Precise Respiration Rate Estimation Based on Extended EMD Signal Decomposition Using IR-UWB Radar

본 논문에서는 확장형 EMD 기법을 적용하여 IR-UWB (Impulse-Radio Ultra-Wideband) 레이다 기반의 정밀한 호흡수 추정 방법을 제안한다. IR-UWB 레이다를 이용하여 호흡수를 추정하였을 때, 측정된 파형은 호흡수 파형뿐 아니라 다른 잡음과 간섭으로 인하여 왜곡된 파형이 수집되며 추정의 정확도를 저해시킨다. 기존에는 필터기반의 호흡수 추정 방법을 사용하였으나, 제한된 주파수 범위만을 반영하여 추정 정확도가 낮다는 단점이 있다. 이를 위하여 본 논문에서는 확장형 EMD 기법 기반의 잡음과 간섭에 강건한 호흡수 추정 알고리즘을 제안하였으며, 이를 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 성능을 검증하였다. 오픈 데이터셋을 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며, 제안하는 확장형 EMD 알고리즘은 기존의 EMD 기법과 비교하여 19.05%의 향상된 정확도를 달성하였다. 또한, IR-UWB 장비로부터 수집한 CIR 데이터를 기반으로 실측 실험을 진행하였으며, 이를 통해 기존의 EMD 알고리즘보다 11.6% 오차를 개선하였다.