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학술논문경영학연구2025.12 발행

복합 낙상 시나리오 영상에서의 Transformer 모델 최적화 및 성능 평가

Optimizing and Evaluating a Transformer-based Model for Fall Detection in Composite Fall Scenario Videos

김준석(경북대학교); 이새롬(경북대학교); 박종화(경북대학교)

54권 6호, 1485~1510쪽

초록

초고령 사회의 도래와 함께 낙상은 노인의 생명과 건강을 위협하는 중대한 사회적 위험 요인으로 부상하고 있다. 본 연구는복잡한 실제 환경에서 노인의 낙상을 효과적으로 감지하기 위한 실용적 영상 기반 시스템 구축의 기반이 되는 종단간(End-to-End) 낙상 감지 모델을 제안한다. 구체적으로, 본 연구는 기존 스켈레톤 추출 방식의 전처리 의존성과 오류 전파 문제를 극복하고자, 원본 RGB 영상만으로 작동하는 UniFormer 아키텍처를 개선하고 최신 학습 전략을 결합하였다. 특히 다양한 장소, 보조기구 사용, 촬영 각도 등을 포함한 AIHUB 데이터셋을 통해 모델의 일반화 가능성과 실효성을 평가하였으며, 복잡한 환경에서도 기존 모델 대비 높은 정확도(96.5%)와 F1-Score(93.2%)를 기록하였다. 본 연구의 사회적 함의는 다음과 같다. 첫째, 별도의 장비나 센서 없이 기존 CCTV 인프라를 활용할 수 있어 낙상 감지 기술의 보편적확산 가능성을 제시한다. 둘째, 고비용 설비나 전문 인력 없이도 요양 시설 및 가정에서의 고령자 안전 모니터링 체계를 구축할 수 있어 사회적 돌봄 비용 절감과 돌봄 공백 최소화에 기여할 수 있다. 셋째, 장비 착용이나 인위적 개입 없이도 일상생활 속에서 자연스럽게 낙상을 감지할 수 있도록 설계되어, 고령자가 감시받는 존재가 아닌 자율적 주체로 존중받을 수 있는 환경 조성에 기여한다. 마지막으로 정보기술이 사회적 약자를 위한 안전망 구축에 기여할 수 있는 새로운 방향성을 제시하며, 노인복지정책과 스마트케어 인프라 설계에도 유의미한 방향성을 제공할 수 있다.

Abstract

As the global population ages, falls represent a significant health risk for the elderly. This study aims to propose a high-performance, end-to-end fall detection model designed to serve as a core component for practical, vision-based monitoring systems in real-world environments. We introduce an optimized Transformer-based architecture that detects falls directly from raw RGB video streams, thereby obviating the need for extensive data pre-processing or wearable sensors. The model's generalizability and effectiveness were rigorously evaluated using the AIHUB dataset, which encompasses diverse scenarios, including varied locations and the use of assistive devices. The proposed model achieved an accuracy of 96.5% and an F1-score of 93.2%, demonstrating robust performance even under challenging conditions. The implications of this work are threefold. First, the system can be deployed on existing camera infrastructure, offering a scalable and cost-effective solution for continuous monitoring. Second, by enabling automated monitoring in residential and care facilities, it has the potential to reduce caregiving costs and address service gaps. Third, the non-intrusive nature of the system preserves the privacy and autonomy of individuals. This research contributes significantly to the development of technology-driven safety nets for vulnerable populations and offers practical considerations for senior welfare policies and the design of smart care infrastructure.

발행기관:
한국경영학회
DOI:
http://dx.doi.org/10.17287/kmr.2025.54.6.1485
분류:
경영학

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