KR20180041458A - Earable apparatus and method for measuring stress of human - Google Patents

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KR20180041458A
KR20180041458A KR1020160133640A KR20160133640A KR20180041458A KR 20180041458 A KR20180041458 A KR 20180041458A KR 1020160133640 A KR1020160133640 A KR 1020160133640A KR 20160133640 A KR20160133640 A KR 20160133640A KR 20180041458 A KR20180041458 A KR 20180041458A
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stress
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박철수
김영주
여민수
류지우
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광운대학교 산학협력단
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Abstract

An earable device according to the present invention includes: a tool which can be worn on an ear of a human body; a sensor unit including an acceleration sensor unit connected to the tool and generating acceleration data according to the head movement of the human body by sensing the head movement of the human body; and a processor for calculating a degree of stress which the human body receives by performing signal processing for the acceleration data received from the acceleration sensor unit. Accordingly, the present invention can accurately monitor an emotional state and the stress at any time.

Description

인체의 스트레스를 측정하는 방법 및 이를 위한 이어러블 장치{Earable apparatus and method for measuring stress of human}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of measuring a stress of a human body,

본 발명은 인체의 스트레스를 측정하는 방법 및 이를 위한 이어러블 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring the stress of a human body and a succeeding device for the same.

인간은 본능적으로 머리를 3차원적으로 균형잡기 위해 규칙적인 진동운동을 하는데, 이 미세진동은 중추신경의 일부인 전정감정반사에 연결되어 자극에 대해 감정에 따라 반사적으로 발생하는 생체신호이며, 이를 일반적인 디지털 카메라나 CCTV로 측정하여 추출이 가능하다.이를 바이브라 이미지라고도 부른다.Human beings instinctively make a regular vibration motion to balance the head three-dimensionally, and this micro-vibration is a biological signal that is reflected in the emotional response to the vestibular reflex, which is part of the central nervous system, It can be measured by digital camera or CCTV.

바이브라 이미지를 이용한 보안감지 솔루션은 다음과 같은 특징이 있다. 다수의 군중 속에서 범죄에 대한 잠재적인 의심도가 높은 사람을 모니터링할 수 있는 기술이고, 디지털 카메라나 CCTV같은 비접촉식 장비로 정신생리학적인 매개변수인 인체의 미세진동을 인식하여 이를 전기신호로 변환하고 시각화하는 기술이다. 그리고, 이미 설치된 카메라나 CCTV에 바이브라 이미지 소프트웨어가 설치된 PC를 연결하여 바로 사용할 수 있다. The security detection solution using the Vibra image has the following features. It is a technology that can monitor people with a high degree of suspicion about crime in a large number of crowd. It can recognize the microvibration of the human body as a psychophysiological parameter with a non-contact type device such as a digital camera or a CCTV, Visualization technology. And, you can use it by connecting a PC with viral image software to a camera or CCTV already installed.

그러나, 카메라나 CCTV는 주변 물체의 움직임에 대한 노이즈가 심하고, 카메라가 설치된 특정 장소에서만 측정이 가능하다는 문제가 있다. 아울러, 특정 사용자에 대한 지속적인 모니터링이 쉽지 않고, 사용자에 따라서 카메라에 대한 거부감을 느낄 수 있다는 문제도 있다. However, there is a problem that the camera or the CCTV is severely noisy with respect to movement of surrounding objects, and can be measured only at a specific place where the camera is installed. In addition, continuous monitoring of a specific user is not easy, and there is a problem that the user may feel a sense of rejection against the camera.

이와 같이, 바이브라 이미지를 이용하는 물체의 움직임 감지 기술은 여러 문제점이 있는데, 특히 사용자가 휴대하거나 착용할 수 있는 것이 아니어서 정확성도 떨어지는 문제가 있다. 그러나, 아직까지 이러한 문제를 해결하기 위한 방법들이 제시된 적이 없다.As described above, there are various problems in the motion detection technology of an object using a vibra image, and in particular, there is a problem that accuracy is low because the user can not carry or wear it. However, no method has yet been proposed to solve this problem.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이어러블 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a continuous device.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이어러블 장치가 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for calculating the degree of stress of a human body.

본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a method of calculating a stress level of a human body.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 이어러블 장치는, 인체의 귀에 착용할 수 있는 기구; 상기 기구에 연결되어 인체의 머리 움직임을 감지하여 상기 인체의 머리 움직임에 따른 가속도 데이터를 생성하는 가속도 센서부를 포함하는 센서부; 및 상기 가속도 센서부로부터 수신한 상기 가속도 데이터에 대해 신호 처리를 수행하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 프로세서를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a device for worn on the ear of a human body. And an acceleration sensor unit connected to the mechanism for detecting head movement of the human body and generating acceleration data according to head movement of the human body; And a processor for performing signal processing on the acceleration data received from the acceleration sensor unit to calculate a degree of stress of the human body.

상기 프로세서는, 상기 수신한 가속도 데이터에서 상기 스트레스 정도의 산출에 사용될 소정의 주파수에 해당하는 주파수 성분을 추출하기 위한 전처리(prefiltering)를 수행하고, 상기 전처리된 가속도 데이터로부터 상기 스트레스 정도의 산출에 사용할 적어도 하나의 특징 값을 산출하며, 상기 산출된 적어도 하나의 특징 값을 소정의 머신 러닝 알고리즘에 적용하여 상기 스트레스의 정도를 산출할 수 있다. 상기 스트레스 정도의 산출에 사용될 소정의 주파수는 1Hz 내지 100Hz의 주파수에 해당할 수 있다.Wherein the processor performs prefiltering to extract a frequency component corresponding to a predetermined frequency to be used for calculating the stress degree from the received acceleration data and uses the prefiltering data to calculate the stress degree from the preprocessed acceleration data Calculating at least one feature value, and calculating the degree of the stress by applying the calculated at least one feature value to a predetermined machine learning algorithm. The predetermined frequency to be used for calculating the degree of stress may correspond to a frequency of 1 Hz to 100 Hz.

상기 적어도 하나의 특징 값은 상기 전처리된 가속도 데이터에 대응하는 가속도 신호의 평균 신호 세기, 상기 가속도 신호의 표준 편차, 상기 가속도 신호를 2차 미분하였을 때의 제로 크로싱(zero crossing)의 개수, 상기 가속도 신호의 4차 모멘텀을 표준 편차의 제곱으로 정규한 값, 상기 가속도 신호의 피크(peark) 비율, 상기 가속도 신호의 푸리에 변환을 통해 생성된 파워 스펙트럼 밀도, 상기 가속도 신호의 자기상관(auto-correlation) 계수, 상기 가속도 신호가 1개의 epoch에서 특정 임계치를 넘는 개수, 상기 가속도 신호의 3차 모멘텀으로서 신호 세기의 분포, 상기 가속도 신호의 엔트로피, 상기 스트레스와 관련된 주파수 영역의 에너지, 또는 상기 가속도 신호의 시주파수 분석 시 파워 스펙트럼의 시간에 따른 변화율을 포함할 수 있다.Wherein the at least one feature value comprises an average signal strength of an acceleration signal corresponding to the preprocessed acceleration data, a standard deviation of the acceleration signal, a number of zero crossings when the acceleration signal is second-differentiated, A quadratic momentum of the signal is normalized to a square of standard deviation, a peak of the acceleration signal, a power spectral density generated by Fourier transform of the acceleration signal, an auto-correlation of the acceleration signal, The number of times the acceleration signal exceeds a certain threshold value in one epoch, the distribution of signal intensity as the third order momentum of the acceleration signal, the entropy of the acceleration signal, the energy in the frequency domain associated with the stress, And may include the time-dependent rate of change of the power spectrum during wavenumber analysis.

상기 프로세서는 상기 전처리(prefiltering)를 Short-Time Fourier Transform (STFT), 웨이블릿(Wavelet), 또는 Multivariate Empirical Mode Decomposition (MEMD)을 이용하여 수행할 수 있다.The processor may perform the prefiltering using a Short-Time Fourier Transform (STFT), a wavelet, or a Multivariate Empirical Mode Decomposition (MEMD).

상기 소정의 머신 러닝 알고리즘은 랜덤 포레스트(random forest) 알고리즘, 랜덤 서브스페이스(random subspace) 알고리즘, 또는 배깅(bagging) 알고리즘을 포함할 수 있다.The predetermined machine learning algorithm may include a random forest algorithm, a random subspace algorithm, or a bagging algorithm.

상기 이어러블 장치의 센서부는 상기 인체의 체온을 감지하는 체온 센서부를 더 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는 상기 체온 센서부로부터 수신한 상기 데이터에 더 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출할 수 있다.The sensor unit of the serial device may further include a body temperature sensor unit for sensing the body temperature of the human body, and the processor may calculate the degree of stress of the human body based on the data received from the body temperature sensor unit .

선택적으로, 상기 이어러블 장치의 센서부는 상기 인체의 혈류량을 감지하는 혈류량 센서부를 더 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는 상기 혈류량 센서부로부터 수신한 상기 데이터에 더 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출할 수 있다. 이때, 상기 프로세서는 상기 혈류량 센서부로부터 수신한 상기 데이터로부터 적어도 하나의 특징 값을 산출하고, 상기 산출된 특징 값에 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출할 수 있다.Alternatively, the sensor unit of the peripheral device may further include a blood flow sensor unit for sensing blood flow of the human body, and the processor calculates a degree of stress of the human body based on the data received from the blood flow sensor unit can do. At this time, the processor may calculate at least one feature value from the data received from the blood flow sensor unit, and calculate the degree of stress the human body receives based on the calculated feature value.

선택적으로, 상기 이어러블 장치의 센서부는 상기 인체의 근육의 전기적 활성도를 확인하는 근전도 센서부를 더 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는 상기 근전도 센서부로부터 수신한 상기 데이터에 더 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출할 수 있다. 이때, 상기 프로세서는 상기 근전도 센서부로부터 수신한 상기 데이터로부터 적어도 하나의 특징 값을 산출하고, 상기 산출된 특징 값에 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출할 수 있다. 상기 근전도 센서부로부터 수신한 상기 데이터로부터 산출된 적어도 하나의 특징 값은 상기 데이터에서 저주파에 비해 고주파 쪽으로 얼마나 편향되었는지를 정량화한 지표 혹은 특정 주파수 이하의 면적이 전체 주파수에 대한 면적의 50%가 될 때의 상기 특정 주파수의 값을 포함할 수 있다.Alternatively, the sensor unit of the peripheral device may further include an electromyogram sensor unit for verifying the electrical activity of the muscles of the human body. The processor may further include a stress sensor for receiving stress from the human body based on the data received from the electromyogram sensor unit, Can be calculated. At this time, the processor may calculate at least one feature value from the data received from the electromyogram sensor unit, and calculate the degree of stress that the human body receives based on the calculated feature value. Wherein at least one feature value calculated from the data received from the electromyogram sensor unit is an index obtained by quantifying how much the deviation is deviated toward the high frequency than the low frequency in the data or the area below the specific frequency is 50% ≪ / RTI > may include a value of the particular frequency at the time.

한편, 상기 가속도 센서부는 3축의 가속도 데이터를 생성한다.Meanwhile, the acceleration sensor unit generates acceleration data of three axes.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 이어러블 장치가 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법은, 인체의 귀에 착용할 수 있는 기구에 연결된 가속도 센서부가 인체의 머리 움직임을 감지하여 상기 인체의 머리 움직임에 따른 가속도 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 가속도 데이터에 대해 신호 처리를 수행하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of calculating a degree of stress of a human body, the acceleration sensor connected to a mechanism wearable on the ear of the human body senses head movement of the human body, Generating acceleration data according to the acceleration data; And a step of calculating a degree of stress of the human body by performing signal processing on the generated acceleration data.

상기 스트레서 정도를 산출하는 단계는, 상기 생성된 가속도 데이터에서 상기 스트레스 정도의 산출에 사용될 소정의 주파수에 해당하는 주파수 성분을 추출하기 위한 전처리(prefiltering)를 수행하는 단계; 상기 전처리된 가속도 데이터로부터 상기 스트레스 정도의 산출에 사용할 적어도 하나의 특징 값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 적어도 하나의 특징 값을 소정의 머신 러닝 알고리즘에 적용하여 상기 스트레스의 정도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of calculating the degree of stressor may include: performing prefiltering to extract a frequency component corresponding to a predetermined frequency to be used for calculating the degree of stress in the generated acceleration data; Calculating at least one feature value to be used for calculating the degree of stress from the preprocessed acceleration data; And calculating the degree of stress by applying the calculated at least one feature value to a predetermined machine learning algorithm.

상기 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법은, 상기 인체의 체온을 감지하여 체온 변화에 대한 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트레스 정도를 산출하는 단계는 상기 생성된 체온 변화에 대한 데이터에 더 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for calculating the degree of stress of the human body may further include generating data on a body temperature change by sensing the body temperature of the human body, wherein the step of calculating the degree of stress includes: And calculating a degree of stress of the human body based on the degree of stress.

선택적으로, 상기 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법은, 상기 인체의 혈류량를 감지하여 혈류량 변화에 대한 데이터를 산출하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트레스 정도를 산출하는 단계는, 상기 혈류량 변화에 대한 데이터로부터 적어도 하나의 특징 값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 특징 값에 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the method for calculating the degree of stress of the human body may further include calculating data on a blood flow change by sensing the blood flow of the human body, wherein the step of calculating the degree of stress comprises: Calculating at least one feature value; And calculating a degree of stress of the human body based on the calculated characteristic value.

선택적으로, 상기 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법은, 상기 인체의 근육의 전기적 활성도에 대한 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트레스 정도를 산출하는 단계는, 상기 근육의 전기적 활성도에 대한 데이터로부터 적어도 하나의 특징 값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 특징 값에 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the method of calculating the degree of stress of the human body may further include generating data on the electrical activity of the muscles of the human body, wherein the step of calculating the degree of stress comprises: Calculating at least one feature value from the feature value; And calculating a degree of stress of the human body based on the calculated characteristic value.

상기 생성된 가속도 데이터는 3축의 가속도 데이터에 해당할 수 있다.The generated acceleration data may correspond to acceleration data of three axes.

본 발명에 따른 이어러블 장치는 사용자의 착용이 편리하여 일상생활 중 지속적으로 주변 상황에 따른 감정 상태 및 스트레스를수시로 그리고 정확하게 모니터링할 수 있는 장점이 있다The following device according to the present invention has an advantage of being able to monitor the emotional state and stress due to the surrounding situation from time to time,

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이어러블 장치에서 사용되는 가속도 센서(acceleration sensor)를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 스트레스 측정을 위한 이어러블 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 센서부(230)가 센싱을 수행하는 구체적인 방법과 프로세서(240)가 센서부(240)로부터 획득한 데이터를 이용하여 인체의 스트레스를 측정 혹은 분석하는 방법을 예시한 도면이다.
도 4는 웨이블릿 모함수를 예시적으로 나타낸 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is a view illustrating an acceleration sensor used in a succeeding device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a continuous device for measuring stress according to the present invention.
3 is a diagram illustrating a specific method of performing the sensing by the sensor unit 230 and a method of measuring or analyzing stress of the human body using the data acquired by the processor 240 from the sensor unit 240. [
Fig. 4 is a diagram illustrating an exemplary number of wavelets. Fig.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without these specific details.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.In some instances, well-known structures and devices may be omitted or may be shown in block diagram form, centering on the core functionality of each structure and device, to avoid obscuring the concepts of the present invention. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

이하에서, 스트레스 측정을 위한 이어러블 장치에 대해 상세히 설명한다. 먼저, 본 발명에 따른 이어러블 장치에서 스트레스 측정을 위해 사용하는 VER(Vestibular Emotional Reflex)에 대해 간략히 설명한다.Hereinafter, the following device for stress measurement will be described in detail. First, a brief description will be given of VER (Vestibular Emotional Reflex) used for stress measurement in a succeeding device according to the present invention.

본 발명은 인체의 자율신경에 자극이 가해질 때 반응하는 운동세포의 활동의 지표를 측정하여서 사람의 자율신경에 대한 평가의 지표를 세우고 또 이를 통해 요즘 현대사회에서 문제되고 있는 스트레스를 효율적으로 모니터링 하고 관리하며 필요할 경우 효율적인 치료를 받을 수 있다는 점에서 그 의의가 있다. 기존의 스트레스를 측정하는 제품은 머리에 직접 EEG 센서가 있는 헤드기어를 착용해야 해서 휴대성이 떨어지는 문제가 있다 이를 해결하기 위해 가볍고 평소 사람들이 착용해도 불편감이 없는 기구인 이어러블 장치(예를 들어, 이어폰)을 착용함으로써 휴대성을 개선시킬 수 있다.The present invention measures indicators of the activity of the motor cells responding to stimulation of the autonomic nerves of the human body, establishes an index of evaluation of the autonomic nerves of the human body, and efficiently monitors the stresses that are nowadays present in modern society It is meaningful in that it can manage and receive effective treatment if necessary. Existing stress measuring products require a headgear with an EEG sensor directly on the head to reduce the portability. In order to solve this problem, a lightweight, For example, an earphone) can be worn to improve portability.

본 발명에 따른 스트레스 측정을 이어러블(earable) 장치는 인간의 전정계에 의한 감정의 반사를 이용한다. VER(Vestibular Emotional Reflex)은 인간(혹은 인체)의 전정계에 의한 감정의 반사 기능으로, 인간 심리와 감정이 연관되어 있는 전정-반사능력 중의 하나이다. 인간의 균형과 공간적인 정위 감각(sense of spatial orientation)에 기여하는 전정기관은 움직임(movement)과 균형 잡기 (equilibrioception)를 제공해 주는 감각기관이다. 수직적인 인간의 머리 위치는 머리-목을 통해서 전정기관에 의해 조정된다. 예를 들어, 2개월 된 아이들은 반사레벨 (reflex level) 상에서 머리의 이런 움직임이 없이는 무거운 머리 부분을 수직적으로 기계적인 평형을 잡는 것이 불가능하다. An earable device for stress measurement according to the present invention utilizes reflection of emotion by human electrophysiology. VER (Vestibular Emotional Reflex) is one of the vestibular-reflective abilities that are related to human psychology and emotion, reflecting the emotional reflection of human (or human) The vestibular system, which contributes to human balance and sense of spatial orientation, is a sensory organ that provides movement and equilibrioception. The vertical human head position is adjusted by the vestibular organ through the head-neck. For example, a two-month-old can not vertically mechanically balance a heavy head without this movement of the head on the reflex level.

전정기관은 감각기관과 신경기관 및 인체의 모든 부분과 연결이 되어 있기 때문에, 머리 움직임의 3차원 궤적은 아주 복잡하고, 전정반사능력 연구들은 인간의 정신 건강 진단을 위해 사용된다. 전정의 시각적인 반사(Vestibulo-Ocular Reflex, VOR)는 머리 움직임에 반대 방향으로 눈을 움직이게 함으로써 머리가 움직이는 동안에 망막위에서 영상을 안정화 시키는 반사 눈 움직임 (reflex eye movement)이다. 이는 시각상의 중심에 영상을 위치시키고 유지시킨다. Because the vestibular organ is connected to the sensory organs, neural organs and all parts of the body, the 3D trajectory of head movement is very complex, and vestibular reflex abilities are used to diagnose mental health in humans. Vestibulo-Ocular Reflex (VOR) is a reflex eye movement that stabilizes the image on the retina while the head is moving by moving the eye in the opposite direction to the head movement. This positions and maintains the image in the visual center.

인간의 감각기관들은 형태 (양식, modality), 강도 (농도, intensity), 위치 (location), 자극의 지속 시간(duration)와 같은 4가지의 자극으로 분류될 수 있다.Human senses can be classified into four stimuli: form, modality, intensity, location, duration of stimulation.

수용기들은 특정 종류의 형태(modality) 의 자극에 대해 예민할 수 있다. 예를 들어, 다른 물리적인 자극의 수용기들은 날카롭거나 무딘 물체와 같은 접촉 자극의 다른 형태에 가장 잘 반응한다. 수용기는 자극의 강도(intensity)에 대한 정보를 보내기 위해서 어떤 형태로의 충격을 보낸다. 예를 들어 소리의 세기 등이 있다. 자극을 받는 수용기의 위치(location)는 자극 위치에 대해서 뇌에 정보를 제공한다. 예를 들어, 손가락에서 물리적 자극의 수용기를 자극하는 것은 그 손가락에 대한 정보를 뇌에게 전달하는 것이다. 그리고, 자극의 지속시간(duration)은 수용기의 형태를 자극함으로써 전달된다.Receptors can be sensitive to certain types of modality stimuli. For example, receptors for other physical stimuli respond best to other forms of contact stimuli such as sharp or blunt objects. The receptor sends an impulse in some form to send information about the intensity of the stimulus. For example, the strength of sound. The location of the receptors to be stimulated provides information to the brain about the location of the stimulus. For example, stimulating the receptors of physical stimuli from the fingers is conveying information about the fingers to the brain. And the duration of the stimulus is transmitted by stimulating the form of the receptor.

보통의 감각기관과 같이 전정기관은 자극에 반응한다. 그러나 중력은 일정하게 자극을 주고 있기 때문에 수직적인 머리 근육운동의 협력(vertical head coordination)은 일정하게 작동되고 반사 프로세스(reflex process)를 만든다. 이것이 수직적인 머리 근육운동의 협력과 때때로 작동하는 다른 감각 프로세스 사이에서 주요한 생리학적인 차이에 해당한다. 이런 차이는 수직적인 머리 근육운동의 협력(Vertical Head Coordination)을 심전도(Electrocardiogram, ECG), 혈압에 의해서 측정된 맥박(heart rate,HR),뇌파검사(Electroencephalography,EEG)로 측정된 뇌 행동(brain activity), 또는 전류에 의해 생기는 피부 반응(Galvanic-skin respond, GSR)에 의해 측정된 체온 조절(thermoregulation)로 일반적인 생리학적인 프로세스로 전달된다.Like the normal sensory organs, the vestibular system responds to stimuli. However, because gravity is constantly stimulating, the vertical head coordination of the vertical head works constantly and creates a reflex process. This corresponds to a major physiological difference between the cooperation of vertical head muscle movements and other sensory processes that sometimes work. This difference is due to the fact that the Vertical Head Coordination is used in conjunction with electrocardiogram (ECG), heart rate (HR) measured by blood pressure, brain activity measured by Electroencephalography (EEG) activity is transmitted to the normal physiological process by thermoregulation measured by galvanic-skin responding (GSR).

센서 레벨에서, 인간 상태에 따라서, 시그널들은 전정 수용기들로부터 자율신경계까지 보내지고 뇌와 근육들은 다른 시간 차이로 전달된다. 이것은 감정상태와 전정계의 머리 근육운동의 협력(vestibular head coordination) 또는 전정계에 의한 감정반사(VER) 사이에 종속되어 있다는 것을 의미한다.At the sensor level, depending on the human condition, the signals are sent from the vestibular receptors to the autonomic nervous system and the brain and muscles are delivered at different time intervals. This means that there is a dependency between emotional state and emotional reflection (VER) by vestibular head coordination or electrographic system of the electrophysiological head.

도 1은 본 발명에 따른 이어러블 장치에서 사용되는 가속도 센서(acceleration sensor)를 예시한 도면이다.1 is a view illustrating an acceleration sensor used in a succeeding device according to the present invention.

가속도 센서는 속도의 변화(가속도)를 측정하는 센서의 총칭으로서, 질량이 있는 물체가 가속도를 받으면 힘이 발생하므로, 용수철 따위로 받쳐 두면 신축의 정도에 따라 가속도를 측정할 수 있다. 도 1과 같이 센서가 기울면 센서 안의 용수철에 받는 힘이 달라지기 때문에 각축에 대한 중력가속도의 정도를 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 이어러블 장치에서는 상기 도 1에 도시된 가속도 센서 등을 이용하여 인체의 머리 움직임에 따라 가속도를 측정할 수 있다.An acceleration sensor is a generic term for sensors that measure changes in speed (acceleration). When an object with a mass receives an acceleration, a force is generated. Therefore, when the object is supported by a spring, the acceleration can be measured according to the degree of expansion. As shown in Fig. 1, when the sensor is tilted, the force applied to the spring in the sensor changes, so that the degree of gravitational acceleration with respect to each axis can be measured. In the following device according to the present invention, the acceleration can be measured according to the head movement of the human body using the acceleration sensor shown in FIG.

도 2는 본 발명에 따른 스트레스 측정을 위한 이어러블 장치의 일 예를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a continuous device for measuring stress according to the present invention.

도 2를 참조하면, 이어러블 장치는 인체의 귀에 착용할 수 있는 기구(instrument)(210), 전원부(충전회로)(220), 센서부(230), (마이크로) 프로세서(240)(이하 프로세서로 명칭함) 및 블루투스 장치(250)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the following apparatus includes a musical instrument 210, a power supply unit 220, a sensor unit 230, a (micro) processor 240 And a Bluetooth device 250. The Bluetooth device 250 may be a Bluetooth device.

인체의 귀에 착용할 수 있는 기구(210)는 인간이 귀에 착용할 수 있도록 형성되어 있다. 이어러블 장치의 기구(210)는 이어폰 본체라고도 명칭할 수 있다. The device 210 that can be worn on the ear of the human body is formed so that it can be worn by the human ear. The mechanism 210 of the earpiece can also be called an earphone main body.

전원부(220)는 충전회로를 통해 이어러블 장치에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원부(220)는 센서부(230), 프로세서(240) 및 블루투스 장치(250)에 전원을 공급할 수 있다. The power supply unit 220 can supply power to the succeeding device through the charging circuit. For example, the power supply unit 220 may supply power to the sensor unit 230, the processor 240, and the Bluetooth device 250.

센서부(230)는 인체의 스트레스 측정을 위한 센싱 동작을 수행한다. 센서부(230)는 가속도 센서부(231)를 포함하되, 추가적으로 온도 센서부(233), 혈류랑 감지 센서부(235) 및 근전도 센서부(237) 등을 더 포함할 수도 있다. The sensor unit 230 performs a sensing operation for measuring the stress of the human body. The sensor unit 230 may further include an acceleration sensor unit 231 and may further include a temperature sensor unit 233, a blood flow sensor unit 235, and an electromyogram sensor unit 237.

프로세서(240)는 센서부(230)에서 센싱을 통해 획득한 데이터를 이용하여 인체의 스트레스 측정을 위한 일련의 동작을 수행한다. 이러한 일련의 동작은 이하에서 설명한다.The processor 240 performs a series of operations for measuring the stress of the human body using the data obtained through sensing at the sensor unit 230. This series of operations will be described below.

블루투스 장치(250)는 상기 이어러블 장치가 다른 무선 통신 장치와 근거리에서 블루투스 방식으로 통신을 가능하게 해 준다.The Bluetooth device 250 enables the wireless device to communicate with another wireless communication device in a Bluetooth manner in close proximity.

도 3은 센서부(230)가 센싱을 수행하는 구체적인 방법과 프로세서(240)가 센서부(240)로부터 획득한 데이터를 이용하여 인체의 스트레스를 측정 혹은 분석하는 방법을 예시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a specific method of performing the sensing by the sensor unit 230 and a method of measuring or analyzing stress of the human body using the data acquired by the processor 240 from the sensor unit 240. [

도 3을 참조하면, 가속도 센서부(231)는 인체의 머리 움직임을 감지하여 3축 가속도 신호를 획득할 수 있다. 인간이 이어러블 장치를 귀에 착용하게 되면 가속도 센서부(231)는 인체 머리의 움직임을 측정하여 3축의 가속도 데이터(raw data)(이하 가속도 데이터로 명칭)를 산출한다(S310). 가속도 센서부(231)는 산출한 가속도 데이터를 프로세서(240)로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 3, the acceleration sensor unit 231 may acquire a three-axis acceleration signal by sensing the head movement of the human body. The acceleration sensor unit 231 measures the movement of the head of the human body and calculates three axes of raw data (hereinafter referred to as acceleration data) (S310). The acceleration sensor unit 231 can transmit the calculated acceleration data to the processor 240.

프로세서(240)는 가속도 센서부(231)로부터 수신한 가속도 데이터에서 스트레스 정도의 산출에 사용될 소정의 주파수에 해당하는 주파수 성분을 추출하기 위한 전처리(prefiltering)를 수행할 수 있다(S320). 이때, 스트레스 정도의 산출에 사용될 소정의 주파수에 해당하는 주파수 성분은 일 예로서 1Hz 내지 100Hz 영역의 주파수 성분일 수 있으며, 이 경우 최소 22Hz이상의 샘플링 주파수를 사용한다. 인체로부터 취득할 수 있는 대부분의 생체 신호는 비선형(nonlinear), 비정상(nonstationary)적인 특징을 지니고 있다. 즉 생체 신호의 세기와 주파수가 시간에 따라 변화하며, 뇌파의 경우 이와 같은 특성 때문에 고정된 기저 함수를 사용하는 기존의 푸리에 기반 주파수 분석 방법은 적합하지 않다. 이러한 비선형, 비정상적 신호의 주파수 분석을 위해 시주파수 분석(time frequency analysis) 방법이 사용되는데, 이 방법을 이용하여 기존의 주파수 분석 방법에 시간 축을 추가하여 시간에 따른 주파수 성분의 변화를 관찰하고, 이 중 스트레스 분석에 사용될 수 있는 주파수 영역 (1-100Hz)에 해당하는 주파수 성분을 추출한다.The processor 240 may perform prefiltering to extract a frequency component corresponding to a predetermined frequency to be used for calculating the degree of stress from the acceleration data received from the acceleration sensor unit 231 in operation S320. At this time, the frequency component corresponding to the predetermined frequency to be used for calculating the degree of stress may be a frequency component in the range of 1 Hz to 100 Hz, for example, and a sampling frequency of at least 22 Hz is used in this case. Most of the biological signals that can be acquired from the human body have nonlinear and nonstationary characteristics. In other words, the intensity and frequency of the bio-signal vary with time. In the case of EEG, the conventional Fourier-based frequency analysis method using fixed basis functions is not suitable. In order to analyze the frequency of nonlinear and abnormal signals, a time frequency analysis method is used. By using this method, the time axis is added to the existing frequency analysis method to observe the change of the frequency component with time, The frequency component corresponding to the frequency range (1-100 Hz) which can be used for the middle stress analysis is extracted.

이하에서 상기 가속도 데이터의 전처리(prefiltering)하는 다양한 방법에 대해 간략히 설명한다. Hereinafter, various methods of prefiltering the acceleration data will be briefly described.

구체적으로, 가속도 데이터의 전처리 수행 방법으로 Short-Time Fourier Transform (STFT) 방법, Wavelet 방법 및 Multivariate Empirical Mode Decomposition (MEMD) 방법 등이 있다.Specifically, there are a short-time Fourier transform (STFT) method, a wavelet method, and a multivariate Empirical Mode Decomposition (MEMD) method as methods of performing preprocessing of acceleration data.

STFT 방법은 신호를 여러 짧은 구간으로 나누어 푸리에 변환을 적용함으로써 시간에 따른 신호의 주파수 및 위상 정보의 변화를 관찰할 수 있는 푸리에 분석 방법이다. 신호를 짧은 구간으로 나누어 푸리에 변환을 적용할 시 각각의 구간에 하나의 푸리에 스펙트럼이 생성되는데, 일반적으로 이렇게 생성된 푸리에 스펙트럼들을 시간에 따른 스펙트럼의 변화로 나타낸다.The STFT method is a Fourier analysis method that can observe the change of the frequency and phase information of the signal over time by applying the Fourier transform to the signal divided into several short sections. When a signal is divided into a short section and a Fourier transform is applied, a single Fourier spectrum is generated in each section. Generally, the Fourier spectra thus generated are represented by a spectrum change over time.

웨이블릿은 신호의 시작 및 끝의 세기가 0인 함수를 나타내며, 웨이블릿 변환은 이와 같은 웨이블릿 함수를 기저로 사용하여 신호의 주파수 분석을 수행하는 것이다. 웨이블릿 함수는 모함수 (mother wavelet) 라 불리는 기본적인 함수로부터 재귀적으로 정의될 수 있는데, 모함수로는 도 4와 같은 Mexican-hat 함수가 많이 사용되나, 앞서 기술된 웨이블릿 함수의 정의를 만족한다는 전제하에 어떤 모함수를 사용하여도 무방하다.The wavelet represents a function whose start and end intensity of the signal is 0, and the wavelet transform performs the frequency analysis of the signal by using such a wavelet function as a basis. The wavelet function can be recursively defined from a basic function called a mother wavelet. The Mexican-hat function as shown in FIG. 4 is used as the number of the mother wavelet. However, assuming that the definition of the wavelet function described above is satisfied It is acceptable to use any number of masters.

웨이블릿 변환은 사인파를 기저로 사용하는 푸리에 분석에 비해 자유로운 모함수를 사용할 수 있는 장점을 지니고 있으며, 주로 오디오 및 이미지 처리 분야에서 신호의 시주파수 분석을 위해 주로 사용된다. STFT 방법과 웨이블릿 변환 방법을 각각 이용하여 뇌전도 신호를 시-주파수 분석 결과를 비교해 보면, STFT의 신호 세기가 Mu와 beta 영역 전체에 넓게 분산되어 나타나는 반면 웨이블릿은 상대적으로 신호 세기가 각 영역 중심에 집중되어 나타나 주파수 분석에 좀 더 용이하다는 장점이 있다.  Wavelet transform has the advantage of using free number of moons as compared to Fourier analysis using sinusoidal wave basis. It is mainly used for analysis of signal frequency in audio and image processing fields. Comparing the time-frequency analysis results of the EEG signals using the STFT method and the wavelet transform method, the signal intensity of the STFT is widely dispersed throughout the Mu and beta regions, while the wavelet is relatively concentrated in each region And it is easier to analyze the frequency.

다음으로 MEMD 방법을 설명한다.Next, the MEMD method will be described.

EMD (Empirical Mode Decomposition) 방법은 비선형, 비정상적 바이오 신호의 효과적인 분석을 위해 푸리에 및 웨이블릿에서 사용하는 것과 같은 고정된 기저 함수를 이용하지 않고 데이터로부터 생성된 기저 함수를 사용해 (data-driven) 신호를 분석하는 기술이다. 사인파와 같은 고정된 기저를 사용하지 않고 데이터를 이용해 주파수 분석을 수행함으로써 주파수 스펙트럼의 신호 세기가 넓게 분산되어 나타나는 것을 막아 EMD의 각 주파수 성분(intrinsic mode function, IMF)의 신호 세기가 매우 좁은 주파수 영역에 집중되는 효과를 얻을 수 있다. The EMD (Empirical Mode Decomposition) method analyzes data-driven signals using data base derived from data without using fixed base functions such as those used in Fourier and wavelets for the effective analysis of nonlinear and abnormal biosignals. Technology. By performing frequency analysis using data without using a fixed base such as a sine wave, it is possible to prevent the signal intensity of the frequency spectrum from being dispersed widely so that the signal intensity of the intrinsic mode function (IMF) The effect can be obtained.

MEMD 방법은 복수의 채널을 사용하는 바이오 신호에 EMD를 적용하고자 할 때 사용되는 주파수 분석 방법이며, 각 채널에서 생성된 Intrinsic Mode Function (IMF)가 같은 주파수 영역을 공유하도록 설계된다. MEMD를 사용한 시주파수 분석 결과를 보면 STFT, 웨이블릿 기반 주파수 분석 방법이 Mu 및 Beta 영역의 주파수 성분 세기가 분산되어 있어 각 성분의 정확한 주파수를 확인하기 어려운 반면 MEMD의 경우 각 IMF의 세기가 매우 좁은 주파수 영역 내에 정의되어 있어 더욱 정확한 주파수 분석이 가능하고, Hilbert 변환과 같은 짧은 동안의(instantaneous) 주파수 분석에도 용이하게 사용될 수 있는 장점이 있다.The MEMD method is a frequency analysis method used to apply EMD to a bio signal using a plurality of channels, and the Intrinsic Mode Function (IMF) generated in each channel is designed to share the same frequency domain. In the results of frequency analysis using MEMD, it is difficult to confirm the exact frequency of each component because the frequency components of the Mu and Beta regions are dispersed in STFT and wavelet-based frequency analysis methods. In MEMD, however, The frequency analysis can be performed more precisely and it can be easily used for instantaneous frequency analysis such as Hilbert transform.

이와 같이, 프로세서(240)는 Short-Time Fourier Transform (STFT) 방법, Wavelet 방법 및 Multivariate Empirical Mode Decomposition (MEMD) 방법 등을 이용하여 가속도 데이터에 대해 전처리를 수행할 수 있다.As such, the processor 240 may perform preprocessing on the acceleration data using a Short-Time Fourier Transform (STFT) method, a Wavelet method, and a Multivariate Empirical Mode Decomposition (MEMD) method.

이후, 프로세서(240)는 전처리된 가속도 데이터로부터 스트레스 정도의 산출에 사용할 적어도 하나 이상의 특징 값을 산출할 수 있다(S330). STFT, 웨이블릿 또는 MEMD 방법을 사용하여 전처리된 가속도 데이터로부터 스트레스 분석을 위해 사용되는 12가지 특징값이 추출 혹은 산출되며, 각각의 특징값은 다음과 같이 정의될 수 있다.Thereafter, the processor 240 may calculate at least one feature value to be used for calculating the degree of stress from the preprocessed acceleration data (S330). Twelve feature values used for stress analysis are extracted or calculated from the preprocessed acceleration data using STFT, wavelet or MEMD method, and each feature value can be defined as follows.

1. Mean: 가속도 신호의 평균 신호 세기를 나타낸다.1. Mean: Indicates the average signal strength of the acceleration signal.

2. Standard deviation: 가속도 신호 세기의 표준 편차를 나타낸다.2. Standard deviation: The standard deviation of the acceleration signal intensity.

3. Zero Crossing: 가속도 신호를 2차 미분하였을 때 zero crossing의 개수를 나타낸다.3. Zero Crossing: indicates the number of zero crossings when the acceleration signal is second-differentiated.

4. Kurtosis: 신호의 4차 모멘텀을 표준 편차의 제곱으로 정규화한 값으로, 신호 세기의 확률 분포의 peakedness를 판별하는 수치를 나타낸다.4. Kurtosis: The value obtained by normalizing the fourth order momentum of the signal to the square of the standard deviation, which indicates the peakedness of the probability distribution of the signal intensity.

5. Crest factor: 신호의 peak값의 비율. Kurtosis와 유사하며 신호의 Impluseness를 기술하는 특징값이다. 5. Crest factor: The ratio of the peak value of the signal. It is similar to Kurtosis and is a feature value that describes the signal's impulse response.

6. Power Spectrum Density: 가속도 신호의 푸리에 변환을 통해 생성된 power spectrum density를 나타낸다.6. Power Spectrum Density: Represents the power spectrum density generated by the Fourier transform of the acceleration signal.

7. Correlation: 가속도 신호의 자기상관(auto-correlation)을 나타낸다.7. Correlation: It indicates the auto-correlation of the acceleration signal.

8. Threshold Crossing: 1개의 Epoch에서 특정 임계(Threshold)를 넘는 필터링된 Raw Data의 개수를 나타낸다.8. Threshold Crossing: It shows the number of filtered raw data over a certain threshold in one Epoch.

9. Skewness: 가속도 신호의 3차 모멘텀으로서, 신호 세기의 분포가 bias된 정도를 나타낸다.9. Skewness: The third order momentum of the acceleration signal, indicating the degree to which the distribution of signal strength is biased.

10. Entropy: 신호의 predictability를 측정한 것을 나타낸다.10. Entropy: Indicates the predictability of the signal.

11. Band Energy: 스트레스와 관련된 주파수 영역의 에너지를 나타낸다.11. Band energy: Represents energy in the frequency domain associated with stress.

12. Spectral Flux: 신호의 시주파수 분석 시 power spectrum의 시간에 따른 변화율을 의미(PSD(t)/PSD(t-1))12. Spectral Flux: PSD (t) / PSD (t-1) means the rate of change of the power spectrum over time when analyzing the signal frequency.

프로세서(240)는 상기 12가지의 산출된 특징 값 들 중에서 적어도 하나 이상을 소정의 머신 러닝 알고리즘에 적용하여 상기 스트레스의 정도를 산출할 수 있다(S340). 여기서, 일 예로서, 소정의 머신 러닝 알고리즘에는 랜덤 포레스트(random forest) 알고리즘, 랜덤 서브스페이스(random subspace) 알고리즘, 또는 배깅(bagging) 알고리즘 등이 있다. 프로세서(240)는 가속도 데이터로부터 추출된 특징값을 머신 러닝(기계 학습) 알고리즘을 통해 분류하여 스트레스 정도를 감지 혹은 측정할 수 있다. 이하에서 상기 머신 러닝 알고리즘에 대해 간략히 설명한다.The processor 240 may calculate the degree of stress by applying at least one of the twelve calculated feature values to a predetermined machine learning algorithm (S340). Here, as an example, a predetermined machine learning algorithm includes a random forest algorithm, a random subspace algorithm, or a bagging algorithm. The processor 240 can classify feature values extracted from the acceleration data through a machine learning (machine learning) algorithm to detect or measure the degree of stress. Hereinafter, the machine learning algorithm will be briefly described.

랜덤 서브스페이스(Random Subspace) 방식은 특징 값 공간의 부분공간을 랜덤하게 나누어 각각의 나누어진 부분공간으로부터 훈련된 다수의 분류기를 사용하며, 다수의 분류기를 통해 생성된 결과를 voting 또는 최대값을 사용해 최종 분류 결과를 생성해낸다. 랜덤 포레스트(Random Forest) 방식은 결정 트리 기반 알고리즘으로서, 랜덤하게 복원 추출된 특징값 샘플을 이용해 훈련된 다수의 결정 트리를 통해 Forest를 생성하고, 최종 분류 결과는 랜덤 서브스페이스 방법과 마찬가지로 다수의 결정 트리의 분류 결과를 취합하여 생성한다.The random subspace method randomly divides the subspace of the feature value space and uses a plurality of classifiers trained from each divided subspace. The result generated through the plurality of classifiers is used for voting or using the maximum value Generate final classification results. The random forest method is a decision tree-based algorithm. Forests are generated through a plurality of decision trees trained using randomly reconstructed extracted feature value samples. The final classification result is determined in a similar manner as in the random subspace method. The result of classification of the tree is collected and generated.

배깅(Bagging)은 Bootstrap aggregating의 약자로서, 여러 개의 weak classifier가 생성되고 최종 결정은 다수의 weak classifier의 분류 결과를 voting 등으로 취합하는 분류 방법을 뜻한다. 이와 같이 분류 결과를 취합함으로써, Bagging 알고리즘은 분류 결과의 안정성을 획득하고 overfitting을 예방하며 정확성 또한 높일 수 있다. Bagging is an abbreviation for bootstrap aggregating, which means that several weak classifiers are generated and the final decision is a sorting method that combines the classification results of many weak classifiers into voting. By combining the classification results in this manner, the bagging algorithm can obtain the stability of classification results, prevent overfitting, and improve accuracy.

분류 성능의 평가 및 과적합을 방지하기 위하여 n-fold 교차 검증방법 사용되며 성능 평가 기준으로는 정확도 (accuracy), 재현율 (recall), 정밀도 (precision) 및 ROC (receiver operating characteristic) 곡선의 넓이를 측정하는 AUC (area under ROC curve)를 사용할 수 있다.The n-fold crossover verification method is used to evaluate the classification performance and to avoid over sum. The performance evaluation criteria are the accuracy, recall, precision, and receiver operating characteristic (ROC) AUC (area under ROC curve) can be used.

앞서 언급한 바와 같이, 센서부(230)는 가속도 센서부(231)외에 체온 센서부(233), 혈류량 감지 센서부(235) 및 근전도 센서부(237) 등을 더 포함할 수 있다. The sensor unit 230 may further include a body temperature sensor 233, a blood flow sensor 235 and an electromyogram sensor 237 in addition to the acceleration sensor 231.

센서부(230)가 인체의 체온을 감지하는 체온 센서부(233)를 더 포함하는 경우, 프로세서(240)는 체온 센서부(233)로부터 수신한 데이터에 더 기초하여 인체가 받는 스트레스 정도를 산출할 수 있다. 여기서, 보통의 재료나 전자 소자는 온도에 따라 전기 특성이 변화하기 때문에 모두 온도 센서 혹은 체온 센서부(233)가 될 수 있는 것이지만, 검출 온도 영역과 검출 정밀도, 온도 특성, 양산성, 신뢰성 등의 면에서 사용목적에 알맞는 것이 온도센서로서 쓰이고 있다. 공업 계측용으로서는 열전쌍, 온도측정 저항체, 서미스터(NTC), 금속식 온도계가, 그리고 생활 필수품 기기의 센서로서는 서미스터(NTC, PTC, CTR) 감온 페라이트, 금속식 온도계가 많이 쓰이고, 특수용도로서 NQR(핵4중극공명), 초음파, 광섬유를 사용한 센서도 있다. 온도의 기준용으로서는 기체온도계, 유리제2중관 온도계, 수정 온도계, 백금온도 측정저항체, 백금-백금로듐 열전쌍이 쓰이고 있다. 상기 체온 센서부(233)는 상기 다양한 온도 센서들 중에서 어느 하나일 수 있다.When the sensor unit 230 further includes a body temperature sensor 233 for sensing the body temperature of the human body, the processor 240 calculates the degree of stress the human body receives based on the data received from the body temperature sensor 233 can do. Here, since the electrical characteristics of ordinary materials and electronic devices vary according to the temperature, they can be all the temperature sensors or the temperature sensor unit 233. However, the detection temperature range, the detection accuracy, the temperature characteristics, the mass productivity, The temperature sensor is suitable for the purpose of use. (NTC, PTC, CTR) thermally sensitive ferrite and metal type thermometer are widely used as sensors for industrial measurement, and thermistor, temperature measuring resistor, thermistor (NTC) Nuclear quadrupole), ultrasonic sensors, and sensors using optical fibers. For the reference temperature, gas thermometer, glass double tube thermometer, quartz thermometer, platinum temperature measuring resistor and platinum-platinum rhodium thermocouple are used. The body temperature sensor 233 may be any one of the various temperature sensors.

또한, 센서부(230)가 혈류량을 감지하는 혈류랑 감지 센서부(235)를 더 포함하는 경우, 프로세서(240)는 상기 혈류량 감지 센서부(235)로부터 수신한 데이터에 더 기초하여 특징 값들을 산출하고, 산출된 적어도 하나 이상의 특징값들을 소정의 머신 러닝 알고리즘에 적용하여 스트레스의 정도를 산출할 수 있다. 혈류량 감지 센서부(235)는 인체의 혈관에 흐르는 혈류량을 측정할 수 있는 센서를 말하고, 상기 혈류량 감지 센서부(235)의 일 예로서 PPC 센서부가 있다. When the sensor unit 230 further includes a blood flow sensor unit 235 for sensing the blood flow rate, the processor 240 determines the feature values based on the data received from the blood flow sensor unit 235 And the calculated degree of stress can be calculated by applying the calculated at least one characteristic value to a predetermined machine learning algorithm. The blood flow detection sensor unit 235 is a sensor capable of measuring a blood flow amount flowing in a blood vessel of a human body. The blood flow detection sensor unit 235 has a PPC sensor unit as an example.

PPG 센서는 광용적맥파 (Photoplethysmograph) 센서라고 한다. 광용적맥파 측정법 (Photoplethysmograph: PPG)은 생체 조직의 광학적 특성을 이용하여 혈관에 흐르는 혈류량을 측정함으로써 심박 활동 상태를 알 수 있는 맥파 측정방법이다. 맥파는 혈액이 심장에서 파상하며 나타내는 맥동성 파형으로, 심장의 이완 수축 작용에 따라 나타나는 혈류량의 변화, 즉 혈관의 용적 변화를 통하여 측정 가능하다. 광용적맥파 측정법은 빛을 이용하여 맥파를 측정하는 방법으로, 용적 변화시 나타나는 생체조직의 반사, 흡수 투과비 등의 광학적 특성의 변화를 광 센서에서 감지하여 측정하며, 이를 통해 맥박 측정이 가능하다. 이 방법은 비침습적인 맥박 측정이 가능하고 소형화, 사용편의성 등의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있으며 착용형 (wearable) 생명신호 감지 센서 개발에 용이하다는 장점이 있다. The PPG sensor is called a photoplethysmograph sensor. Photoplethysmograph (PPG) is a pulse wave measurement method that can detect heart rate activity by measuring blood flow through blood vessels using the optical characteristics of living tissue. Pulse is a pulsating wave of blood that the blood swells in the heart. It can be measured by changing the blood flow, which is caused by the relaxation and contraction of the heart, that is, the volume change of the blood vessel. Optical pulse measurement is a method of measuring pulse waves using light. The optical sensor senses changes in optical characteristics such as reflection, absorption and transmission ratios of a living tissue when the volume is changed. . This method has advantages such as non-invasive pulse measurement, miniaturization, and ease of use, which are widely used and are advantageous in that it is easy to develop a wearable life signal detection sensor.

프로세서(240)가 PPG 센서로부터 수신한 데이터로부터 산출하는 적어도 하나의 특징 값들은 다음과 같을 수 있다.At least one characteristic value calculated from the data received from the PPG sensor by the processor 240 may be as follows.

1. 측정한 PPG 신호의 Peak값 (PPG의 Peak와 ECG의 R파형은 깊은 연관을 가지고 있다)1. Peak value of measured PPG signal (Peak of PPG and R waveform of ECG have a deep correlation)

2. 상기 측정된 PPG 신호의 피크 값 데이터를 일정한 시간 (window)로 나눈 신호2. A signal obtained by dividing peak value data of the measured PPG signal by a predetermined window

3. PPG 신호의 피크 값들로부터 아래와 같은 특징 값들을 구한다(NN interval이란 PPG 신호의 피크 점과 그 다음 피크 점의 간격이다)3. Obtain the following characteristic values from the peak values of the PPG signal (NN interval is the interval between the peak point of the PPG signal and the next peak point)

(1) meanNN : NN Interval의 기대값(1) meanNN: expected value of NN Interval

(2) SDNN : NN interval의 표준 편차(2) SDNN: standard deviation of NN interval

(3) SDSD : NN Interval의 차분값 (difference)에 대한 표준 편차(3) SDSD: Standard deviation of the difference of NN Interval

(4) NNx_Count : NN intervals 로 유도된 값(mean number of times an hour in which the change in successive normal sinus (NN) intervals exceeds x ms) x의 값으로 10, 20, 30, 40, 50을 테스트함(4) NNx_Count: Tested 10, 20, 30, 40, 50 as the value of x, which is derived from intervals (NN)

(5) pNNx : Percentage of absolute differences in successive NN values > x (ms) x의 값으로 10, 20, 30, 40, 50을 테스트함 (5) pNNx: Percentage of absolute differences in successive NN values> x (ms) Test 10, 20, 30, 40,

(6) TF : NN interval의 PSD에서 TF (total frequency)대역 (0.14-0.4Hz)의 Power(6) TF: power of the TF (total frequency) band (0.14-0.4 Hz) at the NN interval PSD

(7) VLF : VLF (very low frequency) 대역(0-0.04Hz)의 Power(7) VLF: Power of VLF (very low frequency) band (0-0.04Hz)

(8) LF : LF (low frequency) 대역(0.04-0.15Hz)의 Power(8) LF: Power of LF (low frequency) band (0.04-0.15Hz)

(9) HF : HF (high frequency) 대역(0.15-0.4Hz)의 Power(9) HF: Power of HF (high frequency) band (0.15-0.4Hz)

(10) LFn : LF+HF 대역 (0.04-0.4Hz)에 대한 LF대역의 비율(10) LFn: the ratio of the LF band to the LF + HF band (0.04 to 0.4 Hz)

(11) HFn : LF+HF 대역 (0.04-0.4Hz)에 대한 HF대역의 비율(11) HFn: ratio of HF band to LF + HF band (0.04-0.4 Hz)

(12) LFHF : HF대역에 대한 LF대역의 비율(12) LFHF: ratio of LF band to HF band

4. 프로세서(240)는 PPG 센서로부터 수신한 데이터로부터 산출한 특징 값에 해당하는 상기 1, 2, 3의 값을 소정의 머신 러닝 알고리즘에 대입하여 스트레스 정도를 산출할 수 있다.4. The processor 240 may calculate the degree of stress by substituting the values of 1, 2, and 3 corresponding to the feature values calculated from the data received from the PPG sensor into a predetermined machine learning algorithm.

또한, 센서부(230)는 인체의 근육의 전기적 활성도를 확인하는 근전도 센서부(237)을 더 포함하는 경우, 프로세서(240)는 상기 혈류량 감지 센서부(237)로부터 수신한 데이터에 더 기초하여 특징 값들을 산출하고, 산출된 적어도 하나 이상의 특징값들을 소정의 머신 러닝 알고리즘에 적용하여 스트레스의 정도를 산출할 수 있다. 근전도 센서부(237)에는 일 예로서 EMG 센서가 있을 수 있다.When the sensor unit 230 further includes an electromyogram sensor unit 237 for confirming the electrical activity of the muscles of the human body, the processor 240 determines whether or not the blood pressure of the human body is greater than the data received from the blood flow rate sensor unit 237 The feature values may be calculated and the calculated degree of stress may be calculated by applying the calculated at least one feature value to a predetermined machine learning algorithm. The EMG sensor unit 237 may include an EMG sensor as an example.

프로세서(240)는 근전도 센서부(237)로부터 데이터(Raw Data)를 수신하고, 수신한 데이터(Raw Data)를 일정한 시간 (Window)로 나누어, 일정한 윈도우(window)로 나눈 데이터로부터 1개의 윈도우 당 다음과 특징 값들을 산출할 수 있다The processor 240 receives raw data from the electromyogram sensor unit 237 and divides the received raw data into a predetermined time window to extract data from the data divided by a certain window per window The following feature values can be calculated

1. SEF50(Spectral edge frequency) : 저주파에 비해 고주파 쪽으로 얼마나 편향되었는지를 정량화 하는 지표로서, 스팩트럼 그래프에서 생체 신호의 전체 주파수 영역에 대한 면적비로 나타낸다.1. SEF50 (Spectral edge frequency): This index is used to quantify how much bias is applied to the high frequency as compared with the low frequency. It is expressed by the area ratio of the whole frequency region of the bio signal in the spectrum graph.

2. SEF50: 스팩트럼 그래프에서 특정 주파수 이하의 면적이 전체 주파수에 대한 면적의 50%가 될 시에 그 특정 주파수의 값으로 나타낸 값.2. SEF50: The value indicated by the value of the specific frequency when the area under the specific frequency in the spectrum graph is 50% of the area for the whole frequency.

일반적으로, 근전도에 있어서 근피로도가 높아지면 고주파가 줄어들고 저주파성분이 우세해지며, 따라서, 근피로도가 높아지면 SEF50도 낮아지게 된다. 프로세서(240)는 상기 1, 2의 특징 값들을 소정의 머신 러닝 알고리즘에 적용하여 스트레스 정도를 산출 혹은 측정할 수 있다. 프로세서(240)는 이렇게 산출된 스트레스 정도에 기초하여 현재 인체 혹은 사용자가 스테르스를 받고 있는 지 여부를 결정할 수 있다.Generally, higher EMF in EMG leads to less high frequency and lower frequency components, and therefore, as muscle fatigue increases, SEF50 also decreases. The processor 240 may calculate or measure the degree of stress by applying the feature values 1 and 2 to a predetermined machine learning algorithm. The processor 240 may determine whether the current human body or the user is receiving the stress based on the degree of stress thus calculated.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 이어러블 장치는 사용자의 착용이 편리하여 일상생활 중 지속적으로 주변 상황에 따른 감정 상태 및 스트레스를수시로 그리고 정확하게 모니터링할 수 있는 장점이 있다. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the following device of the present invention is advantageous in that the wearer is easy to wear and can monitor the emotional state and stress according to the surrounding situation from time to time in daily life.

또한 본 발명에 따른 이어러블 장치는 작은 사이즈로 귀에 착용할 수 있는 기구에 가속도 센서를 내장 혹은 연결하여 가속도 센서를 이용하여 머리의 미세한 움직임을 모니터링할 수 있어서, 편리하게 전정감정반사 모니터링에 기반한 스트레스 정도를 측정할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.Further, the following device according to the present invention is capable of monitoring the fine movement of the head using an acceleration sensor by incorporating or connecting an acceleration sensor to a mechanism that can be worn on the ear in a small size, Can be measured.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.The embodiments described above are those in which the elements and features of the present invention are combined in a predetermined form. Each component or feature shall be considered optional unless otherwise expressly stated. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to construct embodiments of the present invention by combining some of the elements and / or features. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments. It is clear that the claims that are not expressly cited in the claims may be combined to form an embodiment or be included in a new claim by an amendment after the application.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (20)

인체의 귀에 착용할 수 있는 기구;
상기 기구에 연결되어 인체의 머리 움직임을 감지하여 상기 인체의 머리 움직임에 따른 가속도 데이터를 생성하는 가속도 센서부를 포함하는 센서부; 및
상기 가속도 센서부로부터 수신한 상기 가속도 데이터에 대해 신호 처리를 수행하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 프로세서를 포함하는, 이어러블 장치.
A device that can be worn on the human ear;
And an acceleration sensor unit connected to the mechanism for detecting head movement of the human body and generating acceleration data according to head movement of the human body; And
And a processor for performing signal processing on the acceleration data received from the acceleration sensor unit to calculate a degree of stress of the human body.
제 1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 수신한 가속도 데이터에서 상기 스트레스 정도의 산출에 사용될 소정의 주파수에 해당하는 주파수 성분을 추출하기 위한 전처리(prefiltering)를 수행하고,
상기 전처리된 가속도 데이터로부터 상기 스트레스 정도의 산출에 사용할 적어도 하나의 특징 값을 산출하고,
상기 산출된 적어도 하나의 특징 값을 소정의 머신 러닝 알고리즘에 적용하여 상기 스트레스의 정도를 산출하는, 이어러블 장치.
The method according to claim 1,
The processor comprising:
Performing prefiltering to extract a frequency component corresponding to a predetermined frequency to be used for calculating the degree of stress from the received acceleration data,
Calculating at least one feature value to be used for calculating the degree of stress from the preprocessed acceleration data,
And applying the calculated at least one feature value to a predetermined machine learning algorithm to calculate the degree of stress.
제 2항에 있어서,
상기 스트레스 정도의 산출에 사용될 소정의 주파수는 1Hz 내지 100Hz의 주파수에 해당하는, 이어러블 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the predetermined frequency to be used for calculating the degree of stress corresponds to a frequency of 1 Hz to 100 Hz.
제 2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 특징 값은 상기 전처리된 가속도 데이터에 대응하는 가속도 신호의 평균 신호 세기, 상기 가속도 신호의 표준 편차, 상기 가속도 신호를 2차 미분하였을 때의 제로 크로싱(zero crossing)의 개수, 상기 가속도 신호의 4차 모멘텀을 표준 편차의 제곱으로 정규한 값, 상기 가속도 신호의 피크(peark) 비율, 상기 가속도 신호의 푸리에 변환을 통해 생성된 파워 스펙트럼 밀도, 상기 가속도 신호의 자기상관(auto-correlation) 계수, 상기 가속도 신호가 1개의 epoch에서 특정 임계치를 넘는 개수, 상기 가속도 신호의 3차 모멘텀으로서 신호 세기의 분포, 상기 가속도 신호의 엔트로피, 상기 스트레스와 관련된 주파수 영역의 에너지, 또는 상기 가속도 신호의 시주파수 분석 시 파워 스펙트럼의 시간에 따른 변화율을 포함하는, 이어러블 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the at least one feature value comprises an average signal strength of an acceleration signal corresponding to the preprocessed acceleration data, a standard deviation of the acceleration signal, a number of zero crossings when the acceleration signal is second-differentiated, A quadratic momentum of the signal is normalized to a square of standard deviation, a peak of the acceleration signal, a power spectral density generated by Fourier transform of the acceleration signal, an auto-correlation of the acceleration signal, The number of times the acceleration signal exceeds a certain threshold value in one epoch, the distribution of signal intensity as the third order momentum of the acceleration signal, the entropy of the acceleration signal, the energy in the frequency domain associated with the stress, And a rate of change of the power spectrum over time in a wavenumber analysis.
제 2항에 있어서,
상기 소정의 머신 러닝 알고리즘은 랜덤 포레스트(random forest) 알고리즘, 랜덤 서브스페이스(random subspace) 알고리즘, 또는 배깅(bagging) 알고리즘을 포함하는, 이어러블 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the predetermined machine learning algorithm comprises a random forest algorithm, a random subspace algorithm, or a bagging algorithm.
제 2항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 전처리(prefiltering)를 Short-Time Fourier Transform (STFT), 웨이블릿(Wavelet), 또는 Multivariate Empirical Mode Decomposition (MEMD)을 이용하여 수행하는, 이어러블 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the processor performs the prefiltering using a Short-Time Fourier Transform (STFT), a wavelet, or a Multivariate Empirical Mode Decomposition (MEMD).
제 1항에 있어서,
상기 센서부는 상기 인체의 체온을 감지하는 체온 센서부를 더 포함하며,
상기 프로세서는 상기 체온 센서부로부터 수신한 상기 데이터에 더 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는, 이어러블 장치.
The method according to claim 1,
The sensor unit may further include a body temperature sensor unit for sensing body temperature of the human body,
Wherein the processor calculates a degree of stress that the human body receives based on the data received from the body temperature sensor unit.
제 1항에 있어서,
상기 센서부는 상기 인체의 혈류량을 감지하는 혈류량 센서부를 더 포함하며,
상기 프로세서는 상기 혈류량 센서부로부터 수신한 상기 데이터에 더 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는, 이어러블 장치.
The method according to claim 1,
The sensor unit may further include a blood flow sensor unit for sensing blood flow of the human body,
Wherein the processor calculates a degree of stress that the human body receives based on the data received from the blood flow sensor unit.
제 1항에 있어서,
상기 센서부는 상기 인체의 근육의 전기적 활성도를 확인하는 근전도 센서부를 더 포함하며,
상기 프로세서는 상기 근전도 센서부로부터 수신한 상기 데이터에 더 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는, 이어러블 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor unit further includes an electromyogram sensor unit for confirming an electrical activity of the muscles of the human body,
Wherein the processor calculates the degree of stress that the human body receives based on the data received from the electromyogram sensor unit.
제 8항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 혈류량 센서부로부터 수신한 상기 데이터로부터 적어도 하나의 특징 값을 산출하고, 상기 산출된 특징 값에 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는, 이어러블 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the processor calculates at least one feature value from the data received from the blood flow amount sensor unit and calculates a degree of stress the human body receives based on the calculated feature value.
제 9항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 근전도 센서부로부터 수신한 상기 데이터로부터 적어도 하나의 특징 값을 산출하고, 상기 산출된 특징 값에 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는, 이어러블 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the processor calculates at least one feature value from the data received from the electromyographic sensor unit and calculates a degree of stress the human body receives based on the calculated feature value.
제 11항에 있어서,
상기 근전도 센서부로부터 수신한 상기 데이터로부터 산출된 적어도 하나의 특징 값은 상기 데이터에서 저주파에 비해 고주파 쪽으로 얼마나 편향된 지를 가리키는 지표 혹은 특정 주파수 이하의 면적이 전체 주파수에 대한 면적의 50%가 될 때의 상기 특정 주파수의 값을 포함하는, 이어러블 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the at least one feature value calculated from the data received from the electromyogram sensor unit is an indicator indicating how much the deviation is deviated toward the high frequency than the low frequency in the data or when the area below the specific frequency is 50% And the value of the specific frequency.
제 1항에 있어서,
상기 가속도 센서부는 3축의 가속도 데이터를 생성하는, 이어러블 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the acceleration sensor unit generates acceleration data of three axes.
이어러블 장치가 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법에 있어서,
인체의 귀에 착용할 수 있는 기구에 연결된 가속도 센서부가 인체의 머리 움직임을 감지하여 상기 인체의 머리 움직임에 따른 가속도 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 가속도 데이터에 대해 신호 처리를 수행하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 단계를 포함하는, 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법.
A method for calculating the degree of stress of a human body in a following device,
Generating acceleration data according to the head movement of the human body by sensing the head movement of the human body by an acceleration sensor unit connected to a device wearable on the ear of the human body; And
Calculating a degree of stress of the human body by performing signal processing on the generated acceleration data.
제 14항에 있어서,
상기 스트레서 정도를 산출하는 단계는,
상기 생성된 가속도 데이터에서 상기 스트레스 정도의 산출에 사용될 소정의 주파수에 해당하는 주파수 성분을 추출하기 위한 전처리(prefiltering)를 수행하는 단계;
상기 전처리된 가속도 데이터로부터 상기 스트레스 정도의 산출에 사용할 적어도 하나의 특징 값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 적어도 하나의 특징 값을 소정의 머신 러닝 알고리즘에 적용하여 상기 스트레스의 정도를 산출하는 단계를 더 포함하는, 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법.
15. The method of claim 14,
The step of calculating the degree of stressor includes:
Performing prefiltering on the generated acceleration data to extract a frequency component corresponding to a predetermined frequency to be used for calculating the stress degree;
Calculating at least one feature value to be used for calculating the degree of stress from the preprocessed acceleration data; And
And calculating the degree of stress by applying the calculated at least one characteristic value to a predetermined machine learning algorithm.
제 14항에 있어서,
상기 인체의 체온을 감지하여 체온 변화에 대한 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하되,
상기 스트레스 정도를 산출하는 단계는 상기 생성된 체온 변화에 대한 데이터에 더 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 단계를 더 포함하는, 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법.
15. The method of claim 14,
Sensing the body temperature of the human body and generating data on the body temperature change,
Wherein the step of calculating the degree of stress further comprises the step of calculating a degree of stress that the human body receives based on the data on the generated body temperature change.
제 14항에 있어서,
상기 인체의 혈류량를 감지하여 혈류량 변화에 대한 데이터를 산출하는 단계를 더 포함하되,
상기 스트레스 정도를 산출하는 단계는,
상기 혈류량 변화에 대한 데이터로부터 적어도 하나의 특징 값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 특징 값에 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 단계를 더 포함하는, 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법.
15. The method of claim 14,
Sensing the blood flow of the human body and calculating data on the change in the blood flow,
The step of calculating the degree of stress includes:
Calculating at least one characteristic value from the data on the blood flow change; And
And calculating the degree of stress the human body receives based on the calculated characteristic value.
제 14항에 있어서,
상기 인체의 근육의 전기적 활성도에 대한 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하되,
상기 스트레스 정도를 산출하는 단계는,
상기 근육의 전기적 활성도에 대한 데이터로부터 적어도 하나의 특징 값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 특징 값에 기초하여 상기 인체가 받는 스트레스 정도를 산출하는 단계를 더 포함하는, 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법.
15. The method of claim 14,
Further comprising generating data on an electrical activity of the muscles of the human body,
The step of calculating the degree of stress includes:
Calculating at least one characteristic value from data on the electrical activity of the muscle; And
And calculating the degree of stress the human body receives based on the calculated characteristic value.
제 14항에 있어서,
상기 생성된 가속도 데이터는 3축의 가속도 데이터에 해당하는, 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the generated acceleration data corresponds to acceleration data of three axes.
제 14항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 기재된 인체의 스트레스 정도를 산출하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for causing a computer to execute a method of calculating a degree of stress of a human body according to any one of claims 14 to 19.
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