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비접촉식 센싱 기반 심박수 측정 장치 및 방법

  • 기술번호 : KST2019003137
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 심박수 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비접촉식 센싱을 기반으로 취득한 영상 데이터에서 혈관 주변의 픽셀 정보를 주파수 도메인 영역에서 분석하고, 이를 통해 심박수를 측정하는 심박수 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 별도의 측정 센서 부착 없이 적어도 하나의 카메라를 이용하여 취득한 영상에서 주기적인 혈류량에 따라 발생하는 미세한 색 변화를 감지하고, 감지한 데이터를 주파수 도메인 영역에서 분석하여 심박수를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 본 발명은 환경에 따라 카메라를 추가하여 취득한 데이터와 기존 카메라를 통해 취득한 데이터를 주파수 도메인 영역에서 통합하고, 통합된 주파수를 이용하여 심박수 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
Int. CL A61B 5/00 (2006.01.01) G06T 7/00 (2017.01.01) G06T 7/80 (2017.01.01) G06T 7/70 (2017.01.01)
CPC A61B 5/0077(2013.01) A61B 5/0077(2013.01) A61B 5/0077(2013.01) A61B 5/0077(2013.01) A61B 5/0077(2013.01) A61B 5/0077(2013.01) A61B 5/0077(2013.01)
출원번호/일자 1020170124375 (2017.09.26)
출원인 상명대학교산학협력단
등록번호/일자 10-2018853-0000 (2019.08.30)
공개번호/일자 10-2019-0035312 (2019.04.03) 문서열기
공고번호/일자 (20190905) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2017.09.26)
심사청구항수 9

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 상명대학교산학협력단 대한민국 서울특별시 종로구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이의철 서울특별시 강북구
2 박요셉 서울특별시 동대문구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인이지 대한민국 서울특별시 금천구 가산디지털*로 ***(가산동, KCC웰츠밸리) ***-***

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 제나 대구광역시 달서구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2017.09.26 수리 (Accepted) 1-1-2017-0940894-62
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2018.09.06 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2018.10.11 수리 (Accepted) 9-1-2018-0052403-27
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2019.01.04 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0010817-70
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2019.01.14 수리 (Accepted) 1-1-2019-0043022-16
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2019.01.14 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2019-0043040-27
7 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2019.03.06 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0166488-10
8 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)
2019.04.09 수리 (Accepted) 1-1-2019-0361632-16
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2019.04.09 수리 (Accepted) 1-1-2019-0361638-90
10 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2019.04.09 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2019-0361659-48
11 등록결정서
Decision to grant
2019.07.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0548422-67
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번호 청구항
1 1
삭제
2 2
심박수 측정장치에 있어서,상기 심박수 측정장치는,대상체로부터 일정 거리가 떨어진 위치에서 단일 카메라 또는 환경에 따라 기준 카메라와 상이한 종류의 카메라를 추가하여 얼굴 영상을 획득하는 영상 획득부;획득한 얼굴 영상에서 피부 영역을 검출하고, 검출한 피부 영역에서 피부색 정보를 검출하여 심박수 측정에 필요한 신호를 추출하는 데이터 추출부;피부색 정보를 Cb-Cr 평면에서 방사형으로 증폭시키거나, 비트 시프트(bit-shift) 연산을 통해 증폭시키는 데이터 필터링부;하나 이상의 카메라를 이용하여 영상을 획득한 경우에, 각 영상에서 추출한 피부 영역의 신호를 영상 획득 환경에 따라 가중치를 적용하여 하나의 신호로 합성하는 데이터 합성부; 및증폭된 신호들의 합을 푸리에(Fourier) 변환하여 심박수에 해당하는 60 내지 100hz 범위의 주파수 대역을 검출하고, 해당 대역에서 가장 강한 신호의 분당 심박수를 측정하는 심박수 측정부;를 포함하되,단일 카메라를 사용할 경우에는 캘리브레이션 과정을 생략하고, 하나 이상의 카메라를 사용할 경우에 하나의 카메라를 기준으로 다른 카메라들의 좌표를 아핀(AFFINE)변환함으로써 캘리브레이션(calibration)을 수행하여 카메라들 간의 위치, 해상도 및 화각을 일치시키는 심박수 측정 장치
3 3
심박수 측정장치에 있어서,상기 심박수 측정장치는,대상체로부터 일정 거리가 떨어진 위치에서 단일 카메라 또는 환경에 따라 기준 카메라와 상이한 종류의 카메라를 추가하여 얼굴 영상을 획득하는 영상 획득부;획득한 얼굴 영상에서 피부 영역을 검출하고, 검출한 피부 영역에서 피부색 정보를 검출하여 심박수 측정에 필요한 신호를 추출하는 데이터 추출부;피부색 정보를 Cb-Cr 평면에서 방사형으로 증폭시키거나, 비트 시프트(bit-shift) 연산을 통해 증폭시키는 데이터 필터링부;하나 이상의 카메라를 이용하여 영상을 획득한 경우에, 각 영상에서 추출한 피부 영역의 신호를 영상 획득 환경에 따라 가중치를 적용하여 하나의 신호로 합성하는 데이터 합성부; 및증폭된 신호들의 합을 푸리에(Fourier) 변환하여 심박수에 해당하는 60 내지 100hz 범위의 주파수 대역을 검출하고, 해당 대역에서 가장 강한 신호의 분당 심박수를 측정하는 심박수 측정부;를 포함하되,상기 데이터 추출부는획득한 얼굴 영상이 RGB 데이터일 경우에 RGB 데이터를 HSI 또는 YCbCr 색 공간으로 분리하여 피부 영역을 지정하고, 지정된 피부 영역에 해당하는 픽셀 값으로부터 피부색 정보를 검출하는 피부색 검출부; 및RGB 데이터에서 검출한 피부색 정보를 Cb-Cr 평면에서 방사형으로 증폭시키거나, 열영상 데이터에서 검출한 피부색 정보를 비트 시프트(bit-shift) 연산을 통해 증폭시키는 피부색 증폭부;를 포함하는 심박수 측정 장치
4 4
제3항에 있어서, 상기 피부색 검출부는 획득한 얼굴 영상이 RGB 데이터 및 열영상 데이터 일 경우에 RGB 데이터에서 지정된 피부 영역의 픽셀 위치를 이용하여 열영상 데이터의 피부 영역을 지정하는 심박수 측정 장치
5 5
제3항에 있어서, 상기 피부색 검출부는 RGB 데이터를 HSI 색 공간으로 분리한 후, 0≤H≤50 범위의 색상(HUE)을 검출하거나, RGB 데이터를 YCbCr 색 공간으로 분리한 후 조명성분(Y)을 제외한 Cb-Cr 평면에서 중심 부근에 군집된 77≤Cb≤127 및 133≤Cr≤173 범위를 피부 영역으로 검출하는 심박수 측정 장치
6 6
제3항에 있어서, 상기 피부색 검출부는 열영상 데이터의 피부 영역에 해당하는 픽셀 온도의 평균 온도를 계산하여 피부 영역을 보다 정확하게 지정하되, 상기 평균 온도는 -4℃ ~ +4℃인 심박수 측정 장치
7 7
심박수 측정 장치를 이용하여 심박수를 측정하는 방법에 있어서,상기 심박수 측정장치가 대상체로부터 일정 거리가 떨어진 위치에서 RGB 카메라를 기준으로 열영상 카메라의 좌표 캘리브레이션을 수행하는 단계;상기 심박수 측정장치가 캘리브레이션 된 RGB 카메라 및 열영상 카메라를 이용하여 사용자의 얼굴 영역을 포함하는 RGB 데이터 및 열영상 데이터 취득하는 단계;상기 심박수 측정장치가 상기 RGB 데이터를 HSI 또는 YCbCr 색 공간으로 분리한 후 Cb-Cr 평면에서 중심 부근에 군집된 영역을 RGB 데이터의 피부 영역으로 검출하는 단계;상기 심박수 측정장치가 상기 RGB 데이터의 피부 영역을 이용하여 상기 열영상 데이터의 피부 영역 지정하는 단계; 상기 심박수 측정장치가 상기 RGB 데이터 및 상기 열영상 데이터의 피부 영역에 해당하는 픽셀값으로 피부색 정보 검출하는 단계;상기 심박수 측정장치가 상기 RGB 데이터의 피부색 정보를 Cb-Cr 평면에서 방사형으로 증폭시키는 단계;상기 심박수 측정장치가 상기 열영상 데이터의 피부색 정보를 비트시프트 연산을 통해 증폭시키는 단계;상기 심박수 측정장치가 상기 RGB 데이터 및 상기 열영상 데이터 각각에서 증폭된 피부색 정보에 밴드패스 필터링(band-pass filtering)을 수행하여 주파수 대역의 신호를 추출하는 단계;상기 심박수 측정장치가 필터링된 신호들에 가중치를 적용하여 하나의 신호로 합성하는 단계; 상기 심박수 측정장치가 합성한 신호를 푸리에 변환하여 심박수에 해당하는 60 내지 100hz 범위의 주파수 대역을 검출하는 단계; 및상기 심박수 측정장치가 상기 검출한 주파수 대역에서 가장 강한 신호의 분당 심박수를 측정하는 단계를 포함하는 심박수 측정 방법
8 8
제7항에 있어서, 상기 RGB 데이터를 HSI 또는 YCbCr 색 공간으로 분리한 후 Cb-Cr 평면에서 중심 부근에 군집된 영역을 RGB 데이터의 피부 영역으로 검출하는 단계는상기 심박수 측정장치가 RGB 데이터를 HSI 색 공간으로 분리한 후, 0≤H≤50 범위의 색상(HUE)을 검출하거나, RGB 데이터를 YCbCr 색 공간으로 분리한 후 조명성분(Y)을 제외한 Cb-Cr 평면에서 중심 부근에 군집된 77≤Cb≤127 및 133≤Cr≤173 범위를 피부 영역으로 검출하는 심박수 측정 방법
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제7항에 있어서, 상기 RGB 데이터의 피부 영역을 이용하여 열영상 데이터의 피부 영역 지정하는 단계는, 상기 심박수 측정장치가 열영상 데이터의 피부 영역에 해당하는 픽셀값을 이용하여 평균 온도를 이용하여 피부 영역을 지정하되, 상기 평균 온도는 -4℃ 내지 +4℃ 범위인 심박수 측정 방법
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제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 심박수 측정 방법을 실행하고 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 과학기술정보통신부 상명대학교산학협력단 산업핵심기술개발 마음-몸 피드백을 통한 감정 치유를 위한 비접촉식 센싱 기반 인간 내면상태 인식 및 미러링 표출 상호작용 로봇 기술 개발