Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Phân tích thông minh tín hiệu video hỗ trợ cho hệ thống giám sát chăm sóc sức khỏe

Mục đích nghiên cứu nhằm cải thiện hệ thống sử dụng kỹ thuật IVA (còn gọi là hệ thống IVA) để phù hợp với các ứng dụng: Phát hiện té ngã và dự đoán nguy cơ té ngã do dáng đi bất thường. Phát hiện hành động bất thường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Phân tích thông minh tín hiệu video hỗ trợ cho hệ thống giám sát chăm sóc sức khỏe BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO ĐẠIHỌCĐÀNẴNG ---------- HOÀNG LÊ UYÊN THỤC PHÂNTÍCHTHÔNGMINHTÍNHIỆUVIDEO HỖTRỢCHOHỆTHỐNG GIÁMSÁTCHĂMSÓCSỨCKHỎE Chuyênngành:KHOAHỌCMÁYTÍNH Mãsố:62480101 TÓMTẮTLUẬNÁNTIẾNSĨKỸTHUẬT ĐàNẵng2017 Côngtrìnhđượchoànthànhtại: TRƯỜNGĐẠIHỌCBÁCHKHOA-ĐẠIHỌCĐÀNẴNG Ngườihướngdẫnkhoahọc: 1)GS.TS.Jenq-NengHwang2)PGS.TS.PhạmVănTuấn Phảnbiện1:……………………………………………… Phảnbiện2:………………………………………………… Phảnbiện3:………………………………………………… LuậnánsẽđượcbảovệtrướcHộiđồngchấmluậnáncấp Trườnghọptại:ĐạihọcĐàNẵng Vàohồi….....giờ.........ngày..........tháng………năm………. Cóthểtìmhiểuluậnántại: -ThưviệnQuốcgia -TrungtâmThôngtin–Họcliệu,ĐạihọcĐàNẵng 1 MỞ ĐẦU1. Đặt vấn đề Già hóa dân số là một trong các xu hướng đang diễn ra trên tất cả cáckhu vực và quốc gia trên thế giới, trong đó có nước ta. Mặt trái của giàhóa là các bệnh tật liên quan đến tuổi tác xuất hiện ngày càng nhiều. Dođó, một yêu cầu cấp bách đặt ra là cần phải tìm các biện pháp phát hiệnsớm các chứng bệnh nói trên nhằm can thiệp y khoa kịp thời. Hiện nay, hướng nghiên cứu về hệ thống giám sát chăm sóc sức khỏeHMS (Healthcare Monitoring System) dùng kỹ thuật phân tích thôngminh tín hiệu video IVA (Intelligent Video Analytics) đang nhận đượcrất nhiều sự quan tâm và đã đạt nhiều thành tựu đáng khích lệ. Tuynhiên, IVA vẫn đang đối mặt với một số thách thức chính như vấn đềgóc quay, che khuất, phân vùng đối tượng, mô tả hành động, v.v. Xuất phát từ tình hình trên, bài toán “Phân tích thông minh tín hiệuvideo hỗ trợ cho hệ thống giám sát chăm sóc sức khỏe” được chọn làmđề tài nghiên cứu của của luận án.2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu+ Mục đích nghiên cứu: cải thiện hệ thống sử dụng kỹ thuật IVA (còngọi là hệ thống IVA) để phù hợp với các ứng dụng:- Phát hiện té ngã và dự đoán nguy cơ té ngã do dáng đi bất thường.- Phát hiện hành động bất thường.+ Đối tượng nghiên cứu:- Các khối xử lý tín hiệu trong hệ thống IVA- Các ứng dụng của kỹ thuật IVA vào hỗ trợ hệ thống HMS.+ Phạm vi nghiên cứu:- Tiếp cận theo phương pháp truyền thống: hệ thống IVA có hai khâu làtrích đặc trưng và nhận dạng.- Sử dụng một camera 2D gắn cố định, môi trường quay trong nhà, nềntĩnh, trong cảnh quay chỉ có một người.- Các kịch bản: (1) người tham gia đang thực hiện các hoạt động thôngthường thì bị té, hoặc (2) đi bộ với các kiểu dáng đi bệnh lý khác nhau, 2hoặc (3) thực hiện một hành động nào đó trong suốt cảnh quay.2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp kết hợp lý thuyết và thực nghiệm.3. Cấu trúc của luận án- Mở đầu- Chương 1 trình bày tổng quan về hệ thống HMS, kỹ thuật cảm biến vàIVA trong HMS, các bước trích đặc trưng và nhận dạng trong IVA.- Chương 2 trình bày cấu trúc các hệ thống HMS trên nền IVA đề xuất,các tính toán cho các khâu trong hệ thống.- Chương 3 trình bày kết quả thực nghiệm đánh giá hệ thống HMS ứngdụng phát hiện té ngã và dự đoán nguy cơ té ngã do dáng đi bất thường.- Chương 4 trình bày kết quả thực nghiệm đánh giá hệ thống HMS trongứng dụng phát hiện hành động bất thường.- Kết luận.4. Đóng góp chính của luận án Đóng góp về mặt khoa học:- Hệ thống hóa các nghiên cứu mới về kỹ thuật IVA, đặc biệt tập trungvào IVA ứng dụng hỗ trợ cho HMS (công trình [1], [2], [6]).- Đề xuất mới bộ mô tả đặc trưng 3D GRF (Geometric RelationFeatures) có khả năng đối phó với vấn đề góc quay và che khuất (côngtrình [3]).- Đề xuất mới phương pháp nhận dạng hành động gần tuần hoàn dùngmô hình HMM tuần hoàn (Cyclic HMM) (công trình [5]). Ngoài ra, trong quá trình thực hiện luận án, một số hệ thống đượcxây dựng gồm:- Hệ thống phát hiện té ngã thực tế (công trình[9]).- Hệ thống phát hiện dáng đi bất thường (công trình [10], [12]).- Hệ thống nhận dạng hành động (công trình [4], [7], [8]).- Hệ thống phát hiện hành động bất thường (công trình [11]). 3 Chương1:NGHIÊNCỨUTỔNG QUAN Nội dung của chương gồm: tổng quan về hệ thống HMS, kỹ thuậtcảm biến và IVA sử dụng trong hệ thống HMS, đặc biệt tập trung vàoIVA với hai bước xử lý là trích đặc trưng và nhận dạng. Kết quả nghiên cứu tổng quan đã được công bố ở công trình [1], [2],[6] trong Danh mục công trình của tác giả.1.1 Hệ thống giám sát chăm sóc sức khỏe HMS Là hệ thống quan sát, theo dõi bệnh nhân từ xa nhằm thu thập thôngtin về tình trạng sức khỏe, phát hiện tai nạn hoặc các bất thường sức khỏe.1.1.1. Ứng dụng của hệ thống HMS1.1.2. Cấu trúc của hệ thống HMS Một hệ thống HMS tối thiểu có ba thành phần chính như trên Hình1.1. Dữ liệu thu nhận có thể dựa vào cảm biến hoặc camera (cameracũng là một loại cảm biến nhưng là cảm biến 2 chiều). Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống HMS điển hình.1.2. Kỹ thuật cảm biến1.2.1. Cấu trúc của nút mạng cảm biến1.2.2. Ứng dụng của kỹ thuật cảm biến1.2.3. Các vấn đề cần quan tâm khi ứng dụng kỹ thuật cảm biến vào ...