KR20200139039A - 카메라를 이용한 비접촉 ppg 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법으로서, 측정 대상자의 영상을 촬영하는 카메라부(100); 카메라부(100)에서 촬영된 영상으로부터 측정 대상자의 PPG 신호를 연산하는 중앙처리부(200); 및 중앙처리부(200)에서 연산된 PPG 신호 및 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시하는 디스플레이부(300)를 포함하여 구성될 수 있으며, 중앙처리부(200)는, 카메라부(100)에서 촬영된 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 영역 선택부(210); 영역 선택부(210)에서 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 카메라부(100)에서 촬영된 영상의 각 프레임별로 검출하는 광신호 검출부(220); 광신호 검출부(220)에서 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 광전변환부(230); 광전변환부(230)에서 전하로 변환된 신호로부터 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 연산부(240); 연산부(240)에서 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 주파수 신호 변환부(250); 주파수 신호 변환부(250)에서 변환된 PPG 신호를 가공하는 제어부(260); 및 제어부(260)에서 가공된 PPG 신호로부터 측정 대상자의 심박수를 결정하는 심박수결정부(270)를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법에 따르면, 카메라를 통해 촬영된 영상에서의 광신호의 세기와 심박수 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이에 상관관계가 있다는 특징을 이용함으로써, 종래의 신체 접촉식 심박수 측정을 위해 심박수 측정 대상자가 장치를 꼭 착용해야만 하는 불편함을 줄이고, 무구속 상태에서 매우 쉽고 간편하게 심박수를 측정할 수 있으며, 심박수 측정 대상자가 카메라 앞에 잠시 서 있는 것만으로도 심박수를 측정할 수 있어 심박수 측정 시스템을 사용하는 데 있어서 번거로움을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법에 따르면, 촬영된 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하여 그 영역에서의 광신호 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 연산하고, 이를 필터링하고 증폭시키는 가공 과정을 거침으로써, 심박수 측정 대상자의 얼굴 움직임으로 인한 노이즈 성분이나, 얼굴에 조사되는 빛의 주파수 성분의 변화와 같은 환경의 영향에 따른 노이즈 성분으로부터 영향을 적게 받을 수 있어, 심박수 측정 대상자의 심박수를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법에 따르면, 카메라를 통해 촬영된 영상에서의 광신호의 세기와 심박수 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이에 상관관계가 있다는 특징을 이용함으로써, 종래의 신체 접촉식 심박수 측정을 위해 심박수 측정 대상자가 장치를 꼭 착용해야만 하는 불편함을 줄이고, 무구속 상태에서 매우 쉽고 간편하게 심박수를 측정할 수 있으며, 심박수 측정 대상자가 카메라 앞에 잠시 서 있는 것만으로도 심박수를 측정할 수 있어 심박수 측정 시스템을 사용하는 데 있어서 번거로움을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법에 따르면, 촬영된 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하여 그 영역에서의 광신호 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 연산하고, 이를 필터링하고 증폭시키는 가공 과정을 거침으로써, 심박수 측정 대상자의 얼굴 움직임으로 인한 노이즈 성분이나, 얼굴에 조사되는 빛의 주파수 성분의 변화와 같은 환경의 영향에 따른 노이즈 성분으로부터 영향을 적게 받을 수 있어, 심박수 측정 대상자의 심박수를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
Description
본 발명은 비접촉 PPG(광용적맥파, photo plethysmo graphy) 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
심박수란 심장의 박동수를 말하는 것으로, 혈액의 흐름으로 인하여 동맥이 팽창과 이완을 되풀이하게 되는데, 이를 맥박이라고 한다. 심박수는 심장과 혈관의 상태에 따라 조금씩 차이가 나는데, 일반적으로 성인의 맥박수는 분당 60∼80회이고, 나이가 적을수록 많아져서 신생아는 분당 120∼140회 정도이다. 심박수는 체온 1℃ 상승에 대하여 보통 약 8 박동의 증가를 가져오며, 그 외에도 호흡운동이나 아드레날린, 이산화탄소 등에도 영향을 받는다.
최근 스포츠나 신체 운동 및 건강에 관한 관심이 지속적으로 증가하고 있으며, 심박수 측정은 사고의 예방 차원 또는 신체 변화의 모니터링을 위해 그 중요성이 점차 증가하고 있다. 심박수 측정은 스트레스, 체력, 심혈관계 등을 진단하는데 기초가 되는 가장 중요한 건강 정보인데, 이러한 이유로 인해 병원이나 보건소 등에서는 측정 대상자의 기초 건강상태를 파악하기 위해 심박수 측정을 기본적으로 실시하고 있을 뿐만 아니라, 일반 가정에서도 심박수를 주기적으로 측정하는 경우가 많아지고 있다.
심장 박동을 검출하는 비침습적 방법으로는 전기적 검출 방법, 기계적 검출 방법, 광학적 검출 방법이 있다. 전기적 검출 방법은 피부 위에 전극을 부착하여 조직의 전기적 임피던스나 어드미턴스의 변화를 측정하는 방법이나, 장치의 특성상 개인의 심박을 상시 측정하기에는 불편함이 크다. 기계적 검출 방법은 피부를 통해 전달되는 맥동을 압전소자 등 압력 변환 센서를 통해 심장 박동으로 검출하는 방식으로, 변환기의 피부 밀착 정도에 따른 오차가 크며, 장착 위치가 신체의 특정부위(손목, 가슴 등)로 제한되어 다양한 활용이 어려운 단점이 있다.
광학적 검출 방법은 혈액의 헤모글로빈과 상관이 좋은 광을 피부에 가까운 동맥혈에 조사하여 검출하는 방법이다. 도 1은 종래의 접촉식 PPG 신호를 측정하는 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 접촉식 PPG 신호를 측정하는 시스템의 원리를 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 광학적 검출 방식은 신체 접촉 방식의 측정 방법이어서, 심박수 측정에 제한이 많았다. 이에 비접촉식 심장 박동을 검출하는 광학적 검출 방식에 대한 필요성이 대두된다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 한국공개특허 제10-2012-0057813호(발명의 명칭: 광용적맥파를 이용한 심박측정 방법, 공고일자: 2012년 06월 07일) 등이 개시된 바 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 카메라를 통해 촬영된 영상에서의 광신호의 세기와 심박수 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이에 상관관계가 있다는 특징을 이용함으로써, 종래의 신체 접촉식 심박수 측정을 위해 심박수 측정 대상자가 장치를 꼭 착용해야만 하는 불편함을 줄이고, 무구속 상태에서 매우 쉽고 간편하게 심박수를 측정할 수 있으며, 심박수 측정 대상자가 카메라 앞에 잠시 서 있는 것만으로도 심박수를 측정할 수 있어 심박수 측정 시스템을 사용하는 데 있어서 번거로움을 줄일 수 있는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 촬영된 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하여 그 영역에서의 광신호 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 연산하고, 이를 필터링하고 증폭시키는 가공 과정을 거침으로써, 심박수 측정 대상자의 얼굴 움직임으로 인한 노이즈 성분이나, 얼굴에 조사되는 빛의 주파수 성분의 변화와 같은 환경의 영향에 따른 노이즈 성분으로부터 영향을 적게 받을 수 있어, 심박수 측정 대상자의 심박수를 보다 정확하게 측정할 수 있는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템은,
카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템으로서,
심박수 측정 대상자(이하, 측정 대상자라 한다.)의 영상을 촬영하는 카메라부;
상기 카메라부에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 PPG 신호를 연산하는 중앙처리부; 및
상기 중앙처리부에서 연산된 PPG 신호 및 상기 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시하는 디스플레이부를 포함하며,
상기 중앙처리부는,
상기 카메라부에서 촬영된 상기 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 영역 선택부;
상기 영역 선택부에서 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 상기 카메라부에서 촬영된 영상의 각 프레임별로 검출하는 광신호 검출부;
상기 광신호 검출부에서 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 광전변환부;
상기 광전변환부에서 전하로 변환된 신호로부터 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 연산부;
상기 연산부에서 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 주파수 신호 변환부;
상기 주파수 신호 변환부에서 변환된 PPG 신호를 가공하는 제어부; 및
상기 제어부에서 가공된 PPG 신호로부터 상기 측정 대상자의 심박수를 결정하는 심박수결정부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 영역 선택부는,
상기 카메라부에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 얼굴을 인식하는 얼굴 인식부;
상기 얼굴 인식부에서 인식된 얼굴에서 모든 특징점을 검출하는 특징점 검출부;
상기 특징점 검출부에서 검출된 특징점 중 측정 대상자의 얼굴 인식 및 광신호 추출에 효과적인 유효 특징점만 추출하는 특징점 추출부; 및
상기 특징점 추출부에서 추출된 유효 특징점으로부터 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하는 영역 결정부를 포함하여 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 영역 선택부는,
상기 카메라부에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 얼굴을 인식하기에 부적합하거나, 상기 측정 대상자의 얼굴에서 상기 광신호를 추출할 상기 대상 영역을 결정하기에 부적합한 경우, 상기 측정 대상자의 얼굴 영상 재획득을 요구하는 영상 재요구부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 광신호 검출부는,
상기 카메라부에서 촬영된 영상에서 다수의 색상의 광신호를 검출하는 경우, 상기 프레임마다 색상 채널별 분리된 각각의 광신호 데이터값을 검출할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 광신호 검출부는,
헤모글로빈과 산화 헤모글로빈의 빛 흡수율이 가장 높은 파장인 녹색(G)채널에서의 광신호 데이터값을 검출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연산부는,
상기 광신호 검출부에서 검출된 광신호의 세기와 상기 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이에 상관관계가 있다는 특징을 이용하여 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 연산부는,
상기 광전변환부에서 전하로 변환된 신호의 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 저장하고, 상기 대상 영역을 기설정된 혈류량이 일정하다고 볼 수 있는 작은 영역으로 나누어, 나누어진 각각의 작은 영역에서의 상기 x,y 좌표상의 픽셀값의 평균값을 연산한 후에 시간에 따른 상기 평균값 변화를 추적함으로써, 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는,
상기 주파수 신호 변환부에서 변환된 PPG 신호에서 노이즈 또는 잡음을 필터링하여, 출력되는 PPG 신호의 주파수 범위를 결정하는 필터부를 포함하여 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 제어부는,
상기 필터부에서 노이즈 또는 잡음이 필터링 되어 출력된 PPG 신호를 적절한 이득 값으로 증폭시켜주는 증폭부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 제어부에서 가공된 PPG 신호로부터 추출된 심박변이도 지표와 스트레스에 의한 자율신경계 활성화의 정적 상관관계를 이용하여 스트레스 지수를 연산하는 스트레스 연산부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법은,
카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법으로서,
(1) 측정 대상자의 영상을 촬영하는 단계;
(2) 상기 단계 (1)에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 PPG 신호를 연산하는 단계; 및
(3) 상기 단계 (2)에서 연산된 PPG 신호 및 상기 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시하는 단계를 포함하며,
상기 단계 (2)는,
(2-1) 상기 단계 (1)에서 촬영된 상기 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 단계;
(2-2) 상기 단계 (2-1)에서 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 상기 단계 (1)에서 촬영된 영상의 각 프레임별로 검출하는 단계;
(2-3) 상기 단계 (2-2)에서 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 단계;
(2-4) 상기 단계 (2-3)에서 전하로 변환된 신호로부터 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 단계;
(2-5) 상기 단계 (2-4)에서 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 단계;
(2-6) 상기 단계 (2-5)에서 변환된 PPG 신호를 가공하는 단계; 및
(2-7) 상기 단계 (2-6)에서 가공된 PPG 신호로부터 상기 측정 대상자의 심박수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 그 구현상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 단계 (2-1)은,
(2-1-1) 상기 단계 (1)에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 얼굴을 인식하는 단계;
(2-1-2) 상기 단계 (2-1-1)에서 인식된 얼굴에서 모든 특징점을 검출하는 단계;
(2-1-3) 상기 단계 (2-1-2)에서 검출된 특징점 중 광신호 추출에 효과적인 유효 특징점만 추출하는 단계; 및
(2-1-4) 상기 단계 (2-1-3)에서 추출된 유효 특징점으로부터 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하는 단계를 포함하여 구현될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 단계 (2-1)은,
(2-1-5) 상기 단계 (1)에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 얼굴을 인식하기에 부적합하거나, 상기 측정 대상자의 얼굴에서 상기 광신호를 추출할 상기 대상 영역을 결정하기에 부적합한 경우, 상기 측정 대상자의 얼굴 영상 재획득을 요구하는 단계를 더 포함하여 구현될 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (2-2)에서는,
상기 단계 (1)에서 촬영된 영상에서 다수의 색상의 광신호를 검출하는 경우, 상기 프레임마다 색상 채널별 분리된 각각의 광신호 데이터값을 검출할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 단계 (2-2)에서는,
헤모글로빈과 산화 헤모글로빈의 빛 흡수율이 가장 높은 파장인 녹색(G)채널에서의 광신호 데이터값을 검출할 수 있다.
바람직하게는, 단계 (2-4)에서는,
상기 단계 (2-2)에서 검출된 광신호의 세기와 상기 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이에 상관관계가 있다는 특징을 이용하여 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 단계 (2-4)에서는,
상기 단계 (2-3)에서 전하로 변환된 신호의 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 저장하고, 상기 대상 영역을 기설정된 혈류량이 일정하다고 볼 수 있는 작은 영역으로 나누어, 나누어진 각각의 작은 영역에서의 상기 x,y 좌표상의 픽셀값의 평균값을 연산한 후에 시간에 따른 상기 평균값 변화를 추적함으로써, 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산할 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (2-6)은,
(2-6-1) 상기 단계 (2-5)에서 변환된 PPG 신호에서 노이즈 또는 잡음을 필터링하여, 출력되는 PPG 신호의 주파수 범위를 결정하는 필터링 단계를 포함하여 구현될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 단계 (2-6)은,
(2-6-2) 상기 단계 (2-6-1)에서 노이즈 또는 잡음이 필터링 되어 출력된 PPG 신호를 적절한 이득 값으로 증폭시켜주는 단계를 더 포함하여 구현될 수 있다.
바람직하게는,
(4) 상기 단계 (2-6)에서 가공된 PPG 신호로부터 추출된 심박변이도 지표와 스트레스에 의한 자율신경계 활성화의 정적 상관관계를 이용하여 스트레스 지수를 연산하는 단계를 더 포함하여 구현될 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법에 따르면, 카메라를 통해 촬영된 영상에서의 광신호의 세기와 심박수 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이에 상관관계가 있다는 특징을 이용함으로써, 종래의 신체 접촉식 심박수 측정을 위해 심박수 측정 대상자가 장치를 꼭 착용해야만 하는 불편함을 줄이고, 무구속 상태에서 매우 쉽고 간편하게 심박수를 측정할 수 있으며, 심박수 측정 대상자가 카메라 앞에 잠시 서 있는 것만으로도 심박수를 측정할 수 있어 심박수 측정 시스템을 사용하는 데 있어서 번거로움을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 및 그 구동 방법에 따르면, 촬영된 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하여 그 영역에서의 광신호 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 연산하고, 이를 필터링하고 증폭시키는 가공 과정을 거침으로써, 심박수 측정 대상자의 얼굴 움직임으로 인한 노이즈 성분이나, 얼굴에 조사되는 빛의 주파수 성분의 변화와 같은 환경의 영향에 따른 노이즈 성분으로부터 영향을 적게 받을 수 있어, 심박수 측정 대상자의 심박수를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 종래의 접촉식 PPG 신호를 측정하는 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 종래의 접촉식 PPG 신호를 측정하는 시스템의 원리를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 구성을 기능 블록으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 영역 선택부의 구성을 기능 블록으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 방법을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템에서 각 프레임마다 색상 채널별 분리된 광신호 데이터값을 검출하는 방법을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 검출된 광신호의 세기와 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이의 상관관계를 이용하는 원리를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 헤모글로빈에서의 빛 반사를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 구동 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템에서 PPG 신호를 연산하는 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 2는 종래의 접촉식 PPG 신호를 측정하는 시스템의 원리를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 구성을 기능 블록으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 영역 선택부의 구성을 기능 블록으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 방법을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템에서 각 프레임마다 색상 채널별 분리된 광신호 데이터값을 검출하는 방법을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 검출된 광신호의 세기와 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이의 상관관계를 이용하는 원리를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 헤모글로빈에서의 빛 반사를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 구동 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템에서 PPG 신호를 연산하는 방법의 흐름을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
PPG 측정은 생체조직의 광학적 특성을 이용하여 혈관에 흐르는 혈류량을 측정함으로써 심박동 상태를 추정하는 방법이다. 말초혈관으로 혈액이 흐를 때 심장의 이완기와 수축기 사이에 혈액의 흐름이 느려져 혈관 내 투명도의 변화를 일으키며, 이 투명도 변화를 감지하는 것을 PPG 측정의 기본 원리로 한다. 이러한 형상은 신체의 말초조직 얼굴이나 손가락, 귓불 등에서 확실히 측정할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 PPG 측정의 경우 손가락을 이용하여 측정한다. 이와 같은 원리를 얼굴에도 적용할 경우 심박동 상태에 따라 얼굴 피부의 혈관 내 혈류량 또한 마찬가지로 변화할 것이므로, 본 발명은 카메라를 통하여 얼굴 피부의 혈관 내 혈류량 변화를 측정하여 분석함으로써 심장 박동 상태를 측정하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 구성을 기능 블록으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템은, 측정 대상자의 영상을 촬영하는 카메라부(100); 카메라부(100)에서 촬영된 영상으로부터 측정 대상자의 PPG 신호를 연산하는 중앙처리부(200); 및 중앙처리부(200)에서 연산된 PPG 신호 및 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시하는 디스플레이부(300)를 포함하여 구성될 수 있으며, 중앙처리부(200)는, 카메라부(100)에서 촬영된 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 영역 선택부(210); 영역 선택부(210)에서 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 카메라부(100)에서 촬영된 영상의 각 프레임별로 검출하는 광신호 검출부(220); 광신호 검출부(220)에서 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 광전변환부(230); 광전변환부(230)에서 전하로 변환된 신호로부터 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 연산부(240); 연산부(240)에서 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 주파수 신호 변환부(250); 주파수 신호 변환부(250)에서 변환된 PPG 신호를 가공하는 제어부(260); 및 제어부(260)에서 가공된 PPG 신호로부터 측정 대상자의 심박수를 결정하는 심박수결정부(270)를 포함하여 구성될 수 있다.
영역 선택부(210)는, 중앙처리부(200)를 구성하는 하나의 장치로서, 카메라부(100)에서 촬영된 측정 대상자의 영상으로부터 광신호를 추출할 최적의 대상 영역을 선택하여 측정 대상자의 심박수 측정의 정확도를 높일 수 있다. 이하 도 4를 이용하여 영역 선택부(210)에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 영역 선택부의 구성을 기능 블록으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 영역 선택부(210)는, 카메라부(100)에서 촬영된 영상으로부터 측정 대상자의 얼굴을 인식하는 얼굴 인식부(211), 얼굴 인식부(211)에서 인식된 얼굴에서 모든 특징점을 검출하는 특징점 검출부(212), 특징점 검출부(212)에서 검출된 특징점 중 광신호 추출에 효과적인 유효 특징점만 추출하는 특징점 추출부(213), 및 특징점 추출부(213)에서 추출된 유효 특징점으로부터 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하는 영역 결정부(214)를 포함하여 구성될 수 있다. 심박수 측정 대상자는 일반적으로 사람이나 이에 제한되는 것은 아니며, 측정 가능한 심장을 가진 모든 생명체가 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 방법을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 얼굴 인식부(211)는 카메라부(100)에서 촬영된 영상의 각각의 프레임에 대하여 측정 대상자의 얼굴을 인식할 수 있다. 얼굴 인식 방법으로는 기존에 존재하는 임의의 얼굴 인식 방법이 이용될 수 있다. 얼굴 인식부(211)가 프레임 내에 얼굴이 존재한다고 판단할 경우, 그 얼굴이 측정 대상자의 얼굴이라고 결정할 수 있다.
특징점 검출부(212)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 얼굴 인식부(211)에서 인식된 얼굴에서 광신호 측정에 적절한 얼굴 영역을 결정하기에 적합한 모든 특징점을 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 측정 대상자의 얼굴 영역 내에 위치하는 얼굴 기관뿐만 아니라, 측정 대상자 얼굴의 윤곽선을 따라 얼굴 영역을 결정할 수 있는 모든 특징점을 검출할 수 있다. 얼굴 기관은 눈, 코, 입, 귀가 될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 얼굴에 위치하는 다양한 신체 일부를 포함할 수 있고, 얼굴에 착용 된 안경이나 선글라스를 포함하여 넓게 해석함이 바람직하다.
특징점 추출부(213)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 특징점 검출부(212)에서 검출된 특징점 중 측정 대상자의 얼굴 영역을 인식하고 광신호를 추출하는 데 꼭 필요하거나 효과적인 유효 특징점만 추출할 수 있다.
영역 결정부(214)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 특징점 추출부(213)에서 추출된 유효 특징점을 연결하여 광신호를 추출할 대상 영역을 결정할 수 있다. 광신호를 추출할 대상 영역을 결정할 경우, 모세혈관이 밀집하여 있어 심장 박동에 따른 헤모글로빈 농도의 변화가 큰 부위가 적절한데, 이마 또는 뺨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 대상 영역은 얼굴 중에서 표정에 의한 움직임이 비교적 적은 영역이므로 심박수의 측정에 적합할 뿐만 아니라, 측정 대상자 얼굴의 중앙에 위치하므로 얼굴이 프레임 내에서 움직임이 있더라도 심박수 측정에 주는 영향을 줄일 수 있다. 도 5에 도시된 대상 영역 결정의 실시예에 따르면, 대상 영역은, 코의 일측에 위치한 유효 특징점, 귀의 하단에 위치한 유효 특징점, 및 입의 일측에 위치한 유효 특징점을 연결하는 직선으로 둘러싸인 삼각형의 영역일 수 있다.
영상 재요구부(215)는, 영역 선택부(210)를 구성하는 또 다른 장치로서, 측정 대상자의 얼굴 영상 재획득을 요구할 수 있다. 보다 구체적으로, 카메라부(100)에서 촬영된 영상으로부터 측정 대상자의 얼굴을 인식하기에 부적합하거나, 측정 대상자의 얼굴에서 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하기에 부적합한 경우, 카메라부(100)로 측정 대상자의 얼굴 영상 재획득을 요구할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템에서 각 프레임마다 색상 채널별 분리된 광신호 데이터값을 검출하는 방법을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 광신호 검출부(220)는, 카메라부(100)에서 촬영된 영상에서 다수의 색상의 광신호를 검출하는 경우, 프레임마다 색상 채널별 분리된 각각의 광신호 데이터값을 검출할 수 있다. 즉, RGB 표색계의 경우, 촬영된 영상에서 각각의 프레임마다 적색(R) 성분 채널, 녹색(G) 성분 채널 및 청색(B) 성분 채널별 분리된 각각의 광신호 데이터값을 검출할 수 있다.
특히, 광신호 검출부(220)는, 녹색(G) 성분 채널의 광신호 데이터를 검출할 수 있다. 즉, 발색요소인 헤모글로빈과 산화 헤모글로빈의 빛 흡수율이 가장 높은 파장인 녹색(G) 성분 채널을 사용함으로써, 심장 박동에 따른 헤모글로빈 농도의 변화를 측정하기에 더욱 용이하다.
광전변환부(230)는, 광신호 검출부(220)에서 검출된 광신호를 전하로 변환시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 광을 전하로 변환시키는 소자인 광전변화소자를 이용함으로써, 광전변화소자에 광이 전달되면, 광이 전하로 변환될 수 있다. 바람직하게는, 광전변화소자로서 포토 다이오드가 사용될 수 있다.
연산부(240)는, 광전변환부(230)에서 전하로 변환된 신호로부터 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 검출된 광신호의 세기와 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이의 상관관계를 이용하는 원리를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템의 헤모글로빈에서의 빛 반사를 도시한 도면이다. 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 연산부(240)는 혈류량 변화를 연산하는 과정에서, 광신호 검출부(220)에서 검출된 광신호의 세기와 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이에 상관관계가 있다는 특징을 이용하여 연산할 수 있다.
보다 구체적으로, 연산부(240)는, 광전변환부(230)에서 전하로 변환된 신호의 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 저장하고, 대상 영역을 기설정된 혈류량이 일정하다고 볼 수 있는 작은 영역으로 나누어, 나누어진 각각의 작은 영역에서의 x,y 좌표상의 픽셀값의 평균값을 연산한 후에 시간에 따른 평균값 변화를 추적함으로써, 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산할 수 있다. 이하, 수학식을 이용하여 피하 혈류량 변화를 연산하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
카메라부(100)에서 촬영된 영상의 각 프레임별, 측정 대상자 얼굴의 대상 영역으로부터 반사되어 나온 광신호의 세기를 각각 x,y 좌표에 픽셀값으로 저장할 수 있는데, 이 값을 V(x,y,t)라 한다. 이때, V(x,y,t)는, 아래의 [수학식 1]에서 알 수 있듯이, 조명의 세기 I(x,y,t)와 피부의 반사율 R(x,y,t) 두 가지 요소의 곱으로 구성될 수 있다.
조명의 세기 I(x,y,t)는 측정 대상자 얼굴의 대상 영역에 비춰지는 모든 빛을 의미할 수 있다. 이 때, PPG가 측정되는 대상 영역에 한하여 일정한 조명의 세기가 필요하다. 피부의 반사율 R(x,y,t)은 피부로부터 반사된 광의 세기를 나타내는데, 이는 피부표면의 반사와 피하조직의 반사 이 두 종류의 반사로 이루어질 수 있다.
측정 대상자 얼굴의 대상 영역을 혈류량이 일정하다고 할 수 있을 만큼 작은 영역 (Regions of interests, ROIs)으로 나누어, 나누어진 각각의 작은 영역에서의 V(x,y,t) 값을 R이라 할 수 있는데, 이때 yi(t)는 시간 t에 따른 ROI Ri 픽셀값의 평균값이며, I{1,2,…,n}는 R의 인덱스 값이다. ROI Ri 에서의 일정한 빛의 세기를 Ii로 나타낼 경우, yi(t)는 아래의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
위의 [수학식 2]에서 Ii는 ROI Ri의 빛의 세기를 나타내며, ai는 혈류의 세기를 말하고, bi는 얼굴 피부 표면에서의 반사율을 말하며, qi(t)는 카메라 양자화 노이즈를 나타낸다. ROI Ri에 Ii의 빛이 비춰질 때 많은 양의 반사(bi)가 피부표면에서 이루어지는데, 이 값의 경우 혈류량 변화에 전혀 영향을 받지 않는 값이다. 하지만 일부분의 빛이 피부표면을 뚫고 들어가서 혈류변화에 따라 빛 반사량이 달라질 수 있는데, 이 값을 p(t)로 나타낸다. 여기서 피부표면 아래의 빛의 반사에 기여하는 두 요인 ai와 p(t)로 피하반사율을 구할 수 있다. 따라서, 연산부(240)는, ROI Ri 값이 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율에 영향을 받는다는 특징을 이용하여 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산할 수 있다.
주파수 신호 변환부(250)는, 연산부(240)에서 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시킬 수 있다. 즉, 연산부(240)에서 연산된 측정 대상자의 피하 혈류량 변화 신호를 주파수 영역의 주파수 신호로 변환시킬 수 있다.
제어부(260)는, 주파수 신호 변환부(250)에서 변환된 신호를 가공할 수 있다. 즉, 제어부(260)는, 주파수 신호 변환부(250)에서 변환된 PPG 신호에서 노이즈 또는 잡음을 필터링하여, 출력되는 PPG 신호의 주파수 범위를 결정하는 필터부(261)를 포함할 수 있다. 영상을 구성하는 각각의 프레임에서의 얼굴 위치의 변화, 얼굴 방향의 변화 또는 얼굴 표정의 변화 등 얼굴의 움직임이나 측정 대상자 얼굴의 대상 영역을 비추는 빛과 같은 환경의 변화로 인하여 측정되는 광신호에 영향을 줄 수 있는데, 이러한 노이즈는 심박 성분의 검출에 방해가 될 수 있다. 따라서, 노이즈 성분을 제거하거나, 저감하는 것이 바람직하다. 일반적으로 노이즈 성분은 심박 성분보다 낮은 주파수 성분으로 구성되나 반드시 낮은 주파수일 필요는 없으며, 심박 성분보다 더 높거나 같을 수 있다. 제어부(260)는, 밴드패스 필터 등의 필터를 사용함으로써, 출력되는 PPG 신호의 주파수 범위를 결정하여, 노이즈 성분이 제거된 정확한 PPG 신호를 추출할 수 있다.
증폭부(262)는, 노이즈 또는 잡음이 필터링 되어 출력된 PPG 신호를 적절한 이득 값으로 증폭시킬 수 있다. 즉, 증폭부(262)에서는 가변저항을 이용함으로써, 사람마다 얻어지는 다양한 파형의 PPG 신호에 따라 증폭률을 조절할 수 있는데, 파형이 작게 나오는 사람의 경우 PPG 신호를 적절한 이득 값으로 증폭시킬 수 있다.
심박수결정부(270)는, 제어부(260)에서 가공된 PPG 신호로부터 측정 대상자의 심박수를 결정한다. 즉, PPG 신호의 파형에서 피크 값에 대응되는 수를 심박수로 결정할 수 있는데, 예를 들면 PPG 신호의 파형에서 1분 동안 몇 번의 피크 값을 가지는지 계산하여, 1분 동안의 심장 박동수를 구할 수 있다.
디스플레이부(300)는, 중앙처리부(200)에서 연산된 PPG 신호 및 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시할 수 있다. 즉, 디스플레이부(300)는, 측정 대상자가 자신의 PPG 신호나 심박수를 알 수 있도록 보여주는 모든 장치가 이용될 수 있는데, 예를 들면, 텔레비전의 액정 디스플레이, 컴퓨터의 액정 디스플레이 또는 휴대전화의 액정 디스플레이일 수 있다.
스트레스 연산부(400)는, 제어부(260)에서 가공된 PPG 신호로부터 추출된 심박변이도 지표와 스트레스에 의한 자율신경계 활성화의 정적 상관관계를 이용하여 스트레스 지수를 연산할 수 있다. 여기서, 심박변이도 지표로서, SDNN(standard deviation of all RR interval: PPG 신호의 해당구간 R peak 간격 연속의 표준편차), RMSSD(square root of the mean squared differences of successive normal sinus intervals: PPG 신호의 해당구간 R peak 간격 연속의 제곱평균제곱근), LF(low frequency: 저주파 성분), HF(high frequency: 고주파 성분), 또는 LF/HF(저주파 성분과 고주파 성분의 비율)를 이용할 수 있다.
예를 들면, SDNN 값에서 간격이 넓을수록 변화도가 크다는 뜻이며, 일반적으로 변화도가 클수록 건강하다는 것을 이용하여 육체의 피로도를 연산할 수 있고, RMSSD 값의 수치가 높으면 심장이 안정도가 높다는 것을 이용하여, 부교감 신경의 활동을 알 수 있다. LF 값의 경우 교감신경계 활성도를 반영하는데, 정신 스트레스와 피로감에 영향을 받으며, 특히 급성 스트레스 정도를 평가할 수 있고, 우울 또는 분노와 상관관계가 있으며, HF 값의 경우 부교감신경계 활성도를 반영하는데, 호흡 활동과 밀접한 관련이 있으며, 장기적인 스트레스, 불안, 또는 공포와 상관관계가 있다. LF/HF 값은 자율신경계의 전체적인 균형 정도를 반영하는데, 일반적으로 건강한 사람은 깨어 있는 동안에 LF 값이 HF 값보다 높다. 따라서, PPG 신호로부터 추출된 심박변이도 지표와 스트레스에 의한 자율신경계 활성화의 정적 상관관계를 이용함으로써, 본 발명인 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템을 이용하여 스트레스 지수를 측정할 수 있고, 측정된 스트레스 지수를 디스플레이부(300)의 화면에 표시할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템 구동 방법의 흐름을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템에서 PPG 신호를 연산하는 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법은, 측정 대상자의 영상을 촬영하는 단계(S100), 단계 S100에서 촬영된 영상으로부터 측정 대상자의 PPG 신호를 연산하는 단계(S200), 및 단계 S200에서 연산된 PPG 신호 및 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시하는 단계(S300)를 포함하여 구현될 수 있으며, 단계 S200은, 단계 S100에서 촬영된 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 단계(S210), 단계 S210에서 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 단계 S100에서 촬영된 영상의 각 프레임별로 검출하는 단계(S220), 단계 S220에서 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 단계(S230), 단계 S230에서 전하로 변환된 신호로부터 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 단계(S240), 단계 S240에서 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 단계(S250), 단계 S250에서 변환된 PPG 신호를 가공하는 단계(S260), 및 단계 S260에서 가공된 PPG 신호로부터 측정 대상자의 심박수를 결정하는 단계(S270)를 포함하여 구현될 수 있다.
각각의 단계들과 관련된 상세한 내용들은, 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템과 관련하여 충분히 설명되었으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 카메라부
200: 중앙처리부
210: 영역 선택부
211: 얼굴 인식부
212: 특징점 검출부
213: 특징점 추출부
214: 영역 결정부
215: 영상 재요구부
220: 광신호 검출부
230: 광전변환부
240: 연산부
250: 주파수 신호 변환부
260: 제어부
270: 심박수결정부
300: 디스플레이부
400: 스트레스 연산부
S100: 측정 대상자의 영상을 촬영하는 단계
S200: 촬영된 영상으로부터 측정 대상자의 PPG 신호를 연산하는 단계
S210: 촬영된 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 단계
S220: 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 영상의 각 프레임별로 검출하는 단계
S230: 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 단계
S240: 전하로 변환된 신호로부터 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 단계
S250: 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 단계
S260: 변환된 PPG 신호를 가공하는 단계
S270: 가공된 PPG 신호로부터 측정 대상자의 심박수를 결정하는 단계
S300: 연산된 PPG 신호 및 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시하는 단계
200: 중앙처리부
210: 영역 선택부
211: 얼굴 인식부
212: 특징점 검출부
213: 특징점 추출부
214: 영역 결정부
215: 영상 재요구부
220: 광신호 검출부
230: 광전변환부
240: 연산부
250: 주파수 신호 변환부
260: 제어부
270: 심박수결정부
300: 디스플레이부
400: 스트레스 연산부
S100: 측정 대상자의 영상을 촬영하는 단계
S200: 촬영된 영상으로부터 측정 대상자의 PPG 신호를 연산하는 단계
S210: 촬영된 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 단계
S220: 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 영상의 각 프레임별로 검출하는 단계
S230: 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 단계
S240: 전하로 변환된 신호로부터 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 단계
S250: 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 단계
S260: 변환된 PPG 신호를 가공하는 단계
S270: 가공된 PPG 신호로부터 측정 대상자의 심박수를 결정하는 단계
S300: 연산된 PPG 신호 및 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시하는 단계
Claims (20)
- 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템에 있어서,
심박수 측정 대상자(이하, 측정 대상자라 한다)의 영상을 촬영하는 카메라부(100);
상기 카메라부(100)에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 PPG 신호를 연산하는 중앙처리부(200); 및
상기 중앙처리부(200)에서 연산된 PPG 신호 및 상기 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시하는 디스플레이부(300)를 포함하며,
상기 중앙처리부(200)는,
상기 카메라부(100)에서 촬영된 상기 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 영역 선택부(210);
상기 영역 선택부(210)에서 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 상기 카메라부(100)에서 촬영된 영상의 각 프레임별로 검출하는 광신호 검출부(220);
상기 광신호 검출부(220)에서 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 광전변환부(230);
상기 광전변환부(230)에서 전하로 변환된 신호로부터 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 연산부(240);
상기 연산부(240)에서 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 주파수 신호 변환부(250);
상기 주파수 신호 변환부(250)에서 변환된 PPG 신호를 가공하는 제어부(260); 및
상기 제어부(260)에서 가공된 PPG 신호로부터 상기 측정 대상자의 심박수를 결정하는 심박수결정부(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 영역 선택부(210)는,
상기 카메라부(100)에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 얼굴을 인식하는 얼굴 인식부(211);
상기 얼굴 인식부(211)에서 인식된 얼굴에서 모든 특징점을 검출하는 특징점 검출부(212);
상기 특징점 검출부(212)에서 검출된 특징점 중 측정 대상자의 얼굴 인식 및 광신호 추출에 효과적인 유효 특징점만 추출하는 특징점 추출부(213); 및
상기 특징점 추출부(213)에서 추출된 유효 특징점으로부터 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하는 영역 결정부(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 제2항에 있어서, 상기 영역 선택부(210)는,
상기 카메라부(100)에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 얼굴을 인식하기에 부적합하거나, 상기 측정 대상자의 얼굴에서 상기 광신호를 추출할 상기 대상 영역을 결정하기에 부적합한 경우, 상기 측정 대상자의 얼굴 영상 재획득을 요구하는 영상 재요구부(215)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 광신호 검출부(220)는,
상기 카메라부(100)에서 촬영된 영상에서 다수의 색상의 광신호를 검출하는 경우, 상기 프레임마다 색상 채널별 분리된 각각의 광신호 데이터값을 검출하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 제4항에 있어서, 상기 광신호 검출부(220)는,
헤모글로빈과 산화 헤모글로빈의 빛 흡수율이 가장 높은 파장인 녹색(G) 채널에서의 광신호 데이터값을 검출하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 연산부(240)는,
상기 광신호 검출부(220)에서 검출된 광신호의 세기와 상기 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이에 상관관계가 있다는 특징을 이용하여 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 제6항에 있어서, 상기 연산부(240)는,
상기 광전변환부(230)에서 전하로 변환된 신호의 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 저장하고, 상기 대상 영역을 기설정된 혈류량이 일정하다고 볼 수 있는 작은 영역으로 나누어, 나누어진 각각의 작은 영역에서의 상기 x,y 좌표상의 픽셀값의 평균값을 연산한 후에 시간에 따른 상기 평균값 변화를 추적함으로써, 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 제어부(260)는,
상기 주파수 신호 변환부(250)에서 변환된 PPG 신호에서 노이즈 또는 잡음을 필터링하여, 출력되는 PPG 신호의 주파수 범위를 결정하는 필터부(261)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 제8항에 있어서, 상기 제어부(260)는,
상기 필터부(261)에서 노이즈 또는 잡음이 필터링 되어 출력된 PPG 신호를 적절한 이득 값으로 증폭시켜주는 증폭부(262)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제어부(260)에서 가공된 PPG 신호로부터 추출된 심박변이도 지표와 스트레스에 의한 자율신경계 활성화의 정적 상관관계를 이용하여 스트레스 지수를 연산하는 스트레스 연산부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 시스템. - 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법으로서,
(1) 측정 대상자의 영상을 촬영하는 단계;
(2) 상기 단계 (1)에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 PPG 신호를 연산하는 단계; 및
(3) 상기 단계 (2)에서 연산된 PPG 신호 및 상기 PPG 신호로부터 추출된 심박수를 디스플레이 화면에 표시하는 단계를 포함하며,
상기 단계 (2)는,
(2-1) 상기 단계 (1)에서 촬영된 상기 측정 대상자의 영상에서 광신호를 추출할 대상 영역을 선택하는 단계;
(2-2) 상기 단계 (2-1)에서 선택된 대상 영역에서 반사되어 나온 광신호를, 상기 단계 (1)에서 촬영된 영상의 각 프레임별로 검출하는 단계;
(2-3) 상기 단계 (2-2)에서 검출된 광신호를 전하로 변환시키는 단계;
(2-4) 상기 단계 (2-3)에서 전하로 변환된 신호로부터 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 단계;
(2-5) 상기 단계 (2-4)에서 연산된 신호를 주파수 신호로 변환시켜 PPG 신호로 출력하는 단계;
(2-6) 상기 단계 (2-5)에서 변환된 PPG 신호를 가공하는 단계; 및
(2-7) 상기 단계 (2-6)에서 가공된 PPG 신호로부터 상기 측정 대상자의 심박수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법. - 제11항에 있어서, 상기 단계 (2-1)은,
(2-1-1) 상기 단계 (1)에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 얼굴을 인식하는 단계;
(2-1-2) 상기 단계 (2-1-1)에서 인식된 얼굴에서 모든 특징점을 검출하는 단계;
(2-1-3) 상기 단계 (2-1-2)에서 검출된 특징점 중 광신호 추출에 효과적인 유효 특징점만 추출하는 단계; 및
(2-1-4) 상기 단계 (2-1-3)에서 추출된 유효 특징점으로부터 광신호를 추출할 대상 영역을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법. - 제12항에 있어서, 상기 단계 (2-1)은,
(2-1-5) 상기 단계 (1)에서 촬영된 영상으로부터 상기 측정 대상자의 얼굴을 인식하기에 부적합하거나, 상기 측정 대상자의 얼굴에서 상기 광신호를 추출할 상기 대상 영역을 결정하기에 부적합한 경우, 상기 측정 대상자의 얼굴 영상 재획득을 요구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법. - 제11항에 있어서, 상기 단계 (2-2)에서는,
상기 단계 (1)에서 촬영된 영상에서 다수의 색상의 광신호를 검출하는 경우, 상기 프레임마다 색상 채널별 분리된 각각의 광신호 데이터값을 검출하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법. - 제14항에 있어서, 상기 단계 (2-2)에서는,
헤모글로빈과 산화 헤모글로빈의 빛 흡수율이 가장 높은 파장인 녹색(G)채널에서의 광신호 데이터값을 검출하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법. - 제11항에 있어서, 상기 단계 (2-4)에서는,
상기 단계 (2-2)에서 검출된 광신호의 세기와 상기 측정 대상자의 혈류량 변화에 따른 피하반사율 사이에 상관관계가 있다는 특징을 이용하여 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법. - 제16항에 있어서, 상기 단계 (2-4)에서는,
상기 단계 (2-3)에서 전하로 변환된 신호의 세기를 x,y 좌표상의 픽셀값으로 저장하고, 상기 대상 영역을 기설정된 혈류량이 일정하다고 볼 수 있는 작은 영역으로 나누어, 나누어진 각각의 작은 영역에서의 상기 x,y 좌표상의 픽셀값의 평균값을 연산한 후에 시간에 따른 상기 평균값 변화를 추적함으로써, 상기 측정 대상자의 피하 혈류량 변화를 연산하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법. - 제11항에 있어서, 상기 단계 (2-6)은,
(2-6-1) 상기 단계 (2-5)에서 변환된 PPG 신호에서 노이즈 또는 잡음을 필터링하여, 출력되는 PPG 신호의 주파수 범위를 결정하는 필터링 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법. - 제18항에 있어서, 상기 단계 (2-6)은,
(2-6-2) 상기 단계 (2-6-1)에서 노이즈 또는 잡음이 필터링 되어 출력된 PPG 신호를 적절한 이득 값으로 증폭시켜주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법. - 제11항에 있어서,
(4) 상기 단계 (2-6)에서 가공된 PPG 신호로부터 추출된 심박변이도 지표와 스트레스에 의한 자율신경계 활성화의 정적 상관관계를 이용하여 스트레스 지수를 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라를 이용한 비접촉 PPG 신호 측정 방법.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220106607A (ko) | 2021-01-22 | 2022-07-29 | 금오공과대학교 산학협력단 | 비접촉 바이탈사인 측정 미러 장치 |
| KR102445629B1 (ko) * | 2021-07-28 | 2022-09-21 | 주식회사 클레스앤피 | 비침습 혈당측정 시스템 및 그 동작방법 |
| KR20230069369A (ko) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | 한국전자기술연구원 | 영상 기반의 생체 및 행태 데이터 통합 검출 방법 |
| KR102570982B1 (ko) * | 2023-01-12 | 2023-08-25 | (주) 에버정보기술 | 비접촉 생체정보 측정 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102369059B1 (ko) | 2021-06-25 | 2022-03-03 | 주식회사 무하유 | 비접촉식 심박 측정 장치 및 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140031589A (ko) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | 상지대학교산학협력단 | 맥파 감지장치와 용적맥파 측정부를 이용한 혈류속도 측정장치 |
| KR20150059631A (ko) * | 2013-11-22 | 2015-06-01 | 삼성전자주식회사 | 심박수 측정 방법 및 이를 위한 장치 |
| KR20150093036A (ko) * | 2014-02-06 | 2015-08-17 | 한국전자통신연구원 | 생체 정보 측정장치 및 측정방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5985355B2 (ja) * | 2012-10-30 | 2016-09-06 | 日本光電工業株式会社 | 血液量測定方法および測定装置 |
| KR102018853B1 (ko) * | 2017-09-26 | 2019-09-05 | 상명대학교산학협력단 | 비접촉식 센싱 기반 심박수 측정 장치 및 방법 |
-
2019
- 2019-06-03 KR KR1020190065601A patent/KR102261526B1/ko active IP Right Grant
-
2020
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140031589A (ko) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | 상지대학교산학협력단 | 맥파 감지장치와 용적맥파 측정부를 이용한 혈류속도 측정장치 |
| KR20150059631A (ko) * | 2013-11-22 | 2015-06-01 | 삼성전자주식회사 | 심박수 측정 방법 및 이를 위한 장치 |
| KR20150093036A (ko) * | 2014-02-06 | 2015-08-17 | 한국전자통신연구원 | 생체 정보 측정장치 및 측정방법 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220106607A (ko) | 2021-01-22 | 2022-07-29 | 금오공과대학교 산학협력단 | 비접촉 바이탈사인 측정 미러 장치 |
| KR102445629B1 (ko) * | 2021-07-28 | 2022-09-21 | 주식회사 클레스앤피 | 비침습 혈당측정 시스템 및 그 동작방법 |
| KR20230069369A (ko) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | 한국전자기술연구원 | 영상 기반의 생체 및 행태 데이터 통합 검출 방법 |
| KR102570982B1 (ko) * | 2023-01-12 | 2023-08-25 | (주) 에버정보기술 | 비접촉 생체정보 측정 방법 |
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