KR20190110305A

KR20190110305A - 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20190110305A
Application number: KR1020180032109A
Authority: KR
Inventors: 조성호; 최정우; 이유나
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-09-30
Also published as: KR102117748B1

Abstract

본 발명은 레이더 신호가 생체 정보를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단하기 위해 생체 정보를 포함하는 레이더 신호의 자기 상관 신호를 기초로 레이더 신호의 품질을 평가하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치 및 방법을 제안한다. 본 발명에 따른 장치는 생체 정보를 포함하는 레이더 신호를 기초로 자기 상관 신호를 검출하는 자기 상관 신호 검출부; 자기 상관 신호에 포함된 피크들 사이의 제1 주기들을 산출하는 제1 주기 산출부; 및 제1 주기들과 기준 신호로부터 얻은 제2 주기들을 비교하여 레이더 신호가 생체 정보를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단하기 위한 스코어를 산출하는 스코어 산출부를 포함한다.

Description

생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치 및 방법 {Apparatus and method for evaluating quality of signal for measurement of vital sign}

본 발명은 신호의 품질을 평가하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 생체 정보 측정용 신호의 품질을 평가하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래에는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide-Band) 레이더 기반 생체 신호 측정에 관한 많은 연구가 진행되어 왔으나, 대부분은 호흡 및 심박에 해당하는 주파수 스펙트럼 기반의 측정법에 한정되어 있다.

이러한 주파수 영역 접근법은 신호의 양상에 무관하게 호흡과 심박 등의 생체 신호를 측정할 수 있다는 장점이 있으나, 시간 영역 신호의 상태는 고려하지 않는다는 문제점이 있다. IR-UWB 레이더의 경우 미세한 움직임에도 취약하기 때문에, 움직임으로 인해 생체 신호를 측정할 수 없을 정도로 신호의 왜곡이 일어날 수 있다.

또한 IR-UWB 레이더의 탐지 거리에 측정 대상이 없을 경우에는 생체 신호 자체가 존재하지 않을 수 있다.

한국공개특허 제2014-0106795호 (공개일 : 2014.09.04.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 레이더 신호가 생체 정보를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단하기 위해 생체 정보를 포함하는 레이더 신호의 자기 상관 신호를 기초로 레이더 신호의 품질을 평가하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치 및 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 생체 정보를 포함하는 레이더 신호를 기초로 자기 상관 신호를 검출하는 자기 상관 신호 검출부; 상기 자기 상관 신호에 포함된 피크들(peaks) 사이의 제1 주기들을 산출하는 제1 주기 산출부; 및 상기 제1 주기들과 기준 신호로부터 얻은 제2 주기들을 비교하여 상기 레이더 신호가 상기 생체 정보를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단하기 위한 스코어를 산출하는 스코어 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치를 제안한다.

또한 본 발명은 생체 정보를 포함하는 레이더 신호를 기초로 자기 상관 신호를 검출하는 단계; 상기 자기 상관 신호에 포함된 피크들(peaks) 사이의 제1 주기들을 산출하는 단계; 및 상기 제1 주기들과 기준 신호로부터 얻은 제2 주기들을 비교하여 상기 레이더 신호가 상기 생체 정보를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단하기 위한 스코어를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법을 제안한다.

또한 본 발명은 컴퓨터에서 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제안한다.

본 발명은 상기한 목적 달성을 위한 구성들을 통하여 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide-Band) 레이더를 이용하여 생체 신호를 측정하려는 경우, 생체 신호를 측정하기 전에 현재의 신호가 생체 신호를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단할 수 있다.

둘째, 생체 신호 측정에 대한 신뢰성 평가를 통해 생체 신호 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에서 생체 신호를 측정하는 데에 이용되는 슬로우 타임 윈도우드 시그널과 그 시그널의 자기 상관을 도시한 그래프이다.
도 2는 움직임이 발생했을 때의 슬로우 타임 윈도우드 시그널과 그 시그널의 자기 상관을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

원거리에 위치한 사람의 호흡과 심박수를 측정하는 방법으로 임펄스-무선 초광대역(IR-UWB; Impulse Radio Ultra Wide-Band) 레이더를 이용하는 방법이 많이 이용되고 있다. 이 방법은 IR-UWB 레이더를 이용하여 피측정자의 위치를 탐지한 후, 호흡 및 심박으로 인한 신체의 미세한 움직임을 측정한다.

그러나 이 방법은 피측정자의 위치를 잘못 탐지하였거나, 피측정자의 호흡이나 심박 외의 움직임이 과도하게 클 경우에는 생체 신호 측정의 정확도가 크게 떨어지는 문제점이 있다.

생체 신호를 측정하기 전에, 현재 측정된 레이더 신호가 생체 신호를 측정하는 데에 얼마나 적합한지를 정량화할 수 있다면, 측정할 생체 신호의 신뢰성 정도에 대한 정보를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 이 점을 참작하여 생체 신호 측정에 사용되는 신호의 신뢰성(또는 품질)을 평가하는 방법, 즉 IR-UWB 레이더를 이용하는 생체 신호 측정의 신뢰성 평가 기법에 대하여 제안한다.

심박 측정을 목표로 하는 기존의 방법들은 대부분 심장의 주기적인 파형을 시간 축에서 관찰하기보다, 시간 축 신호를 주파수 영역으로 변환하고 통상적인 심박수의 주파수 범위 중 심박수를 찾는 방식으로 구현되었다.

본 발명은 IR-UWB 레이더를 이용하여 얻은 시간 영역 신호를 대상으로 한다. 본 발명에서는 이 시간 영역 신호를 슬로우 타임 윈도우드 시그널(slow-time windowed signal)로 정의한다.

슬로우 타임 윈도우드 시그널은 도 1의 (a)에 도시된 신호(vital signal (B))와 같이 나타난다. 이 신호의 자기 상관(auto-correlation) 신호를 구하면 도 1의 (b)에 도시된 신호(auto-correlation (c))와 같이 나타난다. 여기서 자기 상관 신호는 좌우 대칭이므로 -(minus) 성분은 무시한다. 자기 상관 신호(C)는 원 신호보다 그 주기성을 더 잘 나타내기 때문에, 주기성 판별에 사용할 수 있다.

본 발명에서는 자기 상관 신호 C의 주기성을 이용한다. 자기 상관 신호 C에서 나타나는 극대값 간의 간격을 구할 수 있는데, 극대값과 그 인덱스(index)를 구하는 조건은 아래의 수식을 만족하는 C(k)와 k를 구하는 것이다.

C(k-N) < C(k-N+1) < … < C(k-1) < C(k)

C(k) > C(k+1) > … > C(k+N-1) > C(k+N)

위의 수식에서 N을 조정하면 극대값 검출의 민감도를 조절할 수 있다. 극대값 검출 결과는 도 1의 (b)에서 국소 극대치(local maxima)처럼 나타난다.

원 신호인 B를 주파수 영역 변환하면 규칙적인 생체 신호로 인한 도미넌트(dominant) 주파수 성분을 얻을 수 있다. 이 주파수 성분을 바탕으로 예상되는 생체 신호 주기를 구한다. 본 발명에서는 이렇게 얻은 주기를 T_B로 정의한다.

이후, FT(Fourier Transform)를 이용하여 얻은 주기 T_B와 자기 상관 신호의 극대값 간격을 비교한다. 자기 상관 신호의 극대값 간격을 총 x개 구하였다고 가정할 때, 이중 y개의 간격이 호흡 주기와 오차 범위 내에서 일치한다면, 그때의 평가 점수는 다음 수식을 통해 구할 수 있다.

평가 점수 = y / x

예를 들어, 모든 간격이 호흡 주기와 유사하다면, 평가 점수는 만점인 1점이 된다. 따라서 슬로우 타임 윈도우드 시그널의 신뢰성이 높을수록 그때의 평가 점수도 높아지게 된다.

도 1의 (a) 및 (b)는 신호의 질이 좋은 경우의 예시이다. 반면 도 2의 (a) 및 (b)는 신호의 질이 좋지 않은 경우의 예시이다.

본 발명에서 제안하는 방법을 사용하면 IR-UWB 레이더를 기반으로 생체 신호를 측정할 때 피측정자의 움직임이 발생하더라도 생체 신호가 왜곡된 경우를 검출할 수 있으며, 호흡이 불안정하거나 잡음이 과도하게 많은 경우도 걸러내는 것이 가능해진다.

이상 본 발명의 주요 내용을 간략하게 설명하였다. 이하에서는 수학식 등을 참조하여 본 발명을 다시 한번 정리하여 설명한다.

IR-UWB 레이더를 이용하여 생체 신호(vital signs)를 측정하는 경우, 인체에서 호흡과 심박 이외의 움직임이 발생하면 생체 신호를 정확하게 측정하는 것이 어렵다. 슬로우 타임 윈도우드 시그널(slow-time windowed signal)에 움직임(movements)과 관련된 성분(component)이 있으면, 슬로우 타임 윈도우드 시그널의 스펙트럼의 양상(spectral aspect)은 크게 변화한다. 이것은 호흡수와 심박수의 측정값에 오류를 유발할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 하나의 방법으로 움직임의 크기를 단순 조정(scaling)하는 방법을 이용할 수 있다. 이 방법에 따르면, 움직임은 현재 신호와 이전 신호 사이의 차이값으로 표현될 수 있다.

그런데 이 방법은 움직임이 호흡 신호의 크기와 유사하거나 호흡 신호의 크기보다 작을 경우 움직임을 필터링하는 것이 어려운 문제점이 있다. 또한 생체 신호의 품질을 평가하기 위해서는 신호의 주기를 결정하는 팩터(factor)가 필요하다.

슬로우 타임 윈도우드 시그널이 주기적인 것이면, 그 신호를 필터링하는 것이 용이해지며, 그 신호를 다양한 방법들로 분해하는 것도 유리해진다. 반면, 슬로우 타임 윈도우드 시그널이 다양한 주파수들의 호흡 성분을 가진다면, 슬로우 타임 윈도우드 시그널로부터 추출되는 생체 신호의 신뢰도는 감소된다.

본 발명에서는 이 기능을 구현하기 위해 사람에 대한 슬로우 타임 윈도우드 시그널의 움직임과 주기성을 동시에 판단하고 스코어링하는 방법을 제안한다.

IR-UWB 레이더의 수신 신호는 각각의 채널 응답들의 합으로 나타낼 수 있는데, 이 채널 응답들 중 하나는 사람의 호흡 신호와 심장 신호에 의한 것일 수 있다.

상기에서 r(t,τ)는 수신 신호를 의미하며, t와 τ는 각각 슬로우 타임 팩터(slow-time factor)와 패스트 타임 팩터(fast-time factor)를 의미한다. 패스트 타임 팩터는 수신 신호에 따라 관측되는 범위와 관련되는 축을 의미하며, 슬로우 타임 팩터는 측정값의 실시간 팩터를 의미한다.

p(τ)는 정규화된 수신 펄스를 의미하며, τ_i는 수신된 i번째 임펄스 신호(impulse signal)의 지연(delay)을 의미한다. A는 사람으로부터 반사된 신호의 진폭을 의미하며, A_i는 승산된 값(multiplied value)을 의미한다.

τ_d(t)는 지연을 의미하는데, 이 값은 호흡과 심장 박동으로 인한 거리 변화에 기인하여 슬로우 타임으로 변한다. τ_d(t)는 다음과 같이 구할 수 있다.

τ_d(t) = 2d(t) / c

상기에서 d는 사람과 레이더 사이의 거리를 의미하며, c는 빛의 속도를 의미한다.

τ_selected는 호흡 신호와 심장 신호를 추출하기 위한 패스트 타임 컴포넌트(fast time component)로 선택될 수 있다. 슬로우 타임 윈도우드 시그널 B(t)는 수학식 1을 기초로 패스트 타임 컴포넌트로부터 추출될 수 있는데, 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.

상기에서 T_s는 윈도잉 주기(windowing period)를 의미하며, T₀는 윈도잉을 시작하는 시간을 의미한다.

B(t)는 호흡 정보와 심장 박동 정보를 모두 포함한다. B(t)의 자기 상관(autocorrelation)은 다음 수학식 3에서 보는 바와 같이 C(k)로 표현될 수 있다.

상기에서 conj()는 켤레복소수(complex conjugate)를 의미한다.

자기 상관은 대칭 관계를 가지므로, k가 0보다 클 때(k > 0)만 고려하면 된다. C(k)는 B(t)보다 주요 호흡 주파수 성분에서 더 강한 주기성을 보여준다.

정상 호흡으로 움직임이 없을 때, B(t) 및 C(k)는 도 1의 (a) 및 (b)와 같은 패턴을 보인다. 심장 박동과 소음에 기인한 성분들은 호흡의 경우보다 상대적으로 작은 값을 가진다. 따라서 C(k)는 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 호흡 성분만 나타난다.

본 발명에서는 B(t)와 C(k)를 이용하는 주기성을 기반으로 신호의 품질을 평가한다. 신호의 품질이 양호하면, 전체 신호에 걸쳐 슬로우 타임 윈도우드 시그널의 주기성이 일정하다. 이 경우, C(k)의 국소 최대치(local maxima) 사이의 시간은 호흡 주기와 동일하게 나타난다. 호흡 주기는 슬로우 타임 윈도우드 시그널 B(t)의 도미넌트 주파수 컴포넌트(dominant frequency component)를 이용하여 얻을 수 있다. C(k)의 피크값(peak value)은 수학식 4의 조건을 만족하는 k를 찾아 구할 수 있다.

피크 검출의 민감도는 N을 제어함으로써 조정될 수 있다. 일례로 N을 2로 설정하면, C(k)는 도 1의 (b)와 같이 구할 수 있다.

C(k)에서 국소 최대치들을 기초로 구간들이 획득되면, 이 구간들은 호흡 주기와 비교된다. C(k)에 x 구간이 있다고 가정할 때, 이 구간의 y가 오차 범위 이내에서 호흡 주기와 일치하면, 그때의 점수는 (x / y)점이 된다. 즉, C(k)의 모든 구간들이 호흡 주기와 일치하면, 그때의 점수는 1점이 된다. 본 발명에서는 신호의 품질이 우수할수록 점수도 높아진다.

움직임들로 인해 국소 잡음 주파수 성분들이 많으면, C(k)의 주기는 슬로우 타임 윈도우드 시그널 B(t)로부터 획득되는 주기와 일치하지 않는다. 이 경우 B(t) 및 C(k)는 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 나타난다. 도 2의 (b)를 참조하면, 신호의 왜곡 때문에 규칙성이 없는 몇몇 피크들이 포착되며, 이로 인해 C(k)의 구간들은 상호 간에 다르다. 따라서 B(t)의 호흡 주기에 관계없이 점수는 매우 낮다.

본 발명에서 제안하는 방법은 보다 정확한 품질 평가를 위해 심장 신호에 적용할 수 있다. 심장 신호는 BPF(Band Pass Filter)를 통과시켜 획득될 수 있으며, 다양한 분해 방법들을 이용하여 획득되는 것도 가능하다. 심장 신호는 수학식 3 및 4를 통해 가중치가 부여될 수 있다. 이전 점수와 심장 신호로부터 얻은 점수는 적절하게 융합될 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 비접촉식 바이탈 사인 모니터링(non-contact vital sign monitoring), 심박수 측정, 호흡수 측정 등에 이용될 수 있다. 또한 본 발명은 수면 모니터링 장치에 적용되는 것도 가능하다.

이상 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대하여 설명하였다. 이하에서는 이러한 일실시 형태로부터 추론 가능한 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.

품질 평가 장치(100)는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide Band) 레이더를 이용하여 얻은 생체 정보 측정용 신호의 품질을 평가하는 장치로서, 생체 정보로 원거리에 위치한 사용자의 호흡수와 심박수를 측정할 때 이용될 수 있다.

도 3에 따르면, 품질 평가 장치(100)는 자기 상관 신호 검출부(110), 제1 주기 산출부(120), 스코어 산출부(130), 전원부(140) 및 주제어부(150)를 포함한다.

전원부(140)는 품질 평가 장치(100)를 구성하는 각 구성에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.

주제어부(150)는 품질 평가 장치(100)를 구성하는 각 구성의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행한다.

자기 상관 신호 검출부(110)는 생체 정보를 포함하는 레이더 신호를 기초로 자기 상관 신호를 검출하는 기능을 수행한다.

자기 상관 신호 검출부(110)는 IR-UWB 레이더를 이용하여 얻은 레이더 신호를 기초로 자기 상관 신호를 검출할 수 있다.

자기 상관 신호 검출부(110)는 IR-UWB 레이더를 이용하여 시간 영역 신호와 관련된 슬로우 타임 윈도우 신호(slow time windowed signal)를 획득하며, 이 슬로우 타임 윈도우 신호를 기초로 자기 상관 신호를 검출할 수 있다.

제1 주기 산출부(120)는 자기 상관 신호 검출부(110)에 의해 검출된 자기 상관 신호에 포함된 피크들(peaks) 사이의 제1 주기들을 산출하는 기능을 수행한다.

스코어 산출부(130)는 제1 주기 산출부(120)에 의해 산출된 제1 주기들과 기준 신호로부터 얻은 제2 주기들을 비교하여 레이더 신호가 생체 정보를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단하기 위한 스코어를 산출하는 기능을 수행한다.

스코어 산출부(130)는 제2 주기들과 일치하는 것으로 판단되는 제1 주기들의 개수(y)를 제1 주기들의 총 개수(x)로 나눈 값(y/x)을 스코어로 산출할 수 있다.

품질 평가 장치(100)는 제2 주기 산출부(160)를 더 포함할 수 있다.

제2 주기 산출부(160)는 레이더 신호를 퓨리에 변환하여 얻은 신호를 기준 신호로 이용하여, 기준 신호에 포함된 지배적 주파수 성분들(dominant frequency components)을 기초로 제2 주기들을 산출하는 기능을 수행한다.

품질 평가 장치(100)는 신호 적합성 판단부(170)도 더 포함할 수 있다.

신호 적합성 판단부(170)는 스코어를 기준값과 비교하여 스코어가 기준값 이상인 것으로 판단되면 레이더 신호를 생체 정보를 측정하기에 적합한 신호로 판단하는 기능을 수행한다. 예컨대 스코어 산출부(130)에 의해 산출된 스코어가 0.7이고 기준값이 0.5이면, 신호 적합성 판단부(170)는 위 판단 기준에 따라 현재의 신호를 생체 정보를 측정하기에 적합한 신호로 판단할 수 있다.

한편 신호 적합성 판단부(170)는 스코어가 기준값 미만인 것으로 판단되면 레이더 신호를 생체 정보를 측정하기에 적합하지 않은 신호로 판단한다.

다음으로 품질 평가 장치(300)의 작동 방법에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

먼저 자기 상관 신호 검출부(110)는 생체 정보를 포함하는 레이더 신호를 기초로 자기 상관 신호를 검출한다(S210).

이후 제1 주기 산출부(120)는 자기 상관 신호 검출부(110)에 의해 검출된 자기 상관 신호에 포함된 피크들(peaks) 사이의 제1 주기들을 산출한다(S220).

이후 스코어 산출부(130)는 제1 주기 산출부(120)에 의해 산출된 제1 주기들과 기준 신호로부터 얻은 제2 주기들을 비교하여 레이더 신호가 생체 정보를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단하기 위한 스코어를 산출한다(S230).

한편 S220 단계와 S230 단계 사이에, 제2 주기 산출부(160)는 레이더 신호를 퓨리에 변환하여 얻은 신호를 기준 신호로 이용하여, 기준 신호에 포함된 지배적 주파수 성분들(dominant frequency components)을 기초로 제2 주기들을 산출할 수 있다.

한편 S230 단계 이후에, 신호 적합성 판단부(170)는 스코어를 기준값과 비교하여 스코어가 기준값 이상인 것으로 판단되면 레이더 신호를 생체 정보를 측정하기에 적합한 신호로 판단한다. 반면 신호 적합성 판단부(170)는 스코어가 기준값 미만인 것으로 판단되면 레이더 신호를 생체 정보를 측정하기에 적합하지 않은 신호로 판단한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

생체 정보를 포함하는 레이더 신호를 기초로 자기 상관 신호를 검출하는 자기 상관 신호 검출부;
상기 자기 상관 신호에 포함된 피크들(peaks) 사이의 제1 주기들을 산출하는 제1 주기 산출부; 및
상기 제1 주기들과 기준 신호로부터 얻은 제2 주기들을 비교하여 상기 레이더 신호가 상기 생체 정보를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단하기 위한 스코어를 산출하는 스코어 산출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 상관 신호 검출부는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide Band) 레이더를 이용하여 얻은 상기 레이더 신호를 기초로 상기 자기 상관 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 자기 상관 신호 검출부는 상기 IR-UWB 레이더를 이용하여 시간 영역 신호와 관련된 슬로우 타임 윈도우 신호(slow time windowed signal)를 획득하며, 상기 슬로우 타임 윈도우 신호를 기초로 상기 자기 상관 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 레이더 신호를 퓨리에 변환하여 얻은 신호를 상기 기준 신호로 이용하여, 상기 기준 신호에 포함된 지배적 주파수 성분들(dominant frequency components)을 기초로 상기 제2 주기들을 산출하는 제2 주기 산출부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스코어 산출부는 상기 제2 주기들과 일치하는 것으로 판단되는 상기 제1 주기들의 개수를 상기 제1 주기들의 총 개수로 나눈 값을 상기 스코어로 산출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스코어를 기준값과 비교하여 상기 스코어가 상기 기준값 이상인 것으로 판단되면 상기 레이더 신호를 상기 생체 정보를 측정하기에 적합한 신호로 판단하는 신호 적합성 판단부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 품질 평가 장치는 상기 생체 정보로 원거리에 위치한 사용자의 호흡수와 심박수를 측정할 때 이용되는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 장치.
생체 정보를 포함하는 레이더 신호를 기초로 자기 상관 신호를 검출하는 단계;
상기 자기 상관 신호에 포함된 피크들(peaks) 사이의 제1 주기들을 산출하는 단계; 및
상기 제1 주기들과 기준 신호로부터 얻은 제2 주기들을 비교하여 상기 레이더 신호가 상기 생체 정보를 측정하기에 적합한 것인지 여부를 판단하기 위한 스코어를 산출하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 검출하는 단계는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide Band) 레이더를 이용하여 얻은 상기 레이더 신호를 기초로 상기 자기 상관 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 검출하는 단계는 상기 IR-UWB 레이더를 이용하여 시간 영역 신호와 관련된 슬로우 타임 윈도우 신호(slow time windowed signal)를 획득하며, 상기 슬로우 타임 윈도우 신호를 기초로 상기 자기 상관 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 레이더 신호를 퓨리에 변환하여 얻은 신호를 상기 기준 신호로 이용하여, 상기 기준 신호에 포함된 지배적 주파수 성분들(dominant frequency components)을 기초로 상기 제2 주기들을 산출하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 스코어를 기준값과 비교하여 상기 스코어가 상기 기준값 이상인 것으로 판단되면 상기 레이더 신호를 상기 생체 정보를 측정하기에 적합한 신호로 판단하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법.
컴퓨터에서 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 생체 정보 측정용 신호의 품질 평가 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.