KR102580057B1 - 웨어러블 디바이스 및 그 동작방법 - Google Patents

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김상헌
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Abstract

본 발명은, 소리 감지부, 사용자 신체의 진동 감지 시, 진동 신호를 출력하는 진동 감지부 및 상기 소리 감지부에서 측정된 소리 신호 및 상기 진동 신호를 기반으로 사용자의 기침 발생 여부를 판단하고, 상기 사용자의 기침 발생 시 상기 소리 신호에서 폐렴 여부를 판단하기 위한 특징 인자를 연산하고, 상기 특징 인자와 설정된 폐렴 특징 인자를 비교하여 상기 사용자의 폐렴 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 웨어러블 디바이스를 제공한다.

Description

웨어러블 디바이스 및 그 동작방법{Wearable device and the operation method}
본 발명은 웨어러블 디바이스 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 신체 진동 및 소리를 기반으로 기침 발생 여부를 모니터링 및 폐렴 여부를 판단하기 용이한 웨어러블 디바이스 및 그 동작방법에 관한 것이다.
인구 고령화와 만성질환 유병률의 증가로 의료비 문제와 의료서비스의 접근성 및 질에 관한 문제가 지속적으로 논의되면서 많은 국가에서 IT와 의료기술을 접목하였으며, 이러한 배경 속에서 빅데이터, 모바일 네트워크, 클라우드 등을 활용하고 융합한 스마트 헬스케어가 대두되고 있다.
일생동안 신체로부터 발생하는 데이터의 용량은 1100TB 이상에 달하며 이는 의학적으로도 유의미한 정보로 활용될 수 있다. 해당 빅데이터를 기반으로 현재까지 발전 및 상용화가 이루어지고 있는 의료 분야를 살펴보면 주로 X-ray, CT 등 영상 데이터를 활용한 사례가 많다. 하지만 호흡기내과와 같이 영상 데이터뿐만 아니라 소리와 진동 데이터도 중요하게 활용될 수 있는 분야에서는 데이터 분석 및 처리 기술의 미비로 인해 진단에 적극적으로 활용되지 못하고 있는 실정이다.
따라서 음향 및 진동 빅데이터를 진단 및 치료에 활용할 수 있도록 데이터베이스를 구축하고 임상에서 진단 및 치료에 활용할 수 있는 플랫폼의 개발이 필요하다.
더불어 최근 COVID-19 사태로 인해 호흡기 관련 질병에 대한 관심도가 매우 높은 상태이며, 감염 혹은 주요 위험군에 속하여 자가 격리된 상황에서도 전문 의료진들과의 접촉을 최소화하는 방면에서의 비대면식 호흡기 건강 모니터링이 가능하도록 해당 기술의 기반 마련에 대한 요구가 꾸준히 발생하고 있다.
최근 들어, 사용자의 신체에 착용하여, 사용자의 신체 진동 및 소리를 통해 기침 모니터링 및 폐렴 발생 여부를 사용자가 확인할 수 있는 방법을 연구하고 있다.
(특허문헌1) 한국등록특허 제10-1991250호
본 발명의 목적은, 사용자의 신체 진동 및 소리를 기반으로 기침 발생 여부를 모니터링 및 폐렴 발생 여부를 판단하기 용이한 웨어러블 디바이스 및 그 동작방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 전문 의료진들과의 접촉을 최소화하고, 사용자가 호흡기 건강 상태를 수시로 체크할 수 있는 웨어러블 디바이스 및 그 동작방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 웨어러블 디바이스는, 소리 감지부, 사용자 신체의 진동 감지 시, 진동 신호를 출력하는 진동 감지부 및 상기 소리 감지부에서 측정된 소리 신호 및 상기 진동 신호를 기반으로 사용자의 기침 발생 여부를 판단하고, 상기 사용자의 기침 발생 시 상기 소리 신호에서 폐렴 여부를 판단하기 위한 특징 인자를 연산하고, 상기 특징 인자와 설정된 폐렴 특징 인자를 비교하여 상기 사용자의 폐렴 여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
디스플레이부를 더 포함하고, 상기 사용자의 폐렴으로 판단하는 경우, 상기 제어부는, 상기 디스플레이부에 알림 메시지가 디스플레이 되게 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 소리 신호의 피크값 및 상기 진동 신호의 피크값이 허용 시간 범위내에서 발생하면 상기 사용자의 기침 발생으로 판단할 수 있다.
상기 사용자의 기침 발생으로 판단하는 경우, 상기 제어부는, 상기 소리 신호를 시간 기준으로 음압 레벨(Sound Pressure Level) 기반의 라우드니스(Loudness), 단시간 푸리에 변환(Short-Time Fourier Transform) 기반의 에너지 비율(Energy ratio)을 포함하는 상기 특징 인자를 연산할 수 있다.
상기 제어부는, 하기의 수학식으로 상기 라우드니스를 산출하는 웨어러블 디바이스; 여기서, N은 라우드니스, 는 the excitation at threshold in quiet, 는 the excitation that corresponds to the reference intensity , 는 the excitation이다.
상기 제어부는, 하기의 수학식으로 상기 에너지 비율을 산출하는 웨어러블 디바이스; 여기서, R은 에너지 비율, 은 고주파성분의 RMS값 및 은 저주파성분의 RMS값이다.
상기 제어부는, 상기 음압 레벨 및 상기 단시간 푸리에 변환을 기반으로 상기 라우드니스 및 상기 에너지 비율을 연산할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 특징 인자를 설정된 LSTM(Long Short-Term Memory) 인공지능 알고리즘에 적용하여 학습된 상기 폐렴 특징 인자를 비교하여 허용 범위 내에서 동일하면 상기 폐렴인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 웨어러블 디바이스의 동작방법은, 진동 감지부에서 출력된 진동 신호 및 소리 감지부에서 출력된 소리 신호를 수신하는 단계, 상기 진동 신호 및 상기 소리 신호를 기반으로 사용자의 기침 발생 여부를 판단하는 단계, 상기 사용자의 기침 발생으로 판단하면, 상기 소리 신호에서 폐렴 여부를 판단하기 위한 특징 인자를 연산하는 단계, 상기 특징 인자와 설정된 폐렴 특징 인자를 비교하여 상기 사용자의 폐렴 여부를 판단하는 단계 및 상기 폐렴으로 판단되면, 디스플레이부에 알림 메시지를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기침 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 소리 신호의 피크값 및 상기 진동 신호의 피크값이 허용 시간 범위내에서 발생하면 상기 사용자의 기침 발생으로 판단할 수 있다.
상기 특징 인자는, 상기 소리 신호를 시간 기준으로 음압 레벨(Sound Pressure Level) 기반의 라우드니스(Loudness) 및 국소푸리에변환(Short-Time Fourier Transform)기반의 에너지 비율(Energy ratio)을 포함할 수 있다.
상기 폐렴 여부를 판단하는 단계는, 상기 특징 인자를 설정된 LSTM(Long Short-Term Memory) 인공지능 알고리즘에 적용하여 학습된 상기 폐렴 특징 인자를 비교하여 허용 범위 내에서 동일하면 상기 폐렴인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 및 그 동작방법은, 사용자의 신체에 착용하여, 사용자가 기침 발생 시 사용자 신체에서 감지한 진동 및 소리를 기반으로 기침 발생 여부를 모니터링할 수 있어, 사용자의 호흡기 건강 상태를 사용자가 확인할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 및 그 동작방법은, 사용자의 기침 발생 시, 소리에 대응하는 소리 신호를 음향학적 분석하여 연산된 특징 인자를 기반으로 폐렴 발생 여부를 확인할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 소리 신호 및 진동 신호를 나타낸 예시도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 제어부에서 폐렴 발생 여부를 확인하기 위해 설정된 폐렴 특징 인자를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수개의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수개의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 나타낸 예시도, 도 2는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도, 도 3은 도 2에 나타낸 소리 신호 및 진동 신호를 나타낸 예시도 및 도 4는 도 2에 나타낸 제어부에서 폐렴 발생 여부를 확인하기 위해 설정된 폐렴 특징 인자를 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 웨어러블 디바이스(100)는 디스플레이부(110), 소리 감지부(120), 진동 감지부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
먼저, 실시 예에 따른 웨어러블 디바이스(100)는 스마트 와치, 즉 시계 타입인 것으로 나타내었으나, 사용자 신체에서 진동을 감지할 수 있는 다른 기기일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
디스플레이부(110)는 터치 입력이 가능한 터치 디스플레이 패널을 포함하고, 기본 보드에서 날짜, 시간 및 복수의 기능 아이콘을 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 디스플레이부(110)는 제어부(140)의 제어에 따라 사용자의 감기 발생 여부 및 폐렴 발생 여부에 대한 알림 메시지를 디스플레이할 수 있다.
소리 감지부(120)는 사용자가 발생시킨 음향, 즉 소리에 대등하는 소리 신호(vs)를 출력할 수 있다.
즉, 소리 감지부(120)는 사용자의 목에서 나오는 소리 및 주변 잡음을 감지하여 소리 신호(vs)를 출력할 수 있다.
소리 감지부(120)는 적어도 하나의 마이크 센서를 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
진동 감지부(130)는 사용자의 신체, 즉 손에서 진동이 발생되면 진동 신호(as)를 출력할 수 있다.
진동 감지부(130)는 3축 가속도 센서를 포함할 수 있으며, 진동 신호(as)는 도 3에 나타낸 바와 같이 x축 진동 신호(as_x), y축 진동 신호(as_y) 및 z축 진동 신호(as_z)를 포함할 수 있다.
상기 3축 가속도계는 센서 부착 지점에 해당하는 물체의 가속도에 비례하는 전기 출력을 생성하며, Piezo 방식의 전기 감지 요소에 의해 high-impedance charge signal이 생성되면 이를 사용 가능한 low-impedance voltage signal로 변환하여, 진동 신호(as)를 출력할 있다.
소리 신호(vs) 및 진동 신호(as)가 입력되는 경우, 제어부(140)는 소리 신호(vs) 및 진동 신호(as)를 기반으로 사용자의 기침 발생 여부를 판단할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 소리 신호(vs)의 피크값 및 진동 신호(as)의 피크값이 허용 시간 범위 내에서 동시에 발생하면 사용자의 기침 발생으로 판단할 수 있다.
여기서, 제어부(140)는 소리 신호(vs)에 포함된 노이즈에 인해 사용자의 기침 발생을 판단하기 어려우므로 진동 신호(as)와 소리 신호(vs)을 시간 기준으로 서로 비교하여 기침 발생을 판단할 수 있다.
사용자의 기침 발생으로 판단하는 경우, 제어부(140)는 소리 신호(vs)를 시간기준으로 도 4에 나타낸 바와 같이, 음압 레벨(Sound Pressure Level) 기반의 라우드니스(Loudness) 및 단시간 푸리에 변환(Short-Time Fourier Transform) 기반의 에너지 비율(Energy ratio)을 포함하는 특징 인자를 연산할 수 있다.
여기서, 도 4(a)는 폐렴인 경우에 대한 폐렴 특징 인자를 나타내며, 도 4(b)는 비 폐렴, 즉 기침인 경우에 대한 기침 특징 인자를 나타낸다.
도 4(a) 및 도 4(b)와 같이, 폐렴 또는 비 폐렴인 경우 서로 다른 특징 인자를 가지는 것을 알 수 있다.
먼저, 제어부(140)는 라우드니스를 아래의 [수학식 1]에 적용하여 연산할 수 있다.
여기서, N은 라우드니스,
Figure 112021096694865-pat00010
는 the excitation at threshold in quiet,
Figure 112021096694865-pat00011
는 the excitation that corresponds to the reference intensity ,
Figure 112021096694865-pat00013
는 the excitation을 말한다.여기서, 24Bark는 소리의 특징을 구체적으로 나타내기 위해서 서로 다른 소리를 구별하기 위한 척도로 사용되는 음향심리학적 지표를 말한다.
바크 척도의 측정 범위로는 소리의 크기를 1에서 24단계로 구분하고 있으며, 청각의 24 임계 대역에 대응하고 있다.
각 대역은 20~15500Hz에 분포하는 경계를 갖고 있다. 따라서 각 대역에서의 라우드니스 값을 얻은 후 이를 모두 합하여 최종적인 값을 도출한다고 볼 수 있다.
E_TQ는 음향이 발생하지 않는 조용한 상태의 임계값에 해당하는 진동, E_0는 기준 음향 강도인 I_0에 해당하는 진동 및 E는 계측 신호에 기반한 진동을 나타낸다.
여기서, 음향 강도란 단위면적당 소리의 강도를 나타내는 물리량일 수 있다.
상기 라우드니스는 사람이 주관적으로 느끼는 소리의 크기를 의미하며, 소리의 크기와 높은 연관성을 보일 수 있다.
이때, 동일 주파수에서 음압 레벨이 증가할수록 라우드니스도 증가하는 특징을 보이는데, 음압 레벨은 소리의 고주파 변화에 둔감한 반면 라우드니스는 사람의 귀에 실제로 반응하는 주파수 대역(임계 대역)에서 선형적인 합으로 연산되기 때문에 음압 레벨에 비해 상대적으로 고주파 특성의 영향에 민감하여 기침 소리 분석에 용이하다.
이후, 제어부(140)는 에너지 효율을 아래의 [수학식 2]에 따라 연산할 수 있다.
여기서, R은 에너지 비율,
Figure 112021096694865-pat00015
은 고주파성분의 RMS값 및
Figure 112021096694865-pat00016
은 저주파성분의 RMS값이다.
에너지 효율은 소리 신호(vs)를 구성하는 저주파 및 고주파 성분 간 비율을 나타내며, 시계열에 해당하는 기침 소리의 특징들을 유지하면서 해당 기침 소리가 가진 고유진동(Intrinsic mode function, IMF)을 분석하기 위해 경험적 모드 분해법(Empirical mode decomposition)을 사용할 수 있다.
에너지 비율은 상기 경험적 모드 분해법을 통해 주파수 대역별로 분리된 IMF 성분들을 기준 주파수에 따라 고주파 성분과 저주파 성분으로 구분하고, 그 비율을 연산하여 도출할 수 있다.
제어부(140)는 상기 음압 레벨(Sound Pressure Level) 기반의 라우드니스(Loudness), 단시간 푸리에 변환(Short-Time Fourier Transform) 기반의 에너지 비율(Energy ratio)을 연산할 수 있다. 이후, 제어부(140)는 소리 신호(vs)로 연산한 특징 인자와 설정된 폐렴 특징 인자를 서로 비교하여, 상기 사용자의 폐렴 여부를 판단할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 상기 특징 인자가 도 4(a)에 나타낸 폐렴 특징 인자와 비교하여, 허용 범위 내에서 동일하면 사용자의 폐렴 발생으로 판단할 수 있다.
상기 폐렴 특징 인자는 설정된 LSTM(Long Short-Term Memory) 인공지능 알고리즘으로 학습한 결과일 수 있다.
상기 사용자의 폐렴으로 판단하는 경우, 제어부(140)는 디스플레이부(110)에 알림 메시지가 디스플레이 되게 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 웨어러블 디바이스(100)의 제어부(140)는 소리 감지부(120)에서 출력된 소리 신호(vs) 및 진동 감지부(130)에서 출력된 진동 신호(as)를 수신할 수 있다(S110).
제어부(140)는 진동 신호(as) 및 소리 신호(vs)를 기반으로 사용자의 기침 발생 여부를 판단하고(S120), 상기 사용자의 기침 발생으로 판단하면, 소리 신호(vs)에서 폐렴 여부를 판단하기 위한 특징 인자를 연산할 수 있다(S130).
즉, 제어부(140)는 소리 신호(vs)의 피크값 및 진동 신호(as)의 피크값이 허용 시간 범위 내에서 동시에 발생하면 사용자의 기침 발생으로 판단할 수 있다.
여기서, 제어부(140)는 소리 신호(vs)에 포함된 노이즈에 인해 사용자의 기침 발생을 판단하기 어려우므로 진동 신호(as)와 소리 신호(vs)을 시간 기준으로 서로 비교하여 기침 발생을 판단할 수 있다.
제어부(140)는 특징 인자와 설정된 폐렴 특징 인자를 비교하여 사용자의 폐렴 여부를 판단하고(S140), 상기 폐렴으로 판단되면, 디스플레이부(110)에 알림 메시지를 디스플레이할 수 있다(S150).
즉, 제어부(140)는 소리 신호(vs)를 시간기준으로 음압 레벨(Sound Pressure Level) 기반의 라우드니스(Loudness) 및 단시간 푸리에 변환(Short-Time Fourier Transform) 기반의 에너지 비율(Energy ratio)을 포함하는 특징 인자를 연산할 수 있다.
이후, 제어부(140)는 소리 신호(vs)로 연산한 특징 인자와 설정된 폐렴 특징 인자가 허용 오차 범위 내에서 서로 동일하면, 상기 사용자의 폐렴 발생으로 판단할수 있다.
상기 사용자의 폐렴으로 판단하는 경우, 제어부(140)는 디스플레이부(110)에 알림 메시지가 디스플레이 되게 제어할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 소리 감지부;
    사용자 신체의 진동 감지 시, 진동 신호를 출력하는 진동 감지부; 및
    상기 소리 감지부에서 측정된 소리 신호 및 상기 진동 신호를 기반으로 사용자의 기침 발생 여부를 판단하고, 상기 사용자의 기침 발생 시 상기 소리 신호에서 폐렴 여부를 판단하기 위한 특징 인자를 연산하고, 상기 특징 인자와 설정된 폐렴 특징 인자를 비교하여 상기 사용자의 폐렴 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 사용자의 기침 발생으로 판단하는 경우,
    상기 제어부는,
    상기 소리 신호를 시간 기준으로 음압 레벨(Sound Pressure Level) 기반의 라우드니스(Loudness) 및 단시간 푸리에 변환(Short-Time Fourier Transform) 기반의 에너지 비율(Energy ratio)을 포함하는 상기 특징 인자를 연산하는,
    웨어러블 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 사용자의 폐렴으로 판단하는 경우,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이부에 알림 메시지가 디스플레이되게 제어하는,
    웨어러블 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 소리 신호의 피크값 및 상기 진동 신호의 피크값이 허용 시간 범위내에서 발생하면 상기 사용자의 기침 발생으로 판단하는,
    웨어러블 디바이스.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    하기의 수학식으로 상기 라우드니스를 산출하는 웨어러블 디바이스;

    여기서, 은 라우드니스, 는 the excitation at threshold in quiet, 는 the excitation that corresponds to the reference intensity , 는 the excitation이다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    하기의 수학식으로 상기 에너지 비율을 산출하는 웨어러블 디바이스;

    여기서, R은 에너지 비율, 은 고주파성분의 RMS값 및 은 저주파성분의 RMS값이다.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 음압 레벨 및 상기 단시간 푸리에 변환을 기반으로 상기 라우드니스 및 상기 에너지 비율을 연산하는,
    웨어러블 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특징 인자를 설정된 LSTM(Long Short-Term Memory) 인공지능 알고리즘에 적용하여 학습된 상기 폐렴 특징 인자를 비교하여 허용 범위 내에서 동일하면 상기 폐렴인 것으로 판단하는,
    웨어러블 디바이스.
  9. 진동 감지부에서 출력된 진동 신호 및 소리 감지부에서 출력된 소리 신호를 수신하는 단계;
    상기 진동 신호 및 상기 소리 신호를 기반으로 제어부에서 사용자의 기침 발생 여부를 판단하는 단계;
    상기 사용자의 기침 발생으로 판단하면, 상기 제어부가 상기 소리 신호에서 폐렴 여부를 판단하기 위한 특징 인자를 연산하는 단계;
    상기 제어부에서 상기 특징 인자와 설정된 폐렴 특징 인자를 비교하여 상기 사용자의 폐렴 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 폐렴으로 판단되면, 상기 제어부가 디스플레이부에 알림 메시지를 디스플레이하는 단계를 포함하고,
    상기 특징 인자는,
    상기 소리 신호를 시간 기준으로 음압 레벨(Sound Pressure Level) 기반의 라우드니스(Loudness) 및 단시간 푸리에 변환(Short-Time Fourier Transform) 기반의 에너지 비율(Energy ratio)을 포함하는,
    웨어러블 디바이스의 동작방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기침 발생 여부를 판단하는 단계는,
    상기 소리 신호의 피크값 및 상기 진동 신호의 피크값이 허용 시간 범위내에서 발생하면 상기 사용자의 기침 발생으로 판단하는,
    웨어러블 디바이스의 동작방법.
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 폐렴 여부를 판단하는 단계는,
    상기 특징 인자를 설정된 LSTM(Long Short-Term Memory) 인공지능 알고리즘에 적용하여 학습된 상기 폐렴 특징 인자를 비교하여 허용 범위 내에서 동일하면 상기 폐렴인 것으로 판단하는,
    웨어러블 디바이스의 동작방법.
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