KR102242479B1 - Digital Breathing Stethoscope Method Using Skin Image - Google Patents

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KR102242479B1
KR102242479B1 KR1020180122103A KR20180122103A KR102242479B1 KR 102242479 B1 KR102242479 B1 KR 102242479B1 KR 1020180122103 A KR1020180122103 A KR 1020180122103A KR 20180122103 A KR20180122103 A KR 20180122103A KR 102242479 B1 KR102242479 B1 KR 102242479B1
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Abstract

피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법은 촬영된 영상에서 피부 영역을 검출하는 단계, 검출된 상기 피부 영역에서 생체신호를 추출하는 단계, 추출된 상기 생체신호에서 호흡신호를 추출하는 단계, 추출된 상기 호흡신호를 증폭하는 단계, 증폭된 상기 호흡신호를 가청이 가능한 샘플링 주파수를 적용하여 보간하는 단계, 보간된 상기 호흡신호의 상단 피크와 하단 피크를 검출하고, 상기 호흡신호의 상단 피크와 상기 하단 피크를 이용하여 상기 호흡신호의 들숨과 날숨을 구분하는 단계, 상기 호흡신호를 들숨과 날숨을 구분하여 진동으로 출력하는 단계, 기설정된 음원 신호를 상기 호흡신호의 들숨 길이와 날숨 길이에 대응하여 보간하는 단계, 보간된 상기 음원 신호를 호흡 강도에 따라 진폭을 조정하는 단계, 조정된 상기 음원신호와 상기 호흡신호를 결합하여 소리로 출력하는 단계, 상기 호흡신호를 활용하여 상기 호흡상태 정보를 제공하는 단계 및 상기 호흡신호를 통해 호흡 강도를 측정하는 단계를 포함한다.Digital respiration auscultation method using a skin image includes: detecting a skin area from a photographed image, extracting a bio-signal from the detected skin area, extracting a respiration signal from the extracted bio-signal, and extracting the breathing Amplifying a signal, interpolating the amplified breathing signal by applying an audible sampling frequency, detecting the upper and lower peaks of the interpolated breathing signal, and calculating the upper and lower peaks of the breathing signal. Distinguishing the inhalation and exhalation of the breathing signal by using, outputting the breathing signal as a vibration by separating the inhalation and exhalation, and interpolating a preset sound source signal corresponding to the inhalation length and exhalation length of the breathing signal. , Adjusting the amplitude of the interpolated sound source signal according to the breathing intensity, outputting the sound by combining the adjusted sound source signal and the breathing signal, providing the breathing state information using the breathing signal, and It includes the step of measuring the breathing intensity through the breathing signal.

Description

피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법{Digital Breathing Stethoscope Method Using Skin Image}Digital Breathing Stethoscope Method Using Skin Image}

이하 설명하는 기술은 피부영상을 이용한 오감 기반 디지털 호흡 청진 및 진단 방법에 관한 것이다.The technology to be described below relates to a digital breathing auscultation and diagnosis method based on the five senses using a skin image.

종래의 호흡 측정기는 온도 및 습도 센서 혹은 이산화탄소 센서 등의 별도의 접촉식 측정기나 센서를 사용였다. 별도의 측정기를 사용하지 않는 경우 스마트 기기의 마이크나 카메라를 활용하여 호흡 및 폐활량을 측정하였다. 마이크를 사용하는 경우 사용자가 스마트 기기의 마이크에 최대 흡기 및 호기하는 소리를 활용하여 측정하였으며 카메라를 사용하는 경우, 상의를 탈의하여 흉부의 움직임을 측정하거나 얼굴영상을 이용하는 경우 단순히 호흡수만 제시하였다.The conventional respiration meter used a separate contact type meter or sensor such as a temperature and humidity sensor or a carbon dioxide sensor. When a separate measuring device was not used, respiration and lung capacity were measured using a microphone or camera of a smart device. When using a microphone, the user measured the maximum inhaled and exhaled sound through the microphone of the smart device. When using a camera, the movement of the chest was measured by removing the top, or when using a face image, only the respiratory rate was presented.

종래의 접촉식 호흡 측정기는 사용자 개인이 별도의 측정기를 구입하였다. 호흡 측정기는 직접 구입을 하여야 하며, 사용자가 옷을 입고 있는 상태에서 측정이 이루어지더라도 접촉식의 측정방식이 사용된다는 한계를 가졌다.In the conventional contact-type respiration meter, a user individually purchased a separate meter. The breathing meter must be purchased directly, and even if the measurement is performed while the user is wearing clothes, there is a limitation that the contact type measurement method is used.

비 접촉식 호흡 측정기의 경우 스마트 기기의 마이크나 카메라를 이용한다. 스마트 기기의 마이크를 통하여 폐 기능을 측정하는 경우 폐 기능 검사에 필요한 항목 중 강제 폐활량만을 측정할 수 있으며, 성별에 따른 폐활량 측정치 구분을 하지 않아 접촉식 장비와 차이가 존재한다. 스마트 기기의 카메라 기능을 이용하는 경우 사용자는 흉부 인식을 위하여 상의를 탈의하는 번거로움이 있었으며 상의를 탈의하지 않을 경우, 스마트 기기의 애플리케이션은 사용자의 흉부와 복부의 움직임을 통해 측정하기 때문에 움직임과 같은 요소로 인한 오차가 발생하였다. 또한 피부영상을 이용하는 경우 단순히 호흡수만을 수치로 제시해주며 오차가 다소 존재하는 문제점이 있었다.In the case of a non-contact breathing meter, use the smart device's microphone or camera. In the case of measuring lung function through a microphone of a smart device, only forced lung capacity can be measured among the items required for lung function test, and there is a difference from contact type equipment because there is no classification of lung capacity measurement values according to sex. In the case of using the camera function of a smart device, the user had to take off the top for chest recognition. When the top is not removed, the application of the smart device measures through the movement of the user's chest and abdomen. There was an error due to. In addition, when using a skin image, only the respiratory rate is presented as a numerical value, and there is a problem that there are some errors.

한국공개특허 제10-2014-0059404호Korean Patent Publication No. 10-2014-0059404

이하 설명하는 기술은 기존 측정기의 한계를 극복하고자 추가적인 측정기기를 사용하지 않고 개인이 보유하고 있는 스마트 기기의 카메라로 상의를 탈의하는 불편함 없이 취득한 피부영상을 이용한 접촉 방식의 측정을 수행하여 단순히 호흡수와 폐활량만 제공하는 것이 아닌 호흡수를 포함한, 호흡 상태, 호흡 질환, 폐 기능, 폐 질환 등의 진단정보를 함께 제공하며 청음과 진동, 그래프를 활용해 시각, 청각, 촉각 등의 오감을 통한 직관적인 상태진단이 가능한 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법을 제공하고자 한다.In order to overcome the limitations of existing measuring devices, the technology described below does not use additional measuring devices, but simply breathes by performing a contact method using the acquired skin image without the inconvenience of undressing the top with a camera of a smart device owned by an individual. It not only provides the number and lung capacity, but also provides diagnostic information such as respiratory status, respiratory disease, lung function, and lung disease, including respiratory rate, and through the five senses such as sight, hearing, and touch using hearing sound, vibration, and graphs. It is intended to provide a digital breathing auscultation method using skin images capable of intuitive condition diagnosis.

본 발명의 일 측면에 따르면, 촬영된 영상에서 피부 영역을 검출하는 단계, 검출된 피부 영역에서 생체신호를 추출하는 단계, 추출된 생체신호에서 호흡신호를 추출하는 단계, 추출된 호흡신호를 증폭하는 단계, 증폭된 호흡신호를 가청이 가능한 샘플링 주파수를 적용하여 보간하는 단계, 호흡신호를 들숨과 날숨을 구분하여 진동으로 출력하는 단계, 기설정된 음원 신호를 호흡신호의 들숨 길이와 날숨 길이에 대응하여 보간하는 단계, 보간된 음원 신호를 호흡 강도에 따라 진폭을 조정하는 단계, 조정된 음원신호와 호흡신호를 결합하여 소리로 출력하는 단계, 호흡신호를 활용하여 호흡상태 정보를 제공하는 단계 및 호흡신호를 통해 호흡 강도를 측정하는 단계를 포함하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, detecting a skin area from a photographed image, extracting a biosignal from the detected skin area, extracting a breathing signal from the extracted biosignal, amplifying the extracted breathing signal Step, Interpolating the amplified breathing signal by applying an audible sampling frequency, outputting the breathing signal as a vibration by separating the inhalation and exhalation, and outputting a preset sound source signal to the inhalation length and the exhalation length of the breathing signal. Interpolating, adjusting the amplitude of the interpolated sound source signal according to the breathing intensity, combining the adjusted sound source signal and the breathing signal and outputting it as a sound, providing breathing status information using the breathing signal, and the breathing signal It provides a digital breathing auscultation method using a skin image including the step of measuring the breathing intensity through.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 증폭된 상기 호흡신호는 가청할 수 있는 샘플링 주파수를 사용해 확장하여 보간할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the amplified breathing signal may be expanded and interpolated using an audible sampling frequency.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 증폭된 호흡신호를 가청이 가능한 샘플링 주파수를 적용하여 보간하는 단계 이후, 보간된 호흡신호의 상단 피크와 하단 피크를 검출하고, 호흡신호의 상단 피크와 하단 피크를 이용하여 호흡신호의 들숨과 날숨을 구분하며 들숨 날숨 길이를 구하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, after the step of interpolating the amplified respiration signal by applying an audible sampling frequency, the upper peak and the lower peak of the interpolated respiration signal are detected, and the upper peak of the respiration signal It may include the step of determining the inhalation and exhalation length by separating the inhalation and exhalation of the breathing signal by using and the lower peak.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 기 설정된 음원 신호를 추출된 호흡신호의 들숨 길이와 날숨 길이에 대응하여 보간 혹은 축소하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, it may include the step of interpolating or reducing a preset sound source signal corresponding to the inhalation length and the exhalation length of the extracted respiration signal.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 보간 및 축소된 음원 신호를 호흡 강도에 따라 진폭을 조정하는 단계는 호흡의 강도가 강해질수록 진폭을 커지도록 조정하고, 호흡 강도가 약해질수록 진폭을 작도록 조정할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the step of adjusting the amplitude of the interpolated and reduced sound source signal according to the breathing intensity is adjusted to increase the amplitude as the intensity of the breathing increases, and the amplitude is increased as the breathing intensity is weakened. Can be adjusted to be small.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 조정된 음원신호를 호흡신호와 결합하여 소리로 호흡 상태를 센싱 또는 측정할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, it is possible to sense or measure the breathing state with sound by combining the adjusted sound source signal with the breathing signal.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 호흡신호를 그래프로 출력할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, it is possible to output the breathing signal as a graph.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 호흡신호를 진동으로 출력하는 단계는 호흡 강도를 기준으로 들숨에서 강도가 강해질수록 진동의 간격이 길어지도록 조정하고, 날숨에서 강도가 약해질수록 진동의 간격이 짧아지도록 조정하여 출력할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the step of outputting the breathing signal as vibration is adjusted so that the interval of the vibration increases as the intensity increases in inhalation based on the intensity of breathing, and the vibration increases as the intensity decreases in exhalation. It can be output by adjusting so that the interval of is shortened.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 호흡 강도 또는 호흡수는 호흡신호의 상단 피크와 하단 피크를 이용하여 추출 또는 산출될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the respiration intensity or respiration rate may be extracted or calculated using the upper peak and the lower peak of the respiration signal.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 호흡 강도를 진단하는 단계는 호흡신호의 진폭을 이용하여 호흡 강도를 진단 또는 측정할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the step of diagnosing the respiration intensity may diagnose or measure the respiration intensity by using the amplitude of the respiration signal.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 호흡 질환을 진단하는 단계를 더 포함하고, 호흡 질환을 진단하는 단계는 호흡신호를 통해 측정된 호흡의 강도, 호흡의 규칙성, 호흡수를 이용하여 진단할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, further comprising the step of diagnosing a respiratory disease, and the step of diagnosing a respiratory disease uses the intensity of breathing, the regularity of breathing, and the number of breaths measured through the breathing signal. It can be diagnosed.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 촬영된 최대 흡기 후 연이은 최대 호기하는 영상에서 피부 영역을 검출하는 단계, 검출된 피부 영역에서 생체신호를 추출하는 단계, 추출된 생체신호에서 호흡신호를 추출하는 단계, 추출된 호흡신호의 상단 피크와 하단 피크를 검출하는 단계, 검출된 상단 피크와 하단 피크를 이용하여 호흡 커브의 피크점을 측정하는 단계, 검출된 호흡 커브를 활용하여 제1 강제 호기량(FEV1), 제2 강제 호기량(FEV2), 제3 강제 호기량(FEV3)을 측정하는 단계, 측정된 제1 강제 호기량(FEV1), 측정된 제2 강제 호기량(FEV2), 측정된 제3 강제 호기량(FEV3)을 활용하여 강제 폐활량(FVC)를 측정하는 단계 및 측정된 강제 폐활량(FVC)를 활용하여 폐기능 정보를 제공하는 단계를 포함하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the steps of detecting a skin area from an image that consecutively exhales maximum after the maximum inhalation taken, extracting a biosignal from the detected skin area, extracting a breathing signal from the extracted biosignal, Detecting the upper and lower peaks of the extracted respiration signal, measuring the peak point of the respiration curve using the detected upper and lower peaks, the first forced expiratory volume (FEV1) using the detected respiration curve, Measuring the second forced expiratory volume (FEV2), the third forced expiratory volume (FEV3), the measured first forced expiratory volume (FEV1), the measured second forced expiratory volume (FEV2), and the measured third forced expiratory volume (FEV3). It provides a digital breathing auscultation method using a skin image including the step of measuring the forced pulmonary capacity (FVC) by utilizing and providing lung function information using the measured forced pulmonary capacity (FVC).

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 검출된 상단 피크와 하단 피크를 이용하여 호흡 커브의 피크점을 측정하는 단계는 측정된 커브의 피크점을 통해 호흡수 및 호흡 강도를 측정할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the step of measuring the peak point of the respiration curve using the detected upper peak and the lower peak can measure the respiratory rate and the respiration intensity through the measured peak point of the curve. have.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 호흡수 및 호흡 강도를 측정은 검출된 호흡 신호의 상단 피크와 하단 피크를 측정하여 들숨 부분과 날숨 부분을 검출하고, 상단 피크의 높이, 하단 피크의 높이 그리고 피크 수를 통해 호흡 수와 호흡 강도를 측정할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the respiration rate and respiration intensity are measured by measuring the upper and lower peaks of the detected respiration signal to detect the inhalation and exhalation portions, and the height of the upper peak and the lower peak. You can measure the number of breaths and the intensity of breathing through the height and number of peaks.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 제1 강제 호기량(FEV1), 제2 호기량(FEV2) 그리고 제3 강제 호기량(FEV3)은 검출된 호흡 커브의 하단 피크 값에서 1초 경과한 t1 시점의 h1, 2초 경과한 t2 시점의 h2, 3초 경과한 t3 시점의 h3를 강제 호기량 회귀 분석식에 적용하여 측정할 수 있다.Further, according to another aspect of the present invention, the first forced expiratory volume (FEV1), the second expiratory volume (FEV2), and the third forced expiratory volume (FEV3) are t1 after 1 second from the lower peak value of the detected respiration curve. H1 at the time point, h2 at the time point t2 after 2 seconds, and h3 at the time point t3 after 3 seconds can be measured by applying to the forced expiratory volume regression analysis equation.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 강제 폐활량(FVC)은 수학식 1을 이용할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the forced lung capacity (FVC) may use Equation 1.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 측정된 강제 폐활량(FVC)를 활용하여 폐기능 정보를 제공하는 단계는 강제 폐활량(FVC)과 제1 강제 호기량(FEV1)을 활용하여 퍼센트 폐활량(%FVC)와 1초율(FEV1/FVC)을 산출하여 폐 기능에 대한 정보를 제공할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the step of providing pulmonary function information using the measured forced lung capacity (FVC) is a percent lung capacity ( %FVC) and 1 second rate (FEV1/FVC) can be calculated to provide information on lung function.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 측정된 강제 폐활량(FVC)를 활용하여 폐 기능 정보를 제공하는 단계는 폐활량(%FVC) 80% 이상 1초율(FEV1) 70% 이상이면 정상 환기로 진단하고, 폐활량(%FVC) 80% 이상 1초율(FEV1) 70% 이하이면 폐쇄성 환기장애로 진단하고, 폐활량(%FVC) 80% 이하 1초율(FEV1) 70% 이상이면 구속성 환기장애로 진단하고, 폐활량(%FVC) 80% 이하 1초율(FEV1) 70% 이하이면 혼합성 환기장애로 진단할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the step of providing lung function information using the measured forced lung capacity (FVC) is normal ventilation if the lung capacity (%FVC) is 80% or more and 1 second rate (FEV1) is 70% or more. If the lung capacity (%FVC) 80% or more and 1 second rate (FEV1) is 70% or less, it is diagnosed as obstructive ventilation disorder, and if the lung capacity (%FVC) 80% or less and 1 second rate (FEV1) is 70% or more, it is diagnosed as restrictive ventilation disorder. If the lung capacity (%FVC) is 80% or less and 1 sec rate (FEV1) is 70% or less, it can be diagnosed as mixed ventilation disorder.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 촬영된 영상에서 피부 영역을 검출하는 단계, 검출된 피부 영역에서 생체신호를 추출하는 단계, 추출된 생체신호에서 호흡신호를 추출하는 단계, 추출된 호흡신호를 음원과 동일한 샘플수(sample rate)로 보간하는 단계, 보간된 호흡신호에 강조필터 계수를 계산하는 단계 및 계산된 강조필더 계수를 이용해 음원 신호를 필터링하는 단계를 포함하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, detecting a skin area from a photographed image, extracting a biosignal from the detected skin area, extracting a breathing signal from the extracted biosignal, and converting the extracted breathing signal to a sound source. Digital respiration auscultation method using skin images comprising interpolating at the same sample rate as and calculating an emphasis filter coefficient on the interpolated respiration signal, and filtering a sound source signal using the calculated emphasis filter coefficient Provides.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 추출된 호흡신호를 음원과 동일한 샘플수(sample rate)로 보간하는 단계는 검출된 호흡신호를 기설정된 음원에 대응하여 샘플수를 확장할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the step of interpolating the extracted respiration signal to the same sample rate as the sound source may expand the number of samples in response to the detected respiration signal to a preset sound source. .

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 강조필터를 계수를 계산하는 단계는 수학식 4를 이용하여 산출할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the step of calculating the coefficient of the enhancement filter may be calculated using Equation 4.

또한, 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 계산된 필더 계수를 이용해 음원 신호를 필터링하는 단계는 계산된 시간에 따른 강조 필터 계수를 수학식 5를 이용하여 산출할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, in the step of filtering the sound source signal using the calculated filter coefficient, the calculated emphasis filter coefficient according to the time may be calculated using Equation (5).

이하 설명하는 기술은 비접촉식 방식으로 별도의 측정 장비를 구매하지 않고, 스마트 기기의 영상을 이용해 편리하고 정확하게 호흡 및 폐기능을 측정할 수 있으며 호흡 상태를 청음과 진동, 그래프를 활용하여 시각, 척각, 촉각 등의 오감을 통해 직관적으로 청진할 수 있다.The technology described below is a non-contact method, without purchasing separate measurement equipment, and conveniently and accurately measuring breathing and lung function using the image of a smart device. You can intuitively auscultate through the five senses such as touch.

도 1은 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진을 할 수 있는 다양한 전자 장치의 구성을 도시한 예이다.
도 2 내지 도 6은 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진을 할 수 있는 방법에 대한 일실시 예를 나타낸 순서도이다.
도 7 및 도 8은 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진을 할 수 있는 방법에 대한 다른 실시 예를 나타낸 순서도이다.
도 9 내지 도 10은 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진을 할 수 있는 방법에 대한 다른 실시 예를 나타낸 순서도이다.
도 11을 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 피부영상을 이용한 호흡에 따른 주파수 강조를 이용한 호흡 반영 음원 생성에 대한 예시도이다.
1 is an example showing the configuration of various electronic devices capable of digital breathing auscultation using a skin image.
2 to 6 are flow charts showing an embodiment of a method for digital breathing auscultation using a skin image.
7 and 8 are flow charts showing another embodiment of a method for performing digital breathing auscultation using skin images.
9 to 10 are flow charts showing another embodiment of a method for digital respiration auscultation using a skin image.
Referring to FIG. 11, it is an exemplary diagram for generating a sound source reflecting breathing using frequency enhancement according to breathing using a skin image according to an embodiment of the present invention.

이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The technology described below may be changed in various ways and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the technology to be described below with respect to a specific embodiment, and it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the technology to be described below.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as 1st, 2nd, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the above terms, and only for the purpose of distinguishing one component from other components. Is only used. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the rights of the technology described below. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In terms of the terms used in the present specification, expressions in the singular should be understood as including plural expressions unless clearly interpreted differently in context, and terms such as "includes" are specified features, numbers, steps, actions, and components. It is to be understood that the presence or addition of one or more other features or numbers, step-acting components, parts or combinations thereof is not meant to imply the presence of, parts, or combinations thereof.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.Prior to the detailed description of the drawings, it is intended to clarify that the division of the constituent parts in the present specification is merely divided by the main function that each constituent part is responsible for. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more for each more subdivided function. In addition, each of the constituent units to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to its own main function, and some of the main functions of each constituent unit are different. It goes without saying that it can also be performed exclusively by.

또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In addition, in performing the method or operation method, each of the processes constituting the method may occur differently from the specified order unless a specific order is clearly stated in the context. That is, each of the processes may occur in the same order as the specified order, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

도 1의 (a)를 살펴보면, 본 발명은 스마트 기기(50)를 이용하여 비접촉식으로 호흡신호를 추출, 증폭, 보간하고, 이를 기초로 진동과 청음 및 그래프에 의한 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 확인할 수 있다. 사용자는 스마트 기기(50)에 내장된 카메라로 얼굴을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 스마트 기기는 적어도 하나의 카메라가 내장된 휴대폰, 스마트 폰, 웨어러블 기기 등을 포함할 수 있다. 스마트 기기(50)는 촬영된 소스 영상에 포함된 피부 영역에 대한 호흡신호를 추출 또는 산출하여 청취가 가능한 범위의 적절한 증폭과 다양한 범위의 샘플링 주파수로 보간을 수행하고, 그래프, 소리, 진동으로 출력하는 방식으로 청진하며, 계산된 호흡 강도, 호흡수, 호흡상태, 폐 기능 등의 추가정보를 확인함으로써, 진동과 청음 및 그래프에 의한 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 확인할 수 있다. 이에 대한 자세한 과정은 후술하기로 한다.Looking at (a) of FIG. 1, the present invention extracts, amplifies, and interpolates a breathing signal in a non-contact manner using a smart device 50, and based on this, the presence or absence of an abnormal condition is diagnosed by vibration, listening, and graphs. I can confirm. The user may photograph a face with a camera built into the smart device 50. For example, the smart device may include a mobile phone, a smart phone, a wearable device, and the like in which at least one camera is embedded. The smart device 50 extracts or calculates the breathing signal for the skin area included in the photographed source image, performs an appropriate amplification of the audible range, interpolation with a variety of sampling frequencies, and outputs as graphs, sounds, and vibrations. By checking additional information such as the calculated breathing intensity, respiratory rate, breathing status, and lung function, you can check the presence or absence of abnormal conditions along with diagnosis of the condition by vibration, hearing, and graphs. A detailed process for this will be described later.

도 1의 (a)를 살펴보면, 스마트 기기(50)는 카메라(51), 저장 장치(52), 제어 장치(53) 및 출력 장치(54)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1A, the smart device 50 may include a camera 51, a storage device 52, a control device 53, and an output device 54.

카메라(51)는 사용자를 촬영하고, 촬영된 영상을 이용하여 소스 영상을 획득할 수 있다. 카메라는 스마트 기기에 내장된 카메라, 일반 카메라 또는 적외선 카메라를 포함할 수 있다.The camera 51 may photograph a user and obtain a source image using the photographed image. The camera may include a camera built into a smart device, a general camera, or an infrared camera.

제어 장치(53)는 카메라로(51)부터 소스 영상을 공급받아, 소스 영상에 포함된 피부 영역에 대한 호흡신호를 추출 또는 산출하여 청취가 가능한 범위의 적절한 증폭과 다양한 범위의 샘플링 주파수로 보간을 수행하고, 그래프, 소리, 진동으로 출력하는 방식으로 청진하며, 계산된 호흡 강도, 호흡수, 호흡상태, 폐 기능 등의 추가정보를 확인함으로써, 진동과 청음 및 그래프에 의한 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 확인할 수 있다. 제어 장치(53)는 연산 장치 또는 컨트롤러라 칭할 수 있다.The control device 53 receives the source image from the camera 51 and extracts or calculates the breathing signal for the skin region included in the source image, and performs interpolation with appropriate amplification of a range that can be heard and a variety of sampling frequencies. Performing, auscultation in a way that outputs graphs, sounds, and vibrations, and by checking additional information such as calculated breathing intensity, respiratory rate, breathing status, and lung function, abnormal conditions along with diagnosis of conditions by vibration, hearing, and graphs You can check the presence or absence. The control device 53 can be referred to as an arithmetic device or a controller.

저장 장치(52)는 카메라(51) 또는 제어 장치(53)와 전기적으로 연결될 수 있다. 저장 장치(52)는 카메라(51)로부터 공급되는 소스 영상을 임시로 저장할 수 있다. The storage device 52 may be electrically connected to the camera 51 or the control device 53. The storage device 52 may temporarily store a source image supplied from the camera 51.

출력 장치(54)는 맥박 및 호흡수, 호흡의 강도와 호흡 상태, 폐활량 측정과 함께 사용자의 상태를 진단한 것에 대해 출력할 수 있다. 출력 장치(54)는 계산된 호흡 강도, 호흡수, 호흡상태, 폐 기능 등의 추가정보를 확인하고, 이를 진동과 청음 및 그래프에 의한 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 확인할 수 있도록 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력 장치(54)는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 진동, 청음 및 그래프에 의한 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 디스플레이할 수 있다.The output device 54 may output a diagnosis of a user's condition along with measurement of pulse rate and respiration rate, respiration intensity and respiration condition, and lung capacity. The output device 54 may check additional information such as calculated breathing intensity, respiratory rate, breathing state, lung function, etc., and output it to check the presence or absence of abnormal conditions along with diagnosis of the condition by vibration, hearing, and graphs. . For example, the output device 54 may include a display unit. The display unit may display the presence or absence of an abnormal condition as well as a condition diagnosis by vibration, audible sound, and a graph.

도 1의 (b)를 살펴보면, 본 발명은 컴퓨터(85)와 같은 장치를 이용하여 비접촉식으로 호흡신호를 추출, 증폭, 보간하고, 이를 기초로 진동과 청음 및 그래프에 의한 상태확인과 더불어 이상 상태 유무를 판단할 수 있다. 사용자는 컴퓨터(85)에 연결된 카메라(81)로 얼굴을 촬영할 수 있다. 컴퓨터(85)는 카메라로(81)부터 소스 영상을 공급받아, 소스 영상에 포함된 피부 영역에 대한 호흡신호를 추출 또는 산출하여 청취가 가능한 범위의 적절한 증폭과 다양한 범위의 샘플링 주파수로 보간을 수행하고, 그래프, 소리, 진동으로 출력하는 방식으로 청진하며, 계산된 호흡 강도, 호흡수, 호흡 상태, 폐 기능 등의 추가정보를 확인함으로써, 진동과 청음 및 그래프에 의한 직관적인 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 판단할 수 있다.Looking at (b) of FIG. 1, the present invention extracts, amplifies, and interpolates a breathing signal in a non-contact manner using a device such as a computer 85, and based on this, vibration, listening, and abnormal conditions along with a status check by a graph You can judge the presence or absence. The user can photograph a face with the camera 81 connected to the computer 85. The computer 85 receives the source image from the camera 81, extracts or calculates the breathing signal for the skin area included in the source image, and performs interpolation with an appropriate amplification of the audible range and a variety of sampling frequencies. And, auscultation is performed in a way that outputs graphs, sounds, and vibrations, and by checking additional information such as calculated breathing intensity, respiratory rate, breathing status, and lung function, it is possible to diagnose abnormalities with intuitive condition diagnosis by vibration, hearing and graph. You can determine the presence or absence of a state.

도 1의 (c)를 살펴보면, 본 발명은 사용자 단말(91)로 획득한 영상을 원격지에 있는 서버(95)에 제공함으로써, 원격으로 헬스 케어를 제공받을 수 있다. 사용자는 사용자 단말(91)에 내장된 카메라로 사용자의 얼굴을 촬영할 수 있다. 사용자 단말(91)은 촬영한 소스 영상을 네트워크를 통해 서버(95)에 전달할 수 있다. 이 경우 사용자 단말(91)은 데이터 전송을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 서버(95)는 사용자 단말(91)로부터 소스 영상을 공급받아, 소스 영상에 포함된 피부 영역에 대한 호흡신호를 추출 또는 산출하여 청취가 가능한 범위의 적절한 증폭과 다양한 범위의 샘플링 주파수로 보간을 수행하고, 그래프, 소리, 진동으로 출력하는 방식으로 청진하며, 계산된 호흡 강도, 호흡수, 호흡 상태, 폐 기능 등의 추가정보를 확인함으로써, 진동과 청음 및 그래프에 의한 직관적인 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 확인 할 수 있다. 서버(95)는 진동과 청음 및 그래프에 의한 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 사용자 단말(91)에 제공 또는 전달할 수 있다. Referring to (c) of FIG. 1, according to the present invention, by providing an image acquired by the user terminal 91 to a server 95 in a remote location, health care can be provided remotely. The user can take a picture of the user's face with a camera built into the user terminal 91. The user terminal 91 may transmit the captured source image to the server 95 through a network. In this case, the user terminal 91 may include a communication module for data transmission. The server 95 receives the source image from the user terminal 91, extracts or calculates the breathing signal for the skin area included in the source image, and performs interpolation with an appropriate amplification of a range that can be heard and a variety of sampling frequencies. And, auscultation is performed in a way that outputs graphs, sounds, and vibrations, and by checking additional information such as calculated breathing intensity, respiratory rate, breathing status, and lung function, it is possible to diagnose abnormalities with intuitive condition diagnosis by vibration, hearing and graph. You can check the status. The server 95 may provide or transmit the presence or absence of an abnormal condition to the user terminal 91 along with a condition diagnosis by vibration, listening sound, and graph.

경우에 따라서는 사용자 단말(91)이 소스 영상을 공급받아, 소스 영상에 포함된 피부 영역에 대한 호흡신호를 추출 또는 산출하여 청취가 가능한 범위의 적절한 증폭과 다양한 범위의 샘플링 주파수로 보간을 수행하고, 그래프, 소리, 진동으로 출력하는 방식으로 청진하며, 계산된 호흡 강도, 호흡수, 호흡 상태, 폐 기능 등의 추가정보를 확인함으로써, 진동과 청음 및 그래프에 의한 직관적인 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 확인하고, 이를 서버(95)에 전달할 수 있다. 이 경우 서버(95)는 진동과 청음 및 그래프에 의한 상태진단과 이상 상태 유무를 저장할 수 있다.In some cases, the user terminal 91 receives the source image, extracts or calculates a breathing signal for the skin region included in the source image, and performs interpolation with appropriate amplification of the range that can be heard and sampling frequencies of various ranges. , Graph, sound, vibration, and auscultation, calculated breathing intensity, respiratory rate, breathing status, lung function By checking additional information such as vibration, hearing sound, and intuitive condition diagnosis by graph, it is possible to check the presence or absence of an abnormal condition, and transmit this to the server 95. In this case, the server 95 may store a condition diagnosis by vibration, listening sound, and a graph and the presence or absence of an abnormal condition.

상술한 바와 같이, 다양한 전자 장치가 비접촉식으로 호흡신호를 추출, 증폭, 보간하고, 이를 기초로 진동과 청음 및 그래프에 의한 상태진단과 더불어 이상 상태 유무를 확인할 수 있다. 설명의 편의를 위해 이하 컴퓨터 장치가 호흡신호를 추출 또는 산출한다고 설명한다. As described above, various electronic devices may extract, amplify, and interpolate a breathing signal in a non-contact manner, and based on this, it is possible to check the presence or absence of an abnormal condition along with vibration, hearing sound, and condition diagnosis by a graph. For convenience of explanation, it will be described that the computer device extracts or calculates a breathing signal.

도 2 내지 도 6을 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법에 대한 일례를 나타낼 수 있다.2 to 6, an example of a digital breathing auscultation method using a skin image according to an embodiment of the present invention may be shown.

먼저, 컴퓨터 장치는 영상을 촬영하고, 피부를 검출할 수 있다(110). 컴퓨터 장치는 카메라를 이용하여 영상을 촬영할 수 있다(도 3의 (a)과정). 영상은 소스 영상이라 칭할 수 있다. 컴퓨터 장치는 카메라가 촬영한 소스 영상에서 피부 영역을 검출할 수 있다(도 3의 (b)과정). 예를 들어, 피부 영역은 얼굴 영상뿐만 아니라 다양한 신체부위일 수 있다. 여기서는 얼굴 영상을 중심으로 설명하기로 한다.First, the computer device may capture an image and detect skin (110). The computer device may take an image using a camera (process (a) of FIG. 3). The image may be referred to as a source image. The computer device may detect the skin area from the source image captured by the camera (process (b) of FIG. 3). For example, the skin area may be not only a face image but also various body parts. Here, the description will focus on the face image.

컴퓨터 장치는 얼굴 영상에서 피부색을 검출하고, 검출된 피부 영상에서 피부 관심 영역을 검출 또는 설정할 수 있다. 이때 피부 관심 영역의 크기는 유동적으로 조절할 수 있다. 컴퓨터 장치는 다양한 알고리즘을 이용하여 피부 관심 영역을 검출 또는 설정할 수 있다. 이때 피부 관심 영역을 검출하는 알고리즘은 종래 알려진 다양한 기법을 이용할 수 있다.The computer device may detect a skin color from a face image, and may detect or set a skin region of interest from the detected skin image. At this time, the size of the skin region of interest can be flexibly adjusted. The computer device may detect or set the skin region of interest using various algorithms. At this time, the algorithm for detecting the skin region of interest may use various techniques known in the art.

컴퓨터 장치는 피부 관심 영역에 대한 색상 평균 데이터 추출할 수 있다(120). 색상 평균 데이터는 평균 색상 데이터 또는 색상 데이터 평균값이라 칭할 수 있다. 컴퓨터 장치는 추출한 피부 영역 전체에 대한 색상 평균 데이터를 추출 또는 산출할 수 있다(도 3의 (c)과정). 또한, 컴퓨터 장치는 획득한 영상에서 특정한 피부 영역에 대한 색상 평균 데이터를 추출 또는 산출할 수도 있다. 컴퓨터 장치는 연속된 영상(연속된 프레임)에서 계속 색상 데이터를 추출 또는 산출할 수 있다.The computer device may extract color average data for the region of interest in the skin (120). The color average data may be referred to as average color data or an average color data value. The computer device may extract or calculate color average data for the entire extracted skin area (process (c) of FIG. 3). Also, the computer device may extract or calculate color average data for a specific skin area from the acquired image. The computer device may continuously extract or calculate color data from consecutive images (continuous frames).

색상 데이터는 다양한 값이 사용될 수 있다(도 3의 (d)과정). 예컨대, (1) 색상 데이터는 RGB 색상 체계를 기준으로 R값, G값 및 B값 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 색상 데이터는 R값, G값 및 B값 중 적어도 하나에 대한 색상 평균 데이터를 사용할 수도 있다. (2) 컴퓨터 장치는 RGB 색상 체계를 다른 색상 체계로 변환할 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 장치는 RGB 색상 체계를 YUV, HSV, YCbCr, YCgCo 등과 같은 다양한 색상 체계로 변환할 수 있다. 이 경우 색상 데이터는 주변 환경(조도 등)에 영향을 적게 받는 색차 성분 중 하나를 이용할 수 있다. 예컨대, YCbCr의 경우 Cb값 또는 Cr값 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. YCgCo의 경우는 Cg값 또는 Co값 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 나아가 두 개의 색차 성분 중 조도의 변화에 보다 강인한 어느 하나를 이용할 수 있다. 예컨대, YCgCo의 경우는 Cg값만을 이용할 수 있다. 이 경우 컴퓨터 장치는 피부 영역의 Cg 색상 데이터의 평균값을 색상 데이터로 추출할 수 있다. (3) 나아가 색상 데이터는 RGB, YUV, HSV, YCbCr, YCgCo 등과 같은 다양한 색상 체계에서 적어도 하나 이상의 색 성분에 가중치를 적용하여 조합한 값일 수도 있다. 색 성분을 조합하는 경우 색상 데이터는 색상 체계 및 색 성분의 종류에 따라 서로 다른 가중치를 부여한 값을 합산한 값일 수도 있다. 컴퓨터 장치는 RGB 색상 체계를 갖는 소스 영상을 YCgCo 색상 체계로 변경할 수 있으며, 이하 컴퓨터 장치는 YcgCo에서 Cg값을 구하여 사용한다고 가정한다.Various values may be used for color data (process (d) of FIG. 3). For example, (1) color data may use at least one of an R value, a G value, and a B value based on an RGB color system. Color data may use color average data for at least one of an R value, a G value, and a B value. (2) The computer device can convert the RGB color system to another color system. For example, the computer device may convert RGB color systems into various color systems such as YUV, HSV, YCbCr, YCgCo, and the like. In this case, the color data may use one of the color difference components that are less affected by the surrounding environment (illumination, etc.). For example, in the case of YCbCr, at least one of a Cb value or a Cr value may be used. In the case of YCgCo, at least one of a Cg value or a Co value may be used. Furthermore, one of the two color difference components, which is more robust to changes in illuminance, can be used. For example, in the case of YCgCo, only the Cg value can be used. In this case, the computer device may extract the average value of the Cg color data of the skin region as color data. (3) Furthermore, the color data may be a value obtained by applying a weight to at least one or more color components in various color systems such as RGB, YUV, HSV, YCbCr, YCgCo, and the like. When color components are combined, the color data may be a value obtained by adding different weights according to a color system and a type of color component. The computer device may change the source image having the RGB color system to the YCgCo color system, and it is assumed that the computer device obtains and uses a Cg value from YcgCo.

컴퓨터 장치는 색상 데이터의 평균값에 FFT(Fast Fourier Transform)를 적용할 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 장치는 매 프레임에서의 Cg 값의 평균을 스펙트로그램(Spectrogram)과 FFT등을 사용하여 주파수 분석을 통해 차단주파수를 산출할 수 있다(도 3의 (e)과정). 컴퓨터 장치는 산출된 차단 주파수를 이용해 색상 데이터에 필터링 예를 들면 BPF(Bnad Pass Filter) 또는 MAF(Moving Average Filter)를 적용(도 3의 (f)과정)한 뒤 호흡신호를 산출할 수 있다(130)(도 3의 (g)과정).The computer device may apply Fast Fourier Transform (FFT) to the average value of color data. For example, the computer device may calculate the cutoff frequency through frequency analysis using a spectrogram and an FFT on the average of the Cg values in each frame (process (e) of FIG. 3). The computer device may calculate a respiration signal after applying a filtering, for example, BPF (Bnad Pass Filter) or MAF (Moving Average Filter) (process (f) of FIG. 3) to color data using the calculated cutoff frequency ( 130) (process (g) of FIG. 3).

컴퓨터 장치는 산출된 호흡신호를 보간 그리고 증폭할 수 있다(140). 컴퓨터 장치는 산출 또는 획득한 호흡신호(도 4의 (h)과정)의 각 피크를 피크검색 알고리즘을 사용해 상단피크와 하단피크를 검출 및 조정할 수 있다(150)(도 4의 (i)과정). 컴퓨터 장치는 검출한 상단 피크와 하단 피크를 구분하여 들숨부분과 날숨부분을 검출할 수 있다(160). The computer device may interpolate and amplify the calculated respiratory signal (140). The computer device can detect and adjust the upper and lower peaks of each peak of the calculated or acquired respiration signal (process (h) of Fig. 4) using a peak search algorithm (150) (process (i) of Fig. 4). . The computer device may detect an inhalation portion and an exhalation portion by distinguishing the detected upper peak and the lower peak (160).

들숨은 하단피크에서 상단피크로 올라가는 부분이고, 날숨은 상단피크에서 하단피크로 내려가는 부분일 수 있다. It is a part that rises from the inhaled lower peak to the upper peak, and may be a part that goes down from the exhaled upper peak to the lower peak.

컴퓨터 장치는 검출된 들숨부분과 날숨부분을 이용하여 들숨 또는 날숨을 구분(도 4의 (j)과정)함으로써, 호흡 길이를 측정 또는 검출할 수 있다(도 4의 (k)과정). 컴퓨터 장치는 산출된 호흡신호의 피크 간격을 이용한 호흡수를 측정 또는 산출할 수 있다(도 4의 (l)과정).The computer device can measure or detect the breathing length by using the detected inhalation portion and the exhalation portion to distinguish between inhalation or exhalation (process (j) of FIG. 4) (process (k) of FIG. 4). The computer device may measure or calculate the number of breaths using the peak interval of the calculated breathing signal (process (l) of FIG. 4).

그리고 컴퓨터 장치는 호흡신호를 증폭시킬 수 있다. 산출된 호흡신호의 진폭은 낮은 진폭을 갖기 때문에 출력 시 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 컴퓨터 장치는 소리 출력이 가능한 적절한 크기로 호흡신호를 증폭시킬 수 있다. And computer devices can amplify breathing signals. Since the calculated amplitude of the breathing signal has a low amplitude, problems may occur during output. To solve this problem, a computer device can amplify the breathing signal to an appropriate size for sound output.

이후, 컴퓨터 장치는 들숨과 날숨 길이와 시간을 구한 뒤 사전에 준비한 호흡 음원 신호를 들숨, 날숨 길이에 맞추어 서브 샘플링 혹은 보간할 수 있다(170). 예를 들어, 컴퓨터 장치는 피크 간격을 통한 각 호흡당 들숨과 날숨의 길이를 측정할 수 있다(171). 컴퓨터 장치는 기설정된 들숨 음원 신호를 측정된 들숨 길이에 대응되도록 보간 또는 축소시킬 수 있다(172). 또는 컴퓨터 장치는 기설정된 날숨 음원 신호를 측정된 날숨 길이에 대응되도록 보간 또는 축소시킬 수 있다(173). Thereafter, the computer device may obtain the length and time of inhalation and exhalation, and then subsample or interpolate the previously prepared breathing sound source signal according to the length of inhalation and exhalation (170). For example, a computer device may measure the length of inhalation and exhalation per breath through the peak interval (171). The computer device may interpolate or reduce the preset inhalation sound source signal to correspond to the measured inhalation length (172). Alternatively, the computer device may interpolate or reduce the preset exhalation sound source signal to correspond to the measured exhalation length (173).

보간법의 경우, 그 종류와 샘플링 주파수가 다양하므로 컴퓨터 장치는 산출된 호흡신호를 정확하게 분석하고, 분석된 호흡신호를 기초로 적절한 보간법을 사용해 소리 출력이 원활하도록 선정하여 사용할 수 있다.In the case of the interpolation method, since the types and sampling frequencies are varied, the computer device can accurately analyze the calculated breathing signal, and select and use an appropriate interpolation method based on the analyzed breathing signal so that the sound output is smooth.

컴퓨터 장치는 호흡의 강도에 따른 호흡 소리 출력음의 강도를 조정하기 위하여 보간이 처리된 음원 신호를 호흡신호의 피크 검출로 나온 들숨, 날숨의 길이에 맞추어 호흡음의 강도를 조정해 줄 수 있다(180). 즉, 컴퓨터 장치는 청진음 출력을 위해 들숨, 날숨부분에 사전에 준비한 호흡 음원 신호를 호흡신호의 들숨, 날숨 길이에 맞추어 조정한 뒤 호흡 강도에 따라 진폭을 조정해 줄 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 장치는 호흡의 크기가 크면 음원 신호의 진폭을 높이고, 호흡의 크기가 작으면 음원 신호의 진폭을 낮출 수 있다.The computer device can adjust the intensity of the breathing sound according to the length of inhalation and exhalation resulting from the peak detection of the breathing signal from the interpolated sound source signal in order to adjust the intensity of the breathing sound output sound according to the intensity of breathing ( 180). That is, the computer device can adjust the breathing sound source signal prepared in advance in the inhalation and exhalation parts for the auscultation sound output according to the inhalation and exhalation length of the breathing signal, and then adjust the amplitude according to the breathing intensity. For example, the computer device may increase the amplitude of the sound source signal when the size of the breath is large, and decrease the amplitude of the sound source signal when the size of the breath is small.

최종적으로 컴퓨터 장치는 변환한 음원 신호를 들숨 강도에 맞추어 음원 신호 진폭 조정 뒤 호흡신호에 가산시킬 수 있다(181). 또는 컴퓨터 장치는 변환한 음원 신호를 날숨 강도에 맞추어 음원 신호 진폭 조정 뒤 호흡신호에 가산시킬 수 있다(182). 컴퓨터 장치는 조정된 들숨, 날숨 음원 신호를 사전에 산출된 호흡신호와 가산 후 그래프와 함께 소리로 출력할 수 있다(190). 이에 컴퓨터 장치는 청음을 통한 사용자의 상태진단이 가능하도록 있다(220).Finally, the computer device may add the converted sound source signal to the breathing signal after adjusting the amplitude of the sound source signal according to the inhalation intensity (181). Alternatively, the computer device may add the converted sound source signal to the breathing signal after adjusting the amplitude of the sound source signal according to the exhalation intensity (182). The computer device may output the adjusted inhalation and exhalation sound source signals as sound together with a graph after adding the previously calculated breathing signal and the graph (190). Accordingly, the computer device is capable of diagnosing the user's condition through listening sound (220).

그리고 컴퓨터 장치는 출력된 호흡신호와 검출된 피크를 기준으로 들숨, 날숨 부분을 구분할 수 있다. 컴퓨터 장치는 검출 피크를 기준으로 각 들숨 부분과 날숨 부분에 진동의 강도나 속도를 조절하여 구분해준다. 즉, 컴퓨터 장치는 추출한 색상데이터를 필터링을 통하여 호흡신호를 산출하고, 상단피크와 하단피크를 검출한 후 들숨, 날숨부분을 구분하고, 각 들숨, 날숨부분의 강도에 따라 진동 디바이스 진동수, 진동의 속도 또는 진동 세기를 조정할 수 있다(200). In addition, the computer device can classify the inhalation and exhalation parts based on the output breathing signal and the detected peak. The computer device distinguishes by adjusting the intensity or speed of vibration in each inhalation part and exhalation part based on the detection peak. That is, the computer device calculates the breathing signal through filtering the extracted color data, detects the upper peak and the lower peak, and then divides the inhalation and exhalation parts, and according to the intensity of each inhalation and exhalation part, the vibration device frequency and vibration The speed or vibration intensity can be adjusted (200).

예를 들어, 컴퓨터 장치는 신호의 강도를 기준으로 들숨 부분에서 강도가 강해질수록 진동의 간격을 느슨하게 하고(예를 들어, 즉 100ms 기준으로 들숨 부분은 진동 70ms, 대기 30ms로 설정할 수 있다.(진동:대기 = 70:30, 100ms 기준))(201), 날숨 부분부터 강도가 약해질수록 진동의 간격을 조밀하게(202) 진동을 출력(예를 들어, 날숨 부분은 진동 95ms, 대기 5ms로 설정할 수 있다.(진동:대기 = 95:5, 100ms 기준))할 수 있다(210). For example, the computer device loosens the interval of vibration as the intensity of the inhalation portion increases based on the strength of the signal (for example, the inhalation portion may be set to vibration 70 ms and standby 30 ms based on 100 ms. (vibration). :Atmospheric = 70:30, based on 100ms)) (201), as the intensity decreases from the exhalation part, the interval of the vibration is densely (202), and the vibration is output (e.g., the exhalation part is set to vibration 95ms, standby 5ms. Can (vibration: atmospheric = 95:5, based on 100ms)) can (210).

사용자가 직관적으로 호흡을 느끼며 진동을 통한 사용자의 상태진단(호흡질환 진단 또는 호흡 강도 진단)이 가능하도록 한다(230,240). The user intuitively feels breathing and enables the user's condition diagnosis (respiratory disease diagnosis or respiratory intensity diagnosis) through vibration (230, 240).

상술한 바와 같이, 컴퓨터 장치는 원활한 청진음 출력을 위해 증폭과 보간을 수행하며, 증폭의 경우 다양한 범위로 수행할 수 있다. 그리고 컴퓨터 장치는 호흡신호를 통해 생성된 청진음을 이용하여 청음과 그래프를 통한 사용자의 상태진단을 하거나 호흡신호를 통해 조정된 진동을 이용하여 사용자의 상태진단을 할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 상태진단은 소리 청취와 진동을 통한 사용자 상태 자가 진단(220), 호흡질환 진단(230), 호흡 강도 진단(240)을 포함할 수 있다.As described above, the computer device performs amplification and interpolation for smooth auscultation sound output, and in the case of amplification, it can be performed in various ranges. In addition, the computer device can diagnose the user's condition through audible sound and graph using the auscultation sound generated through the breathing signal, or diagnose the user's condition by using the vibration adjusted through the breathing signal. For example, the user's condition diagnosis may include a user condition self-diagnosis 220, a respiratory disease diagnosis 230, and a respiratory intensity diagnosis 240 through sound listening and vibration.

도 7 내지 도 8을 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법에 대한 다른 예를 나타낼 수 있다. 7 to 8, another example of a digital breathing auscultation method using a skin image according to an embodiment of the present invention may be shown.

컴퓨터 장치는 스마트 기기의 카메라를 이용하여 최대 흡기 후 연이어서 최대 호기하는 사용자의 얼굴 영상을 촬영하고(310), 얼굴 영역 및 피부 영역을 검출할 수 있다(320).The computer device may capture a face image of a user who continuously exhales after the maximum inhalation using the camera of the smart device (310), and detects the face area and the skin area (320).

그리고 컴퓨터 장치는 지정된 피부 관심 영역에서 Cg색상 데이터(330)에 MAF(Moving Average Filter), BPF(Band Pass Filter)등을 적용하여 상단 피크와 하단 피크를 검출할 수 있다(340). 이에 대한 자세한 설명은 앞에서 설명하였으므로 생략하기로 한다.In addition, the computer device may detect the upper peak and the lower peak by applying a moving average filter (MAF), a band pass filter (BPF), or the like to the Cg color data 330 in the designated skin region of interest (340). A detailed description of this has been described above, so it will be omitted.

컴퓨터 장치는 검출된 호흡신호의 피크점을 통한 호흡수 및 호흡 강도를 측정할 수 있다(350). 컴퓨터 장치는 검출된 음의 피크에서 1초 간격으로(t1, t2, t3)를 기준으로 색상데이터 평균값에 대응하는 제1, 제2, 제3 색상데이터의 차이값(h1, h2, h3)을 검출할 수 있다(351). The computer device may measure the respiration rate and respiration intensity through the peak point of the detected respiration signal (350). The computer device calculates the difference values (h1, h2, h3) between the first, second, and third color data corresponding to the average color data value at 1-second intervals (t1, t2, t3) from the detected negative peak. Can be detected (351).

구체적으로 컴퓨터 장치는 가장 작은 음의 피크 값에서 1초 경과한 t1 시점의 h1, 2초 경과한 t2 시점의 색상데이터 h2, 3초 경과한 t3 지점의 색상데이터 h3을 산출하고, 산출된 h1, h2, h3을 강제 호기량 제1 회귀 분석식에 적용하여(355) 제1, 제2, 제3 강제 호기량(FEV1,FEV2,FEV3)을 추정할 수 있다(352).Specifically, the computer device calculates h1 at the point t1 after 1 second from the smallest negative peak value, h2 at the point t2 after 2 seconds, and h3 at the point t3 after 3 seconds, and calculates the calculated h1, By applying h2 and h3 to the forced expiratory volume first regression analysis equation (355), the first, second, and third forced expiratory volumes (FEV 1 , FEV 2 , and FEV 3) may be estimated (352).

그리고 컴퓨터 장치는 다음으로 추정된 제1, 제2, 제3 강제 호기량을 강제 호기량 제2 회귀 분석식에 적용하여(356) 개선된 제1, 제2, 제3 강제 호기량(FEV1,FEV2,FEV3)을 측정할 수 있다(353). 그리고 컴퓨터 장치는 FVC를 최종적으로 측정할 수 있다(354). FVC는 강제폐활량 혹은 노력성 폐활량을 의미하며, 공기를 최대로 들이마신 상태에서 최대한 내뱉을 수 있는 공기의 양을 나타낼 수 있다.In addition, the computer device applies the estimated first, second, and third forced expiratory volumes to the second regression analysis equation of the forced expiratory volume (356), thereby improving the first, second, and third forced expiratory volumes (FEV 1 , FEV 2 ). ,FEV 3) can be measured (353). And the computer device can finally measure the FVC (354). FVC means forced lung capacity or effort lung capacity, and can represent the amount of air that can be exhaled as much as possible while inhaling air to the maximum.

강제 폐활량(FVC)은 FEV1, FEV2, FEV3를 통하여 산출할 수 있으며 아래 수학식 1과 같다.The forced lung capacity (FVC) can be calculated through FEV 1, FEV 2, and FEV 3 , and is shown in Equation 1 below.

Figure 112018100835145-pat00001
Figure 112018100835145-pat00001

상술한 바와 컴퓨터 장치는 호흡신호를 활용하여 호흡수, 호흡 강도를 통한 호흡기질환, 폐질환 등을 진단할 수 있다(360,370). As described above, the computer device can diagnose respiratory diseases, lung diseases, etc. through respiratory rate and respiratory intensity by using the respiratory signal (360,370).

컴퓨터 장치는 산출된 호흡신호를 통해 호흡수를 측정하고 호흡의 빈도수에 따라 정상호흡, 빈호흡, 서호흡, 무호흡 등으로 구분하며 분당 호흡수가 12~20회로 지속될 경우 정상호흡, 분당 호흡수가 20회 이상으로 지속될 경우 빈호흡, 분당 호흡수가 12회 이하로 지속될 경우 서호흡, 호흡이 정지될 경우 무호흡으로 진단할 수 있다. The computer device measures the respiration rate through the calculated respiration signal and divides it into normal breathing, tachy breathing, slow breathing, and apnea according to the frequency of breathing.If the breathing rate per minute continues 12 to 20 times, the number of breaths per minute is 20 or more. If it persists, it can be diagnosed as tachypnea, slow breathing if the respiratory rate per minute continues to be less than 12, and apnea if breathing stops.

또한 이를 통하여 컴퓨터 장치는 무호흡에서 다호흡으로의 변화가 반복될시 Biot's 호흡, 분당 25회 이상의 호흡수는 폐렴과 폐 혈전증의 징후가 될 수 있으며 이를 통해 다양한 호흡 질환을 진단할 수 있다.In addition, through this, the computer device can diagnose various respiratory diseases through Biot's breathing when the change from apnea to multiple breathing is repeated, and a respiratory rate of 25 or more breaths per minute can be a sign of pneumonia and pulmonary thrombosis.

컴퓨터 장치는 호흡신호의 피크점을 활용하여 제1, 제2, 제3 강제호기량 (FEV1, FEV2, FEV3)을 추정하며 이를 통해 퍼센트 폐활량(%FVC)과 1초율(FEV1/FVC)을 구한다. %FVC와 1초율을 통해 폐질환 병적 징후를 진단할 수 있으며 폐활량(%FVC) 80%이상 1초율(FEV1) 70%이상 일시에 정상 환기, 폐활량(%FVC) 80%이상 1초율(FEV1) 70%이하 일시에 폐쇄성 환기장애, 폐활량(%FVC) 80%이하 1초율(FEV1) 70%이상 일시에 구속성 환기장애, 폐활량(%FVC) 80%이하 1초율(FEV1) 70%이하 일시에 혼합성 환기장애로 진단할 수 있다.The computer device estimates the first, second, and third forced expiratory volumes (FEV 1 , FEV 2 , FEV 3 ) using the peak points of the breathing signal, and through this, the percent lung capacity (%FVC) and the first second rate (FEV 1 /FVC) are estimated. ). Lung disease pathological signs can be diagnosed through %FVC and 1 second rate, and pulmonary capacity (%FVC) 80% or more 1 second rate (FEV 1 ) 70% or more at a time, normal ventilation, lung capacity (%FVC) 80% or more 1 second rate (FEV) 1) Obstructive ventilation disorder at one time less than 70%, lung capacity (%FVC) 80% or less 1 second rate (FEV 1 ) 70% or more at one time constrained ventilation disorder, lung capacity (%FVC) 80% or less 1 second rate (FEV 1 ) 70% It can be diagnosed as mixed ventilation disorder at the following time.

도 9 및 도 10을 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법에 대한 다른 예를 나타낼 수 있다.9 and 10, another example of a digital breathing auscultation method using a skin image according to an embodiment of the present invention may be shown.

컴퓨터 장치는 호흡수를 산출하기 위해서 카메라에서 검출된 피부 영상을 이용할 수 있다(510,520, 도 10의 (a1) 및 (b1)과정). 여기서 피부 영상을 검출하는 것에 대한 설명은 앞에서 자세하게 설명하였으므로 생략하기로 한다. The computer device may use the skin image detected by the camera to calculate the respiratory rate (510, 520, processes (a1) and (b1) of FIG. 10). Here, a description of the detection of the skin image has been described in detail above, and thus will be omitted.

컴퓨터 장치는 피부 영역에 대한 색상 데이터를 필터링하여 맥파신호를 생성 또는 추출할 수 있다(530)(도 10의 (c1)과정). 그리고 컴퓨터 장치는 생성된 맥파신호에 FFT를 적용할 수 있다(540)(도 10의 (d1)과정). The computer device may generate or extract a pulse wave signal by filtering color data for the skin region (530) (process (c1) of FIG. 10). In addition, the computer device may apply the FFT to the generated pulse wave signal 540 (process (d1) of FIG. 10).

컴퓨터 장치는 피부영상을 통해 추출한 맥파신호의 주파수 영역에서 관찰한 가장 큰 값 또는 큰 파워를 가지는 주파수 값을 산출할 수 있다(550)(도 10의 (e1)과정). 그리고 컴퓨터 장치는 산출된 주파수 값을 기준으로 호흡수를 측정할 수 있다(560). 이를 위해 컴퓨터 장치는 호흡수의 기준이 되는 주파수 성분을 검출하기 위한 주파수 대역을 한정 또는 설정할 수 있다(도 10의 (f1)과정). The computer device may calculate the largest value observed in the frequency domain of the pulse wave signal extracted through the skin image or a frequency value having a large power (550) (process (e1) of FIG. 10). And the computer device may measure the respiration rate based on the calculated frequency value (560). To this end, the computer device may limit or set a frequency band for detecting a frequency component that is a reference of the respiratory rate (process (f1) of FIG. 10).

컴퓨터 장치는 호흡수 산출을 위한 주파수 범위를 결정하고 결정된 주파수 범위 내에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값을 이용하여 호흡수를 측정할 수 있다. 그리고 컴퓨터 장치는 호흡수 산출을 위한 특정 주파수 범위를 결정하기 위하여 맥박 신호와 관련된 주파수 범위에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값을 추출할 수 있다(도 10의 (g1)과정).The computer device may determine a frequency range for calculating the respiration rate and measure the respiration rate using a frequency value having the greatest power within the determined frequency range. In addition, the computer device may extract a frequency value having the greatest power in a frequency range related to the pulse signal in order to determine a specific frequency range for calculating the respiration rate (process (g1) of FIG. 10).

예를 들어, 정상적인 사람인 경우 안정 또는 흥분상태에 따라 40~200까지 분당 맥박 수가 측정 될 수 있다. 일례로 기본적으로 관찰하고자 하는 주파수 범위를 0.7Hz에서 3.2Hz으로 제한할 수 있다. 설정한 주파수 범위 내에서 주파수 영역을 관찰하고 해당 주파수 범위에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값에 따라 두 가지 주파수 범위를 결정할 수 있다. For example, in a normal person, the pulse rate per minute can be measured from 40 to 200 depending on the state of stability or excitement. For example, you can basically limit the frequency range you want to observe from 0.7Hz to 3.2Hz. You can observe the frequency range within the set frequency range and determine two frequency ranges according to the frequency value that has the greatest power in the frequency range.

예를 들어, 맥박과 관련된 주파수 범위에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값이 1.4보다 클 경우,

Figure 112018100835145-pat00002
에서
Figure 112018100835145-pat00003
범위를 호흡수 측정을 위한 제 1 주파수 범위라고 명명할 수 있다. For example, if the frequency value with the greatest power in the frequency range related to the pulse is greater than 1.4,
Figure 112018100835145-pat00002
in
Figure 112018100835145-pat00003
The range may be referred to as the first frequency range for respiration rate measurement.

이후, 컴퓨터 장치는 맥박과 관련된 주파수 범위에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값이 1.4보다 작을 경우, 0.1Hz에서 0.35Hz범위를 호흡수 측정을 위한 제 2 주파수 범위를 결정할 수 있다. Thereafter, when the frequency value having the greatest power in the frequency range related to the pulse is less than 1.4, the computer device may determine the second frequency range for measuring the respiration rate from 0.1 Hz to 0.35 Hz.

최종적으로 호흡수 측정을 위해 설정된 주파수 범위에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값을 이용하여 호흡수를 추정하고 추정된 호흡수를 회귀분석 함수에 적용하여 개선된 호흡수를 산출할 수 있다(도 10의 (h1)과정).Finally, the respiration rate can be estimated using the frequency value having the greatest power in the frequency range set for respiration rate measurement, and the improved respiration rate can be calculated by applying the estimated respiration rate to the regression analysis function (Fig. 10). (h1) process).

호흡수 측정을 위한 주파수 범위를 결정하는 과정은 다음과 같다.The process of determining the frequency range for respiration rate measurement is as follows.

컴퓨터 장치는 얼굴영상에서 산출된 색상 데이터 평균값에 FFT를 적용한 결과로부터 맥박과 관련된 주파수 범위(0.7Hz ~ 3.2Hz) 내에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값이 1.4Hz 이상인 경우, 컴퓨터 장치는 아래의 수학식 2를 이용하여 제1 주파수 범위를 결정할 수 있다.The computer device applies the FFT to the average value of color data calculated from the face image, and if the frequency value having the highest power within the frequency range (0.7Hz ~ 3.2Hz) related to the pulse is 1.4Hz or more, the computer device uses the following math: Equation 2 can be used to determine the first frequency range.

Figure 112018100835145-pat00004
Figure 112018100835145-pat00004

위 식에서 fpulse는 맥박과 관련된 주파수 범위(0.7Hz ~ 3.2Hz) 내에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값, frespiration은 상기 fpulse를 이용하여 설정된 호흡수 측정 주파수 범위에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값을 의미할 수 있다. In the above equation, f pulse is the frequency value that has the greatest power within the frequency range (0.7Hz ~ 3.2Hz) related to the pulse, and f respiration is the frequency value that has the greatest power in the respiration rate measurement frequency range set using the f pulse. Can mean

컴퓨터 장치는 수학식 2로 결정되는 주파수 범위에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값(호흡수 측정을 위한 주파수 값)을 결정할 수 있다. The computer device may determine a frequency value (frequency value for measuring respiration rate) having the greatest power in the frequency range determined by Equation 2.

얼굴영상에서 산출된 색상 데이터 평균값에 FFT를 적용한 결과로부터 맥박과 관련된 주파수 범위(0.7Hz ~ 3.2Hz) 내에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값이 1.4 보다 작은 경우, 컴퓨터 장치는 아래의 수학식 3을 이용하여 제2 주파수 범위를 결정할 수 있다. From the result of applying the FFT to the average value of color data calculated from the face image, if the frequency value having the greatest power within the frequency range (0.7Hz ~ 3.2Hz) related to the pulse is less than 1.4, the computer device uses Equation 3 below. Can be used to determine the second frequency range.

이 경우 컴퓨터 장치는 수학식 3으로 결정되는 주파수 범위에서 가장 큰 파워를 가지는 주파수 값(호흡수 측정을 위한 주파수 값)을 결정할 수 있다.In this case, the computer device may determine a frequency value (frequency value for measuring respiration rate) having the greatest power in the frequency range determined by Equation 3.

Figure 112018100835145-pat00005
Figure 112018100835145-pat00005

회귀 분석은 연속형 변수들에 대해 두 변수 사이의 모형을 구한 뒤 적합도를 측정해 내는 분석 방법이다. 회귀 분석은 사전에 일정한 샘플 데이터를 이용하여 특정 값을 산출하는 함수(수식)를 결정할 수 있다(도 10의 (i1) 과정). 회귀 분석 함수는 회귀 직선 또는 회귀 곡선을 나타내는 수식으로 표현될 수 있다. 이때 회귀 분석 함수는 종래 알려진 다양한 수식을 이용할 수 있다.Regression analysis is an analysis method that measures the fit after obtaining a model between two variables for continuous variables. In the regression analysis, a function (formula) for calculating a specific value may be determined by using certain sample data in advance (process (i1) of FIG. 10). The regression analysis function may be expressed as an equation representing a regression line or a regression curve. In this case, as the regression analysis function, various conventionally known equations may be used.

도 11을 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 피부영상을 이용한 호흡에 따른 주파수 강조를 이용한 호흡 반영 음원 생성에 대한 예를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 11, an example of generating a sound source reflecting breath using frequency enhancement according to breathing using a skin image according to an embodiment of the present invention may be shown.

먼저, 컴퓨터 장치는 영상을 촬영하고, 피부를 검출할 수 있다(a2). 컴퓨터 장치는 피부 관심 영역에 대한 색상 평균 데이터 추출할 수 있다(b2). 이에 대한 자세한 설명은 도 2 내지 도 6에서 이미 설명하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.First, the computer device can capture an image and detect skin (a2). The computer device may extract color average data for the skin region of interest (b2). A detailed description of this has already been described with reference to FIGS. 2 to 6, and thus will be omitted here.

컴퓨터 장치는 색상 데이터의 평균값에 필터링(Bnad Pass Filter 등)을 적용한 뒤 호흡신호를 산출할 수 있다(c2). 그리고 컴퓨터 장치는 산출된 호흡신호를 보간할 수 있다(d2). 예를 들어, 영상을 이용한 호흡신호 검출은 초당 30프레임으로 입력된 영상으로부터 색상 변화를 통해 계산하기 때문에 30Hz의 샘플링 속도를 가질 수 있다. The computer device can calculate the respiration signal after applying filtering (Bnad Pass Filter, etc.) to the average value of color data (c2). And the computer device can interpolate the calculated breathing signal (d2). For example, detection of a respiration signal using an image may have a sampling rate of 30 Hz because it is calculated through color change from an image input at 30 frames per second.

컴퓨터 장치는 일반적인 음원과의 시간을 고려하였을 때, 원활한 처리를 위해 샘플수를 확장해야 하기 때문에, 사용자의 선호 음원과 동일한 샘플링 속도를 유지할 수 있도록 호흡신호의 샘플수를 보간(Interporation)하여 확장할 수 있다. Since the computer device needs to expand the number of samples for smooth processing in consideration of the time with a general sound source, it can be expanded by interpolating the number of samples of the breathing signal to maintain the same sampling rate as the user's preferred sound source. I can.

컴퓨터 장치는 사용자의 음원파일 저장부 혹은 음원파일 저장소(f2)에 저장된 음원을 사용할 수 있다. 음원파일 저장소에 저장된 음원은 사용자의 선호 음원일 수 있다. 컴퓨터 장치는 음원파일 저장소(f2)에서 저장된 음원 파일을 선택하거나 선택된 음원 파일에 대해 샘플 속도를 계산할 수 있다(g2). The computer device may use the sound source stored in the user's sound source file storage unit or the sound source file storage f2. The sound source stored in the sound source file storage may be a user's preferred sound source. The computer device may select a sound source file stored in the sound source file storage f2 or calculate a sample rate for the selected sound source file (g2).

컴퓨터 장치는 선택된 음원 신호의 고역/저역강조 수행을 위하여 선호 음원파일의 신호를 입력한다(h2). 또는 컴퓨터 장치는 선택된 음원 파일을 보간할 수 있다(d2).The computer device inputs a signal of the preferred sound source file to perform high/low frequency enhancement of the selected sound source signal (h2). Alternatively, the computer device may interpolate the selected sound source file (d2).

그리고 컴퓨터 장치는 호흡 반영 음원 조율을 위해 고역강조와 저역강조 필터링을 이용한 주파수 강조기법을 사용할 수 있다. In addition, the computer device can use a frequency enhancement technique using high-pass emphasis and low-pass emphasis filtering to tune the sound source reflecting the breath.

보간된 호흡신호에서 주파수 강조필터 계수

Figure 112018100835145-pat00006
는 아래 수학식 4를 활용하여 계산할 수 있다(e2).Frequency-enhanced filter coefficient in interpolated breathing signal
Figure 112018100835145-pat00006
Can be calculated using Equation 4 below (e2).

Figure 112018100835145-pat00007
Figure 112018100835145-pat00007

위의 수학식 4에서 r[n]은 보간된 호흡신호, rp 와 rn은 각각 호흡신호의 최대값과 최소값을 나타낼 수 있다. 일반적인 강조 필터 계수는 -0.95 ∼ 0.95의 범위를 갖기 때문에, rp 와 rn은 각각 호흡신호의 최대값, 최소값에 5%를 추가하여 적절한 범위의 강조필터 계수가 생성될 수 있도록 한다.In Equation 4 above, r[n] may represent the interpolated respiratory signal, and r p and r n may represent the maximum and minimum values of the respiratory signal, respectively. Since the general emphasis filter coefficient ranges from -0.95 to 0.95, r p and r n add 5% to the maximum and minimum values of the respiratory signal, respectively, so that an appropriate range of emphasis filter coefficients can be generated.

입력된 호흡신호에서 계산된 시간에 따른 강조필터 계수를 아래 수학식 5 에 대합하여 사용자의 호흡 상태에 따른 선호 음원의 주파수 강조를 수행할 수 있다(i2).It is possible to perform frequency enhancement of the preferred sound source according to the user's breathing state by matching the emphasis filter coefficient according to the time calculated from the input breathing signal to Equation 5 below (i2).

Figure 112018100835145-pat00008
Figure 112018100835145-pat00008

상기 수학식 5에서

Figure 112018100835145-pat00009
는 강조필터 계수, x는 음원신호이며 y는 최종 산출된 변경된 음원신호를 나타낼 수 있다.In Equation 5 above
Figure 112018100835145-pat00009
Denotes an enhancement filter coefficient, x denotes a sound source signal, and y denotes a finally calculated changed sound source signal.

위 수학식 5를 적용하여 입력된 호흡은 양(+)의 값을 가질 경우 고역강조가 수행될 수 있고, 음(-)의 값을 가질 경우 저역강조가 수행될 수 있다. 강조의 강도는 현재 호흡신호의 진폭 범위에 따라 달리 적용될 수 있다.When the breath input by applying Equation 5 above has a positive (+) value, high-pass emphasis can be performed, and when it has a negative (-) value, low-pass emphasis can be performed. The intensity of the emphasis can be applied differently depending on the amplitude range of the current breathing signal.

결과적으로 사용자의 호흡을 반영한 음원을 생성 및 출력함으로써 사용자의 현재 호흡 상태를 자가적으로 청진 및 진단할 수 있다. As a result, by generating and outputting a sound source reflecting the user's breathing, it is possible to self-auscultate and diagnose the user's current breathing state.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법은 기존 접촉식 청진방식에서 벗어나 스마트 기기의 카메라와 같은 일반 카메라, 적외선카메라 등을 통해 입력된 피부영상으로부터 호흡신호를 산출해 적절한 증폭과 보간을 처리하여 청진이 가능한 신호를 산출할 수 있다.As described above, the digital breathing auscultation method using a skin image according to an embodiment of the present invention deviates from the conventional contact type auscultation method and transmits a breathing signal from a skin image input through a general camera such as a camera of a smart device It can calculate and process appropriate amplification and interpolation to produce a signal that can be auscultated.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법은 스마트 기기의 애플리케이션 형태로 개발할 경우 별도의 장치를 요구하지 않아 일반 사용자들을 대상으로 빠르고 편리한 청진음과 진동을 통하여 제공할 수 있고, 이를 통한 건강상태 직관적으로 진단이 가능할 수 있다. In addition, the digital breathing auscultation method using a skin image according to an embodiment of the present invention does not require a separate device when developed in the form of an application of a smart device, and thus can be provided to general users through fast and convenient auscultation sound and vibration. In this way, a health condition can be intuitively diagnosed.

결과적으로 기존 디지털 청진에 필요한 별도 기기를 사용하는 방법을 효과적으로 대체할 수 있다. 또한 추가적으로 호흡수, 호흡 강도, 호흡질환, 폐질환 등의 진단정보를 함께 제공하여 청음과 진동을 통한 상태진단과 더불어 추가적인 진단정보를 활용한 상태진단이 가능할 수 있다. As a result, it can effectively replace the method of using a separate device required for the existing digital auscultation. In addition, by providing diagnosis information such as respiratory rate, respiratory intensity, respiratory disease, and lung disease in addition, it is possible to diagnose the condition using additional diagnostic information in addition to the condition diagnosis through listening and vibration.

본 발명의 실시 예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.Embodiments of the present invention and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the above-described technology, and those skilled in the art within the scope of the technical ideas included in the above-described specification and drawings It will be apparent that both modified examples and specific embodiments that can be easily inferred are included in the scope of the rights of the above-described technology.

50 : 스마트 기기
51 : 카메라
52 : 저장 장치
53 : 제어 장치
54 : 출력 장치
81 : 카메라
85 : 컴퓨터
91 : 사용자 단말
95 : 서버
50: smart device
51: camera
52: storage device
53: control device
54: output device
81: camera
85: computer
91: user terminal
95: server

Claims (22)

카메라를 이용하여 촬영된 영상에서 컴퓨팅 장치가 피부 영역을 검출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 검출된 상기 피부 영역에서 생체신호를 추출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 추출된 상기 생체신호에서 호흡신호를 추출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 추출된 상기 호흡신호를 증폭하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 증폭된 상기 호흡신호를 가청이 가능한 샘플링 주파수를 적용하여 보간하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 상기 호흡신호를 들숨과 날숨을 구분하여 진동으로 출력하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 기설정된 음원 신호를 상기 호흡신호의 들숨 길이와 날숨 길이에 대응하여 보간하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 보간된 상기 음원 신호를 호흡 강도에 따라 진폭을 조정하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 조정된 상기 음원신호와 상기 호흡신호를 결합하여 소리로 출력하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 상기 호흡신호를 활용하여 호흡상태 정보를 제공하는 단계; 및
상기 컴퓨팅 장치가 상기 호흡신호를 통해 호흡 강도를 측정하는 단계;를 포함하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
Detecting, by a computing device, a skin area from an image captured using a camera;
Extracting a bio-signal from the skin area in which the computing device is detected;
Extracting, by the computing device, a respiration signal from the extracted biological signal;
Amplifying, by the computing device, the extracted breathing signal;
Interpolating, by the computing device, the amplified breathing signal by applying an audible sampling frequency;
Outputting, by the computing device, the breathing signal as vibration by separating the breathing signal from inhalation and exhalation;
Interpolating, by the computing device, a preset sound source signal corresponding to an inhalation length and an exhalation length of the breathing signal;
Adjusting, by the computing device, an amplitude of the interpolated sound source signal according to a breathing intensity;
Combining, by the computing device, the adjusted sound source signal and the breathing signal and outputting a sound;
Providing, by the computing device, breathing state information using the breathing signal; And
Digital breathing auscultation method using a skin image comprising a; step of the computing device measuring the breathing intensity through the breathing signal.
제1항에 있어서,
상기 증폭된 상기 호흡신호는 가청할 수 있는 샘플링 주파수를 사용해 확장하여 보간하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
The amplified breathing signal is a digital breathing auscultation method using a skin image that is expanded and interpolated using an audible sampling frequency.
제1항에 있어서,
증폭된 상기 호흡신호를 가청이 가능한 샘플링 주파수를 적용하여 보간하는 단계 이후,
상기 컴퓨팅 장치가 상기 보간된 호흡신호의 상단 피크와 하단 피크를 검출하고, 상기 호흡신호의 상단 피크와 상기 하단 피크를 이용하여 상기 호흡신호의 들숨과 날숨을 구분 하며 들숨 날숨 길이를 구하는 단계를 포함하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
After the step of interpolating the amplified breathing signal by applying an audible sampling frequency,
And determining, by the computing device, an upper peak and a lower peak of the interpolated respiration signal, distinguishing between inhalation and exhalation of the respiration signal by using the upper peak and the lower peak of the respiration signal, and obtaining an inhalation and exhalation length. Digital breathing auscultation method using skin image.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨팅 장치가 기 설정된 음원 신호를 상기 추출된 호흡신호의 들숨 길이와 날숨 길이에 대응하여 보간 혹은 축소하는 단계를 포함하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
Digital breathing auscultation method using a skin image comprising the step of interpolating or reducing, by the computing device, a preset sound source signal according to the inhalation length and the expiration length of the extracted breathing signal.
제1항에 있어서,
보간 및 축소된 음원 신호를 호흡 강도에 따라 진폭을 조정하는 단계는
상기 컴퓨팅 장치가 호흡의 강도가 강해질수록 진폭을 커지도록 조정하고, 호흡 강도가 약해질수록 진폭을 작도록 조정하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
Adjusting the amplitude of the interpolated and reduced sound source signal according to the breathing intensity
A digital breathing auscultation method using a skin image in which the computing device adjusts the amplitude to increase as the intensity of breathing increases, and adjusts the amplitude to decrease as the intensity of breathing increases.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨팅 장치가 조정된 상기 음원신호를 상기 호흡신호와 결합하여 소리로 호흡 상태를 센싱 또는 측정하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
Digital breathing auscultation method using a skin image for sensing or measuring a breathing state by sound by combining the sound source signal adjusted by the computing device with the breathing signal.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨팅 장치가 상기 호흡신호를 그래프로 출력하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
Digital breathing auscultation method using a skin image in which the computing device outputs the breathing signal as a graph.
제1항에 있어서,
상기 호흡신호를 진동으로 출력하는 단계는
상기 컴퓨팅 장치가 상기 호흡 강도를 기준으로 상기 들숨에서 강도가 강해질수록 진동의 간격이 길어지도록 조정하고, 상기 날숨에서 강도가 약해질수록 진동의 간격이 짧아지도록 조정하여 출력하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
The step of outputting the breathing signal as vibration
Digital breathing using a skin image that the computing device adjusts so that the interval of vibration increases as the intensity increases in the inhalation based on the breathing intensity, and the interval of the vibration decreases as the intensity decreases in the exhalation. Auscultation method.
제1항에 있어서,
상기 호흡 강도 또는 호흡수는 상기 호흡신호의 상단 피크와 하단 피크를 이용하여 추출 또는 산출되는 영상을 이용한 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
The respiration intensity or respiration rate is a digital respiration auscultation method using a skin image using an image extracted or calculated using an upper peak and a lower peak of the respiration signal.
제1항에 있어서,
상기 호흡 강도를 측정하는 단계는
상기 컴퓨팅 장치가 상기 호흡신호의 진폭을 이용하는 것을 특징으로 하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
The step of measuring the breathing intensity
Digital breathing auscultation method using a skin image, characterized in that the computing device uses the amplitude of the breathing signal.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨팅 장치가 호흡 질환을 예측하는 정보를 제공하는 단계를 더 포함하고,
상기 호흡 질환을 예측하는 정보를 제공하는 단계는
상기 호흡신호를 통해 측정된 상기 호흡의 강도, 호흡의 규칙성, 호흡수를 이용하는 것을 특징으로 하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 1,
The computing device further comprises providing information for predicting a respiratory disease,
Providing information for predicting the respiratory disease
Digital breathing auscultation method using a skin image, characterized in that using the intensity of the breathing, the regularity of breathing, and the number of breaths measured through the breathing signal.
카메라를 이용하여 촬영된 최대 흡기 후 연이은 최대 호기하는 영상에서 컴퓨팅 장치가 피부 영역을 검출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 검출된 상기 피부 영역에서 생체신호를 추출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 추출된 상기 생체신호에서 호흡신호를 추출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 추출된 상기 호흡신호의 상단 피크와 하단 피크를 검출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 검출된 상기 상단 피크와 상기 하단 피크를 이용하여 호흡 커브의 피크점을 측정하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 검출된 상기 호흡 커브를 활용하여 제1 강제 호기량(FEV1), 제2 강제 호기량(FEV2), 제3 강제 호기량(FEV3)을 측정하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 측정된 상기 제1 강제 호기량(FEV1), 측정된 상기 제2 강제 호기량(FEV2), 측정된 상기 제3 강제 호기량(FEV3)을 활용하여 강제 폐활량(FVC)를 측정하는 단계; 및
상기 컴퓨팅 장치가 측정된 상기 강제 폐활량(FVC)를 활용하여 폐기능 정보를 제공하는 단계;
를 포함하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
Detecting, by a computing device, a skin area in an image that is continuously exhaled after maximum inhalation taken using a camera;
Extracting a bio-signal from the skin area in which the computing device is detected;
Extracting, by the computing device, a respiration signal from the extracted biological signal;
Detecting, by the computing device, an upper peak and a lower peak of the extracted respiration signal;
Measuring, by the computing device, a peak point of a breathing curve using the detected upper peak and the lower peak;
Measuring, by the computing device, a first forced expiratory volume (FEV1), a second forced expiratory volume (FEV2), and a third forced expiratory volume (FEV3) using the detected breathing curve;
Measuring, by the computing device, a forced lung capacity (FVC) using the measured first forced expiratory volume (FEV1), the measured second forced expiratory volume (FEV2), and the measured third forced expiratory volume (FEV3); And
Providing, by the computing device, lung function information using the measured forced lung capacity (FVC);
Digital breathing auscultation method using a skin image comprising a.
제12항에 있어서,
검출된 상기 상단 피크와 상기 하단 피크를 이용하여 호흡 커브의 피크점을 측정하는 단계는
상기 컴퓨팅 장치가 측정된 상기 커브의 피크점을 통해 호흡수 및 호흡 강도를 측정하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 12,
Measuring the peak point of the breathing curve using the detected upper peak and the lower peak
Digital breath auscultation method using a skin image in which the computing device measures the respiration rate and respiration intensity through the measured peak point of the curve.
제13항에 있어서,
상기 호흡수 및 상기 호흡 강도 측정은
상기 컴퓨팅 장치가 검출된 상기 호흡 신호의 상기 상단 피크와 상기 하단 피크를 측정하여 들숨 부분과 날숨 부분을 검출하고,
상기 컴퓨팅 장치가 상기 상단 피크의 높이, 상기 하단 피크의 높이 그리고 피크 수를 통해 상기 호흡 수와 상기 호흡 강도를 측정하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 13,
The respiration rate and the respiration intensity measurement
The computing device detects an inhalation portion and an exhalation portion by measuring the upper peak and the lower peak of the detected respiration signal,
Digital breathing auscultation method using a skin image in which the computing device measures the number of breaths and the intensity of breaths through the height of the upper peak, the height of the lower peak, and the number of peaks.
제12항에 있어서,
상기 제1 강제 호기량(FEV1), 상기 제2 강제 호기량(FEV2) 그리고 상기 제3 강제 호기량(FEV3)은
상기 컴퓨팅 장치가 검출된 상기 호흡 커브의 하단 피크 값에서 1초 경과한 t1 시점의 h1, 2초 경과한 t2 시점의 h2, 3초 경과한 t3 시점의 h3를 강제 호기량 회귀 분석식에 적용하여 측정하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 12,
The first forced expiration amount (FEV1), the second forced expiration amount (FEV2), and the third forced expiration amount (FEV3) are
Measured by applying h1 at time t1 after 1 second, h2 at time t2 after 2 seconds, and h3 at time t3 after 3 seconds from the lower peak value of the respiration curve detected by the computing device to a forced expiratory volume regression analysis equation Digital breathing auscultation method using skin image.
제12항에 있어서,
상기 강제 폐활량(FVC)은 수학식 1을 이용하여 산출하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
[수학식 1]
Figure 112018100835145-pat00010
The method of claim 12,
The forced lung capacity (FVC) is a digital breathing auscultation method using a skin image calculated using Equation 1.
[Equation 1]
Figure 112018100835145-pat00010
제12항에 있어서,
측정된 상기 강제 폐활량(FVC)를 활용하여 폐기능 정보를 제공하는 단계는
상기 컴퓨팅 장치가 상기 강제 폐활량(FVC)과 상기 제1 강제 호기량(FEV1)을 활용하여 퍼센트 폐활량(%FVC)와 1초율(FEV1/FVC)을 산출하여 폐 기능을 정보를 제공하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 12,
Providing lung function information using the measured forced lung capacity (FVC)
The computing device calculates percent lung capacity (%FVC) and 1 second rate (FEV1/FVC) using the forced vital capacity (FVC) and the first forced expiratory capacity (FEV1), and uses a skin image that provides information on the lung function. Digital breathing auscultation method.
제17항에 있어서,
측정된 상기 강제 폐활량(FVC)를 활용하여 폐 기능 정보를 제공하는 단계는
상기 컴퓨팅 장치가 상기 폐활량(%FVC) 80%이상 상기 1초율(FEV1) 70%이상이면 정상 환기로 예측하는 정보를 제공하고,
상기 컴퓨팅 장치가 상기 폐활량(%FVC) 80%이상 상기 1초율(FEV1) 70%이하이면 폐쇄성 환기장애로 예측하는 정보를 제공하고,
상기 컴퓨팅 장치가 상기 폐활량(%FVC) 80%이하 상기 1초율(FEV1) 70%이상이면 구속성 환기장애로 예측하는 정보를 제공하고,
상기 컴퓨팅 장치가 상기 폐활량(%FVC) 80%이하 상기 1초율(FEV1) 70%이하이면 혼합성 환기장애로 예측하는 정보를 제공하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 17,
Providing lung function information using the measured forced lung capacity (FVC)
If the computing device is more than 80% of the lung capacity (%FVC) and more than 70% of the 1 second rate (FEV1), it provides information that predicts normal ventilation,
If the computing device is more than 80% of the lung capacity (%FVC) and less than 70% of the 1 second rate (FEV1), it provides information that predicts obstructive ventilation disorder,
If the computing device is less than 80% of the lung capacity (%FVC) or more than 70% of the 1 second rate (FEV1), it provides information that predicts a constrained ventilation disorder,
When the computing device is less than 80% of the lung capacity (%FVC) or less than 70% of the 1 second rate (FEV1), a digital breathing auscultation method using a skin image provides information predicting a mixed ventilation disorder.
카메라를 이용하여 촬영된 영상에서 컴퓨팅 장치가 피부 영역을 검출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 검출된 상기 피부 영역에서 생체신호를 추출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 추출된 상기 생체신호에서 호흡신호를 추출하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 추출된 상기 호흡신호를 음원과 동일한 샘플수(sample rate)로 보간하는 단계;
상기 컴퓨팅 장치가 보간된 상기 호흡신호에 강조필터 계수를 계산하는 단계; 및
상기 컴퓨팅 장치가 계산된 상기 강조필터 계수를 이용해 음원 신호를 필터링하는 단계;를 포함하고,
상기 강조필터 계수를 계산하는 단계는 아래와 같은 수학식 4를 이용하여 산출하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법,
[수학식 4]
Figure 112021501045305-pat00025

상기 수학식 4에서,
Figure 112021501045305-pat00026
는 강조필터 계수, r[n]은 보간된 호흡신호, rp 와 rn은 각각 호흡 신호의 최대값과 최소값.
Detecting, by a computing device, a skin area from an image captured using a camera;
Extracting a bio-signal from the skin area in which the computing device is detected;
Extracting, by the computing device, a respiration signal from the extracted biological signal;
Interpolating the breathing signal extracted by the computing device at the same sample rate as the sound source;
Calculating, by the computing device, an emphasis filter coefficient on the interpolated breathing signal; And
Filtering the sound source signal by the computing device using the calculated enhancement filter coefficient; Including,
The step of calculating the emphasis filter coefficient includes a digital breathing auscultation method using a skin image calculated using Equation 4 below,
[Equation 4]
Figure 112021501045305-pat00025

In Equation 4,
Figure 112021501045305-pat00026
Is the emphasis filter coefficient, r[n] is the interpolated respiratory signal, and r p and r n are the maximum and minimum values of the respiratory signal, respectively.
제19항에 있어서,
추출된 상기 호흡신호를 음원과 동일한 상기 샘플수(sample rate)로 보간하는 단계는
상기 컴퓨팅 장치가 검출된 상기 호흡신호를 기설정된 음원에 대응하여 상기 샘플수를 확장하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
The method of claim 19,
Interpolating the extracted breathing signal to the same number of samples as the sound source (sample rate)
Digital breathing auscultation method using a skin image in which the computing device expands the number of samples in response to a preset sound source with the detected breathing signal.
삭제delete 제19항에 있어서,
상기 강조필터 계수를 이용해 음원 신호를 필터링하는 단계는
아래와 같은 수학식 5를 이용하여 산출하는 피부영상을 이용한 디지털 호흡 청진 방법.
[수학식 5]
Figure 112020133994588-pat00012

상기 수학식 5에서, x는 음원신호이며 y는 최종 산출된 변경된 음원신호.
The method of claim 19,
Filtering the sound source signal using the enhancement filter coefficient
Digital breathing auscultation method using a skin image calculated using Equation 5 below.
[Equation 5]
Figure 112020133994588-pat00012

In Equation 5, x is a sound source signal and y is a finally calculated modified sound source signal.
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