KR20180065429A

KR20180065429A - 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20180065429A
Application number: KR1020160166221A
Authority: KR
Inventors: 이정찬; 김규석; 김희찬; 이지수; 정재윤
Original assignee: 서울대학교산학협력단; 서울대학교병원
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2018-06-18
Also published as: KR101876086B1

Abstract

본 발명은 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 환자가 스스로 서있기 어려운 상황이나 응급 상황, 유아/소아 등의 경우와 같이, 바르게 서있는 자세를 취하기가 어렵거나 신속한 신장 측정이 필요한 경우에 바르게 서있는 자세를 취하는 것과 같은 별도의 행위를 할 필요없이 침상에 누워져 있는 환자의 신장을 사진촬영을 통해 쉽고 신속하게 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치 및 방법 {Height measurement device and method by using image processing}

본 발명은 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 침상에 누워져 있는 환자의 신장을 사진촬영을 통해 쉽고 신속하게 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

환자에게 약물을 투여하거나 의료기기를 사용해야 하는 경우, 약물의 양이나 의료기기의 크기 및 사양, 심장 충격기의 에너지 등을 결정하기 위해서는 대상 환자의 신장, 몸무게, 체표면적 등의 신체 조건을 측정해야 한다.

이 중 신장 측정을 위한 대부분의 종래기술은 대상 환자가 준비된 기기 위에 바르게 서있는 자세를 취해야 하지만, 환자가 스스로 서있기 어려운 상황이나 응급 상황, 유아/소아 등의 경우에는 바르게 서있는 자세를 취하기가 어렵기 때문에 종래기술에 따른 신장측정장치를 이용해서는 정확한 신장 측정이 어렵다.

특히 유아/소아의 경우에는 환자 본인이 자신의 신체 사이즈를 정확히 알고 있는 경우가 매우 드물며, 응급상황 시에는 직접 키를 측정하는 것이 어려운 경우가 많기 때문에, 정확한 진료가 어려운 경우가 많이 발생한다.

따라서, 응급 상황이나 유아/소아 등의 경우와 같이, 바르게 서있는 자세를 취하기가 어렵거나 신속한 신장 측정이 필요한 경우에는, 바르게 서있는 자세를 취하는 것과 같은 별도의 행위를 할 필요없이도 쉽고 신속하게 정확한 신장 측정이 가능한 방법이 필요하다.

한편, 한국공개실용신안공보 제20-2011-0003645호에는 "기울기 센서를 이용한 휴대용 신장측정장치"가 개시되는데, 상기 선행기술은 기울기 센서로부터 검출된 기울어짐 정도가 수평에 가까운 경우 측정부에서 무선 신호를 송수신하여 거리를 측정하여 신장을 산출하는 신장측정장치에 관한 것으로, 눈금자 없이 신장을 측정할 수 있다는 장점은 있으나, 종래의 신장측정방법과 마찬가지로 대상 환자가 바르게 선 자세여야 한다는 점에서, 응급 상황이나 유아/소아 등의 경우에 사용하기에는 적합하지 않다.

또한, 한국공개특허공보 제10-2016-0047826호에는 "휴대용 신장 측정 장치 및 이를 이용한 신장 측정 방법"이 개시되는데, 상기 선행기술은 대상 환자의 머리 위에 기기를 올려 중력 방향에 대해 직각/평행이 맞춰졌는지 감지한 후, 거리 측정 센서로부터 신호를 지면/기설치된 반사면으로 방사하여 거리를 측정하는 방법에 관한 것으로, 눈금자 없이 신장을 측정할 수 있다는 장점은 있으나, 종래의 신장측정방법과 마찬가지로 대상 환자가 바르게 선 자세여야 한다는 점에서, 응급 상황이나 유아/소아 등의 경우에 사용하기에는 적합하지 않다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 환자가 스스로 서있기 어려운 상황이나 응급 상황, 유아/소아 등의 경우와 같이, 바르게 서있는 자세를 취하기가 어렵거나 신속한 신장 측정이 필요한 경우에 바르게 서있는 자세를 취하는 것과 같은 별도의 행위를 할 필요없이 침상에 누워져 있는 환자의 신장을 사진촬영을 통해 쉽고 신속하게 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치는, 사진 촬영을 통해 환자의 신장을 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치에 있어서, 실제평면상 좌표값이 기 설정된 기준점이 표시된 침상에 누워져 있는 환자를 상기 기준점과 함께 촬영하기 위한 카메라부; 상기 카메라부에서 촬영되는 화면과 촬영된 사진을 디스플레이하는 화면부; 상기 촬영된 사진으로부터 상기 기준점의 사진평면상 좌표값을 획득하고, 상기 기 설정된 기준점의 실제평면상 좌표값과 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하고, 상기 산출된 매칭관계를 이용하여 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 추정하는 제어부; 및 상기 기 설정된 기준점의 실제평면상 좌표값과, 상기 산출된 매칭관계와, 상기 추정된 환자의 신장이 저장되는 저장부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치는, 상기 매칭관계가 호모그래피 행렬(homography matrix)로 표현될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치는, 상기 제어부가 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하고, 상기 매칭관계를 이용하여 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 상기 실제평면상 좌표값으로 변환하고, 상기 변환된 실제평면상 좌표값을 이용하여 상기 환자의 실제 신장을 산출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치는, 상기 제어부가 상기 촬영화면 또는 상기 촬영사진에서 상기 기준점을 자동 탐지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치는, 상기 제어부에서 자동 탐지된 상기 기 설정된 기준점이 잘못된 경우 상기 기 설정된 기준점을 상기 촬영된 사진상에 재설정하거나, 상기 촬영된 사진상에 환자의 신장을 나타내는 지점을 설정하기 위한 입력부를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 사진 촬영을 통해 환자의 신장을 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법에 있어서, 실제평면상 좌표값이 기 설정된 기준점이 표시된 침상에 누워져 있는 환자를 상기 기준점과 함께 촬영하는 단계; 상기 촬영된 사진으로부터 상기 기준점의 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계; 상기 기 설정된 기준점의 실제평면상 좌표값과 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 매칭관계를 이용하여 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 신장 추정 단계가, 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계; 상기 매칭관계를 이용하여 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 상기 실제평면상 좌표값으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 실제평면상 좌표값을 이용하여 상기 환자의 실제 신장을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 매칭관계가 호모그래피 행렬(homography matrix)로 표현될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 기 설정된 기준점은 상기 침상에 표시된 적어도 4개 이상의 마커의 중심점이고, 상기 기준점의 실제평면상 좌표값과 사진평면상 좌표값은 상기 마커의 중심점 좌표값인 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 기준점의 사진평면상 좌표값 획득 단계가, 상기 촬영된 사진에서의 상기 마커를 자동 탐지하는 단계와, 상기 자동 탐지된 마커의 중심점 좌표값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 마커가 기 설정된 크기를 가지는 특정 색상으로 표시되고, 상기 자동 탐지 단계는 상기 촬영된 사진 중 상기 기 설정된 크기를 가지는 특정 색상으로 표시된 마커를 탐지하는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 기준점의 사진평면상 좌표값 획득 단계가, 상기 자동 탐지된 마커를 상기 촬영된 사진상에 표시하는 단계와, 상기 표시된 마커가 상기 촬영된 사진상의 마커와 다른 경우 상기 촬영된 사진상에 상기 마커를 재설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 마커의 중심점 좌표값 산출 단계는, 상기 마커가 재설정된 경우 상기 재설정된 마커의 중심점 좌표값을 산출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계가, 상기 촬영된 사진상에 상기 환자의 신장을 나타내는 지점을 설정하는 단계와, 상기 설정된 지점의 상기 사진평면상 좌표값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 환자의 신장을 나타내는 지점이 상기 침상에 누워져 있는 환자의 정수리와 뒤꿈치를 나타내는 지점일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 사진 촬영을 통해 환자의 신장을 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법에 있어서, 실제평면상 형태가 기 저장된 침상에 누워져 있는 환자를 상기 침상과 함께 촬영하는 단계; 상기 촬영된 사진으로부터 상기 침상의 사진평면상 형태를 검출하는 단계; 상기 기 저장된 침상의 실제평면상 형태와 상기 검출된 사진평면상 형태를 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 매칭관계를 이용하여 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 매칭 관계가 호모그래피 행렬로 표현될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 상기 매칭관계 산출 단계가, 상기 검출된 사진평면상 침상의 형태로부터 적어도 4개 이상의 기준점을 추출하는 단계; 상기 기 저장된 침상의 형태로부터 상기 추출된 기준점의 실제평면상 좌표값을 획득하고, 상기 촬영된 사진으로부터 상기 추출된 기준점의 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 실제평면상 좌표값과 사진평면상 좌표값을 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법은, 모바일 기기의 앱(app)으로 구현될 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치 및 방법에 의하면, 침상에 누워져 있는 환자의 신장을 그 상태로 사진촬영을 통해 쉽고 신속하게 측정할 수 있으며, 따라서 환자가 스스로 서있기 어려운 상황이나 응급 상황, 유아/소아 등의 경우와 같이 바르게 서있는 자세를 취하기가 어렵거나 신속한 신장 측정이 필요한 경우에, 바르게 서있는 자세를 취하는 것과 같은 별도의 행위를 하거나 별도의 기기를 사용하는 것 없이도 쉽고 신속하게 환자의 신장을 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위와 상세한 설명의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 신장측정 장치를 나타내는 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신장측정 방법을 나타내는 순서도이고,
도 3은 침상에 누워져 있는 환자를 침상에 표시된 기준점과 함께 촬영하는 상태를 나타내는 도면이고,
도 4는 자동 탐지된 4개의 마커가 도 3에서 촬영된 사진상에 표시된 상태를 나타내는 도면이고,
도 5는 도 4의 사진상에 환자의 신장을 나타내는 지점을 설정한 상태를 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 방법을 실제 사진에 적용하여 얻은 호모그래피 행렬을 통해 사진 평면 이미지를 실제 평면으로 변환한 결과 이미지를 나타내는 도면이고,
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 방법을 성인 눈높이의 높이에서 촬영한 8개 각도를 나타내는 도면이고,
도 8은 환자별 모든 각도에 대한 평균오차율을 나타내는 도표이고,
도 9는 촬영각도별 모든 환자에 대한 평균오차율을 나타내는 도표이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 신장측정 방법을 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

본 발명은 사진 촬영을 통해 침상에 누워져 있는 환자의 신장을 측정할 수 있는 신장측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 신장측정 방법은 의료현장에서 사용할 수 있는 고정형 혹은 휴대형 전용 장비에 적용되거나 카메라가 내장된 스마트폰, 태블릿 PC, 디지털 카메라 등의 모바일기기에 탑재 가능한 앱(app)으로 구현 가능하며, 본 발명에 따른 신장측정 장치는 본 발명에 따른 신장측정 방법이 구현된 전용장치이거나 이러한 방법이 앱으로 구현되어 탑재된 모바일기기일 수 있으며, 본 발명은 그에 한정하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 신장측정 장치를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 신장측정 장치(10)는 카메라부(12), 화면부(14), 제어부(15), 저장부(17)를 포함한다.

카메라부(12)는 실제평면상 좌표값이 기 설정된 기준점이 표시된 침상에 누워져 있는 환자를 상기 기준점과 함께 촬영하기 위한 구성이며, 화면부(14)는 카메라부(12)에서 촬영되는 화면 또는 촬영된 사진을 디스플레이하는 구성이다.

제어부(15)는 카메라부(12)에서 촬영된 사진으로부터 환자의 신장을 추정하는 구성으로, 상기 촬영된 사진으로부터 상기 기 설정된 기준점의 사진평면상 좌표값을 획득하고, 상기 기 설정된 기준점의 실제평면상 좌표값과 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하고, 상기 산출된 매칭관계를 이용하여 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 추정하며, 상기 추정된 환자의 신장을 화면부(14)에 표시한다.

또한, 제어부(15)는 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하고, 상기 매칭관계를 이용하여 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 상기 실제평면상 좌표값으로 변환하고, 상기 변환된 실제평면상 좌표값을 이용하여 상기 환자의 실제 신장을 산출할 수 있다.

저장부(17)는 상기 기 설정된 기준점의 실제평면상 좌표값과, 상기 산출된 매칭관계와, 상기 추정된 환자의 신장 등이 저장되는 구성이다.

상기 매칭관계는 호모그래피 행렬(homography matrix)로 표현될 수 있다.

호모그래피 행렬은 사영 변환(projective transformation)의 일종으로, 두 평면 좌표계 사이의 매칭 관계를 나타내는 행렬을 말하는데, 이러한 두 좌표계의 모든 좌표는 아래와 같은 관계식을 통해 1대1로 변환될 수 있다.

(X : 평면 좌표계 1의 임의의 좌표 백터

x : 평면 좌표계 2에서 X와 매칭되는 좌표 벡터

H : 호모그래피 행렬

: 스케일링 상수)

따라서, 실제평면 좌표계와 사진평면 좌표계의 매칭관계인 호모그래피 행렬(H)은, 양쪽 평면 좌표계에서의 좌표값 즉, 실제평면상 좌표값과 사진평면상 좌표값을 모두 알고 있는 상기 기 설정된 기준점으로부터 상기 관계식을 이용하여 산출할 수 있다.

그리고 이와 같이 산출된 호모그래피 행렬(H)을 이용하면, 상기 촬영된 사진으로부터 획득된 상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 실제평면상 좌표값으로 변환시킬 수 있으며, 이와 같이 변환된 상기 환자의 신장을 나타내는 사잔평면상 좌표값을 이용하면 상기 환자의 실제 신장을 산출할 수 있다.

한편, 제어부(15)는 촬영화면 또는 촬영사진에서 상기 기 설정된 기준점을 자동 탐지할 수 있다.

예를들어, 상기 기 설정된 기준점은 기 설정된 크기를 가지는 특정 색상으로 표시되는 마커의 중심점이고, 제어부(15)는 이미지처리를 통해 촬영화면 또는 촬영사진에서 상기 마커를 자동 탐지하여 상기 마커의 중심점 좌표를 획득할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 신장측정 장치(10)는 제어부(15)에서 자동 탐지된 상기 기 설정된 기준점이 잘못된 경우 상기 기 설정된 기준점을 상기 촬영된 사진상에 재설정하거나, 상기 촬영된 사진상에 환자의 신장을 나타내는 지점을 설정하기 위한 입력부(18)를 더 포함할 수 있다.

이하 본 발명의 일실시 예에 다른 신장측정 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신장측정 방법을 나타내는 순서도이고, 도 3은 침상에 누워져 있는 환자를 침상에 표시된 기준점과 함께 촬영하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 자동 탐지된 4개의 마커가 도 3에서 촬영된 사진상에 표시된 상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 사진상에 환자의 신장을 나타내는 지점을 설정한 상태를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 신장측정 방법은 의료현장에서 사용할 수 있는 고정형 혹은 휴대형 전용 장비에 적용되거나 카메라가 내장된 스마트폰, 태블릿 PC, 디지털 카메라 등의 모바일기기에 탑재 가능한 앱(app)으로 구현 가능하며, 도 2 내지 도 4에 도시된 도면들은 본 발명에 따른 신장측정 방법이 앱(app)으로 구현되어 스마트폰에 탑재된 상태에서 동작되는 상태를 나타내는 도면들이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 신장측정 방법은 실제평면상 좌표값이 기 설정된 기준점(21)이 표시된 침상(22)에 누워져 있는 환자(23)를 기준점(21)과 함께 촬영하는 단계(S10)와, 상기 촬영된 사진(20)으로부터 기준점(21)의 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계(S20)와, 상기 기 설정된 기준점(21)의 실제평면상 좌표값과 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하는 단계(S30)와, 상기 산출된 매칭관계를 이용하여 상기 촬영된 사진(20)으로부터 상기 환자(23)의 신장을 추정하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.

상기 신장 추정 단계(S40)는 상기 촬영된 사진(20)으로부터 상기 환자(23)의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계(S42)와, 상기 매칭관계를 이용하여 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 상기 실제평면상 좌표값으로 변환하는 단계(S47)와, 상기 변환된 실제평면상 좌표값을 이용하여 상기 환자(23)의 실제 신장을 산출하는 단계(S49)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 기 설정된 기준점(21)은 침상(22)에 표시된 적어도 4개 이상의 마커(24)의 중심점이고, 상기 기준점(21)의 실제평면상 좌표값과 사진평면상 좌표값은 상기 마커(24)의 중심점 좌표값일 수 있다.

또한, 상기 매칭관계는 호모그래피 행렬(homography matrix)로 표현될 수 있다.

상술한 바와 같이, 실제평면 좌표계와 사진평면 좌표계의 매칭관계인 호모그래피 행렬(H)은, 양쪽 평면 좌표계에서의 좌표값 즉, 실제평면상 좌표값과 사진평면상 좌표값을 모두 알고 있는 기준점(21)으로부터 상기 관계식을 이용하여 산출할 수 있으며, 이와 같이 산출된 호모그래피 행렬(H)을 이용하면, 상기 촬영된 사진(20)으로부터 획득된(S42) 상기 환자(23)의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 실제평면상 좌표값으로 변환시킬 수 있으며(S43), 이와 같이 변환된 상기 환자(23)의 신장을 나타내는 사잔평면상 좌표값을 이용하면 상기 환자(23)의 실제 신장을 산출할 수 있다(S45).

한편, 상기 기준점(21)의 사진평면상 좌표값 획득 단계(S20)는, 상기 촬영된 사진(20)에서의 마커(24)를 자동 탐지하는 단계(S21)와, 상기 자동 탐지된 마커(24)의 중심점 좌표값을 산출하는 단계(S27)를 포함할 수 있다.

예를들어, 상기 마커(24)는 기 설정된 크기를 가지는 특정 색상으로 표시되고(도 3 내지 도 5에서는 원형의 빨간색으로 표시됨), 제어부(15)는 이미지 처리를 통해 상기 촬영된 사진(20) 중 상기 기 설정된 크기의 특정 색상으로 표시된 마커(24)를 탐지할 수 있다(S21).

이때, 상기 촬영된 사진(20) 상에 상기 기 설정된 크기를 가지는 특정 색상으로 표시되는 마커(24)와 비슷한 크기와 색상을 가지는 다른 물체가 있는 경우에는, 상기 자동 탐지 단계(S21)에서 상기 기 설정된 마커(24)외에 다른 물체가 탐지될 수 있다.

이를 위해, 상기 기준점(21)의 사진평면상 좌표값 획득 단계(S20)는, 상기 자동 탐지된 마커(24)를 상기 촬영된 사진상에 표시하는 단계(S23)와(도 4 참조), 상기 표시된 마커(24)가 상기 촬영된 사진상의 마커(24)와 다른 경우에는 상기 촬영된 사진상에 상기 마커(24)를 재설정하는 단계(S25)를 더 포함할 수 있으며, 상기 마커(24)의 중심점 좌표값 산출 단계(S27)는 상기 마커(24)가 재설정된 경우 상기 재설정된 마커(24)의 중심점 좌표값을 산출할 수 있다.

또한, 상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계(S42)는, 상기 촬영된 사진상에 상기 환자(23)의 신장을 나타내는 지점을 설정하는 단계(S43)와(도 5 참조), 상기 설정된 지점의 상기 사진평면상 좌표값을 산출하는 단계(S45)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 환자(23)의 신장을 나타내는 지점은 상기 침상(22)에 누워져 있는 환자의 정수리(25)와 뒤꿈치(26)를 나타내는 지점일 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 방법을 실제 사진에 적용하여 얻은 호모그래피 행렬을 통해 사진 평면 이미지를 실제 평면으로 변환한 결과 이미지를 나타내는 도면이다.

도 6에서 보이는 바와 같이, 실제 사진(좌측사진)을 호모그래피 행렬(H)을 통해 실제 평면(우측사진)으로 변환하면, 환자의 실제 신장(Height)을 측정할 수 있으며, 특히 환자의 실제 신장(Height)이 침상의 길이(L)로부터 쉽게 측정될 수 있다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 방법을 이용하여 환자의 실제 신장을 추정한 경우의 오차율을 설명하기 위한 도면으로, 도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 방법을 성인 눈높이의 높이에서 촬영한 8개 각도를 나타내는 도면이고, 도 8은 환자별 모든 각도에 대한 평균오차율을 나타내는 도표이고, 도 9는 촬영각도별 모든 환자에 대한 평균오차율을 나타내는 도표이다.

도 7에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 신장측정 방법을 성인 눈높이의 8개 각도에서 촬영한 실제 환자(subjects) 6명의 사진 48장에 적용하여 산출된 신장 추정값과 실측값에 대한 오차율(error rates)을 계산한 결과, 전체 평균 오차율은 3.45%였으며, 환자별(subjects) 평균 오차율(average error rates)을 나타은 도 8에, 촬영각도별(photographing angle labels) 평균 오차율(average error rates)은 도 9에 나타난 것과 같이, 본 발명자는 본 발명에 따른 신장측정 방법을 이용하는 경우, 환자(23)가 침상(22)에 누워있는 상태에서 사진촬영만을 통해 정확하게 쉽고 신속하게 환자(23)의 신장을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 그 오차율도 매우 적음을 확인하였다.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 신장측정 방법을 나타내는 도면이다.

본 실시 예에 따른 신장측정 방법은 상기 실시 예에 따른 방법과 비교하여, 상기 실시 예에 따른 방법이 호모그래피 행렬을 산출하기 위한 기준점으로 실측 간격을 알고 있는 즉, 기 설정된 4개의 마커(21)를 활용한 반면, 본 실시 예에 따른 신장측정 방법은 미리 크기를 알고 있는 침상을 이용함으로써 상기 실시 예에서와 같은 별도의 마커(24)가 필요하지 않다는 점에서 차이가 있으므로, 기타 다른 구성에 대한 도면부호와 상세한 설명은 상기 실시 예에서의 도면부호와 상세한 설명을 원용하기로 한다.

도 10을 참조하면, 본 실시 예에 따른 신장측정 방법은 실제평면상 형태가 기 저장된 침상에 누워져 있는 환자를 상기 침상과 함께 촬영하는 단계(S50)와, 상기 촬영된 사진으로부터 상기 침상의 사진평면상 형태를 검출하는 단계(S60)와, 상기 기 저장된 침상의 실제평면상 형태와 상기 검출된 사진평면상 형태를 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하는 단계(S70)와, 상기 산출된 매칭관계를 이용하여 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 추정하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 신장 추정 단계(40)는, 상기 실시 예에서의 신장 추정 단계와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 실시 예에 따른 방법도 상기 실시 예에서와 마찬가지로 상기 매칭 관계는 호모그래피 행렬로 표현될 수 있음은 물론이다.

상기 침상의 실제평면상 형태는 템플릿(template) 형태로 기 저장될 수 있으며, 상기 검출 단계(S60)에서 검출된 상기 침상의 사진평면상 형태도 템플릿 형태로 검출될 수 있다.

이때, 상기 매칭관계 산출 단계(S70)는, 상기 검출된 사진평면상 침상의 형태로부터 적어도 4개 이상의 기준점을 추출하는 단계(S72)와, 상기 기 저장된 침상의 형태로부터 상기 추출된 기준점의 실제평면상 좌표값을 획득하고, 상기 촬영된 사진으로부터 상기 추출된 기준점의 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계(S74)와, 상기 획득된 실제평면상 좌표값과 사진평면상 좌표값을 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하는 단계(S75)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 기준점 추출 단계(S72)에서 추출된 기준점은, 상기 검출된 사진평면상 침상의 형태 중 모서리, 프레임 등과 같이 침상의 움직이지 않고 고정되어 있는 주요지점일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 침상에 누워져 있는 환자의 신장을 사진촬영을 통해 쉽고 신속하게 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

10 : 신장측정 장치 12 : 카메라부
14 : 화면부 15 : 제어부
17 : 저장부 18 : 입력부
20 : 촬영사진 21 : 기준점
22 : 침상 23 : 환자
24 : 마커

Claims

사진 촬영을 통해 환자의 신장을 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치에 있어서,
실제평면상 좌표값이 기 설정된 기준점이 표시된 침상에 누워져 있는 환자를 상기 기준점과 함께 촬영하기 위한 카메라부;
상기 카메라부에서 촬영되는 화면과 촬영된 사진을 디스플레이하는 화면부;
상기 촬영된 사진으로부터 상기 기준점의 사진평면상 좌표값을 획득하고, 상기 기 설정된 기준점의 실제평면상 좌표값과 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하고, 상기 산출된 매칭관계를 이용하여 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 추정하는 제어부; 및
상기 기 설정된 기준점의 실제평면상 좌표값과, 상기 산출된 매칭관계와, 상기 추정된 환자의 신장이 저장되는 저장부;를 포함하는 신장측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 매칭관계는 호모그래피 행렬(homography matrix)로 표현되는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하고, 상기 매칭관계를 이용하여 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 상기 실제평면상 좌표값으로 변환하고, 상기 변환된 실제평면상 좌표값을 이용하여 상기 환자의 실제 신장을 산출하는 것을 특징으로 하는 신장측정 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 촬영화면 또는 상기 촬영사진에서 상기 기준점을 자동 탐지하는 것을 특징으로 하는 신장측정 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 신장측정 장치는, 상기 제어부에서 자동 탐지된 상기 기 설정된 기준점이 잘못된 경우 상기 기 설정된 기준점을 상기 촬영된 사진상에 재설정하거나, 상기 촬영된 사진상에 환자의 신장을 나타내는 지점을 설정하기 위한 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신장측정 장치.
사진 촬영을 통해 환자의 신장을 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법에 있어서,
실제평면상 좌표값이 기 설정된 기준점이 표시된 침상에 누워져 있는 환자를 상기 기준점과 함께 촬영하는 단계;
상기 촬영된 사진으로부터 상기 기준점의 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계;
상기 기 설정된 기준점의 실제평면상 좌표값과 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 매칭관계를 이용하여 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 추정하는 단계;를 포함하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 신장 추정 단계는,
상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계;
상기 매칭관계를 이용하여 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 상기 실제평면상 좌표값으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 실제평면상 좌표값을 이용하여 상기 환자의 실제 신장을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 매칭관계는 호모그래피 행렬(homography matrix)로 표현되는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 기 설정된 기준점은 상기 침상에 표시된 적어도 4개 이상의 마커의 중심점이고, 상기 기준점의 실제평면상 좌표값과 사진평면상 좌표값은 상기 마커의 중심점 좌표값인 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 기준점의 사진평면상 좌표값 획득 단계는,
상기 촬영된 사진에서의 상기 마커를 자동 탐지하는 단계와,
상기 자동 탐지된 마커의 중심점 좌표값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 마커는 기 설정된 크기를 가지는 특정 색상으로 표시되고, 상기 자동 탐지 단계는 상기 촬영된 사진 중 상기 기 설정된 크기를 가지는 특정 색상으로 표시된 마커를 탐지하는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 기준점의 사진평면상 좌표값 획득 단계는,
상기 자동 탐지된 마커를 상기 촬영된 사진상에 표시하는 단계와,
상기 표시된 마커가 상기 촬영된 사진상의 마커와 다른 경우 상기 촬영된 사진상에 상기 마커를 재설정하는 단계를 더 포함하고,
상기 마커의 중심점 좌표값 산출 단계는, 상기 마커가 재설정된 경우 상기 재설정된 마커의 중심점 좌표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계는,
상기 촬영된 사진상에 상기 환자의 신장을 나타내는 지점을 설정하는 단계와,
상기 설정된 지점의 상기 사진평면상 좌표값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 환자의 신장을 나타내는 지점은 상기 침상에 누워져 있는 환자의 정수리와 뒤꿈치를 나타내는 지점인 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
사진 촬영을 통해 환자의 신장을 측정할 수 있는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법에 있어서,
실제평면상 형태가 기 저장된 침상에 누워져 있는 환자를 상기 침상과 함께 촬영하는 단계;
상기 촬영된 사진으로부터 상기 침상의 사진평면상 형태를 검출하는 단계;
상기 기 저장된 침상의 실제평면상 형태와 상기 검출된 사진평면상 형태를 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 매칭관계를 이용하여 상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 추정하는 단계;를 포함하는 영상인식을 통한 환자의 신장 측정 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 신장 추정 단계는,
상기 촬영된 사진으로부터 상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계;
상기 매칭관계를 이용하여 상기 획득된 사진평면상 좌표값을 상기 실제평면상 좌표값으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 실제평면상 좌표값을 이용하여 상기 환자의 실제 신장을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 매칭 관계는 호모그래피 행렬로 표현되는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 매칭관계 산출 단계는,
상기 검출된 사진평면상 침상의 형태로부터 적어도 4개 이상의 기준점을 추출하는 단계;
상기 기 저장된 침상의 형태로부터 상기 추출된 기준점의 실제평면상 좌표값을 획득하고, 상기 촬영된 사진으로부터 상기 추출된 기준점의 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 실제평면상 좌표값과 사진평면상 좌표값을 이용하여 상기 실제평면 좌표계와 상기 사진평면 좌표계의 매칭관계를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 환자의 신장을 나타내는 사진평면상 좌표값을 획득하는 단계는,
상기 촬영된 사진상에 상기 환자의 신장을 나타내는 지점을 설정하는 단계와,
상기 설정된 지점의 상기 사진평면상 좌표값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 환자의 신장을 나타내는 지점은 상기 침상에 누워져 있는 환자의 정수리와 뒤꿈치를 나타내는 지점인 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.
제 6 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 모바일 기기의 앱(app)으로 구현되는 것을 특징으로 하는 영상인식을 통한 환자의 신장측정 방법.