“누가 기침 소리를 내었는가?” 코로나19 대응 ‘기침 인식 카메라’ 등장

가 +
가 -

카메라가 실시간으로 기침 소리를 인식하고 위치를 표시해주고 있다 / 사진=카이스트

코로나19는 우리 일상 속 많은 부분을 바꿨다. 요즘은 체온이 조금만 높아도 발열 감지기에 걸려 ‘입구컷(입장불가)’ 당하는 곳이 부지기수다. 그런데 앞으론 기침하는 것도 더 조심할 필요가 있겠다.

3일, 카이스트 기계공학과 박용화 교수 연구팀이 에스엠 인스트루먼트와 기침 소리를 실시간으로 인식하고 기침하는 사람의 위치까지 표시해주는 ‘기침 인식 카메라’ 개발에 성공했다고 밝혔다. 코로나19의 대표적인 증상이 발열과 기침인데, 발열은 열화상 카메라로 쉽게 확인할 수 있지만 기침의 경우 비접촉 방식으로 쉽게 파악할 수 없다는 점을 해결하기 위해 개발된 카메라다.

박 교수 연구팀은 딥러닝 기반의 실시간 ‘기침 인식 모델’을 개발하고 열화상 카메라처럼 기침하는 사람의 위치를 측정하기 위해 해당 모델을 음향 카메라에 접목했다. 그 결과 카메라는 기침하는 사람의 위치는 물론이고 기침 횟수까지 실시간으로 추적 및 기록할 수 있게 됐다.

연구팀은 기술 개발을 위해 구글과 유튜브에서 연구용으로 널리 사용되는 공개 음성 데이터셋인 ‘오디오세트(Audioset)’을 비롯해 ‘디멘드(DEMAND)’, ‘이티에스아이(ETSI)’ 등에서 데이터를 수집했다. 또 데이터 증강을 위해 배경 소음을 일부 섞고 다양한 거리에서 적용할 수 있도록 음량을 조절하는 등, 세밀한 데이터 조합식을 가미한 AI 지도학습 방식으로 기침 인식 모델을 개발했다.

이어 최적화 등을 거친 기침 인식 카메라의 실험실 정확도는 87.4%에 이른다. 카메라 마이크가 기침 소리를 인식할 경우 음원의 위치를 계산하는 빔 형성 과정을 거쳐 기침 소리임을 나타내는 등고선과 라벨이 각각 표시되는 구조다. 박 교수팀은 추후 병원 등 실사용 환경에서 추가 학습이 이뤄진다면 정확도는 이보다 더 높아질 것으로 기대하고 있다.

박용화 교수는 “공공장소나 밀집 시설에 기침 인식 카메라를 설치하면 전염병 방역 및 조기 감지에 큰 도움이 될 것”이라며 “특히 병실에 적용하면 환자의 기침을 24시간 기록할 수 있기 때문에 의료진의 수고를 줄이고 환자 상태도 더 정밀하게 파악할 수 있을 것”이라고 강조했다.