KR20240035017A - 심박수 측정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비접촉 센서를 이용하여 측정된 BCG(Ballistocardiograph) 신호의 비트간 간격(inter-beat interval, IBI)을 추정하고, 클러스터링 통해 추정된 비트간 간격에서 부정확한 정보를 필터링 및 보정하며, 필터링 및 보정된 비트간 간격에 기반하여 심박수 측정 결과를 출력하는 기술에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 심박수 측정 장치는 심박수 측정 대상으로부터 BCG(Ballistocardiograph) 신호를 측정하는 신호 측정부, 상기 측정된 BCG 신호에 윈도우를 적용하여 비트간 간격(inter bit interval, IBI)을 추정하는 비트간 간격 추정부, 상기 추정된 비트간 간격의 확률 값들에 대한 신뢰 값을 결정하고, 상기 결정된 신뢰 값과 제1 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제1 추정값을 결정하는 제1 필터링부, 상기 추정된 비트간 간격에 대하여 동일한 비트 값이 연속적으로 추정되는 반복 정도를 결정하고, 상기 결정된 반복 정도와 제2 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제2 추정 값을 결정하는 제2 필터링부 및 상기 결정된 제1 추정 값과 상기 결정된 제2 추정 값에 기반하여 상기 추정된 비트간 간격에 대한 제3 추정 값을 결정하고, 상기 결정된 제3 추정 값에 기반하여 심박수를 출력하는 심박수 출력부를 포함할 수 있다.

Description

심박수 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF MEASURING HEART RATE}

본 발명은 심박수 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 비접촉 센서를 이용하여 측정된 BCG(Ballistocardiograph) 신호의 비트간 간격(inter-beat interval, IBI)을 추정하고, 클러스터링 통해 추정된 비트간 간격에서 부정확한 정보를 필터링 및 보정하며, 필터링 및 보정된 비트간 간격에 기반하여 심박수 측정 결과를 출력하는 기술에 관한 것이다.

심박수는 인체 상태의 기본 지표이고, 이에 따라 지속적이고, 안정적이며, 정확하게 측정되는 것이 중요하다.

심박수는 접촉식과 비접촉식으로 측정될 수 있고, 접촉식으로 측정될 수 있다.

접촉식 방식인 ECG(electrocardiogram)은 지속적이고, 안정적이며, 정확하게 측정하는 측면에서는 만족하나, 접촉 센서의 한계로 인해 다양한 환경에서 심박수를 측정하는 것은 어렵다.

따라서, PVDF(Polyvinylidene fluoride) 센서, 레이더 센서, 카메라와 같은 비접촉 센서를 이용한 심박수 측정이 널리 연구되고 있다.

비접촉 센서 중에 PVDF 센서는 침대 나 의자와 같이 측정 대상자 또는 사용자가 위치하는 곳의 하단에 비접촉 식으로 설치되어서 BCG(Ballistocardiograph)를 측정하고, 측정된 BCG의 J-피크(peak)에서 심박수를 측정할 수 있다.

그러나, 비접촉 센서는 외부 환경에 의해 유발되는 노이즈에 취약한 단점이 존재하고, 노이즈는 삼박수를 정확하게 측정하는 것을 어렵게 한다.

한국등록특허 제10-2387703호, "심전도 판독을 수정하기 위한 방법 및 장치" 한국공개특허 제10-2150635호, "비전 기반 심박수 측정 방법"

본 발명은 비접촉 센서를 이용하여 측정된 BCG(Ballistocardiograph) 신호의 비트간 간격(inter-beat interval, IBI)을 추정하고, 클러스터링 통해 추정된 비트간 간격에서 부정확한 정보를 필터링 및 보정하며, 필터링 및 보정된 비트간 간격에 기반하여 심박수 측정 결과를 출력하는 심박수 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 BCG 신호에서 추정된 비트간 간격에서 신뢰 값과 반복 정도를 결정하고, 결정된 신뢰 값과 반복 정도를 임계값과 비교하여 노이즈에 해당하는 불필요한 정보를 필터링 및 보정하여 비접촉 센서에 의한 사용자 편의성을 확보하면서 심박수 측정의 정확도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 BCG 신호에서 추정된 비트간 간격을 신뢰 값과 반복 정도를 이용하여 필터링 및 보정함에 따라 비접촉 센서에 기반하여 다양한 환경에서 정확한 심박수 측정 결과를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 심박수 측정 장치는 심박수 측정 대상으로부터 BCG(Ballistocardiograph) 신호를 측정하는 신호 측정부, 상기 측정된 BCG 신호에 윈도우를 적용하여 비트간 간격(inter bit interval, IBI)을 추정하는 비트간 간격 추정부, 상기 추정된 비트간 간격의 확률 값들에 대한 신뢰 값을 결정하고, 상기 결정된 신뢰 값과 제1 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제1 추정값을 결정하는 제1 필터링부, 상기 추정된 비트간 간격에 대하여 동일한 비트 값이 연속적으로 추정되는 반복 정도를 결정하고, 상기 결정된 반복 정도와 제2 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제2 추정 값을 결정하는 제2 필터링부 및 상기 결정된 제1 추정 값과 상기 결정된 제2 추정 값에 기반하여 상기 추정된 비트간 간격에 대한 제3 추정 값을 결정하고, 상기 결정된 제3 추정 값에 기반하여 심박수를 출력하는 심박수 출력부를 포함할 수 있다.

상기 제1 필터링부는, 상기 확률 값들에서 최대 확률 피크(Peak) 값과 그 외 피크 값들의 평균 값의 차이에 기반하여 상기 신뢰 값을 결정할 수 있다.

상기 제1 필터링부는, 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값을 초과하는 경우 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제1 추정 값을 결정하고, 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값보다 작거나 같은 경우 상기 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외할 수 있다.

상기 제2 필터링부는, 상기 동일한 비트 값이 기 설정된 시간 동안 연속적으로 반복되는 값을 집합으로 구성하여 상기 반복 정도를 결정할 수 있다.

상기 제2 필터링부는, 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 결정된 반복 정도가 상기 제2 임계 값보다 크거나 같을 경우에 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제2 추정 값을 결정하고, 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 결정된 반복 정도가 상기 제2 임계 값 미만일 경우에 상기 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외할 수 있다.

상기 심박수 출력부는, 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제1 필터링 값에 기반하여 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값을 초과하고, 상기 제2 필터링 값에 기반하여 상기 반복 정도가 상기 제2 임계 값보다 크거나 같은 상기 제3 필터링 값에 해당하는 비트간 간격을 출력하고, 상기 출력된 비트간 간격을 심박수로 변환하여 상기 변환된 심박수를 출력할 수 있다.

상기 비트간 간격 추정부는 상기 BCG 신호에서 자동 상관(auto-correlation) 추정치, 평균 크기 차이 함수(average magnitude difference function, AMDF) 추정치, 최대 진폭 쌍(maximum amplitude pair, MAP) 추정치를 추정하고, 상기 추정된 자동 상관 추정치, 평균 크기 차이 함수 추정치 및 최대 진폭 쌍 추정치의 확률 밀도 함수의 피크를 조합하여 확률적 융합(Probabilistic fusion) 추정치를 결정하고, 상기 확률적 융합 추정치의 확률 밀도 함수의 피크에 기반하여 상기 비트간 간격으로 추정할 수 있다.

상기 비트간 간격 추정부는 상기 윈도우로 지정된 부분의 우측과 상기 윈도우로 지정된 부분의 좌측에 자기 상관성에 기반하여 확률 값이 변동되면서 상기 자동 상관 추정치를 추정하고, 상기 윈도우로 지정된 부분의 우측과 상기 윈도우로 지정된 부분의 좌측의 차이에 따라 확률 값의 역수를 취해서 상기 평균 크기 차이 함수 추정치를 추정하며, 상기 윈도우로 지정된 부분에서 윈도우 크기만큼 떨어진 구간에 두 개의 피크가 있는 경우의 확률 값으로 상기 최대 진폭 쌍 추정치를 추정할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 심박수 측정 방법은 신호 측정부에서, 심박수 측정 대상으로부터 BCG(Ballistocardiograph) 신호를 측정하는 단계, 비트간 간격 추정부에서, 상기 측정된 BCG 신호에 윈도우를 적용하여 비트간 간격(inter bit interval, IBI)을 추정하는 단계, 제1 필터링부에서, 상기 추정된 비트간 간격의 확률 값들에 대한 신뢰 값을 결정하고, 상기 결정된 신뢰 값과 제1 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제1 추정값을 결정하는 단계, 제2 필터링부에서, 상기 추정된 비트간 간격에 대하여 동일한 비트 값이 연속적으로 추정되는 반복 정도를 결정하고, 상기 결정된 반복 정도와 제2 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제2 추정 값을 결정하는 단계 및 심박수 출력부에서, 상기 결정된 제1 추정 값과 상기 결정된 제2 추정 값에 기반하여 상기 추정된 비트간 간격에 대한 제3 추정 값을 결정하고, 상기 결정된 제3 추정 값에 기반하여 심박수를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 추정값을 결정하는 단계는, 상기 제1 필터링부는, 상기 확률 값들에서 최대 확률 피크(Peak) 값과 그 외 피크 값들의 평균 값의 차이에 기반하여 상기 신뢰 값을 결정하는 단계, 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값을 초과하는 경우 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제1 추정 값을 결정하는 단계 및 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값보다 작거나 같은 경우 상기 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제2 추정 값을 결정하는 단계는, 상기 동일한 비트 값이 기 설정된 시간 동안 연속적으로 반복되는 값을 집합으로 구성하여 상기 반복 정도를 결정하는 단계, 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 결정된 반복 정도가 상기 제2 임계 값보다 크거나 같을 경우에 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제2 추정 값을 결정하는 단계 및 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 결정된 반복 정도가 상기 제2 임계 값 미만일 경우에 상기 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 심박수를 출력하는 단계는, 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제1 필터링 값에 기반하여 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값을 초과하고, 상기 제2 필터링 값에 기반하여 상기 반복 정도가 상기 제2 임계 값보다 크거나 같은 상기 제3 필터링 값에 해당하는 비트간 간격을 출력하고, 상기 출력된 비트간 간격을 심박수로 변환하여 상기 변환된 심박수를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 비접촉 센서를 이용하여 측정된 BCG(Ballistocardiograph) 신호의 비트간 간격(inter-beat interval, IBI)을 추정하고, 클러스터링 통해 추정된 비트간 간격에서 부정확한 정보를 필터링 및 보정하며, 필터링 및 보정된 비트간 간격에 기반하여 심박수 측정 결과를 출력하는 심박수 측정 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

본 발명은 BCG 신호에서 추정된 비트간 간격에서 신뢰 값과 반복 정도를 결정하고, 결정된 신뢰 값과 반복 정도를 임계값과 비교하여 노이즈에 해당하는 불필요한 정보를 필터링 및 보정하여 비접촉 센서에 의한 사용자 편의성을 확보하면서 심박수 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 BCG 신호에서 추정된 비트간 간격을 신뢰 값과 반복 정도를 이용하여 필터링 및 보정함에 따라 비접촉 센서에 기반하여 다양한 환경에서 정확한 심박수 측정 결과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 장치의 신호 측정부가 신호를 측정하는 환경을 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비트간 간격 추정부에서 추정되는 비트간 간격을 설명하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 필터링부의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 심박수 측정 장치의 심박수 측정 결과의 정확도를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법을 설명하는 도면이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.

실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.

"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.

어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.

본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.

어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.

예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.

즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.

이하 사용되는 '..부', '..기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 장치를 설명하는 도면이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 장치의 구성 요소를 예시한다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 장치(100)는 신호 측정부(110), 비트간 간격 추정부(120), 제1 필터링부(130), 제2 필터링부(140) 및 심박수 출력부(150)를 포함한다.

제어부(160)는 신호 측정부(110), 비트간 간격 추정부(120), 제1 필터링부(130), 제2 필터링부(140) 및 심박수 출력부(150)의 구동을 제어한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 신호 측정부(110)는 심박수 측정 대상으로부터 BCG(Ballistocardiograph) 신호를 측정할 수 있다.

예를 들어, 신호 측정부(110)는 비접촉 센서로서, 심박수 측정 대상에 직접 접촉하지 않은 상태에서 BCG 신호를 획득할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 비트간 간격 추정부(120)는 BCG 신호의 파형에 시간의 흐름에 따라 윈도우를 적용하여 비트간 간격을 추정할 수 있다.

일례로, 비트간 간격 추정부(120)는 BCG 신호에서 자동 상관(auto-correlation) 추정치, 평균 크기 차이 함수(average magnitude difference function, AMDF) 추정치, 최대 진폭 쌍(maximum amplitude pair, MAP) 추정치를 추정할 수 있다.

도한, 비트간 간격 추정부(120)는 추정된 자동 상관 추정치, 평균 크기 차이 함수 추정치 및 최대 진폭 쌍 추정치의 확률 밀도 함수의 피크를 조합하여 확률적 융합(Probabilistic fusion) 추정치를 결정할 수 있다.

또한, 비트간 간격 추정부(120)는 확률적 융합 추정치의 확률 밀도 함수의 피크에 기반하여 비트간 간격으로 추정할 수 있다.

예를 들어, 비트간 간격은 비트의 피크(peak)와 피크 사이에 간격을 나타내고, 60초로 나뉠 경우에 심박수를 나타내는 RR 간격(Interval)일 수 있다.

일례로, 비트간 간격 추정부(120)는 윈도우로 지정된 부분의 우측과 상기 윈도우로 지정된 부분의 좌측에 자기 상관성에 기반하여 확률 값이 변동되면서 자동 상관 추정치를 추정할 수 있다.

비트간 간격 추정부(120)는 윈도우로 지정된 부분의 우측과 윈도우로 지정된 부분의 좌측의 차이에 따라 확률 값의 역수를 취해서 평균 크기 차이 함수 추정치를 추정할 수 있다.

비트간 간격 추정부(120)는 윈도우로 지정된 부분에서 윈도우 크기만큼 떨어진 구간에 두 개의 피크가 있는 경우의 확률 값으로 최대 진폭 쌍 추정치를 추정할 수 있다.

일례로, 비트간 간격 추정부(120)는 비트간 간격을 지속적으로 추정하기 위해 자동 상관, 평균 크기 차이 함수, 최대 진폭 쌍 및 베이지안 확률(Bayesian Probability) 접근에 기반한 비트간 간격 추정을 수행할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 제1 필터링부(130)는 비트간 간격 추정부(120)에 의해 추정된 비트간 간격의 확률 값들에 대한 신뢰 값을 결정하고, 결정된 신뢰 값과 제1 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제1 추정값을 결정할 수 있다.

일례로, 제1 필터링부(130)는 확률 값들에서 최대 확률 피크(Peak) 값과 그 외 피크 값들의 평균 값의 차이에 기반하여 신뢰 값을 결정할 수 있다.

예를 들어, 비트간 간격은 확률 밀도 함수의 값으로서 확률 값으로 표현될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 제1 필터링부(130)는 신뢰 값이 제1 임계 값을 초과하는 경우 추정된 비트간 간격에서 제1 추정 값을 결정하고, 신뢰 값이 제1 임계 값보다 작거나 같은 경우 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외할 수 있다.

다시 말해, 제1 필터링부(130)는 신뢰 값이 제1 임계 값을 초과하면 신뢰 값에 해당하는 비트간 간격을 노이즈가 없이 올바르게 추정된 제1 추정 값으로 결정하고, 제1 임계 값보다 작거나 같으면 노이즈로 간주하여 제외한다.

즉, 제1 필터링부(130)는 신뢰 값을 초과하는 비트간 간격만을 클러스터링하여 제1 추정 값으로 필터링할 수 있다.

예를 들어, 제1 임계 값은 신뢰 값과 대비하여 노이즈와 노이즈가 아닌 값을 판단하기 위한 기준 값일 수 있다.

예를 들어, 제어부(160)는 동일한 심박수 측정 대상에 대하여 BCG 데이터와 ECG 데이터를 함께 수집한 이후에 노이즈가 입력되는 정도에 따라서 양 데이터가 함께 변동되는 값을 결정하고, 결정된 값으로 제1 임계 값을 결정할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 제2 필터링부(140)는 비트간 간격 추정부(120)에 의해 추정된 비트간 간격에 대하여 동일한 비트 값이 연속적으로 추정되는 반복 정도를 결정한다.

또한, 제2 필터링부(140)는 기 결정된 반복 정도와 제2 임계 값을 비교하여 추정된 비트간 간격을 필터링하여 제2 추정 값을 결정한다.

예를 들어, 제2 임계 값은 기 결정된 반복 정도가 하나의 윈도우 내에서 반복적으로 등장하는 횟수와 관련된다.

본 발명의 일실시예에 따르면 제2 필터링부(140)는, 동일한 비트 값이 기 설정된 시간 동안 연속적으로 반복되는 값을 집합으로 구성하여 반복 정도를 결정할 수 있다.

일례로, 제2 필터링부(140)는, 추정된 비트간 간격에서 결정된 반복 정도가 제 2 임계 값보다 크거나 같을 경우에 추정된 비트간 간격에서 제2 추정 값을 결정하고, 추정된 비트간 간격에서 결정된 반복 정도가 제2 임계 값 미만일 경우에 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외할 수 있다.

비트간 간격은 기 설정된 시간(△t)만큼 반복되어 연속적으로 추정되기에 올바른 값이 추정 되었다면, 동일한 값이 연속적으로 추정되어야 한다.

반복 정도는 추정치가 동일한 값으로 얼마나 연속적으로 추정되었는지를 나타낼 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 제2 필터링부(140)는 연속적으로 반복되는 값을 특정 집합으로 구성하여, 각 시점의 추정치마다의 반복되는 횟수를 계산한다.

이에 따라, 제2 필터링부(140)는 반복 정도가 제2 임계값인 n 번 보다 그 이상 반복되면 기 추정된 비트간 간격을 올바른 추정치로 판단하고, 아닐 경우에 잘못된 추정 값에 해당하는 노이즈로 판단하여 제외한다.

다시 말해, 제2 필터링부(140)는 반복 정도가 제2 임계값보다 크거나 같은 비트간 간격만을 클러스터링하여 제2 추정 값으로 결정한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 심박수 출력부(150)는 제1 추정 값과 제2 추정 값에 기반하여 제3 추정 값을 결정하고, 결정된 제3 추정 값에 기반하여 심박수를 출력할 수 있다.

일례로, 심박수 출력부(150)는 비트간 간격 추정부(120)에서 추정된 비트간 간격에서 제1 필터링 값에 기반하여 신뢰 값이 제1 임계 값을 초과하고, 제2 필터링 값에 기반하여 반복 정도가 제2 임계 값보다 크거나 같은 제3 필터링 값에 해당하는 비트간 간격만을 필터링하여 출력하고, 출력된 비트간 간격을 심박수로 변환하여 변환된 심박수를 출력할 수 있다.

다시 말해, 심박수 출력부(150)는 신뢰 값이 제1 임계 값을 초과하고, 반복 정도가 제2 임계 값 보다 크거나 같은 경우에 해당하면 제3 필터링 값을 결정하고, 제3 필터링 값에 해당하는 비트간 간격만을 합리적인 추정 값으로 출력할 수 있다.

한편, 심박수 출력부(150)는 신뢰 값이 제1 임계 값보다 작거나 같고, 반복 정도가 제2 임계 값 미만일 경우에는 해당 비트간 간격을 제외하되, 제외된 구간의 길이가 1초 미만일 경우에는 보간하고, 1초 보다 크거나 같을 경우에는 미 추정으로 결정하여 출력한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 심박수 측정 장치(100)는 비트간 간격의 연속된 추정치를 출력하나, 신호의 잡음정도에 따라 부정확한 정보를 필터링 및 보정하기 위해 제1 필터링부(130)와 제2 필터링부(140)를 통해 클러스터링(Clustering) 알고리즘을 적용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 비접촉 센서를 이용하여 측정된 BCG(Ballistocardiograph) 신호의 비트간 간격(inter-beat interval, IBI)을 추정하고, 클러스터링 통해 추정된 비트간 간격에서 부정확한 정보를 필터링 및 보정하며, 필터링 및 보정된 비트간 간격에 기반하여 심박수 측정 결과를 출력하는 심박수 측정 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 장치의 신호 측정부가 신호를 측정하는 환경을 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 장치가 비접촉식 센서를 이용하여 BCG(Ballistocardiograph) 신호를 측정하는 환경을 예시한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 신호를 측정하는 환경(200)은 측정 대상이 침대에 눕거나 앉아서 침대의 하면에 위치하는 비접촉 센서(210)를 통해 심박수 및 호흡과 관련된 데이터를 수집한다.

비접촉 센서(210)는 심박수와 관련된 데이터를 BCG 신호(220)로 출력하고, BCG 신호는 비트와 비트 간의 간격인 비트간 간격에 기반하여 심박수 측정 결과를 제공할 수 있는 데이터로 활용될 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 신호를 측정하는 환경(200)에서 신호 측정부에 해당하는 비접촉 센서(210)는 BCG 신호를 측정할 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비트간 간격 추정부에서 추정되는 비트간 간격을 설명하는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 비트간 간격 추정부가 도 2에서 측정된 BCG 신호에 대하여 비트간 간격을 추정하는 절차를 예시한다.

도 3을 참고하면, 비트간 간격 추정부는 BCG 신호에 대하여 윈도우를 적용하여 비트간 간격을 추정하기 위한 구간(300)을 선정한다.

비트간 간격 추정부는 구간(300)에 대하여 자동 상관 추정치(310), 평균 크기 차이 함수 추정치(311) 및 최대 진폭 쌍 추정치(312)를 독립적으로 출력하고, 최대 진폭 쌍 및 베이지안 확률(Bayesian Probability) 접근에 기반하여 독립적으로 출력된 추정치들을 조합하여 확률 융합 추정치(320)를 결정한다.

자동 상관 추정치(310)는 모든 개별 지연을 계산하여 심박수 간격을 추정하는 추정치이다.

평균 크기 차이 함수 추정치(311)는 피치 추적에 자주 사용되는 평균 크기 차이 함수도 자동 상관과 같은 이산 지연을 계산할 수 있다.

BCG 신호의 파형이 유사하면 최대 진폭 쌍 추정치(312)도 계산된 값이 작아야한다.

따라서, 최대 진폭 쌍 추정치(312)의 역수는 가장 가능성 있는 간격에 대해 더 큰 값을 취하는데 사용될 수 있다.

자기 상관 추정치(310)의 출력과 최대 진폭 쌍 추정치(312)의 출력 사이의 잡음 특성이 다르기 때문에 최대 진폭 쌍 추정치(312)의 결과는 자기상관의 결과와 상보적인 관계를 가질 수 있다.

최대 진폭 쌍 추정치(312)는 신호의 진폭 정보를 사용하여 간접 피크 검출에 사용되는 추정치일 수 있다.

예를 들어, 자동 상관 추정치(310)는 윈도우로 지정된 부분의 우측과 상기 윈도우로 지정된 부분의 좌측에 자기 상관성에 기반하여 확률 값이 변동되면서 추정될 수 있다.

평균 크기 차이 함수 추정치(311)는 윈도우로 지정된 부분의 우측과 윈도우로 지정된 부분의 좌측의 차이에 따라 확률 값의 역수를 취해서 추정될 수 있다.

최대 진폭 쌍 추정치(312)는 윈도우로 지정된 부분에서 윈도우 크기만큼 떨어진 구간에 두 개의 피크가 있는 경우의 확률 값으로 추정될 수 있다.

예를 들어, 확률 융합 추정치(320)는 자동 상관 추정치(310), 평균 크기 차이 함수 추정치(311) 및 최대 진폭 쌍 추정치(312)의 피크 값을 조합하여 추정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 비트간 간격 추정부가 도 2에서 측정된 BCG 신호에 대하여 비트간 간격을 추정한 데이터를 예시한다.

도 4를 참고하면, BCG 신호(400), 자동 상관 추정치(410), 평균 크기 차이 함수 추정치(411), 최대 진폭 쌍 추정치(412), 확률 융합 추정치(420)를 예시한다.

각 그래프의 가로축은 시간의 변화를 나타내고, 세로축은 각 값의 변화를 나타낸다.

예를 들어, BCG 신호(400)는 PVDF 센서의 측정 데이터를 필터링하여 얻은 입력 데이터일 수 있다.

자동 상관 추정치(410), 평균 크기 차이 함수 추정치(411), 최대 진폭 쌍 추정치(412)는 각 추정 결과의 시간에 따른 일련의 확률 밀도 함수일 수 있다.

확률 융합 추정치(420)는 확률 융합한 최종 결과로서의 비트간 간격일 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 필터링부의 동작을 설명하는 도면이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 필터링부에 의해 결정되는 신뢰 값을 예시한다.

도 5a의 그래프(500)를 참고하면, 가로축은 비트간 간격의 변화를 나타내고, 세로축은 확률 값을 나타내고, 신뢰 값(510)을 나타낸다.

신뢰 값(510)은 확률 융합 추정치의 최대 확률의 피크 값(largest probability peak)과 그 외 피크 값들의 평균 값(mean value of remained probability peaks)의 차이로 모델링 될 수 있다.

다시 말해, 신뢰 값(510)은 신뢰도가 낮은 비트간 간격을 선별하여 제외하기 위한 것으로, 가장 큰 확률 피크에서 남은 확률의 피크의 평균값을 제외하여 결정될 수 있다.

신뢰 값(510)은 비트간 간격에서 부정확한 정보를 필터링하고 보정하기 위해서 이용될 수 있다.

다시 말해, 비트간 간격 값은 클러스터링된 세트에서 가장 추정된 비트간 간격 값에 대한 클러스터링과 같은 필터링에 의해 결정될 수 있다.

예를 들어, 반복 정도를 적용하는 제2 필터링과 관련하여 확률 융합 결과의 정점(Pi), Pi이 추정된 시간 인덱스(Ti), 연속적으로 반복되는 P 집합의 집합(Pj), P 집합에 매핑된 T 집합(Tj), 반복 추정값(var(Pj)) 및 Pj의 반복 횟수(n Pj)로 변수를 설정한다.

Pi가 슬라이딩 윈도우에서 정확하게 추정된다면, 확률 융합으로부터 추정된 비트간 간격인 P는 동일한 결과로 반복되어야 하며 시간 국소성의 특성을 보여준다.

반복되는 값 집합이 작으면 이 집합을 무시해야 하고, 해당 BCG 피크의 위치는 Tj를 통해 추정될 수 있다.

비트간 간격을 정확하게 추정하기 위해 (n Pj)가 제2 임계 값보다 작으면 해당 추정값(var(Pj))은 무시된다.

상술한 조건에 기반하여 반복 정도에 기반하여 제2 필터링을 수행할 수 있다.

도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 필터링부에 의해 결정되는 신뢰 값에 기반하여 부정확한 정보가 구분됨을 예시한다.

도 5b를 참고하면, BCG 신호(510), 확률 융합 추정치(511) 및 신뢰도 값(512)을 동일한 시간에 따라 배열 한다.

제1 구간(520)과 제2 구간(521)을 예시하고, 제1 구간(520)은 노이즈가 없어서 심박수 측정을 위한 비트간 간격으로 필터링되는 구간이고, 제2 구간(521)은 노이즈가 존재하는 구간이다.

제1 구간(520)에서는 신뢰도 값이 높고, 제2 구간(521)에서는 신뢰도 값이 하강한다.

즉, 신뢰도 값에 기반하여 노이즈가 존재하는 구간인 제2 구간(521)과 존재하지 않는 구간인 제1 구간(520)을 클러스터링하여 필터링하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 심박수 측정 장치의 심박수 측정 결과의 정확도를 설명하는 도면이다.

도 6을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 심박수 측정 장치의 심박수 측정 결과의 정확도를 종래 기술과 접촉 센서에 기반한 ECG 신호와 비교한다.

도 6의 그래프(600)는 가로축에서 시간을 변화를 나타내고, 세로축에서 비트간 간격을 나타낸다.

지시선(601)은 종래 기술에 기반하여 BCG 신호를 이용한 비트간 간격 추정 결과를 나타내고, 지시선(602)는 본 발명의 일실시예에 따라 BCG 신호에서 추정된 비트간 간격에 제1 필터링과 제2 필터링을 적용하여 최종 출력으로 제3 필터링 값으로 비트간 간격을 출력한 결과를 나타내며, 지시선(603)은 ECG 신호의 비트간 간격을 나타낸다.

ECG 신호는 접촉 센서를 이용하기 때문에 BCG 신호에 대비하여 노이즈에 강인하다는 장점이 존재하고, 심박수 측정에서 보다 정확한 심박수를 측정할 수 있다.

즉, ECG 신호와 유사한 비트간 간격을 나타내는 것은 노이즈에 강인한 비트간 간격 추정치로 볼 수 있다.

지시선(601)과 지시선(603)을 대비하면 비트간 간격에서 차이점이 존재한다.

이는, 지시선(601)에 기반한 비트간 간격에는 노이즈가 상대적으로 많이 존재하는 것을 나타낸다.

한편, 지시선(602)과 지시선(603)을 대비하면 비트간 간격에서 유사하다.

즉, 지시선(602)는 노이즈가 상대적으로 많이 필터링된 상태의 비트간 간격 추정치로 볼 수 있다.

따라서, 본 발명은 BCG 신호에서 추정된 비트간 간격에서 신뢰 값과 반복 정도를 결정하고, 결정된 신뢰 값과 반복 정도를 임계값과 비교하여 노이즈에 해당하는 불필요한 정보를 필터링 및 보정하여 비접촉 센서에 의한 사용자 편의성을 확보하면서 심박수 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법을 설명하는 도면이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법이 비접촉 센서에 의해 측정된 BCG(Ballistocardiograph) 신호의 비트간 간격을 추정하고, 추정된 비트간 간격을 클러스터링 기법을 통해 필터링한 후, 보정된 비트간 간격에 기반하여 심박수 측정 결과를 제공하는 방법을 예시한다.

도 7을 참고하면, 단계(701)에서 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법은 심박수 측정 방법은 비접촉 측정 센서를 이용하여 BCG 신호를 측정한다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법은 비접촉 측정 센서를 이용하여 심박수 측정 대상으로부터 BCG 신호를 측정한다.

단계(702)에서 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법은 단계(701)에서 측정된 BCG 신호에 윈도우를 적용하여 비트간 간격(inter bit interval, IBI)을 추정할 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법은 단계(701)에서 측정된 BCG 신호에 윈도우를 적용하여 자동 상관 추정치, 평균 크기 차이 함수 추정치 및 최대 진폭 쌍 추정치의 확률 밀도 함수의 피크를 조합하여 확률적 융합(Probabilistic fusion) 추정치인 비트간 간격을 추정할 수 있다.

단계(703)에서 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법은 신뢰 값을 결정하고, 결정된 신뢰 값에 기반하여 비트간 간격을 필터링하여 제1 추정값을 결정한다.

즉, 심박수 측정 방법은 단계(702)에서 추정된 비트간 간격의 확률 값들에 대한 신뢰 값을 결정하고, 결정된 신뢰 값과 제1 임계 값을 비교하여 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제1 추정값을 결정할 수 있다.

예를 들어, 신뢰 값은 비트간 간격의 확률 값들에서 최대 확률 피크(Peak) 값과 그 외 피크 값들의 평균 값의 차이에 기반하여 결정될 수 있다.

단계(704)에서 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법은 추정된 비트간 간격에 대하여 동일한 비트 값이 연속적으로 추정되는 반복 정도를 결정하고, 결정된 반복 정도와 제2 임계 값을 비교하여 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제2 추정 값을 결정할 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 심박수 측정 방법은 동일한 비트 값이 기 설정된 시간 동안 연속적으로 반복되는 값을 집합으로 구성하여 반복 정도를 결정하고, 추정된 비트간 간격에서 결정된 반복 정도가 제2 임계 값보다 크거나 같을 경우에 상기 추정된 비트간 간격에서 제2 추정 값을 결정하고, 추정된 비트간 간격에서 결정된 반복 정도가 제2 임계 값 미만일 경우에 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외할 수 있다.

단계(705)에서, 본 발명의 일실시예에 따르면 심박수 측정 방법은 제1 및 제2 추정 값에 기반하여 제3 추정 값을 결정하고, 결정된 제3 추정 값에 기반한 비트간 간격에 기반하여 심박수를 출력할 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따르면 심박수 측정 방법은 추정된 비트간 간격에서 제1 필터링 값에 기반하여 신뢰 값이 제1 임계 값을 초과하고, 제2 필터링 값에 기반하여 반복 정도가 제2 임계 값보다 크거나 같은 제3 필터링 값에 해당하는 비트간 간격을 출력하고, 출력된 비트간 간격을 심박수로 변환하여 변환된 심박수를 출력할 수 있다.

따라서, 본 발명은 BCG 신호에서 추정된 비트간 간격을 신뢰 값과 반복 정도를 이용하여 필터링 및 보정함에 따라 비접촉 센서에 기반하여 다양한 환경에서 정확한 심박수 측정 결과를 제공할 수 있다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

100: 심박수 측정 장치
110: 신호 측정부 120: 비트간 간격 추정부
130: 제1 필터링부 140: 제2 필터링부
150: 심박수 출력부 160: 제어부

Claims (12)

1. 심박수 측정 대상으로부터 BCG(Ballistocardiograph) 신호를 측정하는 신호 측정부;
   상기 측정된 BCG 신호에 윈도우를 적용하여 비트간 간격(inter bit interval, IBI)을 추정하는 비트간 간격 추정부;
   상기 추정된 비트간 간격의 확률 값들에 대한 신뢰 값을 결정하고, 상기 결정된 신뢰 값과 제1 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제1 추정값을 결정하는 제1 필터링부;
   상기 추정된 비트간 간격에 대하여 동일한 비트 값이 연속적으로 추정되는 반복 정도를 결정하고, 상기 결정된 반복 정도와 제2 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제2 추정 값을 결정하는 제2 필터링부; 및
   상기 결정된 제1 추정 값과 상기 결정된 제2 추정 값에 기반하여 상기 추정된 비트간 간격에 대한 제3 추정 값을 결정하고, 상기 결정된 제3 추정 값에 기반하여 심박수를 출력하는 심박수 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는
   심박수 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 필터링부는, 상기 확률 값들에서 최대 확률 피크(Peak) 값과 그 외 피크 값들의 평균 값의 차이에 기반하여 상기 신뢰 값을 결정하는 것을 특징으로 하는
   심박수 측정 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 필터링부는, 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값을 초과하는 경우 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제1 추정 값을 결정하고, 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값보다 작거나 같은 경우 상기 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외하는 것을 특징으로 하는
   심박수 측정 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 필터링부는, 상기 동일한 비트 값이 기 설정된 시간 동안 연속적으로 반복되는 값을 집합으로 구성하여 상기 반복 정도를 결정하는 것을 특징으로 하는
   심박수 측정 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 필터링부는, 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 결정된 반복 정도가 상기 제2 임계 값보다 크거나 같을 경우에 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제2 추정 값을 결정하고, 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 결정된 반복 정도가 상기 제2 임계 값 미만일 경우에 상기 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외하는 것을 특징으로 하는
   심박수 측정 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 심박수 출력부는, 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제1 필터링 값에 기반하여 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값을 초과하고, 상기 제2 필터링 값에 기반하여 상기 반복 정도가 상기 제2 임계 값보다 크거나 같은 상기 제3 필터링 값에 해당하는 비트간 간격을 출력하고, 상기 출력된 비트간 간격을 심박수로 변환하여 상기 변환된 심박수를 출력하는 것을 특징으로 하는
   심박수 측정 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 비트간 간격 추정부는 상기 BCG 신호에서 자동 상관(auto-correlation) 추정치, 평균 크기 차이 함수(average magnitude difference function, AMDF) 추정치, 최대 진폭 쌍(maximum amplitude pair, MAP) 추정치를 추정하고, 상기 추정된 자동 상관 추정치, 평균 크기 차이 함수 추정치 및 최대 진폭 쌍 추정치의 확률 밀도 함수의 피크를 조합하여 확률적 융합(Probabilistic fusion) 추정치를 결정하고, 상기 확률적 융합 추정치의 확률 밀도 함수의 피크에 기반하여 상기 비트간 간격으로 추정하는 것을 특징으로 하는
   심박수 측정 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 비트간 간격 추정부는 상기 윈도우로 지정된 부분의 우측과 상기 윈도우로 지정된 부분의 좌측에 자기 상관성에 기반하여 확률 값이 변동되면서 상기 자동 상관 추정치를 추정하고, 상기 윈도우로 지정된 부분의 우측과 상기 윈도우로 지정된 부분의 좌측의 차이에 따라 확률 값의 역수를 취해서 상기 평균 크기 차이 함수 추정치를 추정하며, 상기 윈도우로 지정된 부분에서 윈도우 크기만큼 떨어진 구간에 두 개의 피크가 있는 경우의 확률 값으로 상기 최대 진폭 쌍 추정치를 추정하는 것을 특징으로 하는
   심박수 측정 장치.
9. 신호 측정부에서, 심박수 측정 대상으로부터 BCG(Ballistocardiograph) 신호를 측정하는 단계;
   비트간 간격 추정부에서, 상기 측정된 BCG 신호에 윈도우를 적용하여 비트간 간격(inter bit interval, IBI)을 추정하는 단계;
   제1 필터링부에서, 상기 추정된 비트간 간격의 확률 값들에 대한 신뢰 값을 결정하고, 상기 결정된 신뢰 값과 제1 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제1 추정값을 결정하는 단계;
   제2 필터링부에서, 상기 추정된 비트간 간격에 대하여 동일한 비트 값이 연속적으로 추정되는 반복 정도를 결정하고, 상기 결정된 반복 정도와 제2 임계 값을 비교하여 상기 추정된 비트간 간격을 필터링하며, 제2 추정 값을 결정하는 단계; 및
   심박수 출력부에서, 상기 결정된 제1 추정 값과 상기 결정된 제2 추정 값에 기반하여 상기 추정된 비트간 간격에 대한 제3 추정 값을 결정하고, 상기 결정된 제3 추정 값에 기반하여 심박수를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   심박수 측정 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 추정값을 결정하는 단계는,
    상기 제1 필터링부는, 상기 확률 값들에서 최대 확률 피크(Peak) 값과 그 외 피크 값들의 평균 값의 차이에 기반하여 상기 신뢰 값을 결정하는 단계;
    상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값을 초과하는 경우 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제1 추정 값을 결정하는 단계; 및
    상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값보다 작거나 같은 경우 상기 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    심박수 측정 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 추정 값을 결정하는 단계는,
    상기 동일한 비트 값이 기 설정된 시간 동안 연속적으로 반복되는 값을 집합으로 구성하여 상기 반복 정도를 결정하는 단계;
    상기 추정된 비트간 간격에서 상기 결정된 반복 정도가 상기 제2 임계 값보다 크거나 같을 경우에 상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제2 추정 값을 결정하는 단계; 및
    상기 추정된 비트간 간격에서 상기 결정된 반복 정도가 상기 제2 임계 값 미만일 경우에 상기 추정된 비트간 간격에서 노이즈로 추정하여 제외하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    심박수 측정 방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 심박수를 출력하는 단계는,
    상기 추정된 비트간 간격에서 상기 제1 필터링 값에 기반하여 상기 신뢰 값이 상기 제1 임계 값을 초과하고, 상기 제2 필터링 값에 기반하여 상기 반복 정도가 상기 제2 임계 값보다 크거나 같은 상기 제3 필터링 값에 해당하는 비트간 간격을 출력하고, 상기 출력된 비트간 간격을 심박수로 변환하여 상기 변환된 심박수를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    심박수 측정 방법.