KR102589471B1 - Apparatus and method for augmentating of data - Google Patents

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Abstract

데이터 증강 장치 및 방법에 관한 것으로, 데이터 증강 장치는 적어도 하나의 심박 신호를 포함하는 적어도 하나의 원 심전도 데이터를 획득하는 입력부와, 상기 적어도 하나의 심박 신호를 대응하는 심박동 유형으로 분류하고, 심박동 유형 중에서 심박 신호가 적은 희소 유형에 대해 심박 신호를 증가시켜 증강 심전도 데이터를 획득하되, 상기 희소 유형의 심박 신호 중에서 기준 심박 신호를 선택하고, 상기 기준 심박 신호 주변의 적어도 하나의 주변 심박 신호를 선택하고, 상기 기준 심박 신호 및 상기 주변 심박 신호 사이에 임의의 심박 신호를 생성하여 상기 희소 유형의 심박 신호를 증강시키는 프로세서를 포함할 수 있다.A data enhancement device and method are provided, the data enhancement device comprising an input unit for acquiring at least one raw electrocardiogram data including at least one heart rate signal, classifying the at least one heart rate signal into a corresponding heart beat type, and Obtaining augmented ECG data by increasing the heart rate signal for a rare type with few heart rate signals among the rare types, selecting a reference heart rate signal from the heart rate signals of the rare type, and selecting at least one peripheral heart rate signal around the reference heart rate signal; , It may include a processor that generates a random heart rate signal between the reference heart rate signal and the peripheral heart rate signal to enhance the sparse type heart rate signal.

Description

데이터 증강 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR AUGMENTATING OF DATA}Data augmentation apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR AUGMENTATING OF DATA}

데이터 증강 장치 및 방법에 관한 것이다.It relates to a data augmentation device and method.

근육은 전기적 신호에 따라 수축 또는 이완한다. 심장의 근육도 마찬가지이다. 심전도(ECG: electrocardiogram)는 심장 근육의 활동에 따른 전기적 신호(심근 활동 전류)의 변화를 주기적으로 측정하여 획득한 시계열 데이터로, 부정맥 등과 같은 심장 질환을 진단하는데 흔히 사용되고 있다. 심전도는 P파, QRS군(QRS complex) 및 T파로 이뤄진다. P파는 우심방의 동방결절에서 전기 신호가 발생할 때 측정된다. 발생된 전기 신호는 방실결절 및 히스 속(Bundle of His)을 지나 우각 및 좌각으로 나눠지고, 푸르킨예 섬유까지 전달되는데, 이 과정에서 심실은 극성화 및 비극성화를 거쳐 수축하게 되고, 이때 심전도의 QRS군이 측정된다. T파는 심실 재분극 과정에서 측정된다. 이러한 심전도는 대체적으로 규칙적이고 정형적인 리듬을 가지고 있으므로, 만약 심장에 질환이 발생하면, P파가 측정되지 않거나 QRS군의 R 피크가 반대 방향을 향하는 등 그 형태(유형)가 바뀌게 된다. 따라서, 비정상적인 심박동의 발생 시 이를 신속하게 특정 유형으로 분류하는 것은 심장 질환에 대한 즉각적인 대체를 위해 필요하다. 그러나, 의료인이나 환자가 지속적으로 심전도를 감시하는 것은 쉽지 않기 때문에, 최근에는 심박동을 자동으로 분류하여 조기에 비정상적인 유형의 심박동의 발생을 검출 및 경고할 수 있는 심박동 분류 시스템이 연구, 개발되고 있다. 그러나, 이러한 분류 시스템 구현을 위해 일반적으로 이용되는 데이터베이스는, 데이터가 특정 유형으로 편향되어 있을 뿐만 아니라, 절대적인 양도 부족하여, 사용자나 개발자가 요구하는 수준의 시스템을 구축하기 어렵게 하고 있었다.
본 발명은 지방자치단체의 관련연구과제(연구사업명: 안산시 강소기업 육성 지원사업 / 안산시 강소기업 육성 지원사업 / 안산시 강소기업 육성 지원사업, 연구관리전문기관: 한국생산기술연구원, 주관기관: 고려대학교 안산병원, 연구기간: 2021.01.01~2021.12.31)의 결과물이다.
Muscles contract or relax according to electrical signals. The same goes for the heart muscle. An electrocardiogram (ECG) is time series data obtained by periodically measuring changes in electrical signals (myocardial activity current) according to the activity of the heart muscle, and is commonly used to diagnose heart diseases such as arrhythmia. An electrocardiogram consists of P waves, QRS complex, and T waves. P waves are measured when an electrical signal occurs in the sinoatrial node of the right atrium. The generated electrical signal passes through the atrioventricular node and Bundle of His, is divided into the right and left horns, and is transmitted to the Purkinje fibers. In this process, the ventricle undergoes polarization and depolarization and contracts, and at this time, the ECG QRS complex is measured. T waves are measured during ventricular repolarization. Since these electrocardiograms generally have a regular and stereotypical rhythm, if a disease occurs in the heart, the shape (type) changes, such as the P wave not being measured or the R peak of the QRS complex facing the opposite direction. Therefore, when abnormal heart rhythm occurs, quickly classifying it into a specific type is necessary for immediate replacement for heart disease. However, because it is not easy for medical personnel or patients to continuously monitor the electrocardiogram, a heart rate classification system that can automatically classify heartbeats and detect and warn of the occurrence of abnormal types of heartbeats at an early stage has been researched and developed. However, the databases commonly used to implement such classification systems not only have biased data toward specific types, but also lack an absolute amount, making it difficult to build a system at the level required by users and developers.
The present invention is a related research project of local governments (research project name: Ansan City small business development support project / Ansan City small business development support project / Ansan city small business development support project, research management agency: Korea Institute of Industrial Technology, host organization: Korea University This is the result of Ansan Hospital, research period: 2021.01.01 ~ 2021.12.31).

중국특허공개공보 112686091 (2021.04.20. 공개)Chinese Patent Publication No. 112686091 (published on April 20, 2021) 공개특허공보 제10-2020-0109754호 (2020.09.23. 공개)Public Patent Publication No. 10-2020-0109754 (published on September 23, 2020) 일본 특허공보 특허 제6831944호 (2021.02.17. 공개)Japanese Patent Publication Patent No. 6831944 (published on February 17, 2021) 공개특허공보 제10-2019-0141326호 (2019.12.24. 공개)Public Patent Publication No. 10-2019-0141326 (published on December 24, 2019)

희소 발현되는 심박 유형을 정확하게 분류할 수 있도록 상대적으로 부족한 희소 발현 심박 데이터의 양을 증폭시켜 심박 데이터의 불균형성을 개선할 수 데이터 증강 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The goal is to provide a data augmentation device and method that can improve the imbalance of heart rate data by amplifying the relatively insufficient amount of rare heart rate data so that rare heart rate types can be accurately classified.

상술한 과제를 해결하기 위하여 데이터 증강 장치 및 방법이 제공된다.In order to solve the above-mentioned problems, a data enhancement device and method are provided.

데이터 증강 장치는, 적어도 하나의 심박 신호를 포함하는 적어도 하나의 원 심전도 데이터를 획득하는 입력부 및 상기 적어도 하나의 심박 신호를 대응하는 심박동 유형으로 분류하고, 심박동 유형 중에서 심박 신호가 적은 희소 유형에 대해 심박 신호를 증가시켜 증강 심전도 데이터를 획득하되, 상기 희소 유형의 심박 신호 중에서 기준 심박 신호를 선택하고, 상기 기준 심박 신호 주변의 적어도 하나의 주변 심박 신호를 선택하고, 상기 기준 심박 신호 및 상기 주변 심박 신호 사이에 임의의 심박 신호를 생성하여 상기 희소 유형의 심박 신호를 증강시키는 프로세서를 포함할 수 있다.The data enhancement device includes an input unit that acquires at least one raw electrocardiogram data including at least one heart rate signal, and classifies the at least one heart rate signal into corresponding heart beat types, and selects a rare type with few heart rate signals among the heart beat types. Augmented electrocardiogram data is obtained by increasing the heart rate signal, selecting a reference heart rate signal from among the sparse heart rate signals, selecting at least one peripheral heart rate signal around the reference heart rate signal, and selecting the reference heart rate signal and the peripheral heart rate. It may include a processor that enhances the sparse heart rate signal by generating a random heart rate signal between the signals.

상기 프로세서는, 상기 원 심전도 데이터에 대해 잡음을 제거하여 잡음 제거 심전도 데이터를 획득할 수도 있다.The processor may remove noise from the raw ECG data to obtain noise-removed ECG data.

상기 프로세서는, 상기 원 심전도 데이터 또는 상기 잡음 제거 심전도 데이터에 대해 정규화를 수행하여 정규화된 심전도 데이터를 획득하고, 상기 원 심전도 데이터, 상기 잡음 제거 심전도 데이터 또는 상기 정규화된 심전도 데이터를 이용하여 상기 증강 심전도 데이터를 획득할 수도 있다.The processor performs normalization on the raw ECG data or the noise-removed ECG data to obtain normalized ECG data, and uses the raw ECG data, the noise-removed ECG data or the normalized ECG data to generate the augmented ECG data. Data can also be obtained.

상기 프로세서는, 상기 원 심전도 데이터, 상기 잡음 제거 심전도 데이터 또는 상기 정규화된 심전도 데이터로부터 R 피크를 검출하고, 상기 R 피크로부터 일정한 기준 범위 내에서 신호를 추출하여 상기 심박 신호를 획득할 수도 있다.The processor may detect an R peak from the raw ECG data, the noise-removed ECG data, or the normalized ECG data, and extract a signal from the R peak within a certain reference range to obtain the heart rate signal.

상기 프로세서는, 상기 증강 심전도 데이터를 분할하여, 훈련용 데이터, 검증용 데이터 및 테스트용 데이터를 생성할 수도 있으며, 이 경우, 상기 테스트용 데이터는 상기 원 심전도 데이터 및 상기 증강 심전도 데이터 양자에 모두 속하는 심박 신호만을 포함할 수도 있다.The processor may divide the augmented ECG data to generate training data, verification data, and test data. In this case, the test data belongs to both the original ECG data and the augmented ECG data. It may contain only the heart rate signal.

상기 프로세서는, 상기 훈련용 데이터를 이용하여 학습 모델을 훈련시키되, 상기 학습 모델은, 1차원 콘볼루션 신경망을 포함할 수도 있다.The processor trains a learning model using the training data, and the learning model may include a one-dimensional convolutional neural network.

데이터 증강 방법은, 적어도 하나의 심박 신호를 포함하는 적어도 하나의 원 심전도 데이터를 획득하는 단계, 상기 적어도 하나의 심박 신호를 대응하는 심박동 유형으로 분류하는 단계, 상기 심박동 유형 중에서 심박 신호가 적은 희소 유형에 대해 심박 신호를 증가시켜 증강 심전도 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 심박동 유형 중에서 심박 신호가 적은 희소 유형에 대해 심박 신호를 증가시켜 증강 심전도 데이터를 획득하는 단계는, 상기 희소 유형의 심박 신호 중에서 기준 심박 신호를 선택하는 단계, 상기 기준 심박 신호 주변의 적어도 하나의 주변 심박 신호를 선택하는 단계 및 상기 기준 심박 신호 및 상기 주변 심박 신호 사이에 임의의 심박 신호를 생성하여 상기 희소 유형의 심박 신호를 증강시키는 단계를 포함할 수 있다.The data augmentation method includes obtaining at least one raw electrocardiogram data including at least one heart rate signal, classifying the at least one heart rate signal into a corresponding heart beat type, and sparse types with fewer heart rate signals among the heart rate types. It may include the step of acquiring augmented ECG data by increasing the heart rate signal, wherein the step of acquiring augmented ECG data by increasing the heart rate signal for a rare type with a small heart rate signal among the heart rate types may include obtaining augmented ECG data. selecting a reference heart rate signal from among types of heart rate signals, selecting at least one peripheral heart rate signal surrounding the reference heart rate signal, and generating a random heart rate signal between the reference heart rate signal and the peripheral heart rate signal to determine the sparse heart rate signal. It may include the step of enhancing a tangible heart rate signal.

데이터 증강 방법은, 상기 원 심전도 데이터에 대해 잡음을 제거하여 잡음 제거 심전도 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.The data enhancement method may further include removing noise from the original ECG data to obtain noise-removed ECG data.

데이터 증강 방법은, 상기 원 심전도 데이터 또는 상기 잡음 제거 심전도 데이터에 대해 정규화를 수행하여 정규화된 심전도 데이터를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 증강 심전도 데이터를 획득하는 단계는, 상기 원 심전도 데이터, 상기 잡음 제거 심전도 데이터 또는 상기 정규화된 심전도 데이터를 이용하여 상기 증강 심전도 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.The data augmentation method may further include performing normalization on the raw ECG data or the noise-removed ECG data to obtain normalized ECG data. In this case, the step of acquiring the augmented ECG data includes: It may include acquiring the augmented ECG data using raw ECG data, the noise-removed ECG data, or the normalized ECG data.

데이터 증강 방법은, 상기 원 심전도 데이터, 상기 잡음 제거 심전도 데이터 또는 상기 정규화된 심전도 데이터로부터 R 피크를 검출하는 단계 및 상기 R 피크로부터 일정한 기준 범위 내에서 신호를 추출하여 상기 심박 신호를 획득하는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.The data enhancement method includes detecting an R peak from the raw ECG data, the noise-removed ECG data, or the normalized ECG data, and extracting a signal from the R peak within a certain reference range to obtain the heart rate signal. It is possible to include more.

데이터 증강 방법은, 상기 증강 심전도 데이터를 분할하여, 훈련용 데이터, 검증용 데이터 및 테스트용 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 테스트용 데이터는 상기 원 심전도 데이터 및 상기 증강 심전도 데이터 양자에 모두 속하는 심박 신호만을 포함하도록 마련된 것일 수도 있다.The data augmentation method may include dividing the augmented ECG data to generate training data, verification data, and test data, where the test data includes the original ECG data and the augmented ECG data. It may be designed to include only heart rate signals belonging to both.

데이터 증강 방법은, 상기 훈련용 데이터를 이용하여 학습 모델을 훈련시키는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 학습 모델은, 1차원 콘볼루션 신경망을 포함할 수 있다.The data augmentation method may include training a learning model using the training data, where the learning model may include a one-dimensional convolutional neural network.

상술한 데이터 증강 장치 및 방법에 의하면, 전체 심박 데이터 중 상대적으로 부족한 희소 발현 심박 데이터의 양을 증폭시켜 주어진 심박 데이터의 불균형성을 개선할 수 있게 되는 장점을 얻을 수 있다.According to the above-described data augmentation device and method, it is possible to obtain the advantage of improving the imbalance of given heart rate data by amplifying the amount of sparse heart rate data that is relatively insufficient among the total heart rate data.

상술한 데이터 증강 장치 및 방법에 의하면, 심박 데이터의 불균형성 개선에 따라 심박 데이터 세트 분포를 균일하게 만듦으로써 불균형성에 따른 학습 모델의 성능 저하를 방지하고 학습 모델의 심박 유형에 대한 분류 능력을 보다 향상시킬 수 있는 효과도 얻을 수 있다.According to the above-described data augmentation device and method, by improving the imbalance of heart rate data and making the distribution of the heart rate data set uniform, the performance of the learning model is prevented from deteriorating due to the imbalance and the classification ability of the learning model for heart rate type is further improved. You can also achieve the desired effect.

상술한 데이터 증강 장치 및 방법에 의하면, 심박 데이터의 증가에 따라 심박 데이터 분류를 위한 학습 모델의 일반성 및 범용성을 강화할 수 있게 되는 효과도 얻을 수 있다.According to the above-described data augmentation device and method, it is possible to achieve the effect of strengthening the generality and versatility of the learning model for classifying heart rate data as heart rate data increases.

상술한 데이터 증강 장치 및 방법에 의하면, 대상체로부터 측정된 심박 데이터를 특정한 유형으로 높은 정확도로 자동 분류할 수 있게 되어, 인간의 주관에 따른 분류 오류를 감소시킬 수 있게 되고, 이에 따라 심장 질환 등에 대한 진단의 정확성을 증진할 수 있는 장점도 얻을 수 있다.According to the above-described data augmentation device and method, it is possible to automatically classify heart rate data measured from a subject into a specific type with high accuracy, thereby reducing classification errors due to human subjectivity, thereby reducing the risk of heart disease, etc. There is also the advantage of improving the accuracy of diagnosis.

도 1은 데이터 증강 장치의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 2는 심전도 신호의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 심박동의 유형의 일례를 도시한 도표이다.
도 4는 원 심전도 데이터 및 증강 심전도 데이터의 데이터 개수의 차이를 설명하기 위한 도표이다.
도 5는 증강 심전도 데이터의 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 훈련부의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 7은 훈련된 학습 모델의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 데이터 증강 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
1 is a block diagram of an embodiment of a data enhancement device.
Figure 2 is a diagram illustrating an example of an electrocardiogram signal.
Figure 3 is a diagram showing an example of the types of heart beats.
Figure 4 is a chart to explain the difference in the number of data between original ECG data and augmented ECG data.
Figure 5 is a diagram for explaining the process of generating augmented ECG data.
Figure 6 is a block diagram of an embodiment of the training unit.
Figure 7 is a diagram to explain the performance of a trained learning model.
Figure 8 is a flow chart of one embodiment of a data enhancement method.

이하 명세서 전체에서 동일 참조 부호는 특별한 사정이 없는 한 동일 구성요소를 지칭한다. 이하에서 사용되는 '부'가 부가된 용어는, 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예에 따라 하나의 '부'가 하나의 물리적 또는 논리적 부품으로 구현되거나, 복수의 '부'가 하나의 물리적 또는 논리적 부품으로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 물리적 또는 논리적 부품들로 구현되는 것도 가능하다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 어떤 부분과 다른 부분이 상호 간에 물리적으로 연결되었음을 의미할 수도 있고, 및/또는 전기적으로 연결되었음을 의미할 수도 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분을 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분 이외의 또 다른 부분을 제외하는 것이 아니며, 설계자의 선택에 따라서 또 다른 부분을 더 포함할 수 있음을 의미한다. 제1 내지 제N(N은 1 이상의 자연수) 등의 표현은, 적어도 하나의 부분(들)을 다른 부분(들)으로부터 구분하기 위한 것으로, 특별한 기재가 없는 이상 이들이 순차적임을 반드시 의미하지는 않는다. 또한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Throughout the specification below, the same reference signs refer to the same components unless there are special circumstances. Terms with the addition of 'unit' used below may be implemented as software and/or hardware, and depending on the embodiment, one 'unit' may be implemented as one physical or logical part, or a plurality of 'units' may be implemented. It is also possible to be implemented with one physical or logical part, or one 'part' to be implemented with a plurality of physical or logical parts. When a part is said to be connected to another part throughout the specification, this may mean that the part and the other part are physically connected to each other and/or electrically connected. In addition, when a part includes another part, this does not mean excluding another part other than the other part unless specifically stated to the contrary, and means that another part may be included depending on the designer's choice. do. Expressions such as the first to Nth (N is a natural number greater than or equal to 1) are intended to distinguish at least one part(s) from other part(s), and do not necessarily mean that they are sequential unless otherwise specified. Additionally, singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly makes an exception.

이하 도 1 내지 도 7을 참조하여 데이터 증강 장치의 일 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of the data enhancement device will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

도 1은 데이터 증강 장치의 일 실시예에 대한 블록도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a data enhancement device.

도 1에 도시된 바에 의하면, 데이터 증강 장치(200)는, 입력부(101), 저장부(103), 출력부(105) 및 프로세서(200)를 포함할 수 있다. 입력부(101), 저장부(103), 출력부(105) 및 프로세서(200) 중 적어도 둘은 일방으로 또는 쌍방으로 데이터, 설정, 지시 또는 프로그램(애플리케이션, 앱 또는 소프트웨어 등으로 지칭 가능함) 등을 전달할 수 있도록 전기적으로 연결되거나 또는 무선 통신 네트워크를 이용하여 연결되어 있을 수 있다. 실시예에 따라서, 입력부(101), 저장부(103) 및 출력부(105) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다.As shown in FIG. 1, the data enhancement device 200 may include an input unit 101, a storage unit 103, an output unit 105, and a processor 200. At least two of the input unit 101, storage unit 103, output unit 105, and processor 200 unilaterally or bilaterally transmit data, settings, instructions, or programs (which may be referred to as applications, apps, or software, etc.). They may be electrically connected for transmission or may be connected using a wireless communication network. Depending on the embodiment, at least one of the input unit 101, the storage unit 103, and the output unit 105 may be omitted.

입력부(101)는, 증강 처리될 데이터, 예를 들어 원 심전도 데이터(110)를 사용자로부터 직접 입력 받거나, 외부의 다른 장치(일례로 휴대용 메모리 장치 등)로부터 전달 받거나 및/또는 외부의 다른 정보처리장치로부터 유선 또는 무선 통신 네트워크를 통해 수신할 수도 있다. 여기서, 원 심전도 데이터(110)는 학습 모델 등의 학습을 위해 사전에 미리 구축된 심전도(들)에 대한 데이터로, 심전도 데이터베이스의 형태로 구축된 것일 수 있다. 심전도 데이터베이스는, 예를 들어, MIT-BIH 데이터베이스 등과 같은 부정맥 데이터베이스를 포함할 수도 있다. 또한, 입력부(101)는 프로세서(200)의 훈련부(260)에 의해 훈련될 학습 모델에 대한 적어도 하나의 변수 값을 입력 받을 수도 있고, 증강 시의 기준이 될 유형에 대한 정보를 입력 받을 수도 있으며, 프로세서(200)의 동작을 위한 적어도 하나의 프로그램이나, 프로세서(200)의 구동 개시에 관한 사용자 지시 등을 입력 받을 수도 있다. 입력부(101)는, 예를 들어, 키보드, 마우스, 태블릿, 터치 스크린, 터치 패드, 트랙 볼, 트랙패드, 스캐너 장치, 영상 촬영 모듈, 초음파 스캐너, 동작 감지 센서, 진동 센서, 수광 센서, 감압 센서, 근접 센서 및/또는 마이크로 폰 등을 포함할 수 있으며, 외부의 다른 장치(일례로 휴대용 메모리 장치 등)로부터 데이터 등의 수신이 가능한 데이터 입출력 단자나, 외부의 다른 장치와 유무선 통신 네트워크를 통해 연결되는 통신 모듈(일례로 랜 카드, 근거리 통신 모듈 또는 이동통신 모듈 등) 등을 포함할 수도 있다.The input unit 101 receives data to be augmented, for example, raw ECG data 110, directly from the user, receives it from another external device (for example, a portable memory device, etc.), and/or processes other external information. It may also be received from the device via a wired or wireless communication network. Here, the raw ECG data 110 is data on ECG(s) previously constructed for learning a learning model, etc., and may be constructed in the form of an ECG database. The electrocardiogram database may include, for example, an arrhythmia database such as the MIT-BIH database. In addition, the input unit 101 may receive at least one variable value for a learning model to be trained by the training unit 260 of the processor 200, and may also receive information on the type that will be the standard for augmentation. , at least one program for operating the processor 200 or a user instruction regarding starting operation of the processor 200 may be input. The input unit 101 includes, for example, a keyboard, mouse, tablet, touch screen, touch pad, track ball, track pad, scanner device, image capture module, ultrasonic scanner, motion detection sensor, vibration sensor, light receiving sensor, and pressure sensor. , may include proximity sensors and/or microphones, and can be connected to data input/output terminals capable of receiving data, etc. from other external devices (e.g., portable memory devices, etc.), or to other external devices through a wired or wireless communication network. It may also include a communication module (for example, a LAN card, short-range communication module, or mobile communication module, etc.).

저장부(103)는 입력부(101)가 수신하거나 프로세서(200)의 처리 과정 또는 처리 결과에 따라 생성된 데이터나, 설정 값 또는 프로그램(일례로 학습 모델) 등을 획득하고, 획득한 데이터 등을 일시적 또는 비일시적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(103)는 증강 대상이 되는 데이터, 일례로 원 심전도 데이터(110)나, 증강 처리된 데이터, 일례로 증강 심전도 데이터(120)를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(103)는 프로세서(200)의 데이터 증강을 위해 기 작성된 프로그램을 저장하고, 프로그램의 전부 또는 일부를 프로세서(200)의 호출에 따라 전달하여, 프로세서(200)가 데이터 증강 동작을 수행하도록 할 수도 있다. 데이터 증강을 위해 기 작성된 프로그램은, 프로그래머 등의 설계자에 의해 직접 작성 또는 수정된 후 저장부(103)에 저장된 것일 수도 있고, 다른 물리적 기록 매체(외장 메모리 장치나 콤팩트 디스크(CD) 등)으로부터 전달받아 저장된 것일 수도 있으며, 및/또는 유무선 통신 네트워크를 통해 접속 가능한 전자 소프트웨어 유통망을 통하여 획득 또는 갱신된 것일 수도 있다. 저장부(103)는, 예를 들어, 주기억장치(롬(ROM) 및/또는 램(RAM) 등) 및 보조기억장치(플래시 메모리 장치(이를 기반으로 하는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD, Solid State Drive) 등을 포함 가능함), SD(Secure Digital) 카드, 하드 디스크 드라이브 등) 중 적어도 하나일 수 있다.The storage unit 103 acquires data, setting values, or programs (for example, learning models) received by the input unit 101 or generated according to the processing process or results of the processor 200, and stores the acquired data. It can be stored temporarily or non-temporarily. For example, the storage unit 103 may store data to be augmented, for example, original ECG data 110, or augmented data, for example, augmented ECG data 120. In addition, the storage unit 103 stores a previously written program for data augmentation of the processor 200 and transfers all or part of the program according to a call from the processor 200, allowing the processor 200 to perform a data augmentation operation. You can also have it done. A program previously written for data enhancement may be directly written or modified by a designer such as a programmer and then stored in the storage unit 103, or may be transmitted from another physical recording medium (external memory device, compact disk (CD), etc.) It may be received and stored, and/or may be acquired or updated through an electronic software distribution network accessible through a wired or wireless communication network. The storage unit 103 includes, for example, main memory (ROM and/or RAM, etc.) and auxiliary memory (flash memory device (solid state drive (SSD) based on this) etc.), SD (Secure Digital) card, hard disk drive, etc.).

출력부(105)는, 저장부(103)에 저장된 데이터(20, 20)나, 프로세서(200)의 훈련에 의해 획득된 학습 알고리즘 등을 사용자에게 시각적 또는 청각적으로 제공하거나, 외부의 다른 장치(일례로 휴대용 메모리 장치나 다른 정보 처리 장치)로 직접 또는 유무선 네트워크 등을 통해 전달할 수 있다. 출력부(105)는, 예를 들어, 디스플레이, 프린터 장치, 스피커 장치, 영상 출력 단자, 데이터 입출력 단자 및/또는 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.The output unit 105 visually or audibly provides the user with the data 20, 20 stored in the storage unit 103 or the learning algorithm obtained through training of the processor 200, or through another external device. It can be transmitted directly (for example, a portable memory device or other information processing device) or through a wired or wireless network. The output unit 105 may include, for example, a display, a printer device, a speaker device, an image output terminal, a data input/output terminal, and/or a communication module.

프로세서(200)는, 원 데이터(120, 일례로 원 심전도 데이터)에 대한 증강 처리를 수행하고, 필요에 따라 증강 처리된 데이터(120, 일례로 증강 심전도 데이터)를 이용하여 적어도 하나의 학습 모델을 훈련시킬 수 있도록 마련된다. 프로세서(200)는, 데이터 등에 대한 연산 또는 제어 처리를 수행할 수 있는 적어도 하나의 처리 장치를 이용하여 구현 가능하며, 적어도 하나의 전자 장치는, 예를 들어, 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 그래픽 처리 장치(GPU: Graphic Processing Unit), 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit), 애플리케이션 프로세서(AP: Application Processor), 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Controlling Unit) 및/또는 마이컴(Micom: Micro Processor) 등을 포함할 수 있다. The processor 200 performs augmentation processing on raw data (120, for example, raw electrocardiogram data) and, if necessary, creates at least one learning model using the augmented data (120, for example, augmented electrocardiogram data). It is prepared for training. The processor 200 can be implemented using at least one processing device capable of performing calculations or control processing on data, and at least one electronic device is, for example, a central processing unit (CPU). ), graphics processing unit (GPU: Graphic Processing Unit), microcontroller unit (MCU: Micro Controller Unit), application processor (AP: Application Processor), electronic control unit (ECU: Electronic Controlling Unit) and/or microcontroller (Micom: Micro Processor), etc.

프로세서(200)는, 일 실시예에 의하면, 노이즈 제거부(210), 정규화부(220), 박동 분류부(230), 데이터 증강부(240) 및 데이터 분할부(250)를 포함할 수 있고, 실시예에 따라 훈련부(260)를 더 포함할 수 있다. 노이즈 제거부(210), 정규화부(220), 박동 분류부(230) 및 데이터 분할부(250)는 필요에 따라 생략 가능하다. 실시예에 따라서, 노이즈 제거부(210), 정규화부(220), 박동 분류부(230), 데이터 증강부(240), 데이터 분할부(250) 및 훈련부(260) 중 적어도 둘은, 물리적으로 또는 논리적으로 구분된 것일 수 있다. 물리적으로 구분된 경우, 이들 중 적어도 둘은 서로 물리적으로 분리된 처리 장치에 의해 구현된 것일 수 있다. 논리적으로 구분된 경우, 이들 중 적어도 둘은, 하나의 물리적 처리 장치에 의해 구현될 수도 있다. According to one embodiment, the processor 200 may include a noise removal unit 210, a normalization unit 220, a beat classification unit 230, a data enhancement unit 240, and a data division unit 250. , Depending on the embodiment, a training unit 260 may be further included. The noise removal unit 210, normalization unit 220, beat classification unit 230, and data division unit 250 can be omitted as needed. Depending on the embodiment, at least two of the noise removal unit 210, normalization unit 220, beat classification unit 230, data enhancement unit 240, data division unit 250, and training unit 260 are physically Or, it may be logically separated. When physically separated, at least two of them may be implemented by processing devices that are physically separate from each other. When logically separated, at least two of them may be implemented by a single physical processing unit.

도 2는 심전도 신호의 일 실시예를 도시한 도면이다.Figure 2 is a diagram illustrating an example of an electrocardiogram signal.

적어도 하나의 원 심전도 데이터(110)는, 각각 특정 유형에 해당하는 적어도 하나의 심박 신호(111)를 포함할 수 있다. 여기서, 심박 신호는 심박동에 대응하는 적어도 하나의 신호이다. 예를 들어, 적어도 하나의 원 심전도 데이터(110)는, 도 2에 도시된 바와 동일 또는 근사한 정상적인 심박동에 대응하는 심박 신호(111)를 포함할 수도 있고, 및/또는 이와 상이한 비정상적인 심박동에 대응하는 심박 신호를 포함할 수도 있다. 여기서, 정상 또는 비정상에 대응하는 심박 신호 각각은 순차적으로 연결되어 원 심전도 데이터(110)를 형성할 수도 있다. 이 경우, 적어도 하나의 정상적인 심박동에 대응하는 심박 신호(111) 또는 비정상적인 심박동에 대응하는 심박 신호 각각에는 원 심전도 데이터(110)의 측정 시 외부에서 유입되거나 데이터 베이스 구축 과정에서 생성된 잡음이 더 존재할 수도 있다. 노이즈 제거부(210)는, 원 심전도 데이터(110)를 입력부(101) 또는 저장부(103)로부터 획득하고, 원 심전도 데이터(110), 즉 각각의 심박 신호(111) 등에 존재할 수 있는 잡음을, 원 심전도 데이터(110)로부터 제거할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 노이즈 제거부(210)는 버터워스 필터(Butterworth filter, 일례로 4차 버터워스 필터 등)와 같은 적어도 하나의 필터(들)를 이용하여 구현될 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 필터(들)는, 예를 들어, 0.5Hz 내지 15Hz의 통과 대역을 갖는 것일 수도 있다. 원 심전도 데이터(110)에 필터(들)를 적용하여 획득된 심전도 데이터(이하 잡음 제거 심전도 데이터)는 정규화부(220)로 전달될 수 있다.At least one piece of raw ECG data 110 may include at least one heart rate signal 111 corresponding to a specific type. Here, the heartbeat signal is at least one signal corresponding to the heartbeat. For example, the at least one raw electrocardiogram data 110 may include a heart rate signal 111 corresponding to a normal heart beat that is the same or close to that shown in FIG. 2, and/or corresponding to an abnormal heart beat different therefrom. It may also include heart rate signals. Here, each heart rate signal corresponding to normal or abnormal may be sequentially connected to form raw ECG data 110. In this case, in each of the heart rate signals 111 corresponding to at least one normal heart beat or the heart rate signals corresponding to an abnormal heart rate, there may be additional noise introduced from the outside or generated during the database construction process when measuring the raw ECG data 110. It may be possible. The noise removal unit 210 acquires the raw ECG data 110 from the input unit 101 or the storage unit 103, and removes noise that may exist in the raw ECG data 110, that is, each heart rate signal 111, etc. , can be removed from the original ECG data 110. According to one embodiment, the noise removal unit 210 may be implemented using at least one filter(s) such as a Butterworth filter (for example, a fourth-order Butterworth filter, etc.). In this case, the at least one filter(s) may have a passband of, for example, 0.5 Hz to 15 Hz. ECG data (hereinafter referred to as noise-removed ECG data) obtained by applying filter(s) to the original ECG data 110 may be transmitted to the normalization unit 220.

정규화부(220)는, 전달 받은 데이터(원 심전도 데이터(110) 또는 이에 대응하는 잡음 제거 심전도 데이터)에 대한 정규화를 수행할 수도 있다. 정규화는, 예를 들어, 각각의 원 심전도 데이터(110)에 대해 전체 원 심전도 데이터(110)의 평균(또는 일반적으로 알려진 평균적인 심전도 신호)을 차감하고, 차감 결과를 각각의 원 심전도 데이터(110)의 표준 편차로 나눔으로써 수행되는 것도 가능하다. 또는 정규화는 최대 값-최소 정규화를 이용하여 수행될 수도 있다. 이에 따라 하나 또는 둘 이상의 원 심전도 데이터(110) 각각에 대응하는 정규화된 심전도 데이터가 획득될 수 있다.The normalization unit 220 may perform normalization on the received data (original ECG data 110 or corresponding noise-removed ECG data). Normalization, for example, subtracts the average (or commonly known average ECG signal) of all raw ECG data 110 for each raw ECG data 110, and applies the subtraction result to each raw ECG data 110. ) can also be done by dividing by the standard deviation of Alternatively, normalization may be performed using max-minimum normalization. Accordingly, normalized ECG data corresponding to each of one or more raw ECG data 110 may be obtained.

도 3은 심박동의 유형의 일례를 도시한 도표이다.Figure 3 is a diagram showing an example of the types of heart beats.

박동 분류부(230)는, 원 심전도 데이터(110), 잡음 제거 심전도 데이터 또는 정규화된 심전도 데이터(이하 원 심전도 데이터(110) 등)로부터 심박에 대응하는 신호(111, 즉, 심박 신호)를 하나 이상 추출하고, 추출된 하나 이상의 심박 신호(111) 각각을 복수의 유형 중 적어도 하나의 유형으로 결정할 수 있다. The beat classification unit 230 generates a signal 111 (i.e., heart rate signal) corresponding to the heartbeat from the raw ECG data 110, noise-removed ECG data, or normalized ECG data (hereinafter referred to as the raw ECG data 110, etc.). The above is extracted, and each of the extracted one or more heart rate signals 111 may be determined to be at least one type among a plurality of types.

실시예에 따라서, 박동 분류부(230)는, 각각의 심박 신호의 유형 분류 전에, 분류에 이용될 유형을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 박동 분류부(230)는, 알려진 복수의 심박동 유형 중에서 복수의 심박 신호를 분류하기 위한 적어도 하나의 심박동 유형을, 도 3에 도시된 바와 같이, 선택하여 결정하고, 선택하고 결정된 적어도 하나의 심박동 유형을 심박 신호의 분류에 이용할 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 심박동 유형에는, 각 유형을 식별하기 위한 라벨(일례로 숫자 0 내지 10)가 더 부가되어 있을 수 있다. 적어도 하나의 심박동 유형은, 예를 들어, 정상(Normal, 라벨 0), 좌각차단(LBBB: Left bundle branch block beat, 라벨 1), 우각차단(RBBB: Right bundle branch block beat, 라벨 2), 비정상적인 심장 조기 박동(AP: Aberrated atrial premature beat, 라벨 3), 심실 조기 수축(PVC: Premature ventricular contraction, 라벨 4), 심실 박동 및 정상 박동의 결합(FVN: Fusion of ventricular and normal beat, 라벨 5), 결절 조기 박동(NP: Nodal (junctional) premature beat, 라벨 6), 심방 조기 수축(APC: Atrial premature contraction, 라벨 7), 결절성 이탈 박동(NE: Nodal (junctional) escape beat, 라벨 8), 페이스 박동(PACE: Paced beat, 라벨 9) 및/또는 페이스 박동 및 정상 박동의 결합(FPN: Fusion of paced and normal beat, 라벨 10) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Depending on the embodiment, the beat classification unit 230 may determine the type to be used for classification before classifying the type of each heart rate signal. For example, the beat classification unit 230 selects and determines at least one heartbeat type for classifying a plurality of heartbeat signals from among a plurality of known heartbeat types, as shown in FIG. 3, and selects and determines at least one heartbeat type for classifying a plurality of heartbeat signals. One heart beat type can be used for classification of heart rate signals. In this case, a label (for example, numbers 0 to 10) may be further added to at least one heartbeat type to identify each type. At least one heart beat type, for example, Normal (label 0), Left bundle branch block beat (LBBB, label 1), Right bundle branch block beat (RBBB, label 2), abnormal. Aberrated atrial premature beat (AP, label 3), premature ventricular contraction (PVC, label 4), fusion of ventricular and normal beat (FVN: label 5), Nodal (junctional) premature beat (NP), label 6), Atrial premature contraction (APC), label 7, nodal escape beat (NE: nodal (junctional) escape beat, label 8), pace beat (PACE: Paced beat, label 9) and/or a combination of pace beat and normal beat (FPN: Fusion of paced and normal beat, label 10), etc., but is not limited thereto.

도 2에 도시된 바와 같이, 박동 분류부(230)로 전달되는 적어도 하나의 심박 신호(111)는 각각 R 피크(R)를 갖는 QRS군(Q, R, S)를 가질 수 있으며, 정상적인 심박동에 대응하는 심박 신호(111)인 경우, P파(P) 및 T파(T)를 더 가질 수 있다. 일 실시예에 의하면, 박동 분류부(230)는, 적어도 하나의 심박 신호(111)의 추출을 위해, 원 심전도 데이터(110) 등으로부터 R 피크(R)를 검출하고, R 피크로부터 일정한 기준 범위(z1, z2) 내의 신호를 검출할 수도 있다. 여기서, 일정한 기준 범위(z1, z2)는, 심장의 박동 기간을 고려하여 정의된 것일 수 있다. 통상 심장은, 0.6초 내지 1초 동안 1회 박동한다. 따라서, 정보의 손실을 고려하여, 심박 신호(111)의 추출을 위한 기준 범위(z1, z2)는 대략 1초 이상의 값(일례로 1.6초)에 대응하는 값으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 범위(z1) 및 제2 범위(z2)는, 각각 R 피크(R)로부터 대략 200 포인트에 해당하는 지점까지의 범위를 포함하도록 정의될 수 있다. 즉, 기준 범위(z1, z2)는, 대략 400 포인트(제1 범위(z1)에 해당하는 200 포인트 및 제2 범위(z2)에 해당하는 200 포인트의 합)의 길이를 가지게 된다.As shown in FIG. 2, at least one heart rate signal 111 transmitted to the beat classification unit 230 may have a QRS complex (Q, R, S) each having an R peak (R), and may have a normal heart rate. In the case of the heart rate signal 111 corresponding to , it may further have a P wave (P) and a T wave (T). According to one embodiment, the beat classification unit 230 detects the R peak (R) from the raw ECG data 110, etc. in order to extract at least one heart rate signal 111, and sets a certain reference range from the R peak. Signals within (z1, z2) can also be detected. Here, a certain reference range (z1, z2) may be defined in consideration of the heartbeat period. Normally, the heart beats once for 0.6 to 1 second. Therefore, in consideration of information loss, the reference range (z1, z2) for extracting the heart rate signal 111 may be determined to be a value corresponding to approximately 1 second or more (for example, 1.6 seconds). For example, the first range (z1) and the second range (z2) may each be defined to include a range from the R peak (R) to a point corresponding to approximately 200 points. That is, the reference ranges (z1, z2) have a length of approximately 400 points (the sum of 200 points corresponding to the first range (z1) and 200 points corresponding to the second range (z2)).

박동 분류부(230)는, 적어도 하나의 심박 신호(111)를 획득하면, 이에 응하여 적어도 하나의 심박 신호(111) 각각을 대응하는 심박동 유형으로 분류하고, 분류 결과를 저장할 수 있다. 예를 들어, 박동 분류부(231)는 분류 대상인 심박 신호(111)가 정상 신호에 해당한다고 판단되면, 해당 심박 신호(111)에 정상 신호에 대응하는 라벨(즉, 0)을 연결하거나 부가하여 해당 심박 신호(111)에 대한 분류 결과를 저장할 수 있다. 이에 따라 적어도 하나의 유형(일례로 도 3에 도시된 바와 같이 11개의 유형)으로 분류된 일 군의 심박 신호(들)(21)가 획득될 수 있게 된다. 소정 유형으로 분류된 심박 신호(들)(21)은 데이터 증강부(240)로 전달될 수 있다. 실시예에 따라, 획득된 일 군의 심박 신호(들)(21)는 먼저 저장부(103)에 일시적으로 또는 비일시적으로 저장될 수도 있다.When obtaining at least one heart rate signal 111, the heart rate classification unit 230 may classify each of the at least one heart rate signal 111 into a corresponding heart beat type and store the classification result. For example, if the heart rate classification unit 231 determines that the heart rate signal 111 to be classified corresponds to a normal signal, the heart rate classification unit 231 connects or adds a label (i.e., 0) corresponding to the normal signal to the heart rate signal 111. The classification result for the corresponding heart rate signal 111 can be stored. Accordingly, a group of heart rate signal(s) 21 classified into at least one type (for example, 11 types as shown in FIG. 3) can be obtained. Heart rate signal(s) 21 classified into a predetermined type may be transmitted to the data enhancement unit 240. Depending on the embodiment, the acquired group of heart rate signal(s) 21 may first be temporarily or non-temporarily stored in the storage unit 103.

도 4는 원 심전도 데이터 및 증강 심전도 데이터의 데이터 개수의 차이를 설명하기 위한 도표이고, 도 5는 증강 심전도 데이터의 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram to explain the difference in the number of data between original ECG data and augmented ECG data, and FIG. 5 is a diagram to explain the process of generating augmented ECG data.

도 4에 도시된 바에 의하면, 원 심전도 데이터(110)에 속하는 데이터(즉, 심박 신호)(들)는 특정한 유형에 편향 분포하고 있을 수 있다. 예를 들어, MIT-BIH 부정맥 데이터베이스의 경우, 정상 유형에 대응하는 심박 신호는 72,124개가 존재하고, 좌각차단(LBBB)에 대한 심박 신호는 6,613개가 존재하며, 우각차단(RBBB)에 대한 심박 신호는 5,004개가 존재한다. 또한, 심실 조기 수축(PVC)에 대한 심박 신호는 7,001개가 존재하고, 심방 조기 수축(APC)에 대한 심박 신호는 1,960개가 존재하고, 페이스 박동(PACE)에 대응하는 심박 신호는 3,619개가 존재한다. 반면에 비정상적인 심장 조기 박동(AP)에 대한 심박 신호는 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스에 오직 150개만 존재하고, 심실 박동 및 정상 박동의 결합(VFN)에 대한 심박 신호는 802개가 존재하며, 결절 조기 박동(NP)에 대한 심박 신호는 83개만 존재한다. 또한, 결절성 이탈 박동(NE)에 대한 심박 신호는 229개가 존재하고, 페이스 박동 및 정상 박동의 결합(FPN)에 대한 심박 신호는 260개가 존재한다. 다시 말해서, 비정상적인 심장 조기 박동(AP), 심실 박동 및 정상 박동의 결합(VFN), 결절 조기 박동(NP), 결절성 이탈 박동(NE) 및 페이스 박동 및 정상 박동의 결합(FPN)에 대한 데이터는 그 양이 상대적으로 작고 희소하다. 이와 같이 상대적으로 극히 희소한 유형의 데이터를 포함하는 전체 데이터를 이용하여 학습 모델을 훈련시키는 경우, 학습 모델은 이들 희소 유형의 심전도 데이터에 대한 유형을 적절하게 분류할 수 없다.As shown in FIG. 4, data (i.e., heart rate signal)(s) belonging to the original ECG data 110 may be distributed biased toward a specific type. For example, in the MIT-BIH arrhythmia database, there are 72,124 heart rate signals corresponding to normal types, 6,613 heart rate signals for left bundle branch block (LBBB), and heart rate signals for right bundle branch block (RBBB). There are 5,004 of them. Additionally, there are 7,001 heart rate signals for premature ventricular contraction (PVC), 1,960 heart rate signals for atrial premature contraction (APC), and 3,619 heart rate signals corresponding to pace beats (PACE). On the other hand, there are only 150 heart rate signals for abnormal premature beats (AP) in the MIT-BIH arrhythmia database, 802 heart rate signals for combined ventricular and normal beats (VFN), and nodal premature beats ( There are only 83 heart rate signals for NP). In addition, there are 229 heart rate signals for nodular deviant beats (NE), and 260 heart rate signals for combined pace beats and normal beats (FPN). In other words, data on abnormal premature beats (AP), combined ventricular beats and normal beats (VFN), nodal premature beats (NP), nodular stray beats (NE), and combined pace beats and normal beats (FPN). The amount is relatively small and rare. When training a learning model using the entire data including relatively extremely rare types of data, the learning model cannot properly classify the types of these rare types of ECG data.

데이터 증강부(240)는, 심박동 유형 중에서 심박 신호가 상대적으로 부족한 특정한 유형(이하 희소 유형)을 결정하고, 희소 유형의 데이터(즉, 심박 신호)를 증강시켜 전체적인 데이터의 분포를 상대적으로 고르게 할 수 있다. 즉, 데이터 증강부(240)는, 특정한 유형(즉, 희소 유형)이 데이터를 극히 적게 포함하고 있는 경우, 희소 유형의 데이터의 개수를 훈련 및 학습에 충분할 정도로 증가시켜 새로운 일 군의 데이터(들)(일례로 증강 심전도 데이터(120))를 생성하고, 학습 모델이 증강 심전도 데이터(120)를 기반으로 훈련되도록 함으로써, 학습 모델의 분류 성능이 개선되도록 할 수 있다. 예를 들어, 데이터 증강부(240)는, 비정상적인 심장 조기 박동(AP), 심실 박동 및 정상 박동의 결합(VFN), 결절 조기 박동(NP), 결절성 이탈 박동(NE) 및 페이스 박동 및 정상 박동의 결합(FPN) 중 적어도 하나의 심박 신호의 개수를, 소정의 기준 개수까지 증가시킬 수 있다. 여기서 소정의 기준 개수는 사용자에 의해 선택되거나 미리 정의된 바에 따라 프로세서(200)에 의해 결정된 것일 수 있다. 예를 들어, 기준 개수는 원 심전도 데이터(10) 개수의 평균 값이나 중간 값일 수도 있고, 또는 데이터가 희소하지 않은 유형 중에서 포함하는 데이터의 양이 가장 작은 유형의 데이터 양(일례로 심방 조기 수축(APC)에 해당하는 데이터의 개수인 1,960)일 수도 있다. 이외에도 사용자나 설계자 등은 임의적 선택에 따라 기준 개수를 다양하게 정의할 수 있다.The data enhancement unit 240 determines a specific type (hereinafter referred to as a sparse type) where the heart rate signal is relatively lacking among the heart beat types, and enhances the sparse type of data (i.e., the heart rate signal) to make the distribution of the overall data relatively even. You can. That is, when a specific type (i.e., sparse type) contains very little data, the data augmentation unit 240 increases the number of sparse type data to a level sufficient for training and learning to create a new set of data (s). ) (for example, augmented ECG data 120) is generated and the learning model is trained based on the augmented ECG data 120, so that the classification performance of the learning model can be improved. For example, the data augmentation unit 240 may detect abnormal premature beats (AP), combined ventricular beats and normal beats (VFN), nodular premature beats (NP), nodular stray beats (NE), and pace beats and normal beats. The number of at least one heart rate signal among the combinations (FPN) of can be increased to a predetermined standard number. Here, the predetermined reference number may be selected by the user or determined by the processor 200 according to a predefined definition. For example, the reference number may be the average or median value of the number of raw ECG data (10), or the data amount of the type that contains the smallest amount of data among the types that are not sparse (e.g., atrial premature contraction (e.g., atrial premature contraction) It may be 1,960), which is the number of data corresponding to APC). In addition, users or designers can define the standard number in various ways according to their arbitrary choice.

일 실시예에 의하면, 데이터 증강부(240)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 수신한 심박 신호 중 적어도 하나의 희소 유형에 해당하는 심박 신호(112, 113, 114, 예를 들어, 비정상적인 심장 조기 박동(AP), 심실 박동 및 정상 박동의 결합(VFN), 결절 조기 박동(NP), 결절성 이탈 박동(NE) 및 페이스 박동 및 정상 박동의 결합(FPN) 중 적어도 하나의 유형에 속하는 심박 신호)를 선택하고, 선택한 심박 신호(112, 113, 114) 중에서 적어도 하나의 심박 신호(113, 이하 기준 심박 신호)를 선택할 수 있다. 이어서, 데이터 증강부(240)는, 선택한 기준 심박 신호(113) 주변의 다른 심박 신호(이하 주변 심박 신호. 예를 들어 선정한 심박 신호(113)에 가장 이웃한 심박 신호(112, 114) 등을 포함 가능함)를 검출하고, 선택한 기준 심박 신호(113)와 검출된 주변 심박 신호(112, 114) 사이에 하나 이상의 심박 신호(121, 122)를 새롭게 생성함으로써, 전체적인 심박 신호(112, 113, 114, 121, 122)의 개수를 증가시킬 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 생성된 심박 신호(121, 122)는, 임의적으로 랜덤하게 생성될 수도 있으며, 랜덤하게 생성된 심박 신호(121, 122)의 값은 기준 심박 신호(113)의 값과 주변 심박 신호(112, 114) 값의 범위 내에서 결정된 것일 수도 있다. 또한, 하나 이상의 새로운 심박 신호(121, 122)는, 기준 심박 신호(113)와 주변 심박 신호(112, 114) 각각의 값에 적어도 하나의 보간법을 적용하여 생성된 것일 수도 있다. 생성되는 심박 신호(121, 122)의 개수는 기 결정된 기준 개수 및 희소한 유형에 해당하는 심박 신호(112, 113, 114)의 개수에 따라 달라질 수 있다. 이와 같은 데이터 증강을 위해서, 예를 들어, 스모트(SMOTE: synthetic minority oversampling technique)나 에이다신(ADASYN: Adaptive synthetic sampling approach for imbalanced learning) 등이 이용될 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다. According to one embodiment, the data enhancer 240, as shown in FIG. 5, receives heart rate signals 112, 113, and 114 corresponding to at least one rare type among the received heart rate signals, for example, an abnormal heart rate signal. Heart rate signals belonging to at least one of the following types: premature beats (AP), combined ventricular beats and normal beats (VFN), nodal premature beats (NP), nodal stray beats (NE), and combined pace beats and normal beats (FPN) ), and at least one heart rate signal 113 (hereinafter referred to as a reference heart rate signal) can be selected from among the selected heart rate signals 112, 113, and 114. Subsequently, the data enhancer 240 selects other heart rate signals (hereinafter referred to as peripheral heart rate signals) around the selected reference heart rate signal 113. For example, the heart rate signals 112 and 114 that are closest to the selected heart rate signal 113. (possible inclusion) is detected and one or more heart rate signals (121, 122) are newly generated between the selected reference heart rate signal (113) and the detected peripheral heart rate signals (112, 114), thereby generating the overall heart rate signals (112, 113, 114). , 121, 122) can be increased. In this case, one or more generated heart rate signals 121 and 122 may be randomly generated, and the value of the randomly generated heart rate signals 121 and 122 is the value of the reference heart rate signal 113 and the surrounding heart rate. It may be determined within the range of values of signals 112 and 114. Additionally, one or more new heart rate signals 121 and 122 may be generated by applying at least one interpolation method to each value of the reference heart rate signal 113 and the surrounding heart rate signals 112 and 114. The number of heart rate signals 121 and 122 generated may vary depending on the predetermined reference number and the number of heart rate signals 112, 113 and 114 corresponding to rare types. For such data augmentation, for example, SMOTE (synthetic minority oversampling technique) or ADASYN (adaptive synthetic sampling approach for imbalanced learning) may be used, but are not limited thereto.

이와 같은 데이터 증강부(240)의 데이터 증강 동작에 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상대적으로 희소한 데이터를 가진 유형(비정상적인 심장 조기 박동(AP), 심실 박동 및 정상 박동의 결합(VFN), 결절 조기 박동(NP), 결절성 이탈 박동(NE) 및 페이스 박동 및 정상 박동의 결합(FPN) 중 적어도 하나)에 속하는 데이터의 양이 대략 1960개 정도로 증가하게 된다. 데이터가 증강되어 획득된 새로운 데이터, 즉 증강 심전도 데이터(120)는 저장부(103)에 저장될 수도 있으며, 실시예에 따라 데이터 분할부(250)나 훈련부(260)로 전달될 수도 있다.According to the data augmentation operation of the data augmentation unit 240, as shown in FIG. 4, types with relatively sparse data (abnormal premature beat (AP), combination of ventricular beat and normal beat (VFN)) , the amount of data belonging to at least one of nodal premature beats (NP), nodular stray beats (NE), and combination of pace beats and normal beats (FPN)) increases to approximately 1960. New data obtained by augmenting the data, that is, augmented ECG data 120, may be stored in the storage unit 103 and may be transmitted to the data division unit 250 or the training unit 260, depending on the embodiment.

데이터 분할부(250)는 증강 심전도 데이터(120)를 소정의 기준에 따라 나눠 하나 이상의 데이터 세트를 생성할 수 있다. 예를 들어, 데이터 분할부(250)는, 증강 심전도 데이터(120)의 각각의 데이터를 훈련용 데이터, 검증용 데이터 및 테스트용 데이터 중 적어도 하나로 분류하여, 세 개의 데이터 세트(훈련용 데이터 세트, 검증용 데이터 세트 및 테스트용 데이터 세트)를 획득할 수도 있다. 이 경우, 데이터 분할부(250)는, 훈련용 데이터 세트 및 검증용 데이터 세트 중 적어도 하나는 데이터 증강부(240)에 의해 신규 생성된 데이터(새로운 심박 신호)를 포함하도록 하나, 테스트용 데이터 세트는 기존에 원 심전도 데이터(110)에 존재하였던 데이터(즉, 원 심전도 데이터(110) 및 증강 심전도 데이터(120) 양자 모두에 속하는 심박 신호)만을 포함하도록 데이터 세트를 생성하는 것도 가능하다. 다시 말해서, 테스트용 데이터 세트는, 데이터 증강부(240)에 의해 새로 생성된 심박 신호는 포함하지 않을 수 있다. 데이터 분할부(250)에 의해 획득된 하나 이상의 데이터 세트는 필요에 따라 저장부(103)에 저장될 수도 있고, 출력부(105)를 통해 적어도 하나의 다른 장치(예를 들어, 휴대용 메모리 장치나, 또 다른 정보 처리 장치(스마트폰, 데스크톱 컴퓨터 또는 서버용 하드웨어 장치 등))로 전달될 수도 있다.The data division unit 250 may divide the augmented ECG data 120 according to a predetermined standard to generate one or more data sets. For example, the data division unit 250 classifies each data of the augmented ECG data 120 into at least one of training data, verification data, and test data, into three data sets (training data set, A data set for verification and a data set for testing) may also be obtained. In this case, the data division unit 250 sets at least one of the training data set and the verification data set to include data newly generated by the data augmentation unit 240 (new heart rate signal), and sets the test data set. It is also possible to create a data set to include only data that previously existed in the original ECG data 110 (i.e., heart rate signals belonging to both the original ECG data 110 and the augmented ECG data 120). In other words, the test data set may not include the heart rate signal newly generated by the data augmentation unit 240. One or more data sets obtained by the data division unit 250 may be stored in the storage unit 103 as needed, and may be transmitted to at least one other device (e.g., a portable memory device) through the output unit 105. , may also be transmitted to another information processing device (such as a smartphone, desktop computer, or server hardware device).

훈련부(260)는, 증강 심전도 데이터(120)를 이용하거나, 또는 데이터 분할부(250)에 의해 증강 심전도 데이터(120)로부터 획득된 적어도 하나의 데이터 세트(일례로 훈련용 데이터 세트, 검증용 데이터 세트 및 테스트용 데이터 세트)를 이용하여 적어도 하나의 학습 모델을 훈련시킬 수 있다. 이 경우, 훈련부(260)는 데이터 분할부(250)가 생성한 훈련용 데이터 세트를 이용하여 학습 모델을 훈련시키고, 검증용 데이터 세트를 이용하여 훈련된 학습 모델에 대한 검증을 수행할 수도 있다. 또한, 테스트용 데이터 세트를 이용하여 학습 모델에 대한 테스트를 더 수행할 수도 있다. 여기서, 학습 모델은, 필요에 따라, 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network), 콘볼루션 신경망(CNN: Convolutional Neural Network), 순환 신경망(RNN: Recurrent Neural Network), 콘볼루션 순환 신경망(CRNN: Convolutional Recurrent Neural Network), 심층 신뢰 신경망(DBN: Deep Belief Network), 심층 Q-네트워크(Deep Q-Networks), 장단기 메모리(LSTM: Long short term memory), 다층 퍼셉트론(Multi-layer Perceptron), 서포트 벡터 머신(SVM: support vector machine), 생성적 적대 신경망(GAN: Generative Adversarial Network) 및/또는 조건적 생성적 적대 신경망(cGAN: Conditional GAN) 등의 적어도 하나의 학습 모델을 포함할 수 있다. 훈련부(260)의 훈련에 따라 훈련된 학습 모델이 획득될 수 있다. 훈련된 학습 모델은, 저장부(103)에 저장될 수도 있고, 필요에 따라 출력부(105)를 통해 적어도 하나의 다른 장치(일례로 휴대용 메모리 장치나 다른 정보 처리 장치 등)로 전달될 수도 있다.The training unit 260 uses the augmented ECG data 120 or uses at least one data set (e.g., a training data set, a verification data) obtained from the augmented ECG data 120 by the data division unit 250. At least one learning model can be trained using the set and test data set. In this case, the training unit 260 may train a learning model using the training data set generated by the data division unit 250 and perform verification of the trained learning model using the verification data set. Additionally, further testing of the learning model can be performed using a test data set. Here, the learning model is, depending on need, a deep neural network (DNN), a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), or a convolutional recurrent neural network (CRNN). Neural Network, Deep Belief Network (DBN), Deep Q-Networks, Long short term memory (LSTM), Multi-layer Perceptron, Support Vector Machine ( It may include at least one learning model such as a support vector machine (SVM), a generative adversarial network (GAN), and/or a conditional generative adversarial network (cGAN). A trained learning model may be obtained according to training by the training unit 260. The trained learning model may be stored in the storage unit 103 and, if necessary, may be transmitted to at least one other device (for example, a portable memory device or another information processing device) through the output unit 105. .

도 6은 훈련부의 일 실시예에 대한 블록도이다.Figure 6 is a block diagram of an embodiment of the training unit.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 훈련부(260)는, 5개의 특징 추출 계층(263-1 내지 267-3)과 2개의 분류 계층(268-1 내지 268-3)을 포함하는 1차원 콘볼루션 신경망(261, 1D CNN)을 훈련시킬 수도 있다. 구체적으로 1차원 콘볼루션 신경망(261)은, 증강 심전도 데이터(120) 등의 데이터가 입력되는 입력층(262)과, 콘볼루션을 수행하는 다수의 콘볼루션 층(263-1, 264-1, 265-1, 266-1, 267-1)과, 각각의 콘볼루션 층(263-1, 264-1, 265-1, 266-1, 267-1)의 출력 결과에 대해 배치 정규화를 수행하는 배치 정규화 층(263-2, 264-2, 265-2, 266-2, 267-2)과, 배치 정규화 층(263-2, 264-2, 265-2, 266-2, 267-2)의 출력 결과에 대해 풀링(맥스 풀링 또는 평균 풀링 등)을 수행하는 풀링층(263-3, 264-3, 265-3, 266-3, 267-3)과, 마지막 풀링층(267-3)의 출력 결과를 수신하고, 순차적으로 데이터를 처리하여 전달하는 완전 연결층(268-1 내지 268-3)과, 마지막 완전 연결층(268-3)에 연결된 출력층(169)를 포함할 수 있다. 여기서, 콘볼루션 층(263-1, 264-1, 265-1, 266-1, 267-1)은, 필터의 크기나 커널 크기는, 모두 동일하게 정해질 수도 있고, 일부는 동일하게 정해지고, 다른 일부는 상이하게 정해질 수도 있으며, 모두 상이하게 정해질 수도 있다. 예를 들어, 각각의 콘볼루션 층(263-1, 264-1, 265-1, 266-1, 267-1)의 필터의 크기는, 순차적으로, 8, 16, 32, 32 및 64로 주어지고, 커널 크기는 16, 32, 32, 32 및 24로 주어질 수 있다. 각각의 풀링층(263-3, 264-3, 265-3, 266-3, 267-3)도 마찬가지로 풀링 크기나 스트라이드(stride)의 크기 등은 모두 동일하게 정해질 수도 있고, 일부는 동일하게 정해지고, 다른 일부는 상이하게 정해질 수도 있으며, 모두 상이하게 정해질 수도 있다. 예를 들어, 모든 풀링층(263-3, 264-3, 265-3, 266-3, 267-3)의 풀링 크기는 3으로, 스트라이드는 2로 정해질 수 있다. 한편, 각 층(263-1 내지 268-3) 중 적어도 하나의 층에 대한 활성화 함수로는, 렐루 함수, 시그모이드 함수, 하이퍼볼릭 탄젠트 함수 또는 소프트맥수 함수 등이 이용될 수 있다.For example, as shown in FIG. 6, the training unit 260 is a one-dimensional layer including five feature extraction layers (263-1 to 267-3) and two classification layers (268-1 to 268-3). You can also train a convolutional neural network (261, 1D CNN). Specifically, the one-dimensional convolutional neural network 261 includes an input layer 262 into which data such as augmented electrocardiogram data 120 is input, and a plurality of convolution layers 263-1, 264-1, and 264-1 that perform convolution. 265-1, 266-1, 267-1) and performing batch normalization on the output results of each convolution layer (263-1, 264-1, 265-1, 266-1, 267-1). Batch normalization layers (263-2, 264-2, 265-2, 266-2, 267-2) and batch normalization layers (263-2, 264-2, 265-2, 266-2, 267-2) A pooling layer (263-3, 264-3, 265-3, 266-3, 267-3) that performs pooling (max pooling, average pooling, etc.) on the output results, and a final pooling layer (267-3) It may include fully connected layers 268-1 to 268-3 that receive the output results, sequentially process and transmit the data, and an output layer 169 connected to the last fully connected layer 268-3. Here, the filter sizes and kernel sizes of the convolution layers 263-1, 264-1, 265-1, 266-1, and 267-1 may all be set the same, or some may be set the same. , some others may be determined differently, and all may be determined differently. For example, the size of the filters of each convolutional layer (263-1, 264-1, 265-1, 266-1, 267-1) is given as 8, 16, 32, 32, and 64, sequentially. and kernel sizes can be given as 16, 32, 32, 32, and 24. Similarly, for each pooling layer (263-3, 264-3, 265-3, 266-3, 267-3), the pooling size or stride size may be set the same, and some may be set the same. Some may be determined differently, others may be determined differently, and all may be determined differently. For example, the pooling size of all pooling layers (263-3, 264-3, 265-3, 266-3, and 267-3) may be set to 3 and the stride may be set to 2. Meanwhile, the activation function for at least one of the layers 263-1 to 268-3 may be a Relu function, a sigmoid function, a hyperbolic tangent function, or a soft max function.

도 7은 훈련된 학습 모델의 성능을 설명하기 위한 도면으로, 도 10에서 세로 축은 실제로 분류된 유형을, 가로 축은 훈련된 학습 모델에 의해 판단된 유형을 의미한다. 실제로 분류된 유형과 학습 모델에 의해 판단된 유형이 교차하는 지점은, 좌측에 기재된 라벨(0 내지 10)의 유형에 속하는 데이터가 입력되었을 때, 학습 모델이 하단에 기재된 라벨(0 내지 10)의 유형이라는 판단 결과를 출력할 확률을 의미한다.Figure 7 is a diagram for explaining the performance of the trained learning model. In Figure 10, the vertical axis indicates the type actually classified, and the horizontal axis indicates the type determined by the trained learning model. The point where the actually classified type and the type determined by the learning model intersect is when data belonging to the types of labels (0 to 10) listed on the left is input, the learning model uses the labels (0 to 10) listed at the bottom. This refers to the probability of outputting a judgment result called type.

도 7에 도시된 바에 의하면, 정상에 해당하는 심전도 데이터(라벨 0), 우각차단(RBBB)에 해당하는 심전도 데이터(라벨 2), 비정상적인 심장 조기 박동(AP)에 해당하는 심전도 데이터(라벨 3), 결절 조기 박동(NP)에 해당하는 심전도 데이터(라벨 6), 결절성 이탈 박동(NE)에 해당하는 심전도 데이터(라벨 8), 페이스 박동(PACE)에 해당하는 심전도 데이터(라벨 9) 및 페이스 박동 및 정상 박동의 결합(FPN)에 해당하는 심전도 데이터(라벨 10)가 입력된 경우에는, 학습 모델은 완벽하게 정확하게 해당 유형을 판별 및 분류할 수 있다. 또한, 심실 조기 수축(PVC)에 해당하는 심전도 데이터(라벨 4), 심실 박동 및 정상 박동의 결합(FVN)에 해당하는 심전도 데이터(라벨 5) 또는 심방 조기 수축(APC)에 해당하는 심전도 데이터(라벨 7)에 해당하는 데이터가 입력된 경우에도 적어도 94% 이상의 확률로 정확하게 해당 데이터를 분류할 수 있었다. 따라서, 상술한 바와 같이 증강 심전도 데이터(120)를 이용하여 훈련된 학습 모델은, 매우 높은 정확도로, 심전도 데이터에 대응하는 심박동 유형을 판별할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Figure 7, ECG data corresponding to normal (label 0), ECG data corresponding to right bundle branch block (RBBB) (label 2), and ECG data corresponding to abnormal premature beat (AP) (label 3). , ECG data corresponding to nodal premature beats (NP) (label 6), ECG data corresponding to nodular escape beats (NE) (label 8), ECG data corresponding to pace beats (PACE) (label 9), and pace beats. and ECG data (label 10) corresponding to combination of normal beats (FPN) is input, the learning model can determine and classify the corresponding type with complete accuracy. Additionally, ECG data corresponding to ventricular premature contractions (PVC) (label 4), ECG data corresponding to combined ventricular and normal beats (FVN) (label 5), or ECG data corresponding to atrial premature contractions (APC) (label 4). Even when data corresponding to label 7) was entered, the data could be accurately classified with a probability of at least 94%. Therefore, it can be seen that the learning model trained using the augmented ECG data 120, as described above, can determine the heartbeat type corresponding to the ECG data with very high accuracy.

상술한 데이터 증강 장치(20)는, 상술한 노이즈 제거, 정규화, 박동 분류, 데이터 증강, 데이터 세트의 생성 및 학습 모델의 훈련 중 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있도록 특별히 고안된 장치를 이용하여 구현될 수도 있고, 또는 하나 또는 둘 이상의 정보처리장치를 단독으로 이용하거나 조합 이용함으로써 구현될 수도 있다. 여기서, 하나 또는 둘 이상의 정보처리장치는, 예를 들어, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 서버용 하드웨어 장치, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 스마트 시계, 스마트 밴드, 두부 장착형 디스플레이(HMD: Head Mounted Display) 장치, 휴대용 또는 비휴대용 게임기, 내비게이션 장치, 리모트 컨트롤러(리모컨), 디지털 텔레비전, 셋 톱 박스, 미디어 스트리밍 장치, 디브이디 재생 장치, 컴팩트 디스크 재생 장치, 음향 재생 장치(인공 지능 스피커 등), 가전 기기(일례로 냉장고, 선풍기, 공조기, 오븐 또는 세탁기 등), 유인 또는 무인 이동체(일례로 승용차, 버스나 이륜차와 같은 차량, 이동성 로봇, 무선 모형 차량, 로봇 청소기 등), 유인 또는 무인 비행체(일례로 항공기나, 헬리콥터나, 드론, 모형 비행기, 모형 헬리콥터 등), 의료 기기(엑스선 촬영 장치, 컴퓨터 단층 촬영 장치(CT: Computed Tomography), 유방 촬영 장치 또는 자기공명촬영(MRI: Magnetic Resonance Imaging) 장치 등), 로봇(가정용, 산업용 또는 군사용) 또는 기계 장치(산업용 또는 군사용) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 설계자나 사용자 등은 상황이나 조건에 따라서 상술한 정보처리장치 이외에도 정보의 연산 처리 및 제어가 다양한 장치 중 적어도 하나를 상술한 데이터 증강 장치(20)로 고려하여 채용할 수 있다.The above-described data enhancement device 20 may be implemented using a specially designed device capable of performing at least one operation of the above-described noise removal, normalization, beat classification, data augmentation, generation of a data set, and training of a learning model. Alternatively, it may be implemented by using one or more information processing devices alone or in combination. Here, one or more information processing devices include, for example, desktop computers, laptop computers, server hardware devices, smart phones, tablet PCs, smart watches, smart bands, head mounted display (HMD) devices, portable devices, etc. or non-portable game consoles, navigation devices, remote controllers (remote controls), digital televisions, set-top boxes, media streaming devices, DVD playback devices, compact disc playback devices, sound playback devices (artificial intelligence speakers, etc.), home appliances (e.g. refrigerators) , fans, air conditioners, ovens or washing machines, etc.), manned or unmanned moving vehicles (e.g. vehicles such as cars, buses or two-wheelers, mobile robots, wireless model vehicles, robot vacuum cleaners, etc.), manned or unmanned flying vehicles (e.g. aircraft, helicopters, etc.) Me, drones, model airplanes, model helicopters, etc.), medical devices (X-ray imaging equipment, CT (Computed Tomography), mammography or MRI (Magnetic Resonance Imaging) equipment, etc.), robots ( It may include, but is not limited to, household, industrial or military use) or mechanical devices (industrial or military use). Depending on the situation or conditions, designers, users, etc. may consider and employ at least one of various devices for computational processing and control of information as the data enhancement device 20 in addition to the information processing device described above.

이하 도 8 을 참조하여 데이터 증강 방법의 일 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a data augmentation method will be described with reference to FIG. 8.

도 8은 데이터 증강 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.Figure 8 is a flow chart of one embodiment of a data enhancement method.

도 8에 도시된 바를 참조하면, 먼저 원 심전도 데이터가 획득된다(300). 원 심전도 데이터는, 정상 또는 비정상 심박동에 대응하는 적어도 하나의 심박 신호를 포함할 수 있다. 원 심전도 데이터는 데이터베이스의 형태로 마련된 것일 수 있으며, 데이터베이스는, 예를 들어, MIT-BIH 데이터베이스 등과 같은 부정맥 데이터베이스의 형태로 주어질 수 있다. 원 심전도 데이터의 획득은, 사용자의 직접적인 입력, 휴대용 메모리 장치로부터의 전달 및/또는 유무선 통신 네트워크를 통한 전달 등을 통해 수행될 수 있다.Referring to FIG. 8, first, raw ECG data is acquired (300). Raw electrocardiogram data may include at least one heart rate signal corresponding to a normal or abnormal heart beat. The original ECG data may be provided in the form of a database, and the database may be provided in the form of an arrhythmia database, such as the MIT-BIH database. Acquisition of raw ECG data may be performed through direct input by the user, delivery from a portable memory device, and/or delivery through a wired or wireless communication network.

원 심전도 데이터에 대한 잡음 제거 처리가 수행된다(310). 일 실시예에 의하면, 잡음 제거 처리는 4차 버터워스 필터 등의 필터를 이용하여 구현될 수 있으며, 통과 대역은 예를 들어, 0.5Hz 내지 15Hz로 주어진 것일 수도 있다.Noise removal processing is performed on the raw ECG data (310). According to one embodiment, noise removal processing may be implemented using a filter such as a fourth-order Butterworth filter, and the passband may be given as, for example, 0.5 Hz to 15 Hz.

원 심전도 데이터 또는 잡음 제거 심전도 데이터에 대해 정규화가 수행될 수 있다(320). 정규화는, 예를 들어, 각각의 원 심전도 데이터나 잡음 제거 심전도 데이터에 대해 전체 원 심전도 데이터의 평균이나 잡음 제거 심전도 데이터의 평균 등을 차감하고, 차감 결과에 대해 원 심전도 데이터의 표준 편차나 잡음 제거 심전도 데이터의 표준 편차를 나눔으로써 수행될 수도 있다.Normalization may be performed on raw ECG data or noise-removed ECG data (320). Normalization, for example, subtracts the average of all raw ECG data or the average of noise-removed ECG data from each raw ECG data or noise-removed ECG data, and removes the standard deviation or noise of the original ECG data for the subtraction result. This can also be done by dividing the standard deviation of the ECG data.

원 심전도 데이터, 잡음 제거 심전도 데이터 또는 정규화된 심전도 데이터가 획득되면, 이로부터 심박 신호가 획득되고 분류될 수 있다(330). 심박 신호의 획득은 원 심전도 데이터, 잡음 제거 심전도 데이터 또는 정규화된 심전도 데이터의 R 피크를 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 심박 신호의 획득은 원 심전도 데이터, 잡음 제거 심전도 데이터 또는 정규화된 심전도 데이터로부터 R 피크를 검출하고, R 피크로부터 일정한 기준 범위 내의 모든 신호(파동)을 추출하여 수행될 수도 있다. 여기서, 일정한 기준 범위는 심장의 박동 기간을 고려하여 정의될 수 있으며, 예를 들어, 대략 1초 이상의 값(일례로 1.6초)에 대응하는 범위로 결정될 수 있다. 적어도 하나의 심박 신호가 원 심전도 데이터, 잡음 제거 심전도 데이터 또는 정규화된 심전도 데이터로부터 검출되면, 검출된 적어도 하나의 심박 신호의 분류가 수행된다. 예를 들어, 심박 신호 각각마다 대응하는 심박동 유형이 결정되고, 결정된 유형에 대응하는 라벨이 심박 신호에 부가될 수 있다. 여기서, 심박동 유형은 상술한 바와 같이 정상, 좌각차단(LBBB), 우각차단(RBBB), 비정상적인 심장 조기 박동(AP), 심실 조기 수축(PVC), 심실 박동 및 정상 박동의 결합(FVN), 결절 조기 박동(NP), 심방 조기 수축(APC), 결절성 이탈 박동(NE), 페이스 박동(PACE) 및/또는 페이스 박동 및 정상 박동의 결합(FPN) 등을 포함할 수도 있다.Once raw ECG data, noise-removed ECG data, or normalized ECG data are obtained, heart rate signals may be obtained and classified (330). Acquisition of the heart rate signal may be performed using the R peak of raw ECG data, noise-removed ECG data, or normalized ECG data. Specifically, for example, acquisition of a heart rate signal may be performed by detecting the R peak from raw ECG data, noise-removed ECG data, or normalized ECG data, and extracting all signals (waves) within a certain reference range from the R peak. . Here, a certain reference range may be defined in consideration of the heartbeat period and, for example, may be determined as a range corresponding to a value of approximately 1 second or more (for example, 1.6 seconds). When at least one heart rate signal is detected from raw ECG data, noise-removed ECG data, or normalized ECG data, classification of the at least one detected heart rate signal is performed. For example, a heartbeat type corresponding to each heartbeat signal may be determined, and a label corresponding to the determined type may be added to the heartbeat signal. Here, the heart rate type is normal, left bundle branch block (LBBB), right bundle branch block (RBBB), abnormal premature cardiac beat (AP), premature ventricular contraction (PVC), combination of ventricular beat and normal beat (FVN), and nodule, as described above. It may also include premature beats (NP), atrial premature beats (APC), nodal escape beats (NE), pace beats (PACE), and/or a combination of pace beats and normal beats (FPN).

이어서 데이터가 극히 적은 희소 유형에 대한 데이터 증강 처리가 수행될 수 있다(340). 즉, 희소 유형 내의 데이터의 개수가 증가될 수 있다. 이 경우, 증가된 이후의 데이터의 개수는 미리 정의된 기준 개수와 동일하거나 또는 이에 근사한 것일 수 있다. 기준 개수는, 예를 들어, 원 심전도 데이터 개수의 평균 값, 원 심전도 데이터 개수의 중간 값 또는 그 양이 상대적으로 적은 비희소 유형의 데이터 양 등을 포함할 수 있다. 데이터 증강 동작은, 예를 들어, 소정의 희소 유형에 해당하는 심박 신호 중에서 적어도 하나의 심박 신호를 선택하고, 선택된 적어도 하나의 심박 신호 주변에 위치한 적어도 하나의 다른 심박 신호(일례로 선택된 심박 신호에 인접한 심박 신호(들))를 검출하고, 선택된 적어도 하나의 심박 신호 및 검출된 적어도 하나의 인접 심박 신호 사이에 임의적으로 랜덤하게 심박 신호를 생성함으로써 수행될 수도 있다.Data augmentation processing for sparse types with very little data may then be performed (340). That is, the number of data in a sparse type can be increased. In this case, the number of data after being increased may be equal to or close to the predefined reference number. The reference number may include, for example, an average value of the number of original ECG data, a median value of the number of original ECG data, or an amount of non-sparse type data whose amount is relatively small. The data augmentation operation includes, for example, selecting at least one heart rate signal from among heart rate signals corresponding to a predetermined sparse type, and at least one other heart rate signal located around the selected at least one heart rate signal (for example, in the selected heart rate signal). It may be performed by detecting adjacent heart rate signal(s) and randomly generating a heart rate signal between the selected at least one heart rate signal and the at least one detected adjacent heart rate signal.

실시예에 따라서, 데이터 증강 처리에 따라 획득된 증강 심전도 데이터는 적어도 둘 이상의 데이터 세트로 분할될 수도 있다(350). 예를 들어, 증강 심전도 데이터는, 훈련용 데이터 세트, 검증용 데이터 세트 및 테스트용 데이터 세트로 분할될 수도 있다. 이 경우, 훈련용 데이터 세트나 검증용 데이터 세트는 증강 처리에 따라 새롭게 생성된 심박 신호를 포함하도록 생성되고, 테스트용 데이터 세트는 원 심전도 데이터에 기 존재하였던 심박 신호만을 포함하도록 생성될 수도 있다.Depending on the embodiment, the augmented ECG data obtained through data augmentation processing may be divided into at least two or more data sets (350). For example, the augmented ECG data may be split into a training data set, a validation data set, and a testing data set. In this case, the training data set or verification data set may be generated to include newly generated heart rate signals according to augmentation processing, and the test data set may be generated to include only heart rate signals that previously existed in the original ECG data.

일 실시예에 의하면, 순차적으로 학습 모델에 대한 훈련이 수행될 수 있다(360). 학습 모델의 훈련은, 상술한 훈련용 데이터를 이용하여 수행되고, 검증용 데이터를 이용하여 검증될 수도 있다. 학습 모델의 훈련은 데이터 증강 처리에 따라 획득된 증강 심전도 데이터를 이용하여 수행될 수도 있다. 여기서, 학습 모델은, 예를 들어, 콘볼루션 신경망, 다층 퍼셉트론, 심층 신경망, 순환 신경망, 콘볼루션 순환 신경망 또는 장단기 메모리 등을 포함할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, training on the learning model may be performed sequentially (360). Training of the learning model is performed using the above-described training data, and may be verified using verification data. Training of the learning model may be performed using augmented ECG data obtained through data augmentation processing. Here, the learning model may include, for example, a convolutional neural network, a multilayer perceptron, a deep neural network, a recurrent neural network, a convolutional recurrent neural network, or a long-term memory, but is not limited thereto.

상술한 원 심전도 데이터의 획득(300), 잡음 제거(310), 데이터 정규화(320), 심박 신호의 획득 및 분류(330), 희소한 특정 유형의 데이터의 증강(340), 데이터 분할(350) 및 학습 모델의 훈련 과정(360)은 모두 동일한 정보처리장치에 의해 수행될 수도 있고, 일부는 동일한 정보처리장치에 의해 다른 일부는 상이한 정보처리장치에 의해 수행될 수도 있으며, 모두 상이한 정보처리장치에 의해 수행될 수도 있다. 또한, 상술한 잡음 제거 과정(310), 정규화 과정(320), 데이터 분할(350) 및 학습 모델의 훈련 과정(360)은, 실시예에 따라서, 생략될 수도 있다.Acquisition of the above-described raw ECG data (300), noise removal (310), data normalization (320), acquisition and classification of heart rate signals (330), augmentation of rare specific types of data (340), data segmentation (350) and the training process 360 of the learning model may all be performed by the same information processing device, some may be performed by the same information processing device and others may be performed by different information processing devices, and all may be performed by different information processing devices. It may also be performed by In addition, the above-described noise removal process 310, normalization process 320, data division 350, and learning model training process 360 may be omitted, depending on the embodiment.

상술한 실시예에 따른 데이터 증강 방법은, 컴퓨터 장치에 의해 구동될 수 있는 프로그램의 형태로 구현될 수 있다. 프로그램은, 명령어, 라이브러리, 데이터 파일 및/또는 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 기계어 코드나 고급 언어 코드를 이용하여 설계 및 제작된 것일 수 있다. 프로그램은 상술한 방법을 구현하기 위하여 특별히 설계된 것일 수도 있고, 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 기술자에게 기 공지되어 사용 가능한 각종 함수나 정의를 이용하여 구현된 것일 수도 있다. 또한, 여기서, 컴퓨터 장치는, 프로그램의 기능을 실현 가능하게 하는 프로세서나 메모리 등을 포함하여 구현된 것일 수 있으며, 필요에 따라 통신 장치를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상술한 데이터 증강 방법을 구현하기 위한 프로그램은, 컴퓨터 등의 장치에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체는, 예를 들어, 롬, 램, SD카드 또는 플래시 메모리(일례로 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등)와 같은 반도체 저장 매체나, 하드 디스크 또는 플로피 디스크 등과 같은 자기 디스크 저장 매체나, 콤팩트 디스크 또는 디브이디 등과 같은 광 기록 매체나, 또는 플롭티컬 디스크 등과 같은 자기-광 기록 매체 등과 같이 컴퓨터 등의 장치의 호출에 따라 실행되는 하나 이상의 프로그램을 일시적 또는 비일시적으로 저장 가능한 적어도 한 종류의 물리적 저장 매체를 포함할 수 있다.The data enhancement method according to the above-described embodiment may be implemented in the form of a program that can be driven by a computer device. A program may include instructions, libraries, data files, and/or data structures, etc., singly or in combination, and may be designed and produced using machine code or high-level language code. The program may be specially designed to implement the above-described method, or may be implemented using various functions or definitions that are known and available to those skilled in the art in the computer software field. In addition, here, the computer device may be implemented by including a processor or memory that enables the function of the program, and may further include a communication device if necessary. Additionally, a program for implementing the above-described data enhancement method may be recorded on a recording medium readable by a device such as a computer. Recording media that can be read by a computer include, for example, semiconductor storage media such as ROM, RAM, SD cards, or flash memory (eg, solid state drives (SSD), etc.), or magnetic disk storage such as hard disks or floppy disks. At least one medium capable of temporarily or non-temporarily storing one or more programs that are executed upon call from a device such as a computer, such as an optical recording medium such as a compact disk or DVD, or a magneto-optical recording medium such as a floptical disk. It may include any type of physical storage medium.

이상 데이터 증강 장치 및 데이터 증강 방법의 여러 실시예에 대해 설명하였으나, 데이터 증강 장치 또는 데이터 증강 방법은 오직 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상술한 실시예를 기초로 수정 및 변형하여 구현할 수 있는 다른 다양한 장치나 방법 역시 상술한 데이터 증강 장치 또는 데이터 증강 방법의 일 실시예가 될 수 있다. 예를 들어, 설명된 방법(들)이 설명된 바와 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성 요소(들)가 설명된 바와 다른 형태로 결합, 연결 또는 조합되거나 다른 구성 요소 또는 균등물 등에 의하여 대치 또는 치환되더라도, 상술한 데이터 증강 장치 및/또는 데이터 증강 방법의 일 실시예가 될 수 있다.Although several embodiments of the data enhancement device and data enhancement method have been described above, the data enhancement device or data enhancement method is not limited to the above-described embodiments. Various other devices or methods that can be implemented by those skilled in the art by modifying and modifying the above-described embodiments based on the above-described embodiments may also be examples of the above-described data enhancement device or data enhancement method. For example, the described method(s) may be performed in an order other than as described, and/or component(s) of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined, connected, or otherwise in a form other than as described. Even if combined or replaced or replaced by other components or equivalents, it can be an embodiment of the data enhancement device and/or data enhancement method described above.

100: 데이터 증강 장치 110: 원 심전도 데이터
120: 증강 심전도 데이터 200: 프로세서
210: 노이즈제거부 220: 정규화부
230: 박동 분류부 240: 데이터 증강부
250: 데이터 분할부 260: 훈련부
100: Data augmentation device 110: Original electrocardiogram data
120: Augmented ECG data 200: Processor
210: noise removal unit 220: normalization unit
230: Beat classification unit 240: Data augmentation unit
250: data division unit 260: training unit

Claims (12)

적어도 하나의 심박 신호를 포함하는 적어도 하나의 원 심전도 데이터를 획득하는 입력부;
상기 적어도 하나의 심박 신호를 대응하는 심박동 유형으로 분류하고, 심박동 유형 중에서 심박 신호가 적은 희소 유형에 대해 심박 신호를 증가시켜 증강 심전도 데이터를 획득하되, 상기 희소 유형의 심박 신호 중에서 기준 심박 신호를 선택하고, 상기 기준 심박 신호 주변의 적어도 하나의 주변 심박 신호를 선택하고, 상기 기준 심박 신호 및 상기 주변 심박 신호 사이에 임의의 심박 신호를 하나 이상 새롭게 생성하여 상기 희소 유형의 심박 신호를 증강시키되,
생성된 상기 임의의 심박 신호의 값은 기준 심박 신호의 값과 주변 심박 신호 값의 범위 내에서 결정된 것인 프로세서;를 포함하는 데이터 증강 장치.
An input unit for acquiring at least one raw electrocardiogram data including at least one heart rate signal;
Classify the at least one heart rate signal into a corresponding heart rate type, obtain augmented ECG data by increasing the heart rate signal for a rare type with few heart rate signals among the heart rate types, and select a reference heart rate signal from among the heart rate signals of the rare type. and select at least one peripheral heart rate signal surrounding the reference heart rate signal, and generate one or more new random heart rate signals between the reference heart rate signal and the peripheral heart rate signal to enhance the sparse heart rate signal,
A data enhancement device comprising a processor, wherein the value of the arbitrary heart rate signal is determined within the range of the value of the reference heart rate signal and the value of the peripheral heart rate signal.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 원 심전도 데이터에 대해 잡음을 제거하여 잡음 제거 심전도 데이터를 획득하는 데이터 증강 장치.
According to paragraph 1,
The processor is a data enhancement device that removes noise from the original ECG data to obtain noise-removed ECG data.
제2항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 원 심전도 데이터 또는 상기 잡음 제거 심전도 데이터에 대해 정규화를 수행하여 정규화된 심전도 데이터를 획득하고, 상기 원 심전도 데이터, 상기 잡음 제거 심전도 데이터 또는 상기 정규화된 심전도 데이터를 이용하여 상기 증강 심전도 데이터를 획득하는 데이터 증강 장치.
According to paragraph 2,
The processor performs normalization on the raw ECG data or the noise-removed ECG data to obtain normalized ECG data, and uses the raw ECG data, the noise-removed ECG data or the normalized ECG data to generate the augmented ECG data. A data augmentation device that acquires data.
제3항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 원 심전도 데이터, 상기 잡음 제거 심전도 데이터 또는 상기 정규화된 심전도 데이터로부터 R 피크를 검출하고, 상기 R 피크로부터 일정한 기준 범위 내에서 신호를 추출하여 상기 심박 신호를 획득하는 데이터 증강 장치.
According to paragraph 3,
The processor detects an R peak from the raw ECG data, the noise-removed ECG data, or the normalized ECG data, and extracts a signal from the R peak within a certain reference range to obtain the heart rate signal. A data enhancement device.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 증강 심전도 데이터를 분할하여, 훈련용 데이터, 검증용 데이터 및 테스트용 데이터를 생성하되, 상기 테스트용 데이터는 상기 원 심전도 데이터 및 상기 증강 심전도 데이터 양자에 모두 속하는 심박 신호만을 포함하는 데이터 증강 장치.
According to paragraph 1,
The processor divides the augmented ECG data to generate training data, verification data, and test data, wherein the test data includes only heart rate signals belonging to both the original ECG data and the augmented ECG data. Data augmentation device.
제5항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 훈련용 데이터를 이용하여 학습 모델을 훈련시키되, 상기 학습 모델은, 1차원 콘볼루션 신경망을 포함하는 데이터 증강 장치.
According to clause 5,
The processor trains a learning model using the training data, and the learning model includes a one-dimensional convolutional neural network.
데이터 증강 장치가 적어도 하나의 심박 신호를 포함하는 적어도 하나의 원 심전도 데이터를 획득하는 단계;
상기 데이터 증강 장치가 상기 적어도 하나의 심박 신호를 대응하는 심박동 유형으로 분류하는 단계;
상기 데이터 증강 장치가 상기 심박동 유형 중에서 심박 신호가 적은 희소 유형에 대해 심박 신호를 증가시켜 증강 심전도 데이터를 획득하는 단계;를 포함하되,
상기 데이터 증강 장치가 상기 심박동 유형 중에서 심박 신호가 적은 희소 유형에 대해 심박 신호를 증가시켜 증강 심전도 데이터를 획득하는 단계는,
상기 데이터 증강 장치가 상기 희소 유형의 심박 신호 중에서 기준 심박 신호를 선택하는 단계;
상기 데이터 증강 장치가 상기 기준 심박 신호 주변의 적어도 하나의 주변 심박 신호를 선택하는 단계; 및
상기 데이터 증강 장치가 상기 기준 심박 신호 및 상기 주변 심박 신호 사이에 임의의 심박 신호를 하나 이상 새롭게 생성하여 상기 희소 유형의 심박 신호를 증강시키되, 생성된 임의의 심박 신호의 값은 기준 심박 신호의 값과 주변 심박 신호 값의 범위 내에서 결정된 것인 단계;를 포함하는 데이터 증강 방법.
A data enhancement device acquiring at least one raw electrocardiogram data including at least one heart rate signal;
classifying, by the data enhancement device, the at least one heart rate signal into a corresponding heart beat type;
Including, wherein the data enhancement device acquires augmented electrocardiogram data by increasing the heart rate signal for a rare type with a small heart rate signal among the heart rate types,
The step of the data enhancement device acquiring augmented ECG data by increasing the heart rate signal for a rare type with a small heart rate signal among the heart rate types,
selecting, by the data enhancement device, a reference heart rate signal from the sparse type of heart rate signal;
selecting, by the data enhancement device, at least one peripheral heart rate signal surrounding the reference heart rate signal; and
The data enhancement device augments the sparse heart rate signal by newly generating one or more random heart rate signals between the reference heart rate signal and the peripheral heart rate signal, and the value of the generated random heart rate signal is the value of the reference heart rate signal. and determining within a range of peripheral heart rate signal values.
제7항에 있어서,
상기 데이터 증강 장치가 상기 원 심전도 데이터에 대해 잡음을 제거하여 잡음 제거 심전도 데이터를 획득하는 단계;를 더 포함하는 데이터 증강 방법.
In clause 7,
The data enhancement method further comprising: removing noise from the original ECG data by the data enhancement device to obtain noise-removed ECG data.
제8항에 있어서,
상기 데이터 증강 장치가 상기 원 심전도 데이터 또는 상기 잡음 제거 심전도 데이터에 대해 정규화를 수행하여 정규화된 심전도 데이터를 획득하는 단계;를 더 포함하고,
상기 증강 심전도 데이터를 획득하는 단계는
상기 데이터 증강 장치가 상기 원 심전도 데이터, 상기 잡음 제거 심전도 데이터 또는 상기 정규화된 심전도 데이터를 이용하여 상기 증강 심전도 데이터를 획득하는 단계;를 포함하는 데이터 증강 방법.
According to clause 8,
It further includes the step of the data enhancement device performing normalization on the raw ECG data or the noise-removed ECG data to obtain normalized ECG data,
The step of acquiring the augmented ECG data is
A data enhancement method comprising: acquiring, by the data enhancement device, the augmented ECG data using the raw ECG data, the noise-removed ECG data, or the normalized ECG data.
제9항에 있어서,
상기 데이터 증강 장치가 상기 원 심전도 데이터, 상기 잡음 제거 심전도 데이터 또는 상기 정규화된 심전도 데이터로부터 R 피크를 검출하는 단계; 및
상기 데이터 증강 장치가 상기 R 피크로부터 일정한 기준 범위 내에서 신호를 추출하여 상기 심박 신호를 획득하는 단계;를 더 포함하는 데이터 증강 방법.
According to clause 9,
detecting, by the data enhancement device, an R peak from the raw ECG data, the noise-removed ECG data, or the normalized ECG data; and
The data enhancement method further comprising the step of the data enhancement device extracting a signal from the R peak within a certain reference range to obtain the heart rate signal.
제7항에 있어서,
상기 데이터 증강 장치가 상기 증강 심전도 데이터를 분할하여, 훈련용 데이터, 검증용 데이터 및 테스트용 데이터를 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 테스트용 데이터는 상기 원 심전도 데이터 및 상기 증강 심전도 데이터 양자에 모두 속하는 심박 신호만을 포함하는 데이터 증강 방법.
In clause 7,
It includes the step of the data augmentation device dividing the augmented ECG data to generate training data, verification data, and test data,
A data augmentation method wherein the test data includes only heart rate signals belonging to both the original ECG data and the augmented ECG data.
제11항에 있어서,
상기 데이터 증강 장치가 상기 훈련용 데이터를 이용하여 학습 모델을 훈련시키는 단계;를 포함하고,
상기 학습 모델은, 1차원 콘볼루션 신경망을 포함하는 데이터 증강 방법.
According to clause 11,
Comprising: the data augmentation device training a learning model using the training data,
The learning model is a data augmentation method including a one-dimensional convolutional neural network.
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