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講演抄録/キーワード
講演名 2018-11-06 15:45
ドップラーセンサを用いた心拍推定時の適応ガードセル長を適用したCA-CFARによる体動起因雑音低減
廣松亮祐大槻知明豊田健太郎山本幸平慶大ASN2018-77
抄録 (和) 心拍間隔変動からストレスを推定できることが知られている.そのため,被験者の負担が少ない,ドップラーセンサによる非接触心拍間隔推定法が数多く研究されている.しかし,既存手法は体動の影響により,十分な推定精度が得られない課題がある.本稿では一般的にクラッタを抑圧し,レーダ信号の誤検出を防ぐために用いられるCA-CFAR (Cell Average-Constant False Alerm Rate) をドップラーセンサの受信信号に適用することにより,体動起因の雑音を低減する手法を提案する.提案法では,まず,受信したドップラー信号のパワーから心拍に起因するピーク候補を探索する.このピーク候補には,心拍だけでなく体動に起因するものも含まれているため,前後のパワーを用いて設定される閾値を用いたCA-CFAR を適用することで,閾値以上の変動が見られる非定常な体動の影響を除去できる.しかし,CA-CFAR のガードセル長を固定すると,閾値を設定する際に体動の影響を受け閾値が高くなり,体動に起因するピークを心拍によるものと誤検出する可能性がある.そこで提案法では一区間前に推定された心拍間隔に応じてガードセル長を適応的に設定することで,この影響を低減する.また,従来は前後のパワーを用いて閾値を設定していたが,提案法では前のパワーのみ使用する.特性評価により,固定ガードセル長を用いたCA-CFAR による手法と比較し,提案法は心拍間隔の推定精度を改善することを示した. 
(英) It is known that stress can be estimated by measuring heartbeat interval variation. Thus, many methods of non-contact heartbeat interval estimation using Doppler sensors have been studied. However, existing methods cannot a obtain sufficient estimation accuracy due to the influence of body movement. In this report, we propose a method to reduce the influence of body movement by applying CA-CFAR (Cell Average-Constant False Alerm Rate) which is used to prevent erroneous detection of radar signals in general, to the received signal. The proposed method first finds peaks that include heartbeats from the power of received Doppler signals. Since these peaks include not only the peak due to heartbeat but also that due to body movement, CA-CFAR using the threshold set using the before and after power is applied to remove the effect of non-stationary body movement. However, when the guard cell length in CA-CFAR is fixed, there is a possibility that the peak caused by the body movement may be erroneously detected as a heartbeat, because the threshold is affected by body movement. In our proposed method, erroneously detection is reduced by adaptively setting the guard cell length according to the heartbeat interval estimated before one time. In the conventional method, energy before and after was set for the threshold value , but only the before power is used in the proposed method. Experimental results show that the proposed
method improves RMSE (Root Mean Squared Error) of estimated heartbeat interval compared with the method using CA-CFAR with fixed guard cell length.
キーワード (和) ドップラーセンサ / スペクトログラム / CFAR / 心拍間隔推定 / 適応ガードセル長 / / /  
(英) Doppler sensor / Spectrogram / CFAR / Heartbeat interval estimation / Adaptive guard cell length / / /  
文献情報 信学技報, vol. 118, no. 282, ASN2018-77, pp. 131-136, 2018年11月.
資料番号 ASN2018-77 
発行日 2018-10-29 (ASN) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
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技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード ASN2018-77

研究会情報
研究会 ASN SRW  
開催期間 2018-11-05 - 2018-11-06 
開催地(和) 東京電機大学 東京千住キャンパス 
開催地(英) Tokyo Denki University, Tokyo Senju Campus 
テーマ(和) IoTワークショップ, 技術展示, ポスターセッション, 及び一般

SICEスマートセンシングシステム部会併催 

テーマ(英) Poster session, etc. 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 ASN 
会議コード 2018-11-ASN-SRW 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) ドップラーセンサを用いた心拍推定時の適応ガードセル長を適用したCA-CFARによる体動起因雑音低減 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Accurate Doppler Sensor-based Heartbeat Estimation by Reducing Body Movement Noise via CA-CFAR Applying Adaptive Guard Cell Length Approach 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) ドップラーセンサ / Doppler sensor  
キーワード(2)(和/英) スペクトログラム / Spectrogram  
キーワード(3)(和/英) CFAR / CFAR  
キーワード(4)(和/英) 心拍間隔推定 / Heartbeat interval estimation  
キーワード(5)(和/英) 適応ガードセル長 / Adaptive guard cell length  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 廣松 亮祐 / Ryosuke Hiromatsu / ヒロマツ リョウスケ
第1著者 所属(和/英) 慶應義塾大学 (略称: 慶大)
Keio University (略称: Keio Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 大槻 知明 / Tomoaki Ohtsuki / オオツキ トモアキ
第2著者 所属(和/英) 慶應義塾大学 (略称: 慶大)
Keio University (略称: Keio Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 豊田 健太郎 / Kentaroh Toyoda / トヨダ ケンタロウ
第3著者 所属(和/英) 慶應義塾大学 (略称: 慶大)
Keio University (略称: Keio Univ.)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 山本 幸平 / Kohei Yamamoto / ヤマモト コウヘイ
第4著者 所属(和/英) 慶應義塾大学 (略称: 慶大)
Keio University (略称: Keio Univ.)
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講演者
発表日時 2018-11-06 15:45:00 
発表時間 25 
申込先研究会 ASN 
資料番号 IEICE-ASN2018-77 
巻番号(vol) IEICE-118 
号番号(no) no.282 
ページ範囲 pp.131-136 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-ASN-2018-10-29 


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