KR101429901B1 - 감성 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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KR101429901B1 KR1020120141497A KR20120141497A KR101429901B1 KR 101429901 B1 KR101429901 B1 KR 101429901B1 KR 1020120141497 A KR1020120141497 A KR 1020120141497A KR 20120141497 A KR20120141497 A KR 20120141497A KR 101429901 B1 KR101429901 B1 KR 101429901B1
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Abstract

본 발명은 감성 측정 장치에 관한 것으로서, 상기 감성 측정 장치의 한 예는 서로 간의 피부가 접해 있는 두 사람 각각에 대한 심전도를 측정하여 해당하는 심전도 신호를 각각 출력하는 제1 및 제2 심전도 감지부, 상기 제1 및 제2 심전도 감지부에서 각각 출력되는 상기 심전도 신호 간의 전압차를 산출하여 상호 결합 전압차 신호를 출력하는 전압차 측정부, 상기 전압차 측정부에서 출력되는 상기 상호 결합 전압차 신호를 샘플링하여 복수의 샘플링점을 갖는 디지털 상태의 상호 결합 전압차 신호로 출력하는 신호 변환부, 그리고 상기 신호 변환부에서 출력되는 상호 결합 전압차 신호를 이용하여 상호 결합 맥박, 상호 결합 맥박 변화량, 상호 결합 심전도 정점 및 상호 결합 스펙트럼을 측정하고, 측정된 상기 상호 결합 맥박, 상기 상호 결합 맥박 변화량, 상기 상호 결합 심전도 정점 및 상기 상호 결합 스펙트럼을 이용하여 상기 두 사람간의 적어도 하나의 감성을 지수로 산출하는 상호 결합 감성 측정부를 포함한다. 여기서 적어도 하나의 감성은 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나일 수 있다.

Description

감성 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING EMOTIONS}
본 발명은 감성 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
개인의 감성 상태를 판단하여 영상 장치의 화면색이나 밝기를 조절하고, 음향 장치의 음향 세기, 음악 종류, 빠르기 등을 조절하여 분위기에 맞추어 주거나 분위기를 변화시켜 주는 감성을 활용한 기술이 연구 개발되고 있다.
최근에는 스마트폰(smart phone)과 같은 휴대폰(mobile phone)의 보급으로 스마트폰을 사용하는 사람들 간의 감성 상태를 상대방의 휴대폰 화면에서 표시하는 UX(User eXperience) 기술이 점차 개발되고 있다.
감성(emotion)이란 내적 또는 외적 자극에 의해 표출되는 정신적 상태로서 감성의 변화에 따라 정서 변화 및 생리적 활성도의 변화가 수반된다. 이러한 감성에는 기쁨, 만족, 우쭐거림, 차분함 등과 같은 긍정적인 감성과 슬픔, 불안, 초조, 놀람, 화남, 두려움, 우울 등의 부정적인 감성들을 들 수 있다.
개인의 감성은 맥박(Heart Rate)이나 맥박의 변화량(HRV, Heart Rate Variability), 광혈류량(PPG, Photoplethysmogram), 피부전기활동(EDA, Electrodermal Activity), 피부 온도(SKT, Skin Temperature) 등의 개인 생체신호를 측정하여 유추할 수 있다.
이와 같이, 개인 각각의 감성에 대해서는 위에 기재한 것처럼 다양한 정의와 측정 방식 등이 제안되어왔으나, 두 사람 이상의 사람들 상호 간에 동시에 느끼는 감성에 대해서는 측정할 수 있는 방식이 제안되지 않고 있다.
한국 공개특허공보 공개번호 10-2010-0048741(공개일자: 2010년 05월 11일, 발명자: 유선국 외2)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자의 만족도를 향상시키기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 사람들간의 호감도를 용이하게 파악하여 대인 관계를 원활하게 유지하도록 한다.
본 발명의 한 특징에 따른 감성 측정 장치는 서로 간의 피부가 접해 있는 두 사람 각각에 대한 심전도를 측정하여 해당하는 심전도 신호를 각각 출력하는 제1 및 제2 심전도 감지부, 상기 제1 및 제2 심전도 감지부에서 각각 출력되는 상기 심전도 신호 간의 전압차를 산출하여 상호 결합 전압차 신호를 출력하는 전압차 측정부, 상기 전압차 측정부에서 출력되는 상기 상호 결합 전압차 신호를 샘플링하여 복수의 샘플링점을 갖는 디지털 상태의 상호 결합 전압차 신호로 출력하는 신호 변환부, 그리고 상기 신호 변환부에서 출력되는 상호 결합 전압차 신호를 이용하여 상호 결합 맥박, 상호 결합 맥박 변화량, 상호 결합 심전도 정점 및 상호 결합 스펙트럼을 측정하고, 측정된 상기 상호 결합 맥박, 상기 상호 결합 맥박 변화량, 상기 상호 결합 심전도 정점 및 상기 상호 결합 스펙트럼을 이용하여 상기 두 사람간의 적어도 하나의 감성을 지수로 산출하는 상호 결합 감성 측정부를 포함한다.
상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 상기 신호 변환부로부터의 상호 결합 전압차 신호에 포함된 피크점이 발생할 때의 맥박수(mHRi)를 측정하고
Figure 112012101569245-pat00001
(여기서, BPM: beats per minute이고, i=1, 2, 3, …, N),
다음의 수식을 이용하여 정해진 설정 시간동안 측정된 맥박수의 평균값(mHRA)을 산출하여, 이 평균값을 상호 결합 맥박(mHRA)으로 출력하는 것이 좋다.
Figure 112012101569245-pat00002
(여기서, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이다.)
상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 상기 신호 변환부로부터의 상호 결합 전압차 신호에 포함된 각 피크점이 출력될 때의 시간차(mRRi)를 산출한 후 설정 구간에서의 상기 시간차(mRRi)의 절대값의 평균값을 구하여 상기 평균값을 상호 결합 맥박 변화량(mHRV)으로 출력하는 것이 바람직하다.
Figure 112012101569245-pat00003
(여기서, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이고, mRRi=ti-ti -1이며, 'ti'는 설정 구간내에서 i번째 피크점이 발생한 시간이고, 'ti -1'는 설정 구간(Dt)내에서 (i-1)번째 피크점이 발생한 시간이다.)
상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 설정 구간 동안 얻어진 k번째 샘플링값과 (k-1)번째 샘플링값의 차이의 절대값들 중에서 가장 큰 값을 상호 결합 심전도 정점(PEAK)으로서 출력하는 것이 좋다.
Figure 112012101569245-pat00004
(여기서, k=1, 2, 3, …, Ns이고, Ns는 설정 구간 내의 샘플링점의 개수이며, d(k)는 m(k)-m(k-1)을 통해 얻어지고, m(k)는 설정 구간 내의 k번째 샘플링점에 대한 샘플링값이고, m(k-1)는 설정 구간내의 (k-1)번째 샘플링점에 대한 샘플링값이다.)
상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 상기 신호 변환부로부터 출력되는 상기 상호 결합 전압차 신호를 주파수 변화에 따른 전력 분포 밀도를 이용하여 상호 결합 스펙트럼(SPEC)을 산출하는 것이 좋다.
Figure 112012101569245-pat00005
(여기서, LF_PSDN(low frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 저주파 영역에서의 전력 분포 밀도이고, HF_PSDN(high frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 고주파 영역에서의 전력 분포 밀도이고, mRR={mRRi}, i=1, 2, 3, …, N으로서 피크점 사이의 시간 간격으로 구성된 집합이며, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이다.)
상기 고주파 영역은 0.15Hz 내지 0.4Hz이고, 상기 저주파 영역은 0.04Hz 내지 0.15Hz일 수 있다.
상기 적어도 하나의 감성은 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 상기 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나의 감성을 지수로 산출하는 것이 좋다.
Figure 112012101569245-pat00006
이때,
Figure 112012101569245-pat00007
,
Figure 112012101569245-pat00008
,
Figure 112012101569245-pat00009
이며, x4=SPEC이고,
Figure 112012101569245-pat00010
이며, aj는 감성의 종류에 따라 값이 정해진 상수이며,
Figure 112012101569245-pat00011
(여기서, j = 1, 2, 3, 4)이다.
상기 감성의 종류가 설레임일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=0.5, a2=1.25, a3=1.25, a4=1.0이고, 상기 감성의 종류가 애정도일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=1, a2=1, a3=0.75, a4=1.25이고, 상기 감성의 종류가 무관심일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=2.0, a2=0.25, a3=1.0, a4=0.75이며, 상기 감성의 종류가 호감도일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=1.25, a2=1.25, a3=0.75, a4=0.75일 수 있다.
상기 특징에 따른 감성 측정 장치는 상기 상호 결합 감성 측정부와 연결되어 있고, 상기 적어도 하나의 감성 중에서 측정을 원하는 감성을 선택하여 해당하는 상태의 감성 선택 신호를 상기 상호 결합 감성 측정부로 출력하는 감성 선택부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 감성 측정 방법은 상호 결합된 두 사람으로부터 각각 출력되는 심전도 신호를 이용하여 산출된 상호 결합된 전압차 신호를 판독하는 단계, 상기 상호 결합된 전압차 신호를 이용하여 상호 결합 맥박, 상호 결합 맥박 변화량, 상호 결합 심전도 정점 및 상호 결합 스펙트럼의 값을 산출하는 단계, 감성 선택부에서 인가되는 감성 선택 신호를 판독하여 선택된 감성의 종류를 판정하는 단계, 선택된 감성의 종류에 해당하는 상수의 값을 판독하는 단계, 그리고 상기 상호 결합 맥박, 상기 상호 결합 맥박 변화량, 상기 상호 결합 심전도 정점 및 상기 상호 결합 스펙트럼의 값과 상기 상수의 값을 이용하여 선택된 감성의 종류에 해당하는 지수를 산출하는 단계를 포함한다.
상호 결합 맥박, 상호 결합 맥박 변화량, 상호 결합 심전도 정점 및 상호 결합 스펙트럼의 값 산출 단계는 다음의 수식을 이용하여 상기 상호 결합 전압차 신호에 포함된 피크점이 발생할 때의 맥박수(mHRi)를 측정하고
Figure 112012101569245-pat00012
(여기서, BPM:beats per minute이고, i=1, 2, 3, …, N),
다음의 수식을 이용하여 정해진 설정 시간동안 측정된 맥박수의 평균값(mHRA)을 산출하여, 이 평균값을 상호 결합 맥박(mHRA)으로 출력하며
Figure 112012101569245-pat00013
(여기서, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이다.),
다음의 수식을 이용하여 상호 결합 전압차 신호에 포함된 각 피크점이 출력될 때의 시간차(mRRi)를 산출한 후 설정 구간에서의 상기 시간차(mRRi)의 절대값의 평균값을 구하여 상기 평균값을 상호 결합 맥박 변화량(mHRV)으로 출력하고
Figure 112012101569245-pat00014
(여기서, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이고, mRRi=ti-ti -1이며, 'ti'는 설정 구간내에서 i번째 피크점이 발생한 시간이고, 'ti -1'는 설정 구간(Dt)내에서 (i-1)번째 피크점이 발생한 시간이다.),
다음의 수식을 이용하여 상기 상호 결합 전압차 신호의 설정 구간 동안 얻어진 k번째 샘플링값과 (k-1)번째 샘플링값의 차이의 절대값들 중에서 가장 큰 값을 상호 결합 심전도 정점(PEAK)으로서 출력하고
Figure 112012101569245-pat00015
(여기서, k=1, 2, 3, …, Ns이고, Ns는 설정 구간 내의 샘플링점의 개수이며, d(k)는 m(k)-m(k-1)을 통해 얻어지고, m(k)는 설정 구간 내의 k번째 샘플링점에 대한 샘플링값이고, m(k-1)는 설정 구간내의 (k-1)번째 샘플링점에 대한 샘플링값이다.),
다음의 수식을 이용하여 상기 상호 결합 전압차 신호를 주파수 변화에 따른 전력 분포 밀도를 이용하여 상호 결합 스펙트럼(SPEC)을 산출하며
Figure 112012101569245-pat00016
(여기서, LF_PSDN(low frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 저주파 영역에서의 전력 분포 밀도이고, HF_PSDN(high frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 고주파 영역에서의 전력 분포 밀도 밀도이고, mRR={mRRi}, i=1, 2, 3, …, N으로서 피크점 사이의 시간 간격으로 구성된 집합이며, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이다.),
다음의 수식을 이용하여 x1, x2, x3 및 x4를 산출할 수 있다.
Figure 112012101569245-pat00017
,
Figure 112012101569245-pat00018
,
Figure 112012101569245-pat00019
이며, x4=SPEC이고,
Figure 112012101569245-pat00020
이며, aj는 감성의 종류에 따라 값이 정해진 상수이며,
Figure 112012101569245-pat00021
(여기서, j = 1, 2, 3, 4)일 수 있다.
상기 감성은 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나일 수 있고, 상기 상수값 판독 단계는 상기 감성의 종류가 설레임일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=0.5, a2=1.25, a3=1.25, a4=1.0이고, 상기 감성의 종류가 애정도일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=1, a2=1, a3=0.75, a4=1.25이고, 상기 감성의 종류가 무관심일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=2.0, a2=0.25, a3=1.0, a4=0.75이며, 상기 감성의 종류가 호감도일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=1.25, a2=1.25, a3=0.75, a4=0.75일 수 있다.
상기 감성 지수 산출 단계는 다음의 수식을 이용하여 상기 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나의 감성을 지수로 산출할 수 있다.
Figure 112012101569245-pat00022
이러한 특징에 따르면, 서로에 대한 감성의 상태를 지수로 확인하므로 사용자의 만족도가 향상되며, 이들 지수를 대인 관계에 이용하여 원활한 인간 관계를 실현하게 된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 감성 측정 장치의 블럭도이다.
도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 감성 측정 장치를 이용하고 있는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 감성 측정 장치와 단말기 간의 통신 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 한 실시예에 따른 감성 측정 장치에서 사용되는 신호의 예를 도시한 도면으로서, (a)는 전압차 측정부에서 출력되는 상호 결합 전압차 신호의 한 예를 도시한 그래프이고, (b)는 신호 변환부에서 출력되는 상호 결합 전압차 신호를 미분한 신호의 한 예이며, (c)는 (a)의 각 피크점이 출력될 때 이전 피크점과의 시간차(mRRi)를 산출하여 그래프로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 감성 측정 방법의 동작 순서도이다.
도 5의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 한 실시예에 따른 감성 측정 장치의 표시부를 통해 표시되는 다양한 출력 상태를 예시적으로 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 감성 측정장치 및 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 감성 측정 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 감성 측정 장치는 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12), 상기 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)와 연결되어 있는 전압차 측정부(20), 전압차 측정부(20)에 연결되어 있는 신호 변환부(30), 신호 변환부(30)와 연결되어 있는 상호 결합 감성 측정부(40), 상호 결합 감성 측정부(40)와 연결되어 있고 측정하고자 하는 감성의 종류를 선택하는 감성 선택부(50), 상호 결합 감성 측정부(40)와 연결되어 있고 상호 결합 감성 측정부(40)에서 출력되는 적어도 하나의 감성 지수를 표시하는 표시부(60) 그리고 상호 결합 감성 측정부(40)와 연결되어 있고 상호 결합 감성 측정부(40)에서 출력되는 적어도 하나의 감성 지수를 외부로 전송하는 통신부(70)를 구비한다.
제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)는 도 2a에 도시한 것처럼, 상호 결합 감성 측정 장치(100)의 양쪽 가장자리 부분에 장착되어 있다.
이러한 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)는 상호간의 감성을 측정하고자 하는 두 사람(10)이 서로 손을 잡은 상태에서 측정되는 상호 결합 생체 신호인 심전도를 각각 측정하여 해당하는 크기의 전기 신호(S1, S2), 예를 들어 전압에 해당하는 신호를 출력한다.
이때, 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)를 이용하여 각 사람(10)에 대한 생체 신호를 측정하기 위해, 먼저, 도 2a에 도시한 것처럼, 감성 측정을 원하는 두 사람(10) 각각은 한 손을 이용하여 서로 손을 잡은 상태에서 나머지 한 손으로 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)를 각각 잡는다.
이로 인해, 한 사람(10)의 한쪽 손이 감성 측정 장치(100)의 제1 심전도 감지부(11)를 잡고 있고 한 사람(10)의 나머지 한 손은 다른 사람(10)의 한 손을 잡고 있으며, 또한, 다른 사람의 나머지 한 손은 제2 심전도 감지부(12)를 잡고 있는다.
이로 인해, 감성 측정 장치(100)의 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)를 각각 잡고 있는 두 사람이 서로 손을 잡고 있으므로, 감성 측정 장치(100)를 잡고 있는 두 사람(10) 사이에는 폐루프(closed loop)가 형성되어, 서로 다른 사람이 잡고 있는 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)를 통해 해당하는 크기의 생체 신호인 심전도 신호가 각각 출력된다.
이미 설명한 것처럼, 두 사람(10)은 손과 같은 피부가 서로 접해 있으므로, 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)에서 출력되는 신호는 한 사람(10)에 대한 심전도 신호가 아니라 두 사람(10)의 상호 결합에 의해 발생되는 심전도 신호이다.
이러한 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)는 각각 금속, 전도성 고무, 전도성 천, 전도성 페인트, 전도성 코팅재 등과 같은 전도성 물질로 이루어져 있다.
전압차 측정부(20)는 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)에서 각각 출력되는 상호 결합 심전도 신호의 전압차를 측정하여 해당 크기를 갖는 상호 결합 전압차 신호를 출력한다. 이때, 전압차 측정부(20)에서 출력되는 상호 결합 전압차 신호의 한 예는 도 3의 (a)와 같다.
이때, 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)에서 각각 출력되는 신호는 별도의 신호 처리부(도시하지 않음)를 통해 노이즈(noise) 성분을 제거하고, 원하는 크기로 증폭된 후 전압차 측정부(20)로 출력될 수 있다.
신호 변환부(30)는 전압차 측정부(20)에서 출력되는 아날로그 상태의 신호를 샘플링(sampling)하여 해당하는 값을 갖는 디지털 상태의 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(analog-digital converter)이다. 이때, 신호 변환부(30)에서 출력되는 신호의 한 예는 도 3의 (b)와 같다.
도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 도시한 상호 결합 전압차 신호를 샘플링하여 얻어진 한 시점의 샘플링값[m(k)]과 이전 시점에서의 샘플링값[m(k-1)]의 차이값을 연결함에 따라 얻어지는 그래프이다.
따라서, 전압차 측정부(20)에서 출력되는 상호 결합 전압차 신호는 신호 변환부(30)에 의해 해당하는 크기의 디지털 신호로 변환된 후, 상호 결합 감성 측정부(40)로 출력된다.
상호 결합 감성 측정부(40)는 신호 변환부(30)에서 출력되는 상호 결합 전압차 신호를 이용하여 상호 결합 감성, 즉, 상호 결합 감성을 측정하고자 하는 사람(10)간의 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도를 측정하기 위한 변수(mHRA, mHRV, PEAK, SPEC)를 산출하는 변수 산출부(41)와 변수 산출부(41)에 연결되어 변수 산출부(41)에서 출력되는 변수(mHRA, mHRV, PEAK, SPEC)를 이용하여 서로 간의 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도와 같은 감성을 측정하는 상호 결합 감성 산출부(42)를 구비한다.
변수 산출부(41)는 신호 변환부(30)를 통해 인가되는 전압차 측정부(20)의 상호 결합 전압차 신호를 이용하여 두 사람(10)의 상호 결합에 의한 맥박(이하, '상호 결합 맥박'이라 함)(mHRA)을 측정하는 상호 결합 맥박 측정부(411), 전압차 측정부(20)의 상호 결합 전압차 신호를 이용하여 상호 결합에 의한 맥박 변화량(이하, '상호 결합 맥박 변화량'이라 함)(mHRV)을 산출하는 상호 결합 맥박 변화량 측정부(412), 전압차 측정부(20)의 상호 결합 전압차 신호를 이용하여 설정 구간 내에서 상호 결합 심전도 정점(PEAK)을 검출하는 상호 결합 심전도 정점 측정부(413), 그리고 상호 결합 스펙트럼(SPEC)을 측정하는 상호 결합 스펙트럼 측정부(414)를 구비한다.
일반적으로 심전도 감지부에서 각각 출력되는 심전도 신호는 특정 간격마다 피크점(peak point)을 갖는 파형으로서, 이때, 정해진 기준값을 넘어가는 피크점의 개수를 단위 시간 동안 계수하면 맥박수가 검출된다.
본 예의 경우, 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)를 이용하여 서로 손을 잡고 있는 두 사람의 심전도 신호를 측정하는 경우이므로, 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)에서 각각 출력되는 심전도 신호(S1, S2)는 두 사람 각각의 심전도 신호가 상호 결합된 신호이므로 한 명의 사람에게서 독립적으로 얻어진 심전도 신호에 비해, 피크점의 발생 주기는 감소하거나 증가하는 특성을 갖는다. 따라서, 상호 결합된 두 사람(10)으로부터 각각 출력되는 심전도 신호(S1, S2)의 피크점 발생 주기는 한 명의 사람으로부터 출력되는 심전도 신호의 피크점 발생 주기와 상이하다.
이러한 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)에 의해 서로 손을 잡고 있는 두 명의 사람에게서 각각 얻어진 심전도 신호를 이용해 산출된 상호 결합 전압차 신호를 이용하여 상호 결합 맥박(mHRA)을 측정하기 위해, 먼저, 상호 결합 맥박 측정부(411)는 1분(60초) 동안 발생하는 맥박수, 즉, 두 사람(10)이 서로 상호 결합함에 따라 발생하는 상호 결합 맥박수(mHRi)를 각 피크점(Pi)이 발생한 피크점 사이의 시간 간격(Ti)을 이용하여 산출한다(여기서, i=1, 2, 3, …, N). 피크점(P1-PN)이 연속적으로 발생할 경우, 피크점간 시간 간격(Ti)은 인접한 두 피크점(Pi -1, Pi) 사이의 간격을 일컫는다.
상호 결합 맥박수(mHRi)는 다음의 [수학식 1]에 의해 산출된다.
Figure 112012101569245-pat00023
여기서, BPM: beats per minute이다.
[수학식 1]에 의해 피크점(Pi)이 발생할 때의 맥박수가 측정되면, 상호 결합 맥박 측정부(411)는 정해진 설정 시간(또는 구간)(Dt) 동안 측정된 맥박수의 평균값(mHRA)을 산출하여, 이 평균값을 상호 결합 맥박(mHRA)으로 출력한다.
따라서, 상호 결합 맥박(mHRA)은 다음의 [수학식 2]에 의해 산출된다.
Figure 112012101569245-pat00024
여기서, N는 설정 구간(Dt) 내에서 발생한 피크점(P1-PN)의 개수이다.
본 예에서, 상호 결합 맥박(mHRA)는 40회 이상이고 240회 이하의 값을 가질 수 있다(40회≤ mHRA ≤ 240회).
상호 결합 맥박 변화량 측정부(412)는 도 3의 (a)의 각 피크점(P1-PN)이 출력될 때의 피크점 사이의 시간차(mRRi)를 산출한 후[도 3의 (c)] 설정 구간(Dt)에서의 시간차(mRRi)의 절대값(absolute value)의 평균값을 구하여 상호 결합 맥박 변화량(mHRV)으로 출력한다.
상호 결합 맥박 변화량(mHRV)은 다음의 [수학식 3]에 의해 산출된다.
Figure 112012101569245-pat00025
여기서, N는 설정 구간(Dt) 내에서 발생한 피크점(P1-PN)의 개수이고, mRRi=ti-ti -1이다. 'ti'는 설정 구간(Dt)내에서 i번째 피크점(Pi)이 발생한 시간이고, 'ti -1'는 설정 구간(Dt)내에서 (i-1)번째 피크점(Pi-1)이 발생한 시간이다.
본 예에서, 상호 결합 맥박 변화량(mHRV)은 0초 이상 1.5초 이하의 값을 갖는다(0초≤ mHRV ≤ 1.5초).
상호 결합 심전도 정점 측정부(413)는 도 3의 (b)에서 설정 구간(Dt) 동안 얻어진 k번째 샘플링값과 (k-1)번째 샘플링값의 차이의 절대값들 중에서 가장 큰 값을 상호 결합 심전도 정점(PEAK)으로서 출력한다.
이때, 상호 결합 심전도 정점(PEAK)은 다음의 [수학식 4]에 의해 얻어진다.
Figure 112012101569245-pat00026
여기서, k=1, 2, 3, …, Ns이고, Ns는 설정 구간(Dt) 내의 샘플링점의 개수이다.
이때, d(k)는 m(k)-m(k-1)을 통해 얻어지며, m(k)는 설정 구간(Dt)내의 k번째 샘플링점에 대한 샘플링값이고, m(k-1)는 설정 구간(Dt)내의 (k-1)번째 샘플링점에 대한 샘플링값이다.
본 예에서, 상호 결합 심전도 정점(PEAK)은 0V 이상이고 Vmax 이하의 값을 가질 수 있다(0V≤ PEAK ≤ Vmax)(여기서, Vmax는 상호 결합 감성 측정 장치(100)에서 설정된 최대 출력 전압을 의미한다).
상호 결합 스펙트럼 측정부(414)는 샘플링된 상호 결합 전압차 신호를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 통하여 저주파 대역과 고주파 대역 각각에서의 전력 분포 밀도를 산출하여, 산출된 두 전력 분포 밀도를 비교하여 얻어진 비교값을 상호 결합 스펙트럼(SPEC)의 값으로 출력한다.
상호 결합 스펙트럼(SPEC)을 산출하기 위해, 상호 결합 스펙트럼 측정부(414)는 다음의 [수학식 5]를 이용한다.
Figure 112012101569245-pat00027
여기서, LF_PSDN(low frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 저주파 영역에서의 전력 분포 밀도(저주파 영역은 0.04Hz 내지 0.15Hz이다)이고, HF_PSDN(high frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 고주파 영역에서의 전력 분포 밀도(고주파 영역은 0.15Hz 내지 0.4Hz이다)이다. 여기서, mRR={mRRi}, i=1, 2, 3, …, N으로서 피크점 사이의 시간 간격으로 구성된 집합이다.
이때, 저주파 영역과 고주파 영역에서의 전력 분포 밀도는 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 측정할 수 있다.
상호 결합 감성 산출부(42)는 변수 산출부(41)로부터 출력되는 변수(mHRA, PEAK, mHRV, SPEC)를 이용하여 상호 결합된 두 사람(10) 간의 원하는 감성의 종류, 예를 들어, 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나의 감성의 크기를 지수로 산출하기 위해 사용되는 상수(aj)(여기서, j=1, 2, 3, 4)의 값을 저장하고 있는 저장부(421)를 구비하고 있다.
이때, 저장부(421)에 저장되어 있는 상수(aj)의 값은 감성의 종류에 따라 해당 값이 정해지며, 상수(a1, a2, a3, a4) 각각의 값은 0 내지 2(0≤aj≤2)의 값을 갖고 있고 이들 상수(a1, a2, a3, a4)의 합은 '1'이다.
다음, [표 1]에 감성의 종류에 따른 상수(aj)의 값의 한 예를 도시한다.
설레임 애정도 무관심 호감도
a1 0.5 1.0 2.0 1.25
a2 1.25 1.0 0.25 1.25
a3 1.25 0.75 1.0 0.75
a4 1.0 1.25 0.75 0.75
상호 결합 감성 산출부(42)에서 선택된 감성에 해당하는 지수(즉, 감성의 지수)를 산출하는 산출식 f(mHRA, mHRV, PEAK, SPEC)는 다음과 같다.
이때, mHRA는 x1이라 하고, mHRV는 x2라 하며, PEAK는 x3이라 하고 SPEC는 x4라 한다.
이때, 이미 설명한 것처럼, x1(즉, mHRA)은 40회 내지 240회의 값을 갖고 있고 x2(즉, mHRV)는 0초 내지 1.5초의 값을 갖고 있으며 x3(즉, PEAK)은 0V 내지 Vmax 값을 갖고 있다.
따라서, 이들 변수(x1, x2, x3, x4)의 값이 0 내지 1 사이의 값을 갖도록 이들 변수(x1, x2, x3, x4)를 변경하면, 각각 다음의 [수학식 6] 내지 [수학식 9]와 같다.
Figure 112012101569245-pat00028
Figure 112012101569245-pat00029
Figure 112012101569245-pat00030
Figure 112012101569245-pat00031
위의 [수학식 6] 내지 [수학식 9]를 이용하여 감성 산출식인 f(x1, x2, x3, x4)는 다음의 [수학식 10]과 같다.
Figure 112012101569245-pat00032
이때,
Figure 112012101569245-pat00033
이고,
Figure 112012101569245-pat00034
이다. j = 1, 2, 3, 4이다.
따라서, 상호 결합 감성 산출부(42)는 [수학식 10]을 이용하여 원하는 감성(예를 들어, 설레임, 애정도, 무관심 또는 호감도)에 대한 지수를 산출하며 이때, 산출되는 감성의 종류에 따라 이미 저장부(421)에 각각 저장되어 있는 상수(a1 내지 a4)의 값을 이용한다.
예를 들어, x1=0.5이고, x2=1이고, x3=0이며, x4=1일 경우, 애정도를 산출하면 다음과 같다.
애정도(f애정도)를 산출할 때, [표 1]에 정해진 상수(a1 내지 a4)의 값은 각각 a1=1.0, a2=1.0, a3=0.75, a4=1.25이다.
따라서 [수학식 10]에 변수(x1, x2, x3, x4)와 상수(a1, a2, a3, a4)를 각각 대입해 보면 다음의 [수학식 11]과 같다.
Figure 112012101569245-pat00035
따라서, 이 경우 산출되는 애정도(f애정도)의 지수는 30.5%가 된다.
위의 경우에서, 설레임(f설레임)의 지수를 산출하고자 할 경우에는 상수(a1, a2, a3, a4)의 값을 a1=0.5, a2=1.25, a3=1.25, a4=1로 변환하여 삽입하면 된다. 이와 같이, 측정하고자 하는 감성의 종류에 따라 해당하는 상수값을 변화시키면 원하는 감성의 지수가 산출된다.
감성 선택부(50)는 표시부(60)에 설치된 터치 스크린(touch screen) 패널이거나 다른 형태의 입력 장치일 수 있다.
이러한 감성 선택부(50)는 사용자에 의해 복수의 감성 종류 중에서 적어도 하나의 감성 종류가 선택됨에 따라 선택된 감성의 종류에 해당하는 감성 선택 신호를 상호 결합 감성 산출부(42)로 출력한다.
이러한 감성 선택부(50)는 상호 결합 감성을 측정하는 시작 스위치로서 기능할 수 있다.
따라서 상호 결합 감성 산출부(42)는 감성 선택부(50)에서 출력되는 신호를 이용하여 사용자에 의해 선택된 감성의 종류를 판정하여 선택된 종류에 해당하는 감성의 지수를 산출한 후 표시부(60)와 통신부(70)로 출력한다.
표시부(60)는 감성 판정부(40)의 상호 결합 감성 산출부(42)에서 출력되는 애정도, 관심도, 호감도 및 애정 변화 예측도의 지수(즉, 감성 지수) 중 적어도 하나를 표시하는 표시 장치로서 액정 표시 장치나 발광 다이오드 등을 이용한 표시 장치일 수 있다.
이러한 표시부(60)는 도 2a에 도시한 것처럼, 감성 측정 장치(100)의 가운데 부분에 장착될 수 있다.
통신부(70)는 유선 또는 무선 통신을 통해 감성 측정 장치(100)와 연결된 스마트폰(smart phone), 휴대폰(mobile phone), 또는 개인용 컴퓨터 등과 같은 다른 단말기(13)(도 2b)로 감성 판정부(40)의 상호 결합 감성 산출부(42)에 의해 산출된 감성 지수를 출력하기 위한 것이다.
따라서, 통신부(70)는 USB(universal serial bus), 시리얼 통신(serial communication), 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee), 초고속 무선 근거리 통신망(UWB, ultra wire band), 와이파이(WiFi, wireless fidelity) 등과 같은 통신 방식을 이용하여 감성 측정 장치(100)와 무선 또는 유선으로 연결된 단말기(13)로 해당하는 감성 지수를 전송한다.
이러한 구조를 갖는 감성 측정 장치(100)의 동작에 대하여 도 4를 참고로 하여 설명한다.
먼저, 동작에 필요한 전원이 공급되어 상호 결합 감성 측정부(40)의 동작이 시작되면(S10), 상호 결합 감성 측정부(40)의 변수 산출부(41)는 먼저 전압차 측정부(20)에서 인가되는 상호 결합 전압차 신호를 판독하여(S11) 상호 결합 감성 측정에 이용되는 변수(mHRA, mHRV, PEAK, SPEC)를 [수학식 1] 내지 [수학식 5]를 이용하여 측정하고, 다시 상호 결합 감성 산출부(42)는 다시 [수학식 6] 내지 [수학식 9]를 이용하여 측정된 변수(mHRA, mHRV, PEAK, SPEC) 각각의 값이 0과 1 사이의 값을 갖도록 변환하여 변수(x1, x2, x3, x4)의 최종 값을 산출한다(S13).
다음, 상호 결합 감성 측정부(40)의 상호 결합 감성 산출부(42)는 감성 선택부(50)에서 인가되는 감성 선택 신호를 판독하여(S15), 사용자에 의해 선택된 감성의 종류, 즉, 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나를 판정한다(S17).
다음, 상호 결합 감성 측정부(40)의 상호 결합 감성 산출부(42)는 선택된 감정의 종류에 해당하는 상수(a1-a4)의 값을 저장부(421)에 저장되는 있는 값을 이용하여 판정한 후(S19), [수학식 10]을 이용하여 사용자에 의해 선택된 종류의 감성에 해당하는 감성 지수를 산출한다(S21).
이때, 이러한 동작을 통해 원하는 종류의 감성에 대한 감성 지수가 산출되면, 상호 결합 감성 측정부(40)의 상호 결합 감성 산출부(42)는 다시 설정 시간(Dt) 동안 입력되는 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)의 심전도 신호를 이용하여 해당하는 감성의 감성 지수를 산출하며, 또 다시 설정 시간(Dt) 동안 해당하는 감성의 지수를 산출할 수 있다.
이럴 경우, 맨 처음 설정 시간(Dt) 동안 산출된 지수는 초반의 감성 지수로서 저장하고, 두 번째 설정 시간(Dt) 동안 산출된 지수는 중반의 감성 지수로 저장하며, 마지막 설정 시간(Dt)동안 산출된 지수는 후반의 감성 지수로서 저장할 수 있다.
이처럼, 한번의 설정 시간(Dt) 동안 원하는 감성의 지수를 측정할 수도 있지만, 두 번 이상 원하는 감성에 대한 지수를 산출할 수 있어 복수 번에 걸쳐 원하는 감성의 지수를 측정하여 애정 변화도를 예측할 수 있다.
그런 다음, 상호 결합 감성 측정부(40)의 상호 결합 감성 산출부(42)는 측정된 지수를 표시부(60)와 통신부(70)로 출력한다.
상호 결합 감성 측정부(40)의 동작에 의해 제어되는 표시부(60)의 표시 상태의 한 예를 도 5에 도시한다.
도 5의 (a)는 표시부(60)의 초기 화면 상태를 도시한 도면으로서, 측정 방법 등이 표시될 수 있다.
도 5의 (b)는 감성 선택부(50)의 동작에 의해 상호 결합 감성의 측정이 시작될 때, 표시부(60)를 통해 현재 측정이 진행중임을 사용자에게 알려주는 화면이다. 이때, 상호 결합 감성 측정부(40)는 표시부(60)를 통해 해당하는 감성의 측정 진행 정도를 표시할 수 있다.
도 5의 (c)와 (d)는 각각 측정된 감성 지수를 표시하는 예를 도시한 것이다.
도 5의 (c)는 측정된 감성의 지수인 설레임, 관심도 및 호감도의 지수를 애정 지수로서 원형 그래프로 나타낸 도면이며, 도 5의 (d)는 측정된 감성의 지수를 막대 그래프 형태로 표시한 도면이다. 도 5의 (d)에서, 복수 번의 설정 시간(Dt) 동안 측정된 지수를 초반, 중반 및 후반의 감성 지수로 나눠 각각 표시하여 애정 변화도를 그래프로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 감성 측정 장치는 두 명의 사람에 대한 상호 결합 감성 지수를 측정하는 경우를 설명하였지만, 이와는 달리, 한 명의 경우에도 본 실시예에 따른 감성 측정 장치를 이용할 수 있다.
이 경우, 양 손으로 각각 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)를 잡은 후, 한 사람에 대한 심전도 신호를 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)를 이용하여 측정한다. 그런 다음, 제1 및 제2 심전도 감지부(11, 12)에서 각각 출력되는 심전도 신호를 이용하여, 맥박수나 스트레스 정도 등과 같은 원하는 생체 지수를 측정하여 현재 건강 상태를 자기 진단할 수 있다.
대안적인 예에서, 감성 측정 장치(100)와 분리되어 있는 단말기(13)에 의해 감성 측정 장치(100)의 동작이 제어될 수 있다. 이 경우, 단말기(13)는 사용자의 동작에 의해 감성 측정 장치(100)의 동작 시작 신호와 동작 종료 신호 그리고 감성 선택 신호 등을 전달받을 수 있다. 이때, 단말기(13)와 감성 측정 장치(100) 간의 통신은 유선 또는 무선 통신으로 행해질 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
11, 12: 심전도 감지부 20: 전압차 측정부
30: 신호 변환부 40: 상호 결합 감성 측정부
41: 변수 산출부 411: 상호 결합 맥박 측정부
412: 상호 결합 맥박 변화량 측정부
413: 상호 결합 심전도 정점 측정부
414: 상호 결합 스펙트럼 측정부
42: 상호 결합 감성 산출부
421: 저장부 50: 감성 선택부
60: 표시부 70: 통신부

Claims (14)

  1. 서로 간의 피부가 접해 있는 두 사람 각각에 대한 심전도를 측정하여 해당하는 심전도 신호를 각각 출력하는 제1 및 제2 심전도 감지부,
    상기 제1 및 제2 심전도 감지부에서 각각 출력되는 상기 심전도 신호 간의 전압차를 산출하여 상호 결합 전압차 신호를 출력하는 전압차 측정부,
    상기 전압차 측정부에서 출력되는 상기 상호 결합 전압차 신호를 샘플링하여 복수의 샘플링점을 갖는 디지털 상태의 상호 결합 전압차 신호로 출력하는 신호 변환부, 그리고
    상기 신호 변환부에서 출력되는 상호 결합 전압차 신호를 이용하여 상호 결합 맥박, 상호 결합 맥박 변화량, 상호 결합 심전도 정점 및 상호 결합 스펙트럼을 측정하고, 측정된 상기 상호 결합 맥박, 상기 상호 결합 맥박 변화량, 상기 상호 결합 심전도 정점 및 상기 상호 결합 스펙트럼을 이용하여 상기 두 사람간의 적어도 하나의 감성을 지수로 산출하는 상호 결합 감성 측정부
    를 포함하는 감성 측정 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 상기 신호 변환부로부터의 상호 결합 전압차 신호에 포함된 피크점이 발생할 때의 맥박수(mHRi)를 측정하고
    Figure 112012101569245-pat00036
    (여기서, BPM: beats per minute이고, i=1, 2, 3, …, N),
    다음의 수식을 이용하여 정해진 설정 시간동안 측정된 맥박수의 평균값(mHRA)을 산출하여, 이 평균값을 상호 결합 맥박(mHRA)으로 출력하는
    Figure 112012101569245-pat00037
    (여기서, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이다.)
    감성 측정 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 상기 신호 변환부로부터의 상호 결합 전압차 신호에 포함된 각 피크점이 출력될 때의 시간차(mRRi)를 산출한 후 설정 구간에서의 상기 시간차(mRRi)의 절대값의 평균값을 구하여 상기 평균값을 상호 결합 맥박 변화량(mHRV)으로 출력하는
    Figure 112012101569245-pat00038
    (여기서, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이고, mRRi=ti-ti -1이며, 'ti'는 설정 구간내에서 i번째 피크점이 발생한 시간이고, 'ti -1'는 설정 구간(Dt)내에서 (i-1)번째 피크점이 발생한 시간이다.)
    감성 측정 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 설정 구간 동안 얻어진 k번째 샘플링값과 (k-1)번째 샘플링값의 차이의 절대값들 중에서 가장 큰 값을 상호 결합 심전도 정점(PEAK)으로서 출력하는
    Figure 112014013401288-pat00039
    (여기서, k=1, 2, 3, …, Ns이고, Ns는 설정 구간 내의 샘플링점의 개수이며, d(k)는 m(k)-m(k-1)을 통해 얻어지고, m(k)는 설정 구간 내의 k번째 샘플링점에 대한 샘플링값이고, m(k-1)는 설정 구간내의 (k-1)번째 샘플링점에 대한 샘플링값이다.)
    감성 측정 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 상기 신호 변환부로부터 출력되는 상기 상호 결합 전압차 신호를 주파수 변화에 따른 전력 분포 밀도를 이용하여 상호 결합 스펙트럼(SPEC)을 산출하는
    Figure 112014013401288-pat00040
    (여기서, LF_PSDN(low frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 저주파 영역에서의 전력 분포 밀도이고, HF_PSDN(high frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 고주파 영역에서의 전력 분포 밀도이고, mRR={mRRi}, i=1, 2, 3, …, N으로서 피크점 사이의 시간 간격으로 구성된 집합이며, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이며, 상기 고주파 영역은 0.15Hz 내지 0.4Hz이고, 상기 저주파 영역은 0.04Hz 내지 0.15Hz이다.)
    감성 측정 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에서,
    상기 적어도 하나의 감성은 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나인 감성 측정 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 상호 결합 감성 측정부는 다음의 수식을 이용하여 상기 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나의 감성을 지수로 산출하는
    Figure 112012101569245-pat00041

    이때,
    Figure 112012101569245-pat00042
    ,
    Figure 112012101569245-pat00043
    ,
    Figure 112012101569245-pat00044
    이며, x4=SPEC이고,
    Figure 112012101569245-pat00045
    이며, aj는 감성의 종류에 따라 값이 정해진 상수이며,
    Figure 112012101569245-pat00046
    (여기서, j = 1, 2, 3, 4)인 감성 측정 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 감성의 종류가 설레임일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=0.5, a2=1.25, a3=1.25, a4=1.0이고, 상기 감성의 종류가 애정도일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=1, a2=1, a3=0.75, a4=1.25이고, 상기 감성의 종류가 무관심일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=2.0, a2=0.25, a3=1.0, a4=0.75이며, 상기 감성의 종류가 호감도일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=1.25, a2=1.25, a3=0.75, a4=0.75인 감성 측정 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 상호 결합 감성 측정부와 연결되어 있고, 상기 적어도 하나의 감성 중에서 측정을 원하는 감성을 선택하여 해당하는 상태의 감성 선택 신호를 상기 상호 결합 감성 측정부로 출력하는 감성 선택부를 더 포함하는 감성 측정 장치.
  11. 상호 결합된 두 사람으로부터 각각 출력되는 심전도 신호를 이용하여 산출된 상호 결합된 전압차 신호를 판독하는 단계,
    상기 상호 결합된 전압차 신호를 이용하여 상호 결합 맥박, 상호 결합 맥박 변화량, 상호 결합 심전도 정점 및 상호 결합 스펙트럼의 값을 산출하는 단계,
    감성 선택부에서 인가되는 감성 선택 신호를 판독하여 선택된 감성의 종류를 판정하는 단계,
    선택된 감성의 종류에 해당하는 상수의 값을 판독하는 단계, 그리고
    상기 상호 결합 맥박, 상기 상호 결합 맥박 변화량, 상기 상호 결합 심전도 정점 및 상기 상호 결합 스펙트럼의 값과 상기 상수의 값을 이용하여 선택된 감성의 종류에 해당하는 지수를 산출하는 단계
    를 포함하는 감성 측정 방법.
  12. 제11항에서,
    상호 결합 맥박, 상호 결합 맥박 변화량, 상호 결합 심전도 정점 및 상호 결합 스펙트럼의 값 산출 단계는,
    다음의 수식을 이용하여 상기 상호 결합 전압차 신호에 포함된 피크점이 발생할 때의 맥박수(mHRi)를 측정하고
    Figure 112014013401288-pat00047
    (여기서, BPM:beats per minute이고, i=1, 2, 3, …, N),
    다음의 수식을 이용하여 정해진 설정 시간동안 측정된 맥박수의 평균값(mHRA)을 산출하여, 이 평균값을 상호 결합 맥박(mHRA)으로 출력하며
    Figure 112014013401288-pat00048
    (여기서, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이다.),
    다음의 수식을 이용하여 상호 결합 전압차 신호에 포함된 각 피크점이 출력될 때의 시간차(mRRi)를 산출한 후 설정 구간에서의 상기 시간차(mRRi)의 절대값의 평균값을 구하여 상기 평균값을 상호 결합 맥박 변화량(mHRV)으로 출력하고
    Figure 112014013401288-pat00049
    (여기서, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이고, mRRi=ti-ti-1이며, 'ti'는 설정 구간내에서 i번째 피크점이 발생한 시간이고, 'ti-1'는 설정 구간(Dt)내에서 (i-1)번째 피크점이 발생한 시간이다.),
    다음의 수식을 이용하여 상기 상호 결합 전압차 신호의 설정 구간 동안 얻어진 k번째 샘플링값과 (k-1)번째 샘플링값의 차이의 절대값들 중에서 가장 큰 값을 상호 결합 심전도 정점(PEAK)으로서 출력하고
    Figure 112014013401288-pat00050
    (여기서, k=1, 2, 3, …, Ns이고, Ns는 설정 구간 내의 샘플링점의 개수이며, d(k)는 m(k)-m(k-1)을 통해 얻어지고, m(k)는 설정 구간 내의 k번째 샘플링점에 대한 샘플링값이고, m(k-1)는 설정 구간내의 (k-1)번째 샘플링점에 대한 샘플링값이다.),
    다음의 수식을 이용하여 상기 상호 결합 전압차 신호를 주파수 변화에 따른 전력 크기로 분석하여 상호 결합 스펙트럼(SPEC)으로 출력하며
    Figure 112014013401288-pat00051
    (여기서, LF_PSDN(low frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 저주파 영역에서의 전력 분포 밀도이고, HF_PSDN(high frequency power spectral density of a normalized mRR)은 상호 결합 맥박 변화량에 대한 고주파 영역에서의 전력 분포 밀도 밀도이고, mRR={mRRi}, i=1, 2, 3, …, N으로서 피크점 사이의 시간 간격으로 구성된 집합이며, N는 설정 구간 내에서 발생한 피크점의 개수이며, 상기 고주파 영역은 0.15Hz 내지 0.4Hz이고, 상기 저주파 영역은 0.04Hz 내지 0.15Hz이다.),
    다음의 수식을 이용하여 x1, x2, x3 및 x4를 산출하는
    Figure 112014013401288-pat00052
    ,
    Figure 112014013401288-pat00053
    ,
    Figure 112014013401288-pat00054

    이며, x4=SPEC이고,
    Figure 112014013401288-pat00055
    이며, aj는 감성의 종류에 따라 값이 정해진 상수이며,
    Figure 112014013401288-pat00056
    (여기서, j = 1, 2, 3, 4)인
    감성 측정 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 감성은 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나이고,
    상기 상수값 판독 단계는 상기 감성의 종류가 설레임일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=0.5, a2=1.25, a3=1.25, a4=1.0이고, 상기 감성의 종류가 애정도일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=1, a2=1, a3=0.75, a4=1.25이고, 상기 감성의 종류가 무관심일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=2.0, a2=0.25, a3=1.0, a4=0.75이며, 상기 감성의 종류가 호감도일 때, 상기 상수(aj)의 값은 a1=1.25, a2=1.25, a3=0.75, a4=0.75
    인 감성 측정 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 감성 지수 산출 단계는 다음의 수식을 이용하여 상기 설레임, 애정도, 관심도 및 호감도 중 적어도 하나의 감성을 지수로 산출하는
    Figure 112014013401288-pat00057

    인 감성 측정 방법.
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