KR102282643B1 - 정맥 검출 장치 및 방법 - Google Patents

정맥 검출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

정맥 검출 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명은, 정맥 검출 장치에 있어서, 상기 장치에 전력을 공급하고 관리하는 전력 관리부; 근적외선을 이용하여 정맥정보를 인식하는 정맥 검출부; 상기 정맥정보를 처리하고 상기 장치를 제어하는 중앙 제어부; 및 상기 처리된 정맥정보를 이미지로 출력하는 초소형 영사부;를 포함한다.
본 발명은, 근적외선을 이용하여 정확하고도 빠르게 정맥 혈관을 찾을 수 있는 할 수 있는 효과가 있다.

Description

정맥 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR EXTRACTING VEIN}
본 발명은 정맥 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 근적외선을 발사하여 반사된 영상을 영상처리하고, 이를 이용하여 정맥을 검출하는 정맥 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
근적외선 장치를 피부에 투사하면 혈관 주변의 조직들은 근적외선을 반사하고 혈관 내부의 적혈구나 백혈구 등(헤모글로빈) 혈구는 근적외선을 흡수하게 되어 명암으로 구분된다. 종래 이러한 원리를 이용한 혈관투시장치들은 일반적으로 병원에서 사용되기에는 너무 고가이므로 제대로 갖추고 있는 병원이 드물고 설혹 갖추고 있다 하더라도 환자 개개인에게 적용할 수 있도록 많은 개수를 구비하는 것은 사실상 불가능하다.
따라서, 환자들을 위해 저렴할 뿐만 아니라 휴대가 용이하며, 손쉽고 빠르게 정맥혈관을 찾을 수 있는 장치의 개발이 절실하다. 특히, 혈관을 찾기 어려운 화상환자나 노약자, 영유아의 경우에는 제대로 정맥혈관을 찾지 못하여 여러 번 반복하여 찌르기에 환자에게는 고통을 주고 빠른 치료나 채혈에도 어려움을 주고 있으며, 잘 훈련되지 않은 의사나 간호사들에게도 난처함을 유발할 수 있다.
그러나, 근원적으로 혈관이 약하거나 피하지방이 두꺼운 환자들이나 화상 환자에게는 늘 그러한 부분이 피할 수 없는 상황이다. 이를 개선하기 위하여 근적외선을 투과하여 정맥혈관을 찾아내는 방법을 이용한 장치들이 많이 제품화되고 있는 것도 사실이다.
하지만 기존에 개발된 근적외선 혈관투시장치들은 일반적으로 병원에서 사용되기에는 너무 고가인지라, 환자들을 위해 저렴하고 빠르게 정맥혈관을 찾을 수 있는 장치의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
공개특허공보 제10-2011-0083314호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 근적외선을 이용하여 정확하고도 빠르게 정맥 혈관을 찾을 수 있는 정맥 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 딥러닝 기술을 이용한 영상처리를 통하여 정확하고도 빠르게 정맥 혈관을 찾을 수 있는 정맥 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 휴대성을 강화하되 웨어러블 형태, 또는 포터블 스탠드 형태로 구현함으로써 보다 쉽고 편리하게 정맥 혈관을 찾을 수 있는 정맥 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 정맥 검출 장치에 있어서, 상기 장치에 전력을 공급하고 관리하는 전력 관리부; 근적외선을 이용하여 정맥정보를 인식하는 정맥 검출부; 상기 정맥정보를 처리하고 상기 장치를 제어하는 중앙 제어부; 및 상기 처리된 정맥정보를 이미지로 출력하는 초소형 영사부;를 포함할 수 있다.
상기 정맥 검출부는, 피사체를 향하여 근적외선을 송출하는 근적외선 송출부; 상기 피사체로부터 반사된 근적외선만을 통과시키는 필터부; 및 상기 통과된 근적외선을 센싱하는 이미지 센서;를 포함할 수 있다.
상기 중앙 제어부는, 상기 장치의 하드웨어를 제어하는 하드웨어 제어부; 및 상기 장치의 안전성을 진단하는 제품 안전 감지부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 중앙 제어부는, 상기 정맥정보를 영상처리하여 영상정보를 생성하는 영상처리부;를 포함할 수 있다.
상기 전력 관리부는, 상기 장치에 전력을 공급하는 배터리; 상기 배터리를 충전하는 충전기; 및 상기 배터리 및 상기 충전기를 제어하는 전력관리IC;를 포함할 수 있다.
상기 초소형 영사부는, 가시광원, MEMS 거울, 영사 렌즈 및 초점제어부를 포함하는 옵티컬 엔진; 상기 영상정보에 따라 상기 가시광원을 제어하는 가시광원 제어부; 및 상기 영상정보에 따라 상기 MEMS 거울의 픽셀을 제어하는 MEMS mirror 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 정맥 검출 장치는, 휴대성을 증대시킬 수 있도록 웨어러블 형태 또는 포터블 스탠드 형태로 구성되어 사용될 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 웨어러블 정맥 검출 장치에 있어서, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 정맥 검출 장치를 포함하는 하우징; 및 상기 하우징에 부착되어 상기 하우징을 사용자에게 고정시키는 밴드;를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 피사체에 근적외선을 송출하는 단계; 상기 피사체에 반사된 근적외선을 센싱하는 단계; 상기 센싱된 근적외선의 영상 데이터를 처리하는 단계; 상기 처리된 영상 데이터를 MEMS 프로젝터(Projector)로 영사하여 정맥 영상을 생성하는 단계; 및 상기 정맥 영상을 이용하여 정맥을 검출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 처리하는 단계는, 상기 영상 데이터를 그레이 스케일(gray scale)로 변환하는 단계; 상기 변환된 영상에 CLAHE(Contrast-limited adaptive histogram equalization)을 적용하는 단계; 상기 적용된 영상에 가우시안 디블러링(Gaussian Deblurring)을 사용하여 노이즈를 제거하는 단계; 및 상기 노이즈가 제거된 영상에 이미지 세그멘테이션(image segmentation)을 적용하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 적용하는 단계는, 상기 변환된 영상의 각각의 프레임마다 CLAHE(Contrast-limited adaptive histogram equalization)을 적용할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 정맥 검출 장치 및 방법은 근적외선을 이용하여 정확하고도 빠르게 정맥 혈관을 찾을 수 있는 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 정맥 검출 장치 및 방법은 딥러닝 기술을 이용한 영상처리를 통하여 정확하고도 빠르게 정맥 혈관을 찾을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 정맥 검출 장치 및 방법은 휴대성을 강화하되 웨어러블 형태로 구현함으로써 보다 쉽고 편리하게 정맥 혈관을 찾을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정맥 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정맥 검출 장치의 세부 블록도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정맥 검출 장치의 초소형 영사부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정맥 검출 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정맥 검출 방법의 영상처리단계를 상세히 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨어러블 정맥 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명을 실제로 실시한 예시를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른, 정맥 검출 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정맥 검출 장치를 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정맥 검출 장치의 세부 블록도를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 따르면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정맥 검출 장치는, 전력 관리부(40), 정맥 검출부(10), 중앙 제어부(20) 및 초소형 영사부(30)를 포함한다.
도 1 및 도 2에 따르면, 전력 관리부(40)는, 본 발명에 따른 정맥 검출 장치를 구성하는 하드웨어에 전력을 공급한다. 전력 관리부(40)는, 본 발명에 따른 정맥 검출 장치에 전력을 공급하는 배터리(42), 배터리(42)를 충전하는 충전기(charger, 41) 및 배터리(42)와 충전기(41)를 제어하는 전력관리IC(Power Management IC, 43)를 포함한다.
배터리(42)는, 재충전이 가능한 2차 전지일 수 있다. 구체적으로, 리튬 이온 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지 등일 수 있다.
또한, 충전기(charger, 41)는 배터리(42)의 특징에 맞게 안정적으로 충전할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 배터리(42)가 일반적으로 사용되는 리튬 이온 전지인 경우, 충전기는 고속 충전을 위한 정전류(Constant Current) 충전 모드, 또는 완전 충전을 위한 정전압(Constant Voltage) 충전 모드로 동작할 수 있다. 또한, 도 2에 따르면, 충전기는 DC 전력에 연결되며, 이를 통하여 배터리(42)를 충전할 수 있다.
전력관리IC(43)는, 배터리(42)로부터 안정적으로 본 발명에 따른 정맥 검출 장치를 구성하는 하드웨어에 전력을 공급하기 위한 것으로서, 전력을 공급하는 도중 전력 손실을 줄이고 사용시간을 늘릴 수 있도록 선형 레귤레이터(Linear Regulator) 또는 스위치 레귤레이터(Switch Regulator)가 사용될 수 있다.
정맥 검출부(10)는 근적외선을 이용하여 정맥 정보를 인식한다. 정맥 검출부(10)는 피사체를 향하여 근적외선을 송출하는 근적외선 송출부(11), 피사체로부터 반사된 근적외선만을 선택적으로 통과시키는 필터부(12), 및 선택적으로 통과된 근적외선을 센싱하는 이미지 센서(13)를 포함할 수 있다.
근적외선은 정맥 속을 흐르는 정맥혈(deoxygenated blood)의 가시화에 가장 접합한 파장인 780nm~900nm 영역일 수 있다. 근적외선 송출부(11)는 위 파장의 근적외선을 발광하는 IR LED(112) 및 IR LED 드라이버(111)를 포함할 수 있다. IR LED 드라이버(111)는, 주변환경에 따라 발광하는 IR LED(112)의 밝기를 조절하도록 IR LED(112)에 공급되는 전류의 크기를 제어할 수 있다.
필터부(12)는, 피사체로부터 반사된 근적외선 정보만 이미지 센서(13)에 전달될 수 있도록 근적외선 파장 대역만 통과할 수 있다. 필터부(12)는 이미지 센서(13)와 인접하여 구성될 수 있다.
이미지 센서(13)는, 필터부(12)를 통과한 근적외선 영상정보를 수신하여 센싱하는 구성으로서, 영상정보 각각의 픽셀을 디지털 데이터로 변환하여 중앙 제어부(20)의 영상처리부(23)로 변환된 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 이미지 센서(13)는 SCI(Serial Camera Interface)를 통해 I2C 통신으로 상기 변환된 데이터를 전송한다.
중앙 제어부(20)는, 하드웨어 제어부(21), 제품 안전 감지부(22) 및/또는 영상처리부(23)를 포함할 수 있다. 하드웨어 제어부(21)는, 본 발명에 따른 정맥 검출 장치의 하드웨어를 제어한다. 구체적으로, 하드웨어 제어부(21)는 마이크로 컨트롤러를 기반으로 본 발명에 따른 정맥 검출 장치의 모든 하드웨어를 제어할 수 있다.
또한, 중앙 제어부(20)는, 배터리(42)의 전압을 실시간으로 감지하는 전압 센서부 및 실시간으로 감지된 배터리(42) 전압을 외부로 표시하는 전압 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 중앙 제어부(20)는, 주변의 광량을 감지하는 광량 감지부(미도시) 및 감지된 광량을 기초로 정맥 검출부(10)에서 송출되는 근적외선의 세기를 조절하는 광량 조절부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
영상처리부(23)는, 정맥 검출부(10)에서 인식된 정맥 정보를 영상처리하여 영상 정보를 생성한다. 또한, 영상처리부(23)는, 정교한 영상정보를 생성하기 위하여 딥러닝 기술을 사용할 수 있다. 이때, 영상처리부(23)는, 이미지 데이터 처리에 특화된 DSP(Digital Signal Processor, 232)를 통해 딥러닝 기술이 포함된 영상처리를 진행할 수 있으며, 이미지 데이터를 저장할 수 있는 플래시 메모리(Flash Memory, 231)에 저장할 수 있다.
여기서 본 실시 예는 딥 러닝 알고리즘(즉, image segnentation, gaussian deblurring 등)을 사용하여 이미지를 처리하는 방식이라 할 것입니다. 이는 일반적으로 종래의 영상처리방법, 예를 들어 팔목 혹은 채혈을 하려는 공간에 적외선 LED로 "Z"모양으로 스캔하여 적외선 빛이 흡수되어 반사되지않는 부분(정맥 혈관)을 가시광선으로 가시화하여 처리하고 있어, 딥 러닝을 이용한 이미지처리하고는 다소 차이가 있다고 할 수 있습니다.
제품 안전 감지부(22)는, 배터리(42) 충전 시 충전기로부터 안정적인 전류가 공급되는지를 판단하는 제1 감지부(미도시), 전력관리IC로부터 관리되는 공급 전력이 안정적인지를 감지하고 판단하는 제2 감지부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 제품 안전 감지부(22)는, 기기의 온도를 감지하여 상기 장치가 과열되었는지를 감지하는 제3 감지부(미도시) 및 상기 장치가 과열된 경우 전력을 차단하는 전력 차단부(미도시)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정맥 검출 장치의 초소형 영사부(30)를 나타낸 도면이다.
초소형 영사부(30)는, MEMS 거울 제어부(31), 가시광원 제어부(32) 및 옵티컬 엔진(Optical Engine)을 포함할 수 있다.
옵티컬 엔진(33)은, 가시광원(320), MEMS 거울(331), 영사 렌즈(332) 및 초점제어부(334)를 포함할 수 있다. 가시광원(322)은 가시광선을 발광하는 구성으로서, 빛의 3원색(RGB)의 가시광원을 포함하거나 백색 광원을 포함할 수 있으며, 가시광원 제어부(32)에 의하여 제어된다. MEMS 거울(331)은 미세 전자 기계 시스템(Microelectromechanical system)을 활용한 거울을 말하며, MEMS 거울 제어부(31)에 의하여 제어된다.
영사 렌즈(332)는 가시광원(322)에 의하여 만들어지는 영상을 확대하여 송출한다. 이때, 초점제어부(334)는 영사 렌즈(332)의 초점을 제어한다. 초점제어부(334)는, 사용자가 외부에서 수동으로 동작하거나 자동으로 동작할 수 있다.
예를 들어, 자동으로 동작하는 초점제어부(334)는, 근적외선을 이용하여 피사체와의 거리를 측정하고, 측정된 거리를 바탕으로 영사 렌즈(332)의 초점을 제어할 수 있다.
구체적으로, 영상처리부(23)에 의하여 생성된 영상 정보에 따라 가시광원을 제어하는 구성이 가시광원 제어부(32)이며, 영상처리부(23)에 의하여 생성된 영상 정보에 따라 MEMS 거울의 각각의 픽셀을 제어하는 구성이 MEMS 거울 제어부(31)이다.
또한, MEMS 거울 제어부(31)는, MEMS 거울 칩(chip)을 포함할 수 있다. 하나의 MEMS 거울 칩은 수백만개의 미세 거울들로 구성되며, 이는 DMD(Digital Micro Mirror Device)로 통칭된다. MEMS 거울 제어부(31)는, 수백만개의 미세 거울들의 기울기를 변경한다. 이를 통하여, MEMS 거울(331)로 입사한 빛을 송출할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
또한, 영상처리부(23)가 수행하는 영상 처리방법은 이하, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에서 상세히 설명된다.
또한, 도 3에 따르면, 초소형 영사부(30)는 코어 제어부(34)를 더 포함할 수 있다. 코어 제어부(34)는, 가시광원 제어부(32), MEMES 거울 제어부(31) 및 초점제어부(334)를 통합 관리 및 제어하는 구성을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른, 정맥 검출 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 중 본 발명의 제1 실시예와 특징이 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략하고 다른 점만을 설명하기로 한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 정맥 검출 방법을 실시하는 주체는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정맥 검출 장치일 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정맥 검출 방법을 나타낸 도면이다.
도 4에 따르면, 본 발명은 피사체에 근적외선을 송출하는 단계(S10), 피사체에 반사된 근적외선을 센싱하는 단계(S20), 센싱된 근적외선의 영상 데이터를 처리하는 단계(S30), 처리된 영상을 MEMS 프로젝터(Projector)로 영사하는 단계(S40), 및 영사된 이미지를 이용하여 정맥을 검출하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정맥 검출 방법의 영상처리단계를 상세히 나타낸 도면이다.
도 5에 따르면, 센싱된 근적외선의 영상 데이터를 처리하는 단계(S30)는, 센싱된 근적외선의 영상 데이터를 그레이 스케일(gray scale)로 변환하는 단계(S301), 변환된 영상 데이터에 CLAHE(Contrast-limited adaptive histogram equalization)을 적용하는 단계(S302), CLAHE가 적용된 영상 데이터에 가우시안 디블러링(Gaussian Deblurring)을 사용하여 노이즈를 제거하는 단계(S303), 및 노이즈가 제거된 영상 데이터에 이미지 세그멘테이션(image segmentation)을 적용하는 단계(S304)를 포함할 수 있다.
다만, 경우에 따라 노이즈를 제거하는 단계(S303) 이후 적외선 부분의 강조가 줄어들었거나 영상이 불명확해진 경우에 한하여, 영상 데이터에 CLAHE을 적용하는 단계(S302)로 돌아갈 수도 있다.
이때, CLAHE(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization)는 이미지 히스토그램 균일화의 방법을 의미한다. 이미지 히스토그램 균일화의 경우 한곳에 집중된 이미지 히스토그램을 전체적으로 골고루 분포하게 하는 작업을 말한다.
다만, CLAHE에서는 영역단위에 노이즈가 있는 경우 히스토그램 균일화를 적용하면 노이즈가 커질 수 있는 상황을 고려하여 노이즈를 감쇠시키는 Contrast limit 값을 적용하여 이 값을 넘어가는 경우는 그 영역은 다른 영역에 균일하게 배분하여 적용할 수 있다.
또한, 이미지 세그멘테이션(image segmentation)을 적용하는 단계(S304)는, 변환된 영상의 각각의 프레임마다 CLAHE(Contrast-limited adaptive histogram equalization)을 적용할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른, 웨어러블 정맥 검출 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 중 본 발명의 제1 및 제2 실시예와 특징이 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략하고 다른 점만을 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨어러블 정맥 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 6에 따르면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨어러블 정맥 검출 장치는, 상기 제1 실시예에 따른 정맥 검출 장치를 내부에 포함하는 하우징, 및 하우징에 부착되어 이를 사용자에게 고정시킬 수 있는 밴드를 포함한다.
하우징은, 상면부와 하면부, 그리고 측면부를 포함할 수 있으며, 측면부의 일측에는, 근적외선을 송출할 수 있는 홀, 송출된 근적외선을 다시 수신하는 홀, 그리고 영상 처리된 정맥 영상 정보가 송출되는 홀 등 다수의 홀이 포함될 수 있다.
홀을 통하여 송출된 정맥 영상 정보는, 피사체에 송출되며, 이 경우 송출된 영상은 피사체에 초점이 맞춰질 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정맥 검출 장치 및 방법을 실제로 실시한 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘드라스트 강화(Contrast enhancement) 및 노이즈 제거를 실시한 것이다.
도 8은, 딥러닝 모델의 학습을 위한 훈련 영상을 나타낸 것으로서, 도 8(a)는 입력 영상이며 도 8(b)는 도 8(a)에 따른 입력 영상을 바탕으로 실제 정맥을 나타낸 도면이다.
도 9(a)는, 근적외선을 이용하여 정맥을 센싱한 정맥 영상이며, 도 9(b)는 도 9(a)의 정맥 영상에 본 발명에 따른 알고리즘을 적용하여, 프로젝터에 의하여 피사체에 최종적으로 송출되는 영상을 나타낸 것이다.
즉, 본 발명에 따른 정맥 검출 장치 및 방법은, 도 7과 같이 단순히 콘트라스트를 강화하고 노이즈를 제거하는 등의 손쉬운 수단을 활용하여 정맥을 검출할 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 정맥 검출 장치 및 방법은, 도 8과 같이 딥러닝 모델 학습을 거칠 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 정맥 검출 장치 및 방법은, 도 9(a)와 같이 매우 흐릿한 정맥 영상을 도 9(b)와 같이 송출할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 은 서버 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록매체를 포함한다. 그 예로는, 롬(Read Only Memory), 램(Random Access Memory), CD(Compact Disk), DVD(Digital Video Disk)-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다. 또한, 이러한 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 정맥 검출부 11: 근적외선 송출부
111: IR LED 드라이버 112: IR LED
12: 필터부 (또는 근적외선 통과 필터부)
13: 이미지 센서 (또는 이미지 센서부)
20: 중앙 제어부 21: 하드웨어 제어부
22: 제품 안전 감지부 23: 영상처리부
231: 플래쉬 메모리 232: DSP(Digital Signal Processor)
30: 초소형 영사부 31: MEMS 거울 제어부
32: 가시광원 제어부 321: Display Control
322: 가시광원 33: 옵티컬 엔진(Optical Engine)
331: MEMS 거울 332: 영사 렌즈
333: DMD (Digital Micro Mirror Device)
334: 초점 제어부
34: 코어 제어부 40: 전력 관리부
41: 충전기 42: 배터리
43: 전력관리IC

Claims (11)

  1. 정맥 검출 장치에 있어서,
    상기 장치에 전력을 공급하고 관리하는 전력 관리부;
    근적외선을 이용하여 정맥정보를 인식하는 정맥 검출부;
    상기 정맥정보를 처리하고 상기 장치를 제어하는 중앙 제어부; 및
    상기 처리된 정맥정보를 이미지로 출력하는 초소형 영사부;를 포함하고,
    상기 중앙 제어부는 상기 정맥정보를 영상처리하여 영상정보를 생성하는 영상처리부;를 포함하고,
    상기 영상처리부는 DSP(Digital singnal Processor)를 통해 딥러닝 기술이 포함된 영상 처리를 진행하며,
    상기 영상처리는 상기 정맥정보를 포함하는 영상데이터를 그레이 스케일로 변환하고, 상기 변환된 영상에 CLAHE(Contrast-limited adaptive histogram equalization)을 적용하고, 상기 적용된 영상에 가우시안 디블러링(Gaussian Deblurring)을 사용하여 노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 영상에 이미지 세그멘테이션(image segmentation)을 적용하는, 정맥 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정맥 검출부는,
    피사체를 향하여 근적외선을 송출하는 근적외선 송출부;
    상기 피사체로부터 반사된 근적외선만을 통과시키는 필터부; 및
    상기 통과된 근적외선을 센싱하는 이미지 센서;를 포함하는 것인, 정맥 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 제어부는,
    상기 장치의 하드웨어를 제어하는 하드웨어 제어부; 및
    상기 장치의 안전성을 진단하는 제품 안전 감지부;를 포함하는 것인, 정맥 검출 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    상기 장치에 전력을 공급하는 배터리;
    상기 배터리를 충전하는 충전기; 및
    상기 배터리 및 상기 충전기를 제어하는 전력관리IC;를 포함하는 것인, 정맥 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 초소형 영사부는,
    가시광원, MEMS 거울, 영사 렌즈 및 초점제어부를 포함하는 옵티컬 엔진;
    상기 영상정보에 따라 상기 가시광원을 제어하는 가시광원 제어부; 및
    상기 영상정보에 따라 상기 MEMS 거울의 픽셀을 제어하는 MEMS mirror 제어부;를 포함하는 것인, 정맥 검출 장치.
  7. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 정맥 검출 장치는 웨어러블 형태 또는 포터블 스탠드 형태로 구성되는 정맥 검출 장치.
  8. 웨어러블 정맥 검출 장치에 있어서,
    제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 정맥 검출 장치를 포함하는 하우징; 및
    상기 하우징에 부착되어 상기 하우징을 사용자에게 고정시키는 밴드;를 포함하는 것인, 웨어러블 정맥 검출 장치.
  9. 피사체에 근적외선을 송출하는 단계;
    상기 피사체에 반사된 근적외선을 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 근적외선의 영상 데이터를 처리하는 단계;
    상기 처리된 영상 데이터를 MEMS 프로젝터(Projector)로 영사하여 정맥 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 정맥 영상을 이용하여 정맥을 검출하는 단계;를 포함하고,
    상기 처리하는 단계는,
    상기 영상 데이터를 그레이 스케일(gray scale)로 변환하는 단계;
    상기 변환된 영상에 CLAHE(Contrast-limited adaptive histogram equalization)을 적용하는 단계;
    상기 적용된 영상에 가우시안 디블러링(Gaussian Deblurring)을 사용하여 노이즈를 제거하는 단계;
    상기 노이즈가 제거된 영상에 이미지 세그멘테이션(image segmentation)을 적용하는 단계; 및
    상기 영상을 DSP(Digital singnal Processor)를 통해 딥러닝 기술로 처리하는 단계;를 포함하는, 정맥 검출 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 적용하는 단계는,
    상기 변환된 영상의 각각의 프레임마다 CLAHE(Contrast-limited adaptive histogram equalization)을 적용하는 것인, 정맥 검출 방법.
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