KR20160053719A - 적응적 이중 문턱값을 이용한 호흡 수 검출 방법 및 그 장치 - Google Patents

적응적 이중 문턱값을 이용한 호흡 수 검출 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 적응적 이중 문턱값을 이용한 호흡 수 검출 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 적응적 이중 문턱값을 이용하여 사용자(피검사자)의 호흡 수를 검출하는 기술에 관한 것으로, 적응적 이중 문턱값을 설정하고, 설정된 적응적 이중 문턱값을 이용하여 사용자의 호흡 신호로부터 호흡 수를 검출하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

적응적 이중 문턱값을 이용한 호흡 수 검출 방법 및 그 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR RESPIRATION RATE DETECTION USING ADAPTIVE DOUBLE THRESHOLD}
본 발명은 적응적 이중 문턱값을 이용한 호흡 수 검출 방법 및 그 장치에 관한 기술로, 보다 상세하게는 이중 문턱값을 적응적으로 설정하고 적응적으로 설정된 이중 문턱 값을 이용하여 사용자의 호흡 신호로부터 호흡 수를 검출하는 기술에 관한 것이다.
본 발명은 교육부 및 한국연구재단의 일반연구자지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2013R1A2009556, 과제명: 힐링케어 인덱스 모델 및 힐링케어 시스템 연구].
심장 박동수, 호흡 수와 같은 생체신호는 인체의 건강상태, 이상유무를 가장 간편하게 진단할 수 있는 요소로써, 주로 중환자 및 응급환자, 언제 건강이 악화될지 모르는 노약자들은 생체신호측정기를 인체에 부착하여 지속적으로 생체신호를 체크하게 된다. 종래의 생체신호측정기는 전기전도도가 있는 센서전극패치를 피부에 직접 부착하고, 심장 또는 호흡을 통하여 만들어지는 전기적인 신호를 측정하여 관리자가 육안으로 확인할 수 있도록 디스플레이장치를 통하여 심장 박동수, 호흡 수를 표시하였다.
즉, 심장 또는 호흡을 통하여 만들어지는 전기적인 신호를 측정하여 생체신호를 나타내는 종래에 생체신호측정기의 특성상 센서전극패치를 피부에 직접 부착 해야만 하므로 사용자(예컨대, 환자, 노약자 등)가 옷을 탈의해야 하는 불편함이 있었으며, 생체신호측정기를 통한 심박 수 측정 및 호흡 수 측정의 정밀도를 높이기 위해 센서전극패치와 피부 사이에 전극효과를 극대화하기 위한 젤과 같은 전해질물질을 추가로 발라야 하므로 사용자들이 불쾌감을 호소하고, 일부 피부가 민감한 사용자들은 알러지 및 피부병까지 발생되는 문제점이 생겼다.
또한, 호흡 신호는 측정 시 다른 생체 신호와 다르게, 사용자의 의지나 주위 환경의 영향으로 호흡의 크기, 빈도가 현저하게 달라진다. 이러한 변화의 폭이 큰 호흡 신호의 인식이 어려운 문제점도 발생하고 있다.
이러한 불편을 줄이기 위하여 피부 비접촉 방식으로 호흡 수와 같은 생체신호를 측정하는 종래의 기술로 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2009-0053441호 "압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치"에 관한 기술이 있다.
종래 기술은 매트형태로 형성되어 압전센서; 상기 압전센서의 양면에 전극판을 사이에 두고 부착 구비된 마감패드; 상기 마감패드 상면에 보호막을 사이에 두고 부착 구비된 표층패드; 상기 압전센서에서 발생되는 생체신호에 따른 전류량을 증폭시키는 증폭기; 상기 증폭기에서 증폭된 신호에서 심장박동수와 호흡수에 대한 신호만을 통과시키는 대역통과필터; 및 상기 대역통과필터를 거친 신호의 임계치 이상의 PEAK값만을 입력받아 심장 박동수 및 호흡 수로 카운트하여 출력하는 메인컴퓨터를 포함하여 이루어지는 기술을 나타내고 있다.
이와 같은 기술은 옷을 입은 상태로 피부 비접촉방식으로 생체 신호를 측정하는 것을 주요 목적으로 하고, 이때 부가적으로 호흡 수의 측정이 가능하다고 언급하고 있다. 그러나, 이와 같은 종래기술에 따르더라도, 하나의 임계치를 기준으로 호흡 수를 검출하기 때문에 사용자(피검사자)의 불규칙한 호흡 및 움직임에 따른 오차를 줄이기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 사용자(피검사자)의 호흡 신호 측정 시 불규칙한 호흡에 따른 오차를 최소화 하고, 피검사자를 통해 측정되는 호흡 신호의 오차를 줄여 호흡 수를 검출하는 검사 결과의 신뢰도를 높이는 방법이 요구된다.
한국공개특허 제10-2009-0053441호 "압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치" (공개일 2009.05.27)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 적응적 이중 문턱값을 이용한 호흡 수 검출 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 적응적 이중 문턱값을 이용하여 사용자(피검사자)의 호흡 수를 검출하는 기술에 관한 것으로, 적응적 이중 문턱값을 설정하고, 설정된 적응적 이중 문턱값을 이용하여 사용자의 호흡 신호로부터 호흡 수를 검출하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 호흡 수 검출 방법은 제1 문턱 값과 상기 제1 문턱 값보다 작은 값을 가지는 제2 문턱 값을 설정하는 단계, 사용자의 호흡 신호를 수신하는 단계 및 상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 이용하여 상기 사용자의 호흡 신호로부터 상기 사용자의 호흡 수를 검출하는 단계를 포함한다.
상기 호흡 수를 검출하는 단계는 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값에 의해 미리 설정된 복수의 이벤트들이 모두 수행되는 경우 1회의 호흡으로 검출할 수 있다.
또한, 상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 갱신하는 단계를 더 포함하고, 상기 갱신하는 단계는 상기 검출하는 단계에 의해 1회의 호흡이 검출되면 상기 검출된 1회의 호흡에 대한 호흡 신호의 최대 값과 최소 값, 상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 이용하여 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 갱신할 수도 있다.
이때, 상기 갱신되는 제1 문턱 값은 상기 검출된 1회의 호흡 신호의 최대 값과 상기 설정된 상기 제2 문턱 값에 대한 평균 값에 기초하여 갱신되고, 상기 갱신되는 제2 문턱 값은 상기 검출된 1회의 호흡 신호의 최소 값과 상기 설정된 상기 제1 문턱 값에 대한 평균 값에 기초하여 갱신될 수 있다.
또한, 상기 설정하는 단계는 미리 설정된 기준 값을 이용하여 최초 제1 문턱 값과 제2 문턱 값을 설정할 수도 있으며, 미리 결정된 시간 동안 호흡이 검출되지 않는 경우 상기 미리 결정된 시간 동안의 호흡 신호에 대한 평균 값을 이용하여 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 재설정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 수 검출 장치는 제1 문턱 값과 상기 제1 문턱 값보다 작은 값을 가지는 제2 문턱 값을 설정하는 설정부, 사용자의 호흡 신호를 수신하는 수신부 및 상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 이용하여 상기 사용자의 호흡 신호로부터 상기 사용자의 호흡 수를 검출하는 호흡 수 검출부를 포함한다.
본 발명은 적응적 이중 문턱값을 이용하여 호흡 수를 검출하는 기술에 관한 것으로, 적응적 이중 문턱값을 이용하여 사용자의 호흡 수를 검출함으로써, 사용자(피검사자)의 호흡이 불규칙한 상황에서도 호흡 수를 효과적으로 검출할 수 있어 검사 결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 일정 조건 예를 들어, 1회 호흡이 검출된 시점, 일정 시간 동안 호흡이 검출되지 않는 경우 등에 따라 이중 문턱값을 갱신함으로써, 사용자(피검사자)의 의지나 주위 환경의 영향으로 달라지는 호흡의 크기, 빈도에 따라 변화의 폭이 큰 호흡 신호의 인식률을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 적응적 이중 문턱값을 통해 호흡 수를 검출함으로써, 검출된 호흡 수에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적으로 설정된 하나의 문턱 값을 이용하여 호흡 유무를 판단하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 수 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 문턱 값을 이용하여 호흡 유무를 판단하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 문턱 값을 이용하여 호흡 유무를 판단하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 호흡 신호에 따라 이중 문턱 값을 이용하여 호흡 수를 검출하는 그래프이다.
도 6은 도 5에서 설명된 내용에서 호흡 신호가 다중 첨두(multi-peak) 호흡 신호인 경우 갱신되는 문턱 값(Threshold)을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 일정 시간 동안 호흡 수가 검출되지 않는 경우 문턱 값을 갱신하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 수 검출 장치를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 수 검출 장치의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 도시한 도면이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일반적으로 설정된 하나의 문턱 값을 이용하여 호흡 유무를 판단하는 과정을 도시한 도면이다.
종래에는 호흡 파형을 검출하기 위하여 하나의 문턱 값(Threshold)을 이용하여 호흡 유무를 판단한다.
호흡 신호는 수의적(voluntary) 특징을 갖는 신호로 측정 대상의 의도에 따라 변할 수 있는 신호이다. 이와 반대로 심박 신호는 불수의적(involuntary) 신호로 측정 대상의 의도가 직접적으로 개입되지 않는다. 호흡은 수의적 특징을 가지므로 한숨, 무호흡, 서호흡, 과호흡 등을 인위적으로 발생시킬 수 있다.
이러한 특이 호흡 시 이전 호흡과의 상관관계는 없다. 따라서 과거 2~3개 호흡을 기준으로 새로운 문턱값(Threshold)을 결정한다면 과거 2~3개 호흡 중 특이 호흡의 영향이 2~3회 후에 사라진다. 즉, 현재 호흡 신호에 영향을 주는 과거 호흡 신호의 개수가 증가 할수록 특이 호흡에 대한 영향이 더욱 길게 유지되어 다음 호흡의 검출을 불안정하게 할 수 있다.
그러나, 직전 호흡 신호를 기준으로 문턱값(Threshold)을 결정할 경우 특이 호흡에 의해 비정상적인 문턱값(Threshold)으로 결정된 후 다시 정상적인 문턱 값(Threshold)으로 복귀 하는데 걸리는 시간이 짧다.
과거 호흡 신호의 횟수와 무관하게, 정상적인 호흡(호흡의 깊이가 유지되는 또는 점진적으로 횟수와 크기가 달라지는)형태에는 현재 호흡 검출이 용이하다.
도 1에서는 호흡 신호 값이 문턱 값(Threshold)보다 작은 값에서 큰 값으로 변하는 이벤트를 이벤트1(Event 1)이라고 하며, 호흡 신호 값이 문턱 값(Threshold)보다 큰 값에서 작은 값으로 변하는 이벤트를 이벤트2(Event 2)라고 한다.
도 1a는 일반적인 호흡 신호에 미리 설정된 하나의 문턱 값(Threshold)을 적용하였을 경우, 호흡 신호 값이 문턱 값보다 작은 값에서 큰 값으로 변하면서 이벤트1이 발생되고, 호흡 신호 값이 문턱 값보다 큰 값에서 작은 값으로 변하면서 이벤트2가 발생된다. 종래 단일 문턱값을 이용한 호흡 수 검출은 상술한 이벤트1과 이벤트2가 순서대로 일어날 때, 1회 호흡으로 판단하는 것이다.
따라서, 단일 문턱값을 이용한 호흡 수 검출은 도 1b에 도시된 일 예와 같이 1회 호흡에 다중 첨두(multi-peak)가 발생하는 경우 단일 문턱값을 이용한 이벤트 검출에 의해, 이벤트1, 이벤트2가 검출된 후 다시 이벤트1, 이벤트2가 검출되어 1회 호흡을 2회 호흡으로 잘못 검출하는 경우가 발생하게 된다.
이와 같이, 단일 문턱값을 이용한 호흡 수 검출 방법은 피검사자의 호흡 상태, 호흡 패턴 등에 따라 검출되는 호흡 수에 대한 오차가 크게 발생할 수 있다.
본 발명은 이런 문제들을 해결하기 위한 것으로, 이중 문턱값(Double Threshold)을 이용하여 피검사자의 호흡 수를 검출하는 것이며, 나아가 이중 문턱값을 상황에 따라 적응적으로 갱신함으로써, 호흡 수 검출에 대한 정확성을 높이고 검출된 호흡 수에 대한 신뢰성을 향상시키고자 하는 것이다.
이중 문턱값(Double Threshold)을 이용하는 기법은 기본적으로 현재 신호를 파악하기 위해 이전 신호를 이용하는 것을 의미한다. 종래의 단일 문턱값(Single Threshold) 기법은 현재 신호와 직전 신호가 문턱값(Threshold)을 사이에 두고 있는 지 여부를 파악하는 방법이라면, 이중 문턱값(Double Threshold)은 직전보다 더 과거의 신호의 상태까지 함께 파악하는 방법이다. 이때, 더 과거 시점을 결정하기 위해서 2번째 문턱값(Threshold)이 사용된다. 따라서 신호의 히스테리시스 (Hysteresis)를 분석하는 방법을 의미한다.
히스테리시스(Hysteresis)는 도 9에 도시된 것처럼 물체의 과거상태에 현재상태가 의존하는 것으로, 응력에 따른 변형률이 서로 다른 방향에서 그 값이 달라지는 현상을 의미한다. 이러한 히스테리시스(Hysteresis)는 전자기력 등에서 발생하며 이는 슈미트 트리거 회로 등으로 응용되어 사용한다. 또한 생물의 자극과 반응에서 ?つ?의 개념과도 유사한다.
디지털 신호에서도 대표적으로 임베디드 제어분야에서 터치 패널이나 버튼을 누른 횟수를 세는 방법에서도 눌린(Pressed) 신호(0->1)와 뗀(Up) 신호(1->0) 상태를 교차로 검출하여 산출한다. 디지털 신호에서 히스테리시스(Hysteresis) 곡선은 극단적으로 기울기가 무한대의 형태가 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 수 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
이에 따라, 사용자의 호흡 유무의 오차를 줄이기 위하여 호흡 신호 하나당 2개의 문턱 값(Threshold)을 이용할 수 있다.
사용자의 호흡 신호로부터 호흡 수를 검출하는 방법은 우선, 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 작은 값을 가지는 제2 문턱 값(Threshold Min)을 설정한다(S210). 이때, 단계 S210은 아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital Converter: ADC)의 해상도에 따라 미리 결정되는 출력 값의 전체 범위 중 중간 값을 이용하여 최초 또는 초기 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 설정할 수 있다. 예컨대, 제1 문턱 값은 중간 값에 미리 결정된 기준 값이 더해진 값으로 설정될 수 있고, 제2 문턱 값은 중간 값과 기준 값의 차이 값으로 설정될 수 있다.
이후, 사용자의 호흡 신호를 수집(또는 수신)한다(S220). 수집된 사용자의 호흡 신호는 압전 센서(piezoelectric sensor)를 통하여 측정된 호흡 신호일 수 있는데, 사용자의 호흡 신호는 압전 센서에 의해 측정된 신호를 일정 개수로 샘플링한다.
압전 센서에서 일반적으로 측정되는 신호의 잡음 성분은 약 35 Hz 이상이며, 심탄도 신호를 추출하기 위해서는 기존 연구에서 20~40Hz 또는 0.5~25Hz 영역을 통과 시키는 대역 통과 필터(Band Pass Filter)를 적용한다.
일반적으로 호흡은 분당 15회 이상 19회 미만이므로 호흡의 잡음 신호를 제거하기 위한 가장 적절한 대역 통과 필터의 대역폭(Band Width)는 0.25Hz ~ 0.32Hz 이다. 그러나 무호흡(10초 이상 호흡이 없는 경우), 서호흡(분당 10회 미만), 빈호흡(분당 20회 이상), 과호흡(분당 40회 이상)의 다양한 호흡 형태를 파악하기 위해서는 100 [sample/s]로 샘플링한 후 FIR 1.5[Hz] 저역통과필터를 이용하여 고주파 영역을 제거함으로써 수집될 수 있다. 물론 사용자의 호흡 신호는 압전 센서를 통하여 측정하여 수집되기 때문에 사용자와 센서와의 구속력이 없어 사용자가 편안함을 느끼는 상태에서 측정되고 따라서 안정된 결과값을 수집할 수 있다.
본 발명에 따르면 감지된 신호의 대역폭이 다르더라도 모두 대응하여 호흡 신호를 검출해 낼 수 있는 알고리즘이 제안된다. 호흡의 형태를 모두 파악하기 위해서는 다양한 필터를 적용하여 여러 신호를 분리해서 파악하는 방법 또는 적응적 필터(Adaptive Filter)를 설계하여 상황에 따라 필터를 선택하여 필터링하는 방법이 있다. 다양한 필터를 사용하는 경우 처리해야 할 신호의 절대적인 양이 증가하게 되며, 적응적 필터를 사용하는 경우 상태를 파악하는 과정이 추가적으로 필요하게 된다.
이에 따라, 본 발명은 잡음 성분 신호가 하나의 문턱값(Threshold)에 검출 되더라도 다음 문턱값(Threshold)까지 도달하지 못하면 잡음 신호로 간주되어 무시되므로, 호흡 신호보다 고주파의 신호를 여과 없이 사용하여도 호흡 횟수 검출에 영향이 없는 장점이 있다.
잡음 성분의 크기는 호흡 신호의 크기보다 작기 때문에 2개의 문턱값(Threshold)의 간격을 잡음 신호의 크기보다 크게 유지한다면 잡음 성분은 2개의 문턱값(Threshold)에서 함께 검출 될 수 없다. 즉, 본 발명에서는 잡음 성분을 완벽하게 제거하지 않아도 호흡 신호를 검출하는 것은 문제가 되지 않는다.
한편, 일반적인 센서에 의해 측정된 신호는 항상 일정하지 않으며, 사용자의 몸무게, 키, BMI 수치, 연령, 성별에 따라 차이가 발생될 수 있다.
지방은 근육보다 완충효과가 크기 때문에 호흡에 의한 압력 변화를 완충하는 효과가 있으며, 근육량 또한 근육이 없는 경우보다 근육이 많은 경우 완충효과가 크다고 볼 수 있으므로 근육량이 많은 경우에도 심박 및 호흡 신호가 약하게 측정될 수 있다.
반면에 본 발명의 압전 센서는 사람의 체중 변화(사람의 동작으로 인한 압력 변화)를 미세하게 감지 할 수 있도록 설계되어 분해능(Reslution)이 매우 높다. 일반적인 증폭기회로(Amplifier)는 이득(Gain)이 높을수록 측정 범위(Range)가 작아지는 특성이 있으므로 사용자가 팔을 휘두르거나 기침을 하거나 하는 작은 움직임에도 쉽게 포화(Saturation) 신호를 나타내게 된다.
압전 센서(piezoelectric sensor)의 성능 요소는 압전 센서(piezoelectric sensor)의 민감도(센서의 노화, 측정 위치 등), 측정 크기(증폭 회로의 이득), 직류 성분(DC-offset) 등이 있다.
본 발명에서 현재 초기치는 6초간 신호의 평균 신호로 직류 성분을 파악하고 잡음으로 간주할 수 있는 0.061V의 상하 폭(Gap)을 갖도록 설계 되어 있다. 직류 성분은 평균 신호 크기를 통해 산출할 수 있으나 잡음으로 간주하고 있는 폭의 값은 고정되어 있다.
잡음 성분의 크기를 산출하기 위해서는 일정 길이 이상의 신호의 주파수 영역 변환 후에 호흡과 주파수 영역 이외의 주파수 신호 중 그 크기가 가장 크며, 호흡 신호의 크기 보다 작은 값을 취할 수도 있다.
즉, 잡음의 크기를 정확히 산출하기 위해서는 센서의 노화 정도, 측정 위치에 대한 파악이 선행 되어야 하며, 이를 위해서는 각 요소들과의 상관관계를 파악해야 한다.
본 발명에서는 수집된 호흡 신호 자체를 수치해석적으로 분석하여 호흡 신호 이외의 신호는 잡음으로 간주하고 그 신호의 크기를 이중 문턱 값(Double Threshold)의 폭으로 산출할 수 있다. 이때, 잡음은 크기와 주파수로 결정되는 그 크기를 알기 위해 주파수를 통해 파악하는 방법이다.
이에 따라, 잡음의 특성을 파악하여 이를 배제할 수 있는 폭의 크기를 보장할 수 있으며, 보장된 폭의 크기에 따라 잡음 신호를 호흡 신호로 파악되지 않도록 할 수 있다.
이후, 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 이용하여 사용자의 호흡 신호로부터 호흡 수를 검출한다(S230). 이때, 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)에 의해 미리 설정된 복수의 이벤트들이 모두 수행되는 경우를 사용자의 1회 호흡으로 검출할 수 있다.
단계 S230의 호흡 수를 검출하는 과정에서 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 적응적으로 재설정함으로써, 재설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 이용하여 호흡 신호로부터 호흡 수를 검출한다(S240).
이 때, 단계 S240은 1회 호흡이 검출되는 시점에, 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 재설정 또는 갱신할 수 있으며, 갱신되는 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)은 검출된 1회의 호흡에 대한 호흡 신호의 최대 값과 최소 값, 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 이용하여 갱신될 수 있다. 예를 들어, 제1 문턱 값(Threshold Max)은 검출된 1회의 호흡 신호에 대한 최대 값과 설정된 제2 문턱 값에 대한 평균 값에 기초하여 갱신될 수 있고, 제2 문턱 값(Threshold Min)은 검출된 1회의 호흡 신호에 대한 최소 값과 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)에 대한 평균 값에 기초하여 갱신될 수 있다.
또한, 단계 S240은 미리 결정된 시간 동안 호흡이 검출되는 않는 경우 미리 결정된 시간 동안의 호흡 신호에 대한 평균 값을 이용하여 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 재설정 또는 갱신할 수도 있다.
이런 본 발명에 대해 도 3 내지 도 7을 참조하여 조금 더 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 문턱 값을 이용하여 호흡 유무를 판단하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3a는 이중 문턱 값(Threshold)을 가지고 호흡 신호에서 호흡을 검출하는 과정을 나타낸 도면이다. 호흡 신호가 제2 문턱 값(Threshold Min)보다 작은 상태에서 이벤트 1을 거쳐 제2 문턱 값(Threshold Min)보다 커지고, 이벤트 2를 거쳐 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 커진 뒤, 호흡 신호가 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 큰 상태에서 이벤트 3을 거쳐 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 작아지고, 이벤트 4를 거쳐 제2 문턱 값(Threshold Min)보다 작아지는 경우 이 이벤트 1,2,3,4가 순서대로 일어날 때, 사용자가 1회 호흡을 한 것으로 판단한다.
도 3b는 다중 첨두(multi-peak) 호흡 신호일 경우 이중 문턱 값(Threshold)을 이용하여 호흡 신호를 검출하는 과정을 나타낸 도면이다. 호흡 신호가 제2 문턱 값(Threshold Min)보다 작은 상태에서 이벤트 1을 거쳐 제2 문턱 값(Threshold Min)보다 커지고, 이벤트 2를 거쳐 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 커진 뒤, 다중 첨두(multi-peak) 호흡 신호에 의하여 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 작아진 뒤 다시 커지면서 이벤트 3을 거쳐가고, 호흡 신호가 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 큰 상태에서 이벤트 4를 거쳐 제2 문턱 값(Threshold Min)보다 작아지는 경우 이 이벤트 1,2,3,4가 순서대로 일어날 때, 사용자가 1회 호흡을 한 것으로 판단한다. 이와 같이 이중 문턱 값(Threshold)을 이용하게 되면 다중 첨두(multi-peak) 호흡 신호 현상을 효과적으로 해결할 수 있다. 비록 도 3b에서 다중 첨두 호흡 신호인 경우 이벤트 3을 이벤트 2와 동일한 조건으로 설명하였지만, 도 3a에서와 같이 호흡 신호의 값이 제1 문턱 값보다 큰 상태에서 작은 상태로 바뀔 때를 이벤트 3으로도 설정할 수 있다. 물론, 이와 같은 경우 도 3b는 이벤트 1, 이벤트 2, 이벤트 3, 이벤트 2, 이벤트 3, 이벤트 4의 과정으로 이루어지게 되는데, 중간에 이벤트 2와 이벤트 3이 여러 번 반복 되더라도 이벤트 4가 발생되어야만 1회의 호흡으로 판단할 수 있다.
도 3c는 이벤트 1,2,3,4가 발생하기 전, 후의 상태를 상태(State)별로 나누고 상태(State)별 변화에 따라 호흡 수를 검출하는 과정을 나타낸 도면이다.
이때, 상태1(State1)은 이벤트 1과 이벤트 2 사이에 호흡 신호 값이 제2 문턱 값(Threshold Min)보다 크고 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 작은 구간을 의미한다.
상태2(State2)는 이벤트 2와 이벤트 3사이에 호흡 신호 값이 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 큰 구간을 의미한다.
상태3(State3)은 이벤트 3과 이벤트 4 사이에 호흡 신호 값이 제2 문턱 값(Threshold Min)보다 크고 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 작은 구간을 의미한다.
상태4(State4)는 이벤트 4와 이벤트 1 사이에 호흡 신호 값이 제2 문턱 값(Threshold Min)보다 작은 구간을 의미한다.
이에 따라, 호흡 신호가 상태4(State4) -> 상태1(State1) -> 상태2(State2) -> 상태3(State3) -> 상태4(State4)가 될 때, 1회 호흡으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 3b와 같이 다중 첨두(multi-peak) 호흡 신호인 경우에 호흡 신호가 상태4(State4) -> 상태1(State1) -> 상태2(State2) -> 상태3(State3) -> 상태2(State2) -> 상태3(State3) -> 상태4(State4)의 순서로 나타나는데, 이 경우에도 상태4(State4)에서 시작하여 상태4(State4)로 끝나게 되는 시점을 1회 호흡으로 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 문턱 값을 이용하여 호흡 유무를 판단하는 과정을 나타내는 순서도로서, 도 3c의 상태 변화를 통해 호흡 수를 판단하는 과정에 대한 것이다.
상태(State)별로 설정된 기준을 충족할 경우 호흡 신호가 다음 상태(State)로 변경하게 된다.
상태4(State4)에서 상태1(State1)로 변경되는 경우는 제2 문턱 값(Threshold Min)이 x[n-1] 보다 크고 x[n] 보다 작은 경우 상태1(State1)로 변경된다.
상태1(State1)에서 상태2(State2)로 변경되는 경우는 제1 문턱 값(Threshold Max)이 x[n-1] 보다 크고 x[n] 보다 작은 경우 상태2(State2)로 변경된다.
상태2(State2)에서 상태3(State3)으로 변경되는 경우는 제1 문턱 값(Threshold Max)이 x[n] 보다 크고 x[n-1] 보다 작은 경우 상태3(State3)으로 변경된다.
상태3(State3)에서 상태4(State4)로 변경되는 경우는 제2 문턱 값(Threshold Min)이 x[n] 보다 크고 x[n-1] 보다 작은 경우 상태4(State4)로 변경된다.
비록, 상태 변경을 설명할 때 호흡 신호 값에 대해 모두 x[n-1]과 x[n]으로 설명하였지만, 모든 x[n-1]과 모든 x[n]이 동일한 값을 의미하는 것이 아니라 상태 변경 조건을 판단하기 위한 이전 호흡 신호 값과 이후 호흡 신호 값을 의미하는 것이며, 해당 값에 대한 시점이 상이한 것으로, 설명의 편의를 위해 이와 같이 기재한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 호흡 신호에 따라 이중 문턱 전압을 이용하여 호흡 수를 검출하는 그래프이다.
호흡 신호는 다른 생체 신호와 다르게, 사용자의 의지나 주위 환경의 영향으로 호흡의 크기, 빈도가 현저하게 달라진다. 이에 따라 문턱 값(Threshold)을 호흡 신호에 맞추어 갱신하면 변화의 폭이 큰 호흡 신호의 인식률을 높일 수 있다.
도 5에서 검은색 실선은 필터를 거친 호흡 신호를 나타낸다. 이때, 필터는 1.5Hz의 저역통과필터를 거쳐 고주파영역이 제거된 호흡 신호일 수도 있으나 꼭 1.5Hz의 저역통과필터일 필요는 없다.
파란색 실선은 적응적으로 갱신되는 제1 문턱 값(Threshold Max Value)을 나타나고, 초록색 실선은 적응적으로 갱신되는 제2 문턱 값(Threshold Min Value)을 나타내며, 하늘색 점선은 호흡 신호의 최대 값(Local Maximum Value)을 나타내고, 붉은색 점선은 호흡 신호의 최소 값(Local Minimum Value)을 나타낸다. 수직 점선은 호흡 수(Respiration Count)를 나타낸다.
붉은색 점은 이벤트1(Event1), 노랑색 점은 이벤트2(Event2), 초록색 점은 이벤트3(Event3), 파란색 점은 이벤트4(Event4)를 나타낸다.
제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min Value)의 초기 값은 ADC의 해상도에 기초하여 설정될 수 있는데, 예를 들어, ADC가 12비트의 해상도를 가진 경우 ADC에서 출력 가능한 값의 범위는 0~4095 출력 값이 되고ㅡ 초기 제1 문턱 값과 제2 문턱 값은 ADC의 출력 가능한 값들 중 중간 값과 미리 결정된 값 예를 들어, 호흡의 크기를 고려한 갭(Gab)을 통해 결정할 수 있다. 이때, 호흡의 크기를 고려한 갭은 고정된 값일 수 있지만 이에 한정하지 않으며, ADC의 해상도 등에 따라 그 값은 달라질 수 있다.
ADC의 해상도가 12비트인 경우의 초기 제1 문턱 값(Threshold Maxinit)과 제2 문턱 값(Threshold Mininit)은 아래 수학식 1과 같이 설정될 수 있다.
<수학식 1>
Figure pat00001
여기서, Gab은 미리 설정된 값으로, 예를 들어, 40이 될 수 있다.
도 5에 도시된 그래프와 같이 호흡 신호는 사용자의 의지나 주위 환경의 영향으로 호흡의 크기 및 빈도가 일정하지 않다. 이에 따라 호흡 신호의 1회 호흡이 검출되면 1회 호흡에 대한 호흡 신호의 최대 값(Local Maximum Value)과 최소 값(Local Minimum Value), 제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min value)을 이용하여 제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min Value)을 갱신할 수 있다.
제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min Value)은 아래 수학식 2에 의해 갱신될 수 있다.
<수학식 2>
Figure pat00002
제1 문턱 값(Threshold Max Value)은 1회 호흡이 검출된 구간에서 호흡 신호의 최대 값(Local Maximum Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min Value)과의 평균 값에 갭(Gab: 40)을 더하여 갱신할 수 있으며 제2 문턱 값(Threshold Min Value)은 1회 호흡이 검출된 구간에서 호흡 신호의 최소 값(Local Minimum Value)과 제1 문턱 값(Threshold Max Value)값과의 평균 값에 갭(Gab: 40)을 뺀 값으로 갱신할 수 있다.
도 6은 도 5에서 설명된 내용에서 호흡 신호가 다중 첨두(multi-peak) 호흡 신호인 경우 갱신되는 문턱 값(Threshold)을 나타낸 그래프이다.
도 6의 그래프에서 파란색 실선은 제1 문턱 값(Threshold Max Value)을 나타나고, 초록색 실선은 제2 문턱 값(Threshold Min Value)을 나타내며, 하늘색 점선은 호흡 신호의 최대 값(Local Maximum Value)을 나타내고, 붉은색 점선은 호흡 신호의 최소 값(Local Minimum Value)을 나타낸다. 수직 점선은 호흡 수(Respiration Count)를 나타낸다.
붉은색 점은 이벤트1(Event1), 노랑색 점은 이벤트2(Event2), 초록색 점은 이벤트3(Event3), 파란색 점은 이벤트4(Event4)를 나타낸다.
도 6에 도시된 그래프의 호흡 신호가 이벤트1 -> 이벤트2 -> 이벤트3 -> 이벤트4 순서로 진행되는 호흡 신호를 1회 호흡으로 검출한다.
또한, 호흡 신호의 1회 호흡이 검출되면 1회 호흡에 대한 호흡 신호의 최대 값(Local Maximum Value)과 최소 값(Local Minimum Value), 제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min value)을 이용하여 제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 갱신할 수 있다.
도 5와 마찬가지로, 다중 첨두를 가지는 불규칙한 호흡 신호라도 본 발명을 통해 1회 호흡을 검출할 수 있고, 검출된 1회 호흡 구간의 호흡 신호 값과 이전에 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 이용하여 제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 갱신할 수 있다. 그리고, 갱신된 제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 이용하여 다음 호흡 신호에 대한 1회 호흡을 검출하며, 그 다음 호흡을 검출할 때에도 바로 이전에 갱신된 제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min)과 1회 호흡으로 검출된 바로 이전의 1회 호흡 구간에 대한 호흡 신호 값을 이용하여 제1 문턱 값(Threshold Max Value)과 제2 문턱 값(Threshold Min value)을 다시 갱신하고 이렇게 갱신된 문턱 값들을 이용하여 다음 1회의 호흡을 검출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 일정 시간 동안 호흡 수가 검출되지 않는 경우 문턱 값을 갱신하는 과정을 설명하기 위한 그래프를 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일정 시간 동안 호흡이 검출되지 않는 경우 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)이 잘못 설정된 것으로 판단하여 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 재설정 또는 갱신할 수 있다.
예를 들어, 일정 시간 동안 호흡이 검출되지 않는 경우 일정 시간 동안의 호흡 신호 값들을 이용하여 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 새롭게 설정함으로써, 호흡을 다시 검출할 수 있다.
여기서, 재설정되는 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)은 일정 시간 동안의 호흡 신호 값들에 대한 평균값에 의해 재설정될 수 있다.
도 7에서는 호흡이 검출되지 않아 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 갱신하는 시간을 6초로 설정한 경우에 대한 것으로, 6초 동안 호흡이 검출되지 않은 경우 재설정 또는 갱신되는 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)은 아래 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
<수학식 3>
Figure pat00003
여기서, Averagelast6s는 호흡이 검출되지 않은 시간 동안의 호흡 신호 값들에 대한 평균 값을 의미하고, Gab은 미리 결정된 값을 의미한다. 물론, Gab 값은 수학식 1의 Gab 값과 동일한 값일 수도 있고 상이한 값일 수도 있다.
그리고, 호흡이 검출된 후 일정 시간 이내 예를 들어, 1.5초 이내에 새로운 호흡이 검출되는 경우에는 호흡 신호가 아닌 잡음으로 간주하고 호흡으로 판단하지 않을 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 수 검출 장치를 도시한 도면이다.
호흡 수 검출 장치(800)는 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제1 문턱 값(Threshold Max)보다 작은 값을 가지는 제2 문턱 값(Threshold Min)을 설정하는 설정부(810), 사용자(피검사자)의 호흡 신호를 수신(또는 수집)하는 수신부(820) 및 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 이용하여 사용자(피검사자)의 호흡 신호로부터 사용자의 호흡 수를 검출하는 호흡 수 검출부(830)를 포함한다.
이때, 호흡 수 검출부(830)는 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)에 의해 미리 설정된 복수의 이벤트들(이벤트1, 2, 3, 4)이 모두 수행되는 경우 1회의 호흡으로 검출할 수 있다.
이때, 설정부(810)는 호흡 수 검출부(830)에 의해 1회의 호흡이 검출되면 검출된 1회의 호흡에 대한 호흡 신호의 최대 값과 최소 값, 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 이용하여 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 갱신할 수 있다.
또한, 검출된 1회의 호흡 신호의 최대 값과 설정부(810)에서 설정된 제2 문턱 값(Threshold Min)에 대한 평균 값에 기초하여 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)을 갱신할 수 있으며, 검출된 1회의 호흡 신호의 최소 값과 설정된 제1 문턱 값(Threshold Max)에 대한 평균 값에 기초하여 설정된 제2 문턱 값(Threshold Max)을 갱신할 수 있다.
또한, 미리 설정된 기준 값을 이용하여 최초 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 설정할 수 있으며, 미리 설정된 기준 값은 아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital Converter: ADC)의 해상도에 따라 미리 결정되는 출력 값의 전체 범위 중 중간 값을 의미한다. 그러나 사용자 및 주변 환경에 따라 미리 설정된 기준 값은 중간 값이 아닌 최대 값 및 최소 값으로 변경하여 설정할 수도 있다.
또한, 설정부(810)는 미리 결정된 시간 동안 호흡이 검출되지 않는 경우 미리 결정된 시간 동안의 호흡 신호에 대한 평균 값을 이용하여 제1 문턱 값(Threshold Max)과 제2 문턱 값(Threshold Min)을 재설정할 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 호흡 수 검출 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 제1 문턱 값과 상기 제1 문턱 값보다 작은 값을 가지는 제2 문턱 값을 설정하는 단계;
    사용자의 호흡 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 이용하여 상기 사용자의 호흡 신호로부터 상기 사용자의 호흡 수를 검출하는 단계
    를 포함하는 호흡 수 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 호흡 수를 검출하는 단계는
    상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값에 의해 미리 설정된 복수의 이벤트들이 모두 수행되는 경우 1회의 호흡으로 검출하는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 갱신하는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 갱신하는 단계는
    상기 검출하는 단계에 의해 1회의 호흡이 검출되면 상기 검출된 1회의 호흡에 대한 호흡 신호의 최대 값과 최소 값, 상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 이용하여 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 갱신되는 제1 문턱 값은
    상기 검출된 1회의 호흡 신호의 최대 값과 상기 설정된 상기 제2 문턱 값에 대한 평균 값에 기초하여 갱신되고,
    상기 갱신되는 제2 문턱 값은
    상기 검출된 1회의 호흡 신호의 최소 값과 상기 설정된 상기 제1 문턱 값에 대한 평균 값에 기초하여 갱신되는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 설정하는 단계는
    미리 설정된 기준 값을 이용하여 최초 제1 문턱 값과 제2 문턱 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    미리 결정된 시간 동안 호흡이 검출되지 않는 경우 상기 미리 결정된 시간 동안의 호흡 신호에 대한 평균 값을 이용하여 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 재설정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
  8. 제1 문턱 값과 상기 제1 문턱 값보다 작은 값을 가지는 제2 문턱 값을 설정하는 설정부;
    사용자의 호흡 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 이용하여 상기 사용자의 호흡 신호로부터 상기 사용자의 호흡 수를 검출하는 호흡 수 검출부
    를 포함하는 호흡 수 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 호흡 수 검출부는
    상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값에 의해 미리 설정된 복수의 이벤트들이 모두 수행되는 경우 1회의 호흡으로 검출하는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 설정부는
    상기 호흡 수 검출부에 의해 1회의 호흡이 검출되면 상기 검출된 1회의 호흡에 대한 호흡 신호의 최대 값과 최소 값, 상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 이용하여 상기 설정된 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 설정부는
    상기 검출된 1회의 호흡 신호의 최대 값과 상기 설정된 상기 제2 문턱 값에 대한 평균 값에 기초하여 상기 설정된 상기 제1 문턱 값을 갱신하고,
    상기 검출된 1회의 호흡 신호의 최소 값과 상기 설정된 상기 제1 문턱 값에 대한 평균 값에 기초하여 상기 설정된 상기 제2 문턱 값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 설정부는
    미리 설정된 기준 값을 이용하여 최초 제1 문턱 값과 제2 문턱 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 설정부는
    미리 결정된 시간 동안 호흡이 검출되지 않는 경우 상기 미리 결정된 시간 동안의 호흡 신호에 대한 평균 값을 이용하여 상기 제1 문턱 값과 상기 제2 문턱 값을 재설정하는 것을 특징으로 하는 호흡 수 검출 장치.
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