 주파수 변환을 수행하고, 변환된 데이터 중 상기 임계 주파수 이상의 고주파 영역을 감쇄시키는 단계 및 상기 임계 주파수 이상의 고주파 영역이 감쇄된 데이터를 역변환하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of removing the signal above the threshold frequency from the first signal block includes performing frequency conversion of the first signal block and attenuating a high frequency region above the threshold frequency among the converted data, and the threshold frequency The method may include inversely transforming data in which the above high-frequency region is attenuated.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 장치는 센서부에 의해 시계열적으로 제공되는 수면 신호를 획득하는 수면 신호 획득부, 사용자의 수면 단계 정보를 기초로 결정되는 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 수면 신호 분할부, 제1 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 필터 정보를 생성하고, 상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 신호 블록의 노이즈를 제거하는 제1 노이즈 제거부 및 상기 제1 수면 단계와 상이한 제2 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 필터 정보를 생성하고, 상기 제2 필터 정보를 이용하여 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 신호 블록의 노이즈를 제거하는 제2 노이즈 제거부를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, a sleep signal noise removal device according to another embodiment of the present invention is determined based on a sleep signal acquisition unit that acquires a sleep signal provided in time series by a sensor unit, and sleep phase information of a user A sleep signal division unit that divides the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval to be used, and generates first filter information corresponding to the first sleep stage based on a feature of the first sleep stage, and A first noise removing unit that removes noise of a first signal block corresponding to the first sleep stage using first filter information and a feature of a second sleep stage different from the first sleep stage and a second noise removing unit that generates second filter information corresponding to the second sleep stage and removes noise of a second signal block corresponding to the second sleep stage by using the second filter information.

일 실시예에서 상기 제1 노이즈 제거부는, 상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제3 신호 블록의 노이즈를 제거하고, 상기 제1 수면 단계에 대응하는 상기 제1 신호 블록 및 제3 신호 블록중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하며, 상기 갱신된 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제4 신호 블록의 노이즈를 제거할 수 있다.In an embodiment, the first noise removing unit removes noise of a third signal block corresponding to the first sleep stage by using the first filter information, and the first signal block corresponding to the first sleep stage and updating the first filter information using at least one of the third signal blocks, and removing the noise of the fourth signal block corresponding to the first sleep phase using the updated first filter information.

일 실시예에서 상기 제1 노이즈 제거부는, 지정된 가중치에 따라, 상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하고, 상기 가중치는 상기 복수의 신호 블록 각각이 측정된 전극의 위치에 기초하여 결정할 수 있다.In an embodiment, the first noise removing unit updates the first filter information by stacking the first signal block and the third signal block according to a specified weight, and the weight is measured by each of the plurality of signal blocks It can be determined based on the position of the electrode.

일 실시예에서 상기 제1 노이즈 제거부는, 상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층한 신호의 주파수 변환을 수행하고, 변환된 데이터의 노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 데이터를 역변환하고, 상기 역변환된 데이터를 이용하여 상기 제1 필터 정보를 갱신할 수 있다.In an embodiment, the first noise removing unit performs frequency conversion of a signal obtained by stacking the first signal block and the third signal block, removes noise of the converted data, and inversely transforms the data from which the noise has been removed and update the first filter information using the inversely transformed data.

일 실시예에서 상기 수면 신호 분할부는, 각각의 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 주기를 기초로 결정된 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할할 수 있다.In an embodiment, the sleep signal divider may divide the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval determined based on a period of a sleep signal pattern included in each sleep phase.

일 실시예에서 상기 수면 신호 분할부는, 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최소 주기보다 긴 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할할 수 있다.In an embodiment, the sleep signal divider may divide the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval longer than the minimum period of the sleep signal pattern included in the first sleep phase.

일 실시예에서 상기 제1 필터 정보는, 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호의 패턴 정보 및 주파수 정보를 포함하고, 상기 제2 필터 정보는, 상기 제2 수면 단계에 포함된 수면 신호의 패턴 정보 및 주파수 정보를 포함할 수 있다.In an embodiment, the first filter information includes pattern information and frequency information of a sleep signal included in the first sleep phase, and the second filter information includes a pattern of a sleep signal included in the second sleep phase. information and frequency information.

일 실시예에서 상기 제1 노이즈 제거부는, 상기 제1 신호 블록에서 임계 주파수 이상의 신호를 제거하는 단계를 포함하고, 상기 임계 주파수는 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최고 주파수일 수 있다.In an embodiment, the first noise removing unit may include removing a signal above a threshold frequency from the first signal block, wherein the threshold frequency may be the highest frequency of a sleep signal pattern included in the first sleep phase. .

일 실시예에서 상기 제1 노이즈 제거부는, 상기 제1 신호 블록의 주파수 변환을 수행하고, 변환된 데이터 중 상기 임계 주파수 이상의 고주파 영역을 감쇄시키고, 상기 임계 주파수 이상의 고주파 영역이 감쇄된 데이터를 역변환할 수 있다.In an embodiment, the first noise removing unit is configured to perform frequency conversion of the first signal block, attenuate a high frequency region above the threshold frequency among the converted data, and inversely transform data in which a high frequency region above the threshold frequency is attenuated. can

상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기록매체는 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 노이즈 제거 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능할 수 있다.In order to solve the above technical problem, a recording medium according to another embodiment of the present invention may be a computer-readable program in which a program for performing the noise removal method according to any one of claims 1 to 9 is recorded.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 환경의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 장치의 프로세서 동작을 상세히 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법에서 신호 블록을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 정보가 갱신되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 지정된 가중치를 갖는 신호 블록을 이용하여 필터 정보를 갱신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법에서 특정 주파수 영역을 제거하는 방법을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram illustrating an example of a network environment according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an apparatus for removing noise from a sleep signal according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram for explaining in detail a processor operation of an apparatus for removing noise from a sleep signal according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a sleep signal noise removal method according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a sleep signal noise removal method according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining in detail a signal block in a sleep signal noise removal method according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining a method of updating filter information according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining a method of updating filter information using a signal block having a specified weight according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram for explaining in detail a method of removing a specific frequency region in a method for removing noise from a sleep signal according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, only these embodiments make the publication of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들을 설명한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 환경의 예를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a network environment according to an embodiment of the present invention.

도 1의 네트워크 환경은 수면 신호 노이즈 제거 장치(10), 수면 신호 제공 서버(20), 수면 신호 생성 단말(41, 42, 43, 44, 45) 및 통신망(30)을 포함하는 예를 나타내고 있다. 이러한 도 1은 발명의 설명을 위한 일례로 수면 신호 획득 단말의 수나 서버의 수가 도 1과 같이 한정되는 것은 아니다.The network environment of FIG. 1 shows an example including a sleep signal noise removal device 10 , a sleep signal providing server 20 , sleep signal generating terminals 41 , 42 , 43 , 44 , 45 , and a communication network 30 . . FIG. 1 is an example for the description of the invention, and the number of sleep signal acquisition terminals or the number of servers is not limited as in FIG. 1 .

본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 시스템은 수면 신호 노이즈 제거 장치 (10)가 수면 신호 제공 서버(20) 또는 수면 신호 생성 단말(41, 42, 43, 44, 45)로부터 시계열적으로 생성된 수면 신호를 수신하고, 각각의 수면 단계 정보를 기초로 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하며, 각각의 수면 단계의 특징을 기초로 생성된 필터 정보를 이용하여 각각의 수면 단계에 대응되는 신호 블록의 노이즈를 제거할 수 있다.In the sleep signal noise removal system according to an embodiment of the present invention, the sleep signal noise removal device 10 is time-series from the sleep signal providing server 20 or the sleep signal generating terminals 41 , 42 , 43 , 44 , 45 . Receive the generated sleep signal, divide the sleep signal into a plurality of signal blocks based on each sleep stage information, and respond to each sleep stage using filter information generated based on the characteristics of each sleep stage It is possible to remove the noise of the signal block.

수면 신호 제공 서버(20)는 통신망(30)을 통해 수면 신호 생성 단말(41, 42, 43, 44, 45)에서 생성된 수면 신호를 수신할 수 있고, 상기 수신한 수면 신호를 통신망(30)을 통해 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)로 전달할 수 있다. The sleep signal providing server 20 may receive the sleep signal generated by the sleep signal generating terminals 41 , 42 , 43 , 44 , 45 through the communication network 30 , and transmit the received sleep signal to the communication network 30 . may be transmitted to the sleep signal noise removal device 10 through the

수면 신호 생성 단말(41, 42, 43, 44, 45)은 사용자의 수면 신호와 관련된 다양한 생체 신호를 센싱할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 수면 신호 생성 단말(41, 42, 43, 44, 45)은 사용자의 맥박, 혈압, 심전도 및 뇌파 등 다중 생체 신호를 측정할 수 있는 측정장치일 수 있으며, 사용자의 수면조절 뇌 부위에 자극 신호를 전달하는 자극 장치일 수 있다. 일 실시예에서 수면 신호 생성 단말(41, 42, 43, 44, 45)은 사용자가 착용한 웨어러블 디바이스일 수 있고, 체내 얕은 영역에 장착된 센서를 구비한 기기일 수도 있다. The sleep signal generating terminals 41 , 42 , 43 , 44 and 45 may sense various biosignals related to the user's sleep signal. Specifically, the sleep signal generating terminals 41, 42, 43, 44, 45 according to some embodiments of the present invention may be a measuring device capable of measuring multiple bio-signals such as a user's pulse, blood pressure, electrocardiogram and brain wave, It may be a stimulation device that transmits a stimulation signal to the user's sleep control brain region. According to an embodiment, the sleep signal generating terminals 41 , 42 , 43 , 44 , and 45 may be wearable devices worn by the user, or devices having a sensor mounted in a shallow area of the body.

이와 같이 체내 깊은 영역의 신호를 체내 얕은 영역 또는 체외에서 측정함으로써, 획득되는 생체 신호에 물리적인 잡음을 포함하는 다양한 노이즈가 포함될 수 있다. 따라서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 수면 신호 디노이징 방법을 이용하여 상기 획득된 생체 신호 전체에 대하여 먼저 노이즈 제거가 수행될 수도 있고, 노이즈 제거가 필요한 일부 영역에 대한 노이즈 제거가 수행될 수도 있다.As described above, by measuring a signal of a deep area within the body or a shallow area of the body or outside the body, various noises including physical noise may be included in the obtained biosignal. Accordingly, using the sleep signal denoising method according to some embodiments of the present invention, noise removal may be performed on the entire obtained biosignal first, or noise removal may be performed on a partial area requiring noise removal. .

본 발명의 몇몇 실시예에서 수면 신호 생성 단말(41, 42, 43, 44, 45)에서 생성된 수면 신호는 통신망(30)을 통하여 직접 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)로 전달될 수 있으나, 다른 실시예에서 상기 수면 신호는 수면 신호 생성 단말(41, 42, 43, 44, 45)에서 통신망(30)을 통하여 수면 신호 제공 서버(20)로 전달되어 사전에 정의된 알고리즘을 통해 전처리된 후, 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)로 전달될 수도 있다.In some embodiments of the present invention, the sleep signal generated by the sleep signal generating terminals 41 , 42 , 43 , 44 and 45 may be directly transmitted to the sleep signal noise removing device 10 through the communication network 30 , but other In the embodiment, the sleep signal is transmitted from the sleep signal generating terminals 41, 42, 43, 44, 45 to the sleep signal providing server 20 through the communication network 30, and after being pre-processed through a predefined algorithm, The sleep signal may be transmitted to the noise canceling device 10 .

통신 방식은 제한되지 않으며, 통신망(30)(일례로, 이동통신망, 유선 인터넷, 무선 인터넷, 방송망)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 통신망(30)은, PAN(personal area network), LAN(local area network), CAN(campus area network), MAN(metropolitan area network), WAN(wide area network), BBN(broadband network), 인터넷 등의 네트워크 중 하나 이상의 임의의 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 통신망(30)은 버스 네트워크, 스타 네트워크, 링 네트워크, 메쉬 네트워크, 스타-버스 네트워크, 트리 또는 계층적(hierarchical) 네트워크 등을 포함하는 네트워크 토폴로지 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The communication method is not limited, and not only a communication method using the communication network 30 (eg, a mobile communication network, a wired Internet, a wireless Internet, a broadcasting network), but also short-range wireless communication between devices may be included. For example, the communication network 30 may include a personal area network (PAN), a local area network (LAN), a campus area network (CAN), a metropolitan area network (MAN), a wide area network (WAN), and a broadband network (BBN). , the Internet, and the like. In addition, the communication network 30 may include any one or more of a network topology including a bus network, a star network, a ring network, a mesh network, a star-bus network, a tree or a hierarchical network, etc. not limited

다양한 수면 신호 생성 단말(41, 42, 43, 44, 45)로부터 획득된 수면 신호는 다양한 형태의 노이즈를 포함하며, 수면 신호의 특성상 복수의 수면 단계에 따라 제거되는 노이즈가 상이할 수 있으므로, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법에 따라 각각의 수면 단계 정보에 기초하여 노이즈를 제거하기 위한 필터 정보가 생성될 수 있다.The sleep signals obtained from the various sleep signal generating terminals 41, 42, 43, 44, 45 include various types of noise, and the noise removed according to a plurality of sleep stages may be different due to the nature of the sleep signal. According to the sleep signal noise removal method according to some embodiments of the present invention, filter information for removing noise may be generated based on each sleep stage information.

이하 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 장치 및 수면 신호 제공 서버의 내부 구성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the internal configuration of the sleep signal noise removal apparatus and the sleep signal providing server according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 .

일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)는 메모리(11), 프로세서(12), 통신 모듈(13) 및 입출력 인터페이스(14)를 포함할 수 있다. 메모리(11)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(11)에는 노이즈 제거 대상인 수면 신호, 상기 수면 신호가 분할된 신호 블록 및 수면 단계별 필터 정보가 일시적 또는 영구적으로 저장될 수 있다.The sleep signal noise removal apparatus 10 according to an embodiment may include a memory 11 , a processor 12 , a communication module 13 , and an input/output interface 14 . The memory 11 is a computer-readable recording medium and may include a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), and a permanent mass storage device such as a disk drive. Also, a sleep signal to be noise removed, a signal block into which the sleep signal is divided, and filter information for each sleep stage may be temporarily or permanently stored in the memory 11 .

프로세서(12)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(11) 또는 통신 모듈(13)에 의해 프로세서(12)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(12)는 메모리(11)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(12)에 대한 상세한 설명은 이하 도 3에서 후술한다.The processor 12 may be configured to process instructions of a computer program by performing basic arithmetic, logic, and input/output operations. The instructions may be provided to the processor 12 by the memory 11 or the communication module 13 . For example, the processor 12 may be configured to execute instructions received according to program code stored in a recording device such as the memory 11 . A detailed description of the processor 12 will be described later with reference to FIG. 3 .

통신 모듈(13)은 통신망을 통해 수면 신호 제공 서버(20)와 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)의 프로세서(12)가 메모리(11)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청이 통신 모듈(13)의 제어에 따라 통신망을 통해 수면 신호 제공 서버(20)로 전달될 수 있다. 역으로 수면 신호 제공 서버(20)의 프로세서(22) 제어에 따라 제공되는 신호나 명령, 컨텐츠, 파일 등이 통신망을 거쳐 통신 모듈(13)을 통해 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)로 전달될 수 있다. 예를 들어 통신 모듈(13)을 통해 수신된 수면 신호 제공 서버(20)의 제어 신호나 명령 등은 프로세서(12)나 메모리(11)로 전달될 수 있고, 컨텐츠나 파일 등은 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)가 더 포함할 수 있는 저장 매체로 저장될 수 있다.The communication module 13 may provide a function for communicating with the sleep signal providing server 20 through a communication network. For example, a request generated by the processor 12 of the sleep signal noise removal device 10 according to a program code stored in a recording device such as the memory 11 provides a sleep signal through a communication network under the control of the communication module 13 It may be transmitted to the server 20 . Conversely, signals, commands, contents, files, etc. provided under the control of the processor 22 of the sleep signal providing server 20 may be transmitted to the sleep signal noise removal device 10 through the communication module 13 through the communication network. have. For example, a control signal or command of the sleep signal providing server 20 received through the communication module 13 may be transmitted to the processor 12 or the memory 11 , and contents or files may be removed from sleep signal noise. It may be stored in a storage medium that the device 10 may further include.

또한, 입출력 인터페이스(14)는 사용자의 입력을 수신하고, 출력 데이터를 디스플레이 할 수 있다. 일 실시예에 따른 입출력 인터페이스(14)는 사용자로부터 수면 단계 정보를 입력 받을 수 있고, 노이즈가 제거된 수면 신호를 출력할 수 있다.In addition, the input/output interface 14 may receive a user's input and display output data. The input/output interface 14 according to an embodiment may receive sleep phase information from a user and may output a sleep signal from which noise has been removed.

또한, 다른 실시예들에서 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)는 도 2의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)는 사용자 단말의 내부 구성요소들에 전력을 공급하는 배터리 및 충전 장치를 포함할 수 있고, 상술한 입출력 장치 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 트랜시버(transceiver), GPS(Global Positioning System) 모듈, 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다.Also, in other embodiments, the sleep signal noise removal apparatus 10 may include more components than those of FIG. 2 . However, there is no need to clearly show most of the prior art components. For example, the sleep signal noise removal device 10 may include a battery and a charging device for supplying power to internal components of the user terminal, and is implemented to include at least some of the above-described input/output devices or a transceiver ( transceiver), a Global Positioning System (GPS) module, and other components such as a database may be further included.

일 실시예에서 수면 신호 제공 서버(20)에 포함된 센서부(24)는 수면 신호와 관련된 생체 신호를 센싱할 수 있고, 생체 신호를 센싱하는 외부 장치들로부터 상기 생체 신호를 수신할 수도 있다. 또한, 본 발명의 특징을 명확히 설명하기 위해 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)와 수면 신호 제공 서버(20)의 블록도롤 각각 표시하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 시스템은 도 2에 도시된 바에 한정되지 않고 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)와 수면 신호 제공 서버(20)가 하나의 물리적 장치에 구비될 수도 있음에 유의한다.In an embodiment, the sensor unit 24 included in the sleep signal providing server 20 may sense a biosignal related to the sleep signal, and may receive the biosignal from external devices that sense the biosignal. In addition, in order to clearly explain the features of the present invention, block diagrams of the sleep signal noise removal device 10 and the sleep signal providing server 20 are respectively shown, but the sleep signal noise removal system according to an embodiment of the present invention is shown in Fig. It should be noted that the apparatus for removing noise from the sleep signal 10 and the server for providing the sleep signal 20 may be provided in one physical device without being limited to that shown in FIG. 2 .

이하 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호의 노이즈 제거 방법을 수행하는 단말 또는 서버의 프로세서 내부 구성에 대하여 상세히 검토한다. 후술되는 프로세서는 이해의 용이를 위하여 도 2에 도시된 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)의 프로세서(12)임을 가정하고 설명하나, 일 실시예에서 수면 신호 노이즈 제공 서버(20)에서 생성되는 경우 후술되는 프로세서는 도 2에 도시된 수면 신호 노이즈 제공 서버(20)의 프로세서(12)일 수 있음에 유의한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, the internal configuration of the processor of the terminal or server performing the method for removing noise of a sleep signal according to an embodiment of the present invention will be reviewed in detail. For ease of understanding, a processor to be described below is assumed to be the processor 12 of the sleep signal noise removing device 10 shown in FIG. 2 for ease of understanding. Note that the processor may be the processor 12 of the sleep signal noise providing server 20 shown in FIG. 2 .

본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제공 장치(10)의 프로세서(12)는 수면 신호 획득부(51), 수면 신호 분할부(52), 제1 노이즈 제거부(53) 및 제2 노이즈 제거부(54)를 포함한다. 몇몇 실시예에 따라 프로세서(12)의 구성요소들은 선택적으로 프로세서(12)에 포함되거나 제외될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에 따라 프로세서(12)의 구성요소들은 프로세서(12)의 기능의 표현을 위해 분리 또는 병합될 수도 있다.The processor 12 of the sleep signal noise providing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a sleep signal obtaining unit 51 , a sleep signal dividing unit 52 , a first noise removing unit 53 , and a second noise. and a removal unit 54 . According to some embodiments, components of the processor 12 may be selectively included or excluded from the processor 12 . In addition, according to some embodiments, the components of the processor 12 may be separated or combined to express the functions of the processor 12 .

이러한 프로세서(12) 및 프로세서(12)들의 구성요소들은 도 4의 수면 신호 노이즈 제거 방법이 포함하는 단계들을 수행하도록 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(12) 및 프로세서(12)의 구성요소들은 메모리(11)가 포함하는 운영체제의 코드와 적어도 하나의 프로그램의 코드에 따른 명령(instruction)을 실행하도록 구현될 수 있다. 여기서, 프로세서(12)의 구성요소들은 수면 신호 노이즈 제거 장치(10)에 저장된 프로그램 코드가 제공하는 명령에 따라 프로세서(12)에 의해 수행되는 프로세서(12)의 서로 다른 기능들(different functions)의 표현들일 수 있다. 프로세서(12)의 내부 구성 및 구체적인 동작에 대해서는 도 4 의 수면 신호 노이즈 제거 방법 및 도 5 내지 도 9 의 실시예를 참조하여 설명하기로 한다.The processor 12 and components of the processors 12 may control the sleep signal noise removal apparatus 10 to perform steps included in the sleep signal noise removal method of FIG. 4 . For example, the processor 12 and the components of the processor 12 may be implemented to execute instructions according to the code of the operating system included in the memory 11 and the code of at least one program. Here, the components of the processor 12 are functions of different functions of the processor 12 performed by the processor 12 according to instructions provided by the program code stored in the sleep signal noise removal device 10 . can be expressions. The internal configuration and specific operation of the processor 12 will be described with reference to the sleep signal noise removal method of FIG. 4 and the embodiments of FIGS. 5 to 9 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법을 시계열적으로 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for removing noise from a sleep signal in a time series according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 수면 신호 획득부(51)는 센서부에 의해 시계열적으로 제공되는 수면 신호를 획득할 수 있다(S110). 상기 수면 신호는 수면과 관련된 사용자의 생체 신호와 다양한 노이즈가 포함된 신호일 수 있다. 특히 웨어러블 디바이스를 통해 획득한 생체 정보는 체내 얕은 곳 또는 체외에 위치한 센서를 통해 획득될 수 있으므로, 상기 웨어러블 디바이스를 통해 획득한 생체 신호는 수면 신호 외에 물리적인 잡음을 더 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 4 , the sleep signal obtaining unit 51 may obtain a sleep signal provided in time series by the sensor unit ( S110 ). The sleep signal may be a signal including a user's biosignal related to sleep and various noises. In particular, since biometric information obtained through the wearable device may be obtained through a sensor located in a shallow place or outside the body, the biosignal obtained through the wearable device may further include physical noise in addition to the sleep signal.

이후, 수면 신호 분할부(52)는 사용자의 수면 단계 정보를 기초로 결정되는 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할할 수 있다. 수면 신호는 수면 단계에 따라 일주기 별로 유사한 수면 신호 패턴을 포함한다. 수면 신호 패턴은 수면 단계에 따라 반복적으로 나타나는 특징적인 패턴으로, 수면 신호의 크기 변화 및 주파수 변화 등을 감지하는 알고리즘을 이용하여 감지 될 수 있다. 예를 들어 수면 신호 패턴은 수면 방추(spindle) 또는 K 복합 뇌파(K-complex)를 포함할 수 있다.Thereafter, the sleep signal dividing unit 52 may divide the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval determined based on the user's sleep stage information. The sleep signal includes a similar sleep signal pattern for each cycle according to the sleep stage. The sleep signal pattern is a characteristic pattern that appears repeatedly according to the sleep stage, and may be detected using an algorithm that detects a change in the size and frequency of the sleep signal. For example, the sleep signal pattern may include a sleep spindle or a K-complex.

수면 단계마다 수면 신호의 특성이 달라지므로 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법은 상기 수면 단계 정보를 기초로 수면 신호의 노이즈를 제거함으로써 정확도를 높일 수 있다. 예를 들어 수면 신호에 수면 방추를 포함하는 수면 단계의 경우, 수면 방추의 주기보다 긴 시간 간격으로 신호 블록을 생성할 수 있다. 수면 단계는 비렘 수면 단계와 렘 수면 단계로 나뉠 수 있고, 비렘 수면은 다시 수면의 깊이에 따라 3가지의 수면 단계(N1수면, stage N1; N2수면, stage N2; N3수면, stage N3)로 나뉠 수 있다. 단계에 따른 신호 블록 생성 방법에 대하여는 이하 도 6에서 상세히 서술한다.Since the characteristics of the sleep signal are different for each sleep phase, the sleep signal noise removal method according to some embodiments of the present invention may improve accuracy by removing noise from the sleep signal based on the sleep phase information. For example, in the case of a sleep phase including a sleep spindle in a sleep signal, a signal block may be generated at a time interval longer than the period of the sleep spindle. Sleep stage can be divided into non-REM sleep stage and REM sleep stage, and non-REM sleep is further divided into three sleep stages (N1 sleep, stage N1; N2 sleep, stage N2; N3 sleep, stage N3) according to the depth of sleep. can A method of generating a signal block according to the steps will be described in detail below with reference to FIG. 6 .

이후 단계 S130에서 노이즈 제거 대상 신호 블록이 대응되는 수면 단계가 확인될 수 있다.Thereafter, in step S130, a sleep phase corresponding to the noise removal target signal block may be identified.

일 실시예에서 노이즈 제거 대상 신호 블록이 대응되는 수면 단계가 제1 수면 단계인 경우, 제1 노이즈 제거부(53)는 제1 수면 단계의 특징을 기초로 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 필터 정보를 생성할 수 있고(S140), 이후 상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 신호 블록의 노이즈를 제거할 수 있다(S150). In an embodiment, when the sleep stage to which the noise removal target signal block corresponds is the first sleep stage, the first noise remover 53 is configured to perform a first sleep stage corresponding to the first sleep stage based on the characteristics of the first sleep stage. Filter information may be generated (S140), and then, noise of the first signal block corresponding to the first sleep phase may be removed using the first filter information (S150).

상기 제1 필터 정보는 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 정보 및 수면 신호의 주파수 정보를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최고 주파수가 임계 주파수로 지정될 수 있고, 신호 블록에 포함된 상기 임계 주파수 이상의 고주파는 노이즈로서 제거될 수 있다. 예를 들어 수면 신호에 수면 방추를 포함하는 수면 단계의 경우, 임계 주파수는 수면 방추의 최고 주파수 보다 높을 수 있다. 신호 블록의 노이즈가 제거되는 방법에 대하여는 이하 도 9에서 상세히 설명한다.The first filter information may include information on a sleep signal pattern and frequency information of a sleep signal included in the first sleep phase. In this case, the highest frequency of the sleep signal pattern included in the first sleep phase may be designated as a threshold frequency, and high frequencies above the threshold frequency included in the signal block may be removed as noise. For example, in the case of a sleep phase including sleep spindles in the sleep signal, the threshold frequency may be higher than the highest frequency of the sleep spindles. A method of removing noise from a signal block will be described in detail below with reference to FIG. 9 .

일 실시예에서 노이즈 제거 대상 신호 블록이 대응되는 수면 단계가 제2 수면 단계인 경우, 제2 노이즈 제거부(54)는 제2 수면 단계의 특징을 기초로 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 필터 정보를 생성할 수 있고(S160), 이후 상기 제2 필터 정보를 이용하여 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 신호 블록의 노이즈를 제거할 수 있다(S170).In an embodiment, when the sleep stage to which the noise removal target signal block corresponds is the second sleep stage, the second noise remover 54 is configured to perform a second sleep stage corresponding to the second sleep stage based on the characteristics of the second sleep stage. Filter information may be generated (S160), and then, noise of the second signal block corresponding to the second sleep stage may be removed using the second filter information (S170).

제1 필터 정보와 마찬가지로, 상기 제2 필터 정보는 제1 수면 단계와는 상이한 제2 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 정보 및 수면 신호의 주파수 정보를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 제2 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최고 주파수가 임계 주파수로 지정될 수 있고, 신호 블록에 포함된 임계 주파수 이상의 고주파는 노이즈로 제거될 수 있다. Like the first filter information, the second filter information may include information on a sleep signal pattern and frequency information of a sleep signal included in a second sleep phase different from the first sleep phase. In this case, the highest frequency of the sleep signal pattern included in the second sleep phase may be designated as a threshold frequency, and high frequencies above the threshold frequency included in the signal block may be removed as noise.

또한 일 실시예에서 수면 신호 패턴의 최저 주파수가 임계 주파수로 지정된 경우, 신호 블록에 포함된 임계 주파수 미만의 저주파는 노이즈로 제거될 수 있음은 물론이다. 예를 들어 수면 신호에 수면 방추를 포함하는 수면 단계의 경우, 임계 주파수는 수면 방추의 최고 주파수 보다 높거나 수면 방추의 최저 주파수보다 낮을 수 있다. 신호 블록의 노이즈가 제거되는 구체적인 방법에 대하여는 이하 도 9에서 상세히 설명한다.In addition, in an embodiment, when the lowest frequency of the sleep signal pattern is designated as the threshold frequency, low frequencies less than the threshold frequency included in the signal block may be removed as noise. For example, in the case of a sleep phase in which a sleep spindle is included in the sleep signal, the threshold frequency may be higher than the highest frequency of the sleep spindle or lower than the lowest frequency of the sleep spindle. A detailed method for removing noise from a signal block will be described in detail below with reference to FIG. 9 .

이하 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 수면 신호의 노이즈가 제거되는 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for removing noise from a sleep signal according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5 .

먼저, 센서부(24)를 통해 제공된 수면 신호는 복수의 신호 블록으로 분할될 수 있다. 일 실시예에서 시계열 데이터인 상기 수면 신호에 대하여, 30초 안팎의 인접한 시간 동안의 수면 신호는 동일한 수면 단계에 대응되는 수면 신호일 수 있다. 따라서 본 발명의 몇몇 실시예에서 획득된 수면 신호는 30초 크기의 연속적인 복수의 신호 블록으로 분할될 수 있다.First, the sleep signal provided through the sensor unit 24 may be divided into a plurality of signal blocks. In an embodiment, with respect to the sleep signal that is time series data, a sleep signal for an adjacent time of about 30 seconds may be a sleep signal corresponding to the same sleep stage. Accordingly, the sleep signal obtained in some embodiments of the present invention may be divided into a plurality of consecutive signal blocks having a size of 30 seconds.

이후, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 동일한 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록이 그룹화될 수 있다. 예를 들어 N1 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록이 하나의 그룹으로 그룹화 될 수 있고, N2 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록이 다른 하나의 그룹으로 그룹화 될 수 있다.Thereafter, according to some embodiments of the present invention, a plurality of signal blocks corresponding to the same sleep stage may be grouped. For example, a plurality of signal blocks corresponding to the N1 sleep stage may be grouped into one group, and a plurality of signal blocks corresponding to the N2 sleep stage may be grouped into another group.

또한, 수면 단계별로 생성된 필터 정보를 이용하여 복수의 신호 블록의 노이즈가 제거될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 수면 단계별로 생성된 필터 정보는 노이즈가 제거된 신호 블록을 이용하여 갱신될 수 있다. In addition, noise of a plurality of signal blocks may be removed by using filter information generated for each sleep stage. According to an embodiment of the present invention, the filter information generated for each sleep stage may be updated using a signal block from which noise has been removed.

마지막으로, 노이즈가 제거된 신호 블록을 다시 조합하여 노이즈가 제거된 수면 신호가 생성될 수 있다.Finally, the noise-removed sleep signal may be generated by recombining the noise-removed signal blocks.

이하 도 6을 참조하여 수면 단계 별로 상이한 필터 정보를 이용하여 노이즈를 제거하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of removing noise using different filter information for each sleep stage will be described in detail with reference to FIG. 6 .

먼저 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 신호 블록은 수면 단계에 따라 상이한 시간 간격으로 분할될 수 있다. 구체적으로 하나의 시계열 데이터로 획득된 수면 신호에 대하여, 제1 수면 단계의 수면 신호(101)에 대응되는 신호 블록의 크기, 제2 수면 단계의 수면 신호(102)에 대응되는 신호 블록의 크기, 제3 수면 단계의 수면 신호(103)에 대응되는 신호 블록의 크기 및 제 4 수면 단계의 수면 신호(104)에 대응되는 신호 블록의 크기는 모두 상이할 수 있다.First, according to some embodiments of the present invention, a signal block may be divided into different time intervals according to sleep phases. Specifically, for a sleep signal obtained as one time series data, the size of the signal block corresponding to the sleep signal 101 of the first sleep stage, the size of the signal block corresponding to the sleep signal 102 of the second sleep stage, The size of the signal block corresponding to the sleep signal 103 of the third sleep stage and the size of the signal block corresponding to the sleep signal 104 of the fourth sleep stage may be different from each other.

예를 들어 N1 수면 단계에 대응되는 수면 신호는 통상 동일한 수면 단계가 지속되는 시간 간격인 30초 크기로 분할될 수 있고, N2 수면 단계에 대응되는 수면 신호는 수면 방추의 지속시간 보다 긴 0.6초 크기로 분할될 수 있으며, N3 수면 단계에 대응되는 수면 신호는 저주파 신호가 지속되는지 여부를 확인하기 위해 최소 6초 크기로 분할될 수 있고, 렘 수면 단계는 무작위로 저진폭의 톱니파(sawtooth wave)가 나타나기도 하므로 상기 렘 수면 단계에 대응되는 수면 신호는 5초 크기로 분할될 수 있다.For example, the sleep signal corresponding to the N1 sleep stage may be divided into 30 seconds, which is a time interval in which the same sleep phase is usually continued, and the sleep signal corresponding to the N2 sleep stage is 0.6 seconds longer than the duration of the sleep spindle. The sleep signal corresponding to the N3 sleep stage can be divided into a minimum size of 6 seconds to check whether the low-frequency signal continues, and the REM sleep stage is randomly generated by a low-amplitude sawtooth wave. Since it also appears, the sleep signal corresponding to the REM sleep stage may be divided into 5 seconds.

이와 같이 수면 신호가 수면 단계에 따라 상이한 시간 간격으로 분할된 경우, 각각의 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록이 생성될 수 있다. 이후, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 상기 복수의 신호 블록은 각각의 수면 단계에 대응되는 필터 정보를 이용하여 노이즈가 제거될 수 있다.In this way, when the sleep signal is divided into different time intervals according to the sleep phase, a plurality of signal blocks corresponding to each sleep phase may be generated. Thereafter, according to some embodiments of the present invention, noise may be removed from the plurality of signal blocks by using filter information corresponding to each sleep stage.

보다 상세하게, 제1 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록은 상기 제1 수면 단계에 대응되는 제1 필터 정보를 이용하여 노이즈가 제거될 수 있고(111), 제2 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록은 상기 제2 수면 단계에 대응되는 제2 필터 정보를 이용하여 노이즈가 제거될 수 있으며(112), 제3 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록은 상기 제3 수면 단계에 대응되는 제3 필터 정보를 이용하여 노이즈가 제거될 수 있고(113), 제4 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록은 상기 제4 수면 단계에 대응되는 제4 필터 정보를 이용하여 노이즈가 제거될 수 있다(114).In more detail, noise may be removed from the plurality of signal blocks corresponding to the first sleep stage by using the first filter information corresponding to the first sleep stage (111), and a plurality of signal blocks corresponding to the second sleep stage may be removed. In the signal block, noise may be removed using second filter information corresponding to the second sleep stage ( 112 ), and the plurality of signal blocks corresponding to the third sleep stage is a third signal block corresponding to the third sleep stage. Noise may be removed using the filter information (113), and a plurality of signal blocks corresponding to the fourth sleep stage may be noise removed using the fourth filter information corresponding to the fourth sleep stage (114). ).

일 실시예에서 N1 수면 단계의 경우, 뇌파는 알파 파(8~13Hz)에서 세타 파(4~7Hz) 범위 내에서 나타난다. 따라서, 임계 주파수를 14Hz로 설정하여 신호 블록에 포함된 14Hz 이상의 고주파가 제거될 수 있다.In an embodiment, in the case of the N1 sleep phase, the brain waves appear within the range of alpha waves (8-13 Hz) to theta waves (4-7 Hz). Accordingly, by setting the threshold frequency to 14 Hz, high frequencies of 14 Hz or higher included in the signal block may be removed.

일 실시예에서 N2 수면 단계의 경우, 뇌파는 11~16Hz 범위의 수면 방추와 K 복합파를 포함한다. 따라서 임계 주파수를 17Hz로 설정하여 신호 블록에 포함된 17Hz 이상의 고주파가 제거될 수 있다. In an embodiment, in the case of the N2 sleep stage, the EEG includes a sleep spindle and a K complex wave in the range of 11 to 16 Hz. Therefore, by setting the threshold frequency to 17 Hz, high frequencies of 17 Hz or more included in the signal block can be removed.

일 실시예에서 N3 수면 단계의 경우, 뇌파는 주로 저주파 신호를 포함하므로 임계 주파수를 3Hz로 설정하여 신호 블록에 포함된 3Hz 이상의 고주파가 제거될 수 있다. In an embodiment, in the case of the N3 sleep phase, since the EEG mainly includes low-frequency signals, the high frequency of 3 Hz or more included in the signal block may be removed by setting the threshold frequency to 3 Hz.

일 실시예에서 렘 수면 단계의 경우, N1 수면 단계와 유사한 빠르고 전압이 낮은 고주파 신호가 관찰되므로 임계 주파수를 14Hz로 설정하여, 신호 블록에 포함된 14Hz 이상의 고주파가 제거될 수 있다. In an embodiment, in the case of the REM sleep phase, a high frequency signal similar to the N1 sleep phase and similar to the N1 sleep phase is observed, so that the threshold frequency is set to 14 Hz, so that high frequencies of 14 Hz or more included in the signal block may be removed.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 필터 정보가 갱신되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining a method of updating filter information according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에서 제1 노이즈 제거부(53)는 먼저 제1 필터 정보를 이용하여 제1 수면 단계에 대응하는 제3 신호 블록의 노이즈를 제거할 수 있다. 일 실시예에서 상기 제3 신호 블록은, 제1 수면 단계에 대응하는 제1 신호 블록 이후 획득된 신호 블록일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first noise removing unit 53 may first remove the noise of the third signal block corresponding to the first sleep stage by using the first filter information. In an embodiment, the third signal block may be a signal block obtained after the first signal block corresponding to the first sleep phase.

이후, 제1 노이즈 제거부(53)는 제1 신호 블록 및 제3 신호 블록을 적층하여 상기 제1 필터 정보를 갱신할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 노이즈 제거부(53)는 수면 신호를 측정한 측정 전극의 위치를 기초로 지정된 가중치에 따라 상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층하여 제1 수면 단계에 대응되는 제1 필터 정보를 갱신할 수 있다. 상세한 설명은 이하 도 8에서 후술한다.Thereafter, the first noise removing unit 53 may update the first filter information by stacking the first signal block and the third signal block. In one embodiment, the first noise removing unit 53 corresponds to the first sleep phase by stacking the first signal block and the third signal block according to a weight specified based on the position of the measuring electrode measuring the sleep signal. The first filter information to be used may be updated. A detailed description will be given later with reference to FIG. 8 .

그 다음, 제1 노이즈 제거부(53)는 갱신 된 제1 필터 정보를 이용하여 제1 수면 단계에 대응하는 제4 신호 블록의 노이즈를 제거할 수 있다.Then, the first noise removing unit 53 may remove the noise of the fourth signal block corresponding to the first sleep stage by using the updated first filter information.

이하 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 지정된 가중치를 갖는 신호 블록을 이용하여 필터 정보를 갱신하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of updating filter information using a signal block having a specified weight according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 8 .

본 발명의 일 실시예에 따라 획득된 제1 수면 단계에 대응되는 수면 신호(101)는 하나 이상의 전극 신호를 이용하여 측정된 신호일 수 있다. The sleep signal 101 corresponding to the first sleep stage obtained according to an embodiment of the present invention may be a signal measured using one or more electrode signals.

복수의 전극을 이용하여 수면 신호를 측정하는 경우, 측정 전극의 위치에 따라 수면 신호의 크기가 달라진다. 따라서 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 복수의 전극을 이용하여 획득된 복수의 수면 신호 각각에 대하여 서로 상이한 가중치를 부여하여 상기 복수의 수면 신호의 크기를 정규화 하는 과정이 필요하다.When the sleep signal is measured using a plurality of electrodes, the magnitude of the sleep signal varies according to the position of the measuring electrode. Therefore, according to some embodiments of the present invention, a process of normalizing the magnitudes of the plurality of sleep signals by giving different weights to each of the plurality of sleep signals obtained using the plurality of electrodes is required.

예를 들어 제1 수면 단계에 대응되는 제1 신호 블록(121) 및 제3 신호 블록(122)이 서로 상이한 전극을 이용하여 측정된 경우, 상기 제1 신호 블록과 제3 신호 블록은 지정된 가중치에 따라 적층 될 수 있다.For example, when the first signal block 121 and the third signal block 122 corresponding to the first sleep phase are measured using different electrodes, the first signal block and the third signal block are determined by a specified weight. can be stacked accordingly.

적층된 신호 블록은 이후 주파수 변환 수행 후 노이즈가 제거될 수 있고, 노이즈가 제거된 주파수 데이터는 역변환 되어 최종적으로 노이즈가 제거된 수면 신호가 획득될 수 있다.After performing frequency conversion, noise may be removed from the stacked signal blocks, and the noise-removed frequency data may be inversely transformed to finally obtain a noise-removed sleep signal.

이하 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법에서 특정 주파수 영역을 제거하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for removing a specific frequency region in the sleep signal noise removal method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 9 .

특정 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록(210)은 측정 전극의 위치를 기초로 지정된 가중치에 따라 적층될 수 있다. 이후, 신호 블록을 적층하여 획득한 데이터(220)에 대하여 주파수 변환이 수행될 수 있다. 상기 주파수 변환은 예를 들어 DFT (Discrete Fourier Transform) 변환일 수 있다.A plurality of signal blocks 210 corresponding to a specific sleep phase may be stacked according to weights designated based on the positions of the measurement electrodes. Thereafter, frequency conversion may be performed on the data 220 obtained by stacking signal blocks. The frequency transform may be, for example, a Discrete Fourier Transform (DFT) transform.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 노이즈 제거 방법은, 신호 블록에 대한 주파수 변환이 수행된 데이터(230)에 대하여 수행될 수 있다. 일 실시예에서 주파수 변환이 수행된 데이터(230)에 대하여 최대 임계 주파수 이상의 고주파 영역에 대한 감쇄 또는 제거가 수행될 수 있고, 최소 임계 주파수 미만의 저주파 영역에 대한 감쇄 또는 제거가 수행될 수도 있다.The noise removal method according to some embodiments of the present invention may be performed on the data 230 on which the frequency conversion of the signal block is performed. In an embodiment, attenuation or removal may be performed for a high frequency region greater than or equal to a maximum threshold frequency, and attenuation or removal may be performed for a low frequency region less than a minimum threshold frequency with respect to the data 230 on which the frequency conversion has been performed.

전술한 바, 일 실시예에서 N1 수면 단계의 경우 임계 주파수를 14Hz로 지정하여 신호 블록에 포함된 14Hz 이상의 고주파가 제거될 수 있고, N2 수면 단계의 경우 임계 주파수를 17Hz로 지정하여 신호 블록에 포함된 17Hz 이상의 고주파가 제거될 수 있으며, N3 수면 단계의 경우 임계 주파수를 3Hz로 지정하여 신호 블록에 포함된 3Hz 이상의 고주파가 제거될 수 있고, 렘 수면 단계의 경우 임계 주파수를 14Hz로 지정하여 신호 블록에 포함된 14Hz 이상의 고주파가 제거될 수 있다. As described above, in the case of the N1 sleep phase, in the case of the N1 sleep phase, the high frequency of 14 Hz or more included in the signal block may be removed by designating the threshold frequency as 14 Hz, and in the case of the N2 sleep phase, the critical frequency is designated as 17 Hz and included in the signal block High frequencies above 17 Hz can be removed, and in the case of the N3 sleep stage, by designating the threshold frequency as 3 Hz, high frequencies above 3 Hz included in the signal block can be removed. High frequencies of 14 Hz or higher included in the .

이후, 상기 최대 임계 주파수 이상의 고주파 영역 및 최소 임계 주파수 미만의 저주파 영역에 대한 노이즈가 제거된 후, 상기 주파수 변환이 수행된 데이터(230)에 대한 주파수 역변환이 수행될 수 있다.Thereafter, after noise in the high frequency region greater than the maximum threshold frequency and the low frequency region less than the minimum threshold frequency are removed, inverse frequency transformation may be performed on the frequency-converted data 230 .

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법은, 광역 디노이징 방법(Global Denoising)을 이용하여 수행될 수도 있다. 본 실시예의 경우 특정 수면 단계에 대응되는 복수의 신호 블록 그룹 중에서 사용자의 동일한 날의 이전 수면 신호 또는 과거의 다른 날의 수면 신호 중 동일한 수면 단계에서의 노이즈 제거 기록이 이용될 수 있다. The sleep signal noise removal method according to another embodiment of the present invention may be performed using a global denoising method. In the present embodiment, the noise-removing record in the same sleep phase among the previous sleep signals on the same day of the user or the sleep signals on different days in the past among a plurality of signal block groups corresponding to a specific sleep phase may be used.

보다 구체적으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법은, 노이즈가 제거된 수면 신호 패치에서 학습한 GMM(Gaussian mixture model)을 사전 확률로 사용하여 이미지 노이즈 제거 기법 중 하나인 EPLL(Expected Patch Log Likelihood)이 최대가 되는 성분을 선택하고 노이즈 제거 대상이 되는 신호 블록을 최대 성분의 고유치(eigenvalue) 방향으로 투영함으로써 노이즈를 제거할 수 있다. 이 경우, 과거의 수면 신호 정보를 저장해야 하므로 별도의 저장장치를 더 이용할 수 있다. More specifically, the sleep signal noise removal method according to another embodiment of the present invention uses the Gaussian mixture model (GMM) learned from the noise-removed sleep signal patch as a prior probability, and EPLL ( Noise can be removed by selecting a component having the maximum Expected Patch Log Likelihood and projecting a signal block to be noise-removed in the direction of the eigenvalue of the maximum component. In this case, since it is necessary to store the previous sleep signal information, a separate storage device may be further used.

사람의 총 수면 시간 중 특정 수면 단계가 나타나는 시간대는 평균적으로 균일하므로, 본 발명의 실시예들에 따른 수면 신호 노이즈 제거 방법은 선별적으로 과거 수면 기록의 사전 정보를 탐색하여 컴퓨팅 연산량을 줄일 수 있고 보다 넓은 범위의 기간의 수면 정보를 이용해 수면 신호의 노이즈를 제거함으로써 노이즈 제거의 정확도를 높일 수 있다. Since the time period in which a specific sleep stage appears among the total sleep time of a person is uniform on average, the sleep signal noise removal method according to the embodiments of the present invention can reduce the amount of computation by selectively searching for prior information of past sleep records, and The accuracy of noise removal can be improved by removing noise from the sleep signal using sleep information of a wider period.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific implementations described in the present invention are only examples, and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of the specification, descriptions of conventional electronic components, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings exemplarily represent functional connections and/or physical or circuit connections, and in an actual device, various functional connections, physical connections that are replaceable or additional may be referred to as connections, or circuit connections. In addition, unless there is a specific reference such as “essential” or “importantly”, it may not be a necessary component for the application of the present invention.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.In the specification of the present invention (especially in the claims), the use of the term “above” and similar referential terms may be used in both the singular and the plural. In addition, when a range is described in the present invention, each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention as including the invention to which individual values belonging to the range are applied (unless there is a description to the contrary). same as Finally, the steps constituting the method according to the present invention may be performed in an appropriate order unless the order is explicitly stated or there is no description to the contrary. The present invention is not necessarily limited to the order in which the steps are described. The use of all examples or exemplary terms (eg, etc.) in the present invention is merely for the purpose of describing the present invention in detail, and unless defined by the claims, the scope of the present invention is limited by the examples or exemplary terminology. it's not going to be In addition, those skilled in the art will recognize that various modifications, combinations, and changes may be made in accordance with design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include hard disks, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floppy disks. medium), 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. A hardware device may be converted into one or more software modules to perform processing in accordance with the present invention, and vice versa.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described with reference to specific matters, such as specific components, and limited embodiments and drawings, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the invention pertains can make various modifications and changes from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the spirit of the present invention is not limited to the scope of the scope of the present invention. will be said to belong to

Claims (19)

컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 수면 신호 노이즈 제거 방법에 있어서,
센서부에 의해 시계열적으로 제공되는 수면 신호를 획득하는 단계;
사용자의 수면 단계 정보를 기초로 결정되는 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계;
제1 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 필터 정보를 생성하고, 상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계; 및
상기 제1 수면 단계와 상이한 제2 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 필터 정보를 생성하고, 상기 제2 필터 정보를 이용하여 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계를 포함하는,
수면 신호 노이즈 제거 방법.
A sleep signal noise removal method performed by a computing device, the method comprising:
acquiring a sleep signal provided in time series by a sensor unit;
dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval determined based on the user's sleep phase information;
First filter information corresponding to the first sleep stage is generated based on a feature of the first sleep stage, and noise of a first signal block corresponding to the first sleep stage using the first filter information removing the; and
Generates second filter information corresponding to the second sleep stage based on a feature of a second sleep stage different from the first sleep stage, and corresponds to the second sleep stage using the second filter information removing the noise of the second signal block to
How to remove sleep signal noise.
제1 항에 있어서,
상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제3 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계;
상기 제1 수면 단계에 대응하는 상기 제1 신호 블록 및 제3 신호 블록중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계; 및
상기 갱신된 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제4 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는,
수면 신호 노이즈 제거 방법.
According to claim 1,
removing noise of a third signal block corresponding to the first sleep phase by using the first filter information;
updating the first filter information by using at least one of the first signal block and the third signal block corresponding to the first sleep phase; and
The method further comprising: removing noise of a fourth signal block corresponding to the first sleep phase by using the updated first filter information;
How to remove sleep signal noise.
제2 항에 있어서,
상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계는,
지정된 가중치에 따라, 상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계를 포함하고,
상기 가중치는 상기 복수의 신호 블록 각각이 측정된 전극의 위치에 기초하여 결정된,
수면 신호 노이즈 제거 방법.
3. The method of claim 2,
Updating the first filter information includes:
and updating the first filter information by stacking the first signal block and the third signal block according to a specified weight,
The weight is determined based on the position of the electrode at which each of the plurality of signal blocks is measured,
How to remove sleep signal noise.
제3 항에 있어서,
상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계는,
상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층한 신호의 주파수 변환을 수행하고, 변환된 데이터의 노이즈를 제거하는 단계; 및
상기 노이즈가 제거된 데이터를 역변환하고, 상기 역변환된 데이터를 이용하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하는 단계를 포함하는,
수면 신호 노이즈 제거 방법.
4. The method of claim 3,
Updating the first signal block and the third signal block to update the first filter information,
performing frequency conversion on a signal obtained by stacking the first signal block and the third signal block, and removing noise from the converted data; and
Inversely transforming the noise-removed data, and updating the first filter information using the inverse-transformed data.
How to remove sleep signal noise.
제1 항에 있어서,
상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계는,
각각의 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 주기를 기초로 결정된 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계를 포함하는,
수면 신호 노이즈 제거 방법.
According to claim 1,
The step of dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks comprises:
Comprising the step of dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval determined based on the period of the sleep signal pattern included in each sleep phase,
How to remove sleep signal noise.
제5 항에 있어서,
상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계는,
상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최소 주기보다 긴 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 단계를 포함하는,
수면 신호 노이즈 제거 방법.
6. The method of claim 5,
The step of dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks comprises:
Comprising the step of dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval longer than the minimum period of the sleep signal pattern included in the first sleep phase,
How to remove sleep signal noise.
제1 항에 있어서,
상기 제1 필터 정보는,
상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호의 패턴 정보 및 주파수 정보를 포함하고,
상기 제2 필터 정보는,
상기 제2 수면 단계에 포함된 수면 신호의 패턴 정보 및 주파수 정보를 포함하는,
수면 신호 노이즈 제거 방법.
According to claim 1,
The first filter information,
Includes pattern information and frequency information of the sleep signal included in the first sleep phase,
The second filter information,
Containing pattern information and frequency information of the sleep signal included in the second sleep phase,
How to remove sleep signal noise.
제7 항에 있어서,
상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응 하는 제1 신호 블록의 노이즈를 제거하는 단계는,
상기 제1 신호 블록에서 임계 주파수 이상의 신호를 제거하는 단계를 포함하고,
상기 임계 주파수는 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최고 주파수인,
수면 신호 노이즈 제거 방법.
8. The method of claim 7,
The step of removing the noise of the first signal block corresponding to the first sleep phase using the first filter information includes:
removing a signal above a threshold frequency from the first signal block;
The threshold frequency is the highest frequency of the sleep signal pattern included in the first sleep phase,
How to remove sleep signal noise.
제8 항에 있어서,
상기 제1 신호 블록에서 임계 주파수 이상의 신호를 제거하는 단계는,
상기 제1 신호 블록의 주파수 변환을 수행하고, 변환된 데이터 중 상기 임계 주파수 이상의 고주파 영역을 감쇄시키는 단계; 및
상기 임계 주파수 이상의 고주파 영역이 감쇄된 데이터를 역변환하는 단계를 포함하는,
수면 신호 노이즈 제거 방법.
9. The method of claim 8,
The step of removing a signal above a threshold frequency from the first signal block comprises:
performing frequency conversion of the first signal block and attenuating a high-frequency region above the threshold frequency among the converted data; and
Inversely transforming data in which a high frequency region above the threshold frequency is attenuated,
How to remove sleep signal noise.
센서부에 의해 시계열적으로 제공되는 수면 신호를 획득하는 수면 신호 획득부;
사용자의 수면 단계 정보를 기초로 결정되는 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는 수면 신호 분할부;
제1 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 필터 정보를 생성하고, 상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제1 신호 블록의 노이즈를 제거하는 제1 노이즈 제거부; 및
상기 제1 수면 단계와 상이한 제2 수면 단계의 특징(feature)을 기초로 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 필터 정보를 생성하고, 상기 제2 필터 정보를 이용하여 상기 제2 수면 단계에 대응하는 제2 신호 블록의 노이즈를 제거하는 제2 노이즈 제거부를 포함하는,
수면 신호 노이즈 제거 장치.
a sleep signal acquisition unit for acquiring a sleep signal provided in time series by the sensor unit;
a sleep signal division unit that divides the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval determined based on the user's sleep phase information;
First filter information corresponding to the first sleep stage is generated based on a feature of the first sleep stage, and noise of a first signal block corresponding to the first sleep stage using the first filter information a first noise removing unit to remove and
Generates second filter information corresponding to the second sleep stage based on a feature of a second sleep stage different from the first sleep stage, and corresponds to the second sleep stage using the second filter information and a second noise removing unit for removing the noise of the second signal block,
Sleep signal noise canceling device.
제10 항에 있어서,
상기 제1 노이즈 제거부는,
상기 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제3 신호 블록의 노이즈를 제거하고, 상기 제1 수면 단계에 대응하는 상기 제1 신호 블록 및 제3 신호 블록중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하며, 상기 갱신된 제1 필터 정보를 이용하여 상기 제1 수면 단계에 대응하는 제4 신호 블록의 노이즈를 제거하는,
수면 신호 노이즈 제거 장치.
11. The method of claim 10,
The first noise removing unit,
The noise of the third signal block corresponding to the first sleep stage is removed using the first filter information, and at least one of the first signal block and the third signal block corresponding to the first sleep stage is used to remove the noise. updating the first filter information and removing noise of a fourth signal block corresponding to the first sleep phase by using the updated first filter information;
Sleep signal noise canceling device.
제11 항에 있어서,
상기 제1 노이즈 제거부는,
지정된 가중치에 따라, 상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하고, 상기 가중치는 상기 복수의 신호 블록 각각이 측정된 전극의 위치에 기초하여 결정되는
수면 신호 노이즈 제거 장치.
12. The method of claim 11,
The first noise removing unit,
The first filter information is updated by stacking the first signal block and the third signal block according to a specified weight, and the weight is determined based on the position of the electrode at which each of the plurality of signal blocks is measured.
Sleep signal noise canceling device.
제12 항에 있어서,
상기 제1 노이즈 제거부는,
상기 제1 신호 블록 및 상기 제3 신호 블록을 적층한 신호의 주파수 변환을 수행하고, 변환된 데이터의 노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 데이터를 역변환하고, 상기 역변환된 데이터를 이용하여 상기 제1 필터 정보를 갱신하는,
수면 신호 노이즈 제거 장치.
13. The method of claim 12,
The first noise removing unit,
A signal obtained by stacking the first signal block and the third signal block is subjected to frequency conversion, noise of the converted data is removed, the data from which the noise has been removed is inversely transformed, and the second signal is converted using the inversely transformed data. 1 to update filter information,
Sleep signal noise canceling device.
제10 항에 있어서,
상기 수면 신호 분할부는,
각각의 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 주기를 기초로 결정된 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는,
수면 신호 노이즈 제거 장치.
11. The method of claim 10,
The sleep signal dividing unit,
Splitting the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval determined based on the period of the sleep signal pattern included in each sleep stage,
Sleep signal noise canceling device.
제14 항에 있어서,
상기 수면 신호 분할부는,
상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최소 주기보다 긴 시간 간격에 따라 상기 수면 신호를 복수의 신호 블록으로 분할하는,
수면 신호 노이즈 제거 장치.
15. The method of claim 14,
The sleep signal dividing unit,
dividing the sleep signal into a plurality of signal blocks according to a time interval longer than the minimum period of the sleep signal pattern included in the first sleep phase;
Sleep signal noise canceling device.
제10 항에 있어서,
상기 제1 필터 정보는,
상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호의 패턴 정보 및 주파수 정보를 포함하고,
상기 제2 필터 정보는,
상기 제2 수면 단계에 포함된 수면 신호의 패턴 정보 및 주파수 정보를 포함하는,
수면 신호 노이즈 제거 장치.
11. The method of claim 10,
The first filter information,
Includes pattern information and frequency information of the sleep signal included in the first sleep phase,
The second filter information,
Containing pattern information and frequency information of the sleep signal included in the second sleep phase,
Sleep signal noise canceling device.
제16 항에 있어서,
상기 제1 노이즈 제거부는,
상기 제1 신호 블록에서 임계 주파수 이상의 신호를 제거하는 단계를 포함하고,
상기 임계 주파수는 상기 제1 수면 단계에 포함된 수면 신호 패턴의 최고 주파수인,
수면 신호 노이즈 제거 장치.
17. The method of claim 16,
The first noise removing unit,
removing a signal above a threshold frequency from the first signal block;
The threshold frequency is the highest frequency of the sleep signal pattern included in the first sleep phase,
Sleep signal noise canceling device.
제17 항에 있어서,
상기 제1 노이즈 제거부는,
상기 제1 신호 블록의 주파수 변환을 수행하고, 변환된 데이터 중 상기 임계 주파수 이상의 고주파 영역을 감쇄시키고, 상기 임계 주파수 이상의 고주파 영역이 감쇄된 데이터를 역변환하는,
수면 신호 노이즈 제거 장치.
18. The method of claim 17,
The first noise removing unit,
performing frequency conversion of the first signal block, attenuating a high frequency region equal to or greater than the threshold frequency among the converted data, and inversely transforming data in which a high frequency region greater than or equal to the threshold frequency is attenuated;
Sleep signal noise canceling device.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 노이즈 제거 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
A computer-readable recording medium in which a program for performing the method for removing noise according to any one of claims 1 to 9 is recorded.
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