| 講演名 | 2021-11-26 ［ポスター講演］WiFiフレームキャプチャに基づく呼吸数推定に関する検討 神田 高望(京大), 佐藤 高史(京大), 粟野 皓光(京大), 近藤 綜太(京大), 山本 高至(京大), |
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| 抄録(和) | 本稿では，無線LAN（Local Area Network）のフレームキャプチャに基づいて呼吸数推定を行う手法について紹介する．本手法では，呼吸数の推定を行うために，現在の無線LANのフレームに含まれるBFM（Beamforming Feedback Matrix）を用いる．BFMは，CSI（Channel State Information）行列を特異値分解した際の，右特異行列として与えられるが，暗号化されずに送信され，フレームキャプチャにより容易に取得可能である．そのため，従来のCSIに基づく呼吸数推定手法に比べて，本手法はファームウェアの改変や特殊なチップセットを必要としない．また，本手法は学習ベースの手法を用いずに，信号処理に基づいて呼吸数推定を行う．具体的には，まず主成分分析（PCA：Principal Component Analysis）を用いて被験者の胸部変動を捉え，続いて離散フーリエ変換（DFT：Discrete Fourier Transform）を用いて呼吸数に対応する周波数を抽出する．実験の結果，提案手法により，椅子に座っている人間の呼吸数を，誤差3.5 breaths/minute以下で推定することができた． |
| 抄録(英) | This paper introduces a method of respiratory rate estimation based on frame capture of wireless local area network (WLAN). This method uses beamforming feedback matrices (BFMs) contained in the current WLAN frames to estimate the respiratory rate. BFMs are given as right singular matrix in the singular value decomposition of the channel state information (CSI) matrix, where they are transmitted without encryption and can be easily obtained by frame capture. Thus, compared to the conventional CSI-based respiratory rate estimation methods, our method does not require any firmware modifications or special chipsets. In addition, our method performs respiratory rate estimation based on signal processing approaches without using a learning-based one. Specifically, it firstly captures the subject's chest fluctuations using principal component analysis (PCA), and subsequently extracts the frequency corresponding to the respiratory rate using discrete fourier transform (DFT). As a result of the experiment, the proposed method can estimate the respiratory rate of a person sitting in a chair with an error of less than 3.5 breaths/minute. |
| キーワード(和) | 呼吸数推定 / フレームキャプチャ / IEEE 802.11ax / ワイヤレスセンシング |
| キーワード(英) | respiratory rate estimation / frame capture / IEEE 802.11ax / wireless sensing |
| 資料番号 | SRW2021-44,SeMI2021-43,CNR2021-18 |
| 発行日 | 2021-11-18 (SRW, SeMI, CNR) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SRW / SeMI / CNR |
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| 開催期間 | 2021/11/25(から2日開催) |
| 開催地（和） | 機械振興会館 (予定) |
| 開催地（英） | Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. |
| テーマ（和） | IoTワークショップ |
| テーマ（英） | IoT Workshop |
| 委員長氏名（和） | 野田 華子(アンリツ) / 山本 高至(京大) / 神原 誠之(奈良先端大) |
| 委員長氏名（英） | Hanako Noda(Anritsu) / Koji Yamamoto(Kyoto Univ.) / Masayuki Kanbara(NAIST) |
| 副委員長氏名（和） | 水谷 圭一(京大) / 斎藤 健太郎(東京電機大) / 沢田 浩和(NICT) / 門田 和也(日立) / 大和田 泰伯(NICT) / 村川 賀彦(京都工繊大) |
| 副委員長氏名（英） | Keiichi Mizutani(Kyoto Univ.) / Kentaro Saito(Tokyo Denki Univ.) / Hirokazu Sawada(NICT) / Kazuya Monden(Hitachi) / Yasunori Owada(NICT) / Yoshihiko Murakawa(Kyoto Inst. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 村上 友規(NTT) / 佐々木 重信(新潟大) / 橋本 匡史(サイバー大) / 金井 謙治(早大) / 内山 彰(阪大) / 小林 優佳(東芝) / 西川 由理(パナソニック) |
| 幹事氏名（英） | Tomoki Murakami(NTT) / Shigenobu Sasaki(NIigata Univ.) / Masafumi Hashimoto(Cyber Univ.) / Kenji Kanai(Waseda Univ.) / Akira Uchiyama(Osaka Univ.) / Yuka Kobayashi(Toshiba) / Yuri Nishikawa(Panasonic) |
| 幹事補佐氏名（和） | 野田 聡人(南山大) / 勝間田 優樹(NTTドコモ) / 田谷 昭仁(青学大) / 中山 悠(東京農工大) / 星 祐太(NHK) / 大和 淳司(工学院大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Akihito Noda(Nanzan Univ.) / Yuki Katsumata(NTT DOCOMO) / Akihito Taya(Aoyama Gakuin Univ.) / Yu Nakayama(Tokyo Univ. of Agri. and Tech.) / Yuta Hoshi(NHK) / Junji Yamato(Kogakuin Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Short Range Wireless Communications / Technical Committee on Sensor Network and Mobile Intelligence / Technical Committee on Cloud Network Robotics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［ポスター講演］WiFiフレームキャプチャに基づく呼吸数推定に関する検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Poster Presentation] Study of Respiratory Rate Estimation Based on WiFi Frame Capture |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 呼吸数推定 / respiratory rate estimation |
| キーワード(2)（和/英） | フレームキャプチャ / frame capture |
| キーワード(3)（和/英） | IEEE 802.11ax / IEEE 802.11ax |
| キーワード(4)（和/英） | ワイヤレスセンシング / wireless sensing |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 神田 高望 / Takamochi Kanda |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 佐藤 高史 / Takashi Sato |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 粟野 皓光 / Hiromitsu Awano |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 近藤 綜太 / Sota |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 山本 高至 / Koji Yamamoto |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 発表年月日 | 2021-11-26 |
| 資料番号 | SRW2021-44,SeMI2021-43,CNR2021-18 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | SRW-265,SeMI-266,CNR-267 |
| ページ範囲 | pp.60-62(SRW), pp.47-49(SeMI), pp.37-39(CNR), |
| ページ数 | 3 |
| 発行日 | 2021-11-18 (SRW, SeMI, CNR) |