| 1 |
1
열화상카메라로부터 수신하여 각 화소가 온도를 나타내는, 얼굴의 열영상의 프레임에서, 연산처리부는, 코와 2개의 눈을 트랙킹포인트로 하여, KLT 특징 추적기를 이용하여, 코 부분의 관심영역을 검출하는, 호흡관련 영역 추적단계;호흡관련 영역 추적단계 후, 연산처리부는, 열화상카메라로부터 수신한 얼굴의 열영상에서, 각 프레임의 관심영역의 영상을, 연이은 전 프레임의 관심영역의 영상을 차감한 차영상을 구하되, 상기 차영상의 각 화소의 값을, 온도변이의 값으로하며, 프레임별로 온도변이 값을 합산하여 프레임별 온도변화량의 합으로서 메모리부에 순차적으로 저장하고, 기 설정된 시간동안에 저장된 모든 프레임의 프레임별 온도변화량의 합을 메모리부로부터 읽어들여 시간에 따라 적분하여 호흡관련 데이터로 하고, 호흡관련 데이터에 연속 웨이블렛 변환을 적용하여 호흡신호를 검출하는, 호흡신호 추출단계;를 포함하며, 상기 호흡관련 영역 추적단계는,연산처리부가, 열화상카메라로부터 수신된 피검자 얼굴 열영상의 각 프레임 내에서, 최소온도값과 최대온도값을 구하고, 각 프레임의 각 화소의 온도가, 최소온도 값과 최대온도 값 사이를 256 등분한 값을 갖도록 정규화를 행하는, 정규화 단계; 정규화 단계에서 정규화된 각 프레임의 코를, 기 설정된 초기 코 각도와 같도록 연산처리부가 보정을 행하는, 각도 보정단계; 연산처리부는 각도 보정단계에서 각도가 보정된, 각 프레임에서 코와 2개의 눈의 트랙킹 포인트를 이용하여, 관심영역의 후보를 설정하고, 상기 관심영역의 후보에서의 특징점을 추출하고, 추출된 특징점과, 연이은 전 프레임에서 상기 특징점과 대응된 특징점과의 이동 거리를 행렬(Transform Matrix)로 나타내고, 추출된 행렬에 따라, 현재 프레임의 영상을 보정하고, 보정된 현재 프레임에서 관심영역을 구하는, 1차 특징 추출 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 2 |
2
제1항에 있어서, 호흡신호 추출단계 후, 연산처리부는, 상기 호흡신호에서 피크와 밸리를 검출하고 검출된 피크와 밸리를 이용하여 호흡수 및 호흡량을 검출하는, 호흡수 및 호흡량 검출단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 3 |
3
삭제
|
| 4 |
4
제2항에 있어서, 호흡관련 영역 추적단계는, 연산처리부가, 1차 특징 추출 단계에서 구한 각 프레임의 관심영역 내의 온도를 평균하여 '프레임별의 관심영역 평균온도'로서 연산처리부가 구하고, 각 프레임의 관심영역 내의 온도들의 표준편차를 '프레임별의 관심영역 온도 편차'로서 구하는, 1차 평균온도 및 편차 연산단계; 연산처리부는, 평균온도 및 편차 연산단계에서 구한 관심영역 편차를, 기설정된 편차 기준치와 비교하여, 상기 관심영역 편차가 편차 기준치보다 큰지를 판단하며, 만약 관심영역 편차가 편차 기준치보다 크다면, 특해당 관심영역 내의 특징들을 제거하고, 트랙킹 포인트 재검출 단계로 가는, 1차 편차 기준치 초과여부 판단단계; 연산처리부는, 1차 편차 기준치 초과여부 판단단계 후, 관심영역 내에서 구하여진 특징점의 수를 기 설정된 특징수 기준치와 비교하여, 특징점의 수가 특징수 기준치보다 작다면, 해당 관심영역 내의 특징들을 제거하고, 트랙킹 포인트 재검출 단계로 가는, 특징수 기준치 미만여부 판단단계; 연산처리부는, 1차 편차 기준치 초과여부 판단단계에서 관심영역 편차가 편차 기준치보다 크다면, 또는 특징수 기준치 미만여부 판단단계에서 특징점의 수가 특징수 기준치보다 작다면, 코의 트랙킹 포인트들을 잘못 구한 것으로, 현재의 프레임에 연이은 전의 프레임의 2개의 눈 트랙킹포인트의 각각의 위치로부터, 현재의 프레임의 2개의 눈 트랙킹포인트의 각각의 위치까지 움직인 거리인, 트랙킹 포인트 이동거리를 구하고, 2개의 트랙킹 포인트 이동거리의 평균인, 트랙킹 포인트 이동거리 평균을 구하고, 전의 프레임의 코의 트랙킹 포인트와, 트랙킹 포인트 이동거리 평균을 이용하여 수정된 코의 트랙킹 포인트를 구하는, 트랙킹 포인트 재검출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 5 |
5
제4항에 있어서, 호흡관련 영역 추적단계는, 연산처리부가, 트랙킹 포인트 재검출 단계에서 구하여진 수정된 코의 트랙킹 포인트와, 2개의 눈의 트랙킹 포인트를 이용하여, 관심영역을 구하고, 특징을 추출하는, 2차 특징 추출 단계; 연산처리부가, 2차 특징 추출 단계에서 구한 각 프레임의 관심영역 내의 온도를 평균하여 '프레임별의 관심영역 평균온도'로서 연산처리부가 구하고, 각 프레임의 관심영역 내의 온도들의 표준편차를 '프레임별의 관심영역 온도 편차'로서 구하는, 2차 평균온도 및 편차 연산단계;연산처리부가, 2차 평균온도 및 편차 연산단계에서 구한 관심영역 온도 편차를 편차 기준치와 비교하여, 상기 관심영역 온도 편차가 편차 기준치보다 큰지를 판단하며, 만약 상기 관심영역 온도 편차가 편차 기준치보다 크다면, 추적(트랙킹)을 종료하는, 2차 편차 기준치 초과여부 판단단계;연산처리부가, 종료 스위치가 눌러짐에 따라 종료 플레그가 세트되거나, 또는, 현재 프레임이, 초기에 설정된 소정 시간간격의 마지막 프레임에 해당한다면, 추적을 종료하며, 그렇지 않다면, 다음 프레임의 얼굴 열영상의 프레임을 수신하고, 정규화 단계로 가는, 추적 종료여부 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 6 |
6
제2항에 있어서, 호흡신호 추출단계는,연산처리부가, 열화상카메라로부터 수신한 얼굴의 열영상에서, 각 프레임의 관심영역의 영상을, 연이은 전 프레임의 관심영역의 영상을 차감한 차영상을 구하되, 상기 차영상의 각 화소의 값을, 온도변이의 값으로 하는, 프레임별 온도변이 검출단계;,연산처리부가, 프레임별 온도변이 검출단계를 거친 차영상의 각 프레임의 관심영역에서, 3D-DBSCAN을 이용하여, 노이즈 포인트를 제거하는, 노이즈 제거단계;연산처리부가, 노이즈 제거단계를 거친 차영상의 각 프레임에서 온도변이의 값의 절대치가, 기설정된 온도변이 기준치와 비교하여 작거나 같은 경우의, 온도변이의 값은 제거하는, 온도변이 기준치 비교단계;연산처리부가, 온도변이 기준치 비교단계 후, 차 영상의 각 프레임 내의 각 온도 변이를 합산하여, 프레임별 온도 변화량으로써 구하여, 프레임 순서에 따라 저장하는, 온도 변화량 연산단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 7 |
7
제6항에 있어서, 호흡신호 추출단계는,연산처리부가 온도 변화량 연산단계에서 구한 프레임별 온도 변화량 합들을 메모리부로부터 순차적으로 읽어들이고, 프레임별 온도 변화량들을 시간에 따라(t 축으로) 적분하여, 적분 결과를 호흡 데이터(raw data)로 하는, 호흡 데이터 검출단계;연산처리부가, 호흡 데이터 검출단계에서 검출된 호흡 데이터(raw data)를, 평활화(smoothing) 및 디트랜드(detrend)를 행하는, 평활화 및 디트랜드 단계; 연산처리부가, 평활화와 디트랜드가 행하여진 호흡 데이터들을 연속 웨이블렛 변환(CWT)을 행하여, 주파수별로 주파수 스케일들로 나타내는, 연속 웨이블렛 변환단계;연산처리부가, 연속 웨이블렛 변환을 행한 결과에서, 주파수별로 주파수 스케일의 합을 구하고, 구하여진 주파수별 주파수 스케일의 합 중에서, 주파수별 주파수 스케일의 합이 가장 큰 주파수를, 호흡 주파수로 하며, 호흡 주파수의 각 주파수 스케일을 호흡 신호로서 메모리부에 저장하는, 호흡 주파수 검출단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 8 |
8
제2항에 있어서, 호흡수 및 호흡량 검출단계는연산처리부가, 호흡신호 추출단계에서 구하여진 호흡신호를 1차 미분하여 변곡점을 구하고, 변곡점을 이용하여 피크(peak)와 밸리(valley)를 검출하는, 피크 및 밸리 검출단계;연산처리부가, 피크 및 밸리 검출단계에서 검출된 피크(peak)와 밸리(valley)들에서, 소정 시간간격 동안에, 피크와 밸리가 순차적으로 연이어서 나타나는 피크와 밸리의 쌍의 개수를, 호흡수로서 검출하는, 호흡수 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 9 |
9
제8항에 있어서, 호흡수 및 호흡량 검출단계는,연산처리부가, 피크와 밸리가 순차적으로 연이어서 나타나는 피크와 밸리의 쌍의 진폭을, 피크와 밸리의 쌍이 포함되는 호흡주기의 호흡량으로 검출하는, 호흡량 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 10 |
10
제8항에 있어서, 호흡수 및 호흡량 검출단계는,피크와 밸리가 순차적으로 연이어서 나타나는 피크와 밸리의 쌍으로 호흡주기를 검출하고, 각 호흡주기의 호흡신호를, 연이은 전 호흡주기의 호흡신호에서 차감하여 각 호흡주기별 변화량을 구하고, 각 호흡주기별 변화량을 시간에 따라 합산하여 호흡량으로서 구하는, 호흡량 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 11 |
11
제10항에 있어서,각 호흡주기별 변화량을 시간에 따라 합산시, 연산처리부는 각 호흡주기의 시작점을 기준으로 합산하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법
|
| 12 |
12
제1항, 제2항 및 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서 본 발명의 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 방법에 대한 컴퓨터 프로그램 소스를 저장한 기록매체
|
| 13 |
13
열화상 카메라, 상기 열화상 카메라로부터 수신된 얼굴 전면의 열영상을 분석하여 호흡신호를 검출하는 연산처리부를 포함하는 영상분석부를 포함하며, 상기 연산처리부는, 열화상카메라로부터 수신하여 각 화소가 온도를 나타내는, 얼굴의 열영상의 프레임에서, 연산처리부는, 코와 2개의 눈을 트랙킹포인트로 하여, KLT 특징 추적기를 이용하여, 코 부분의 관심영역을 검출하고, 열화상카메라로부터 수신한 얼굴의 열영상에서, 각 프레임의 관심영역의 영상을, 연이은 전 프레임의 관심영역의 영상을 차감한 차영상을 구하되, 상기 차영상의 각 화소의 값을, 온도변이의 값으로 하며, 프레임별로 온도변이 값을 합산하여 프레임별 온도변화량의 합으로서 메모리부에 순차적으로 저장하고, 기 설정된 시간동안에 저장된 모든 프레임의 프레임별 온도변화량의 합을 메모리부로부터 읽어들여 시간에 따라 적분하여 호흡 데이터로 하고, 상기 호흡 데이터에 연속 웨이블렛 변환을 적용하여 호흡신호를 검출하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 시스템에 있어서,상기 연산처리부는, KLT 특징 추적기를 이용하여 관심영역을 구하기 위하여, 열화상 카메라로부터 수신된 피검자 얼굴 열영상의 각 프레임의 각 화소의 온도들이, 8 bit값을 갖도록 정규화를 행하고, 정규화된 온도의 값을 가진 각 프레임의 영상의 코의 각도가, 기 설정된 코 각도와 같도록, 각 프레임의 영상을 보정하고, 보정된 프레임의 영상에서 KLT 특징 추적 알고리즘을 적용하여 관심영역을 구하고, 상기 관심영역내의 특징점을 검출하며, 보정된 프레임의 관심영역에 대응되는 원 영상인, 열화상 카메라로부터 수신된 얼굴 열영상의 프레임에서도 관심영역이 구하여지는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 시스템
|
| 14 |
14
제13항에 있어서, 연산처리부는, 검출된 호흡신호에서 피크와 밸리를 검출하고 검출된 피크와 밸리를 이용하여 호흡수 및 호흡량을 검출하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 시스템
|
| 15 |
15
삭제
|
| 16 |
16
제14항에 있어서, 연산처리부는,호흡 데이터를, 평활화(smoothing) 및 디트랜드(detrend)를 행하고, 평활화와 디트랜드가 행하여진 호흡 데이터들을 연속 웨이블렛 변환(CWT)을 행하고, 연속 웨이블렛 변환을 행한 결과에서, 주파수별로 주파수 스케일의 합을 구하고, 구하여진 주파수별 주파수 스케일의 합 중에서, 주파수별 주파수 스케일의 합이 가장 큰 주파수를, 호흡 주파수로 하며, 호흡 주파수의 각 주파수 스케일을 호흡 신호로서 메모리부에 저장하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 시스템
|
| 17 |
17
제16항에 있어서, 연산처리부는,호흡신호를 1차 미분하여 변곡점을 구하고, 변곡점을 이용하여 피크(peak)와 밸리(valley)를 검출하고, 검출된 피크(peak)와 밸리(valley)들에서, 소정 시간간격 동안에, 피크와 밸리가 순차적으로 연이어서 나타나는 피크와 밸리의 쌍의 개수를, 호흡수로서 검출하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 시스템
|
| 18 |
18
제17항에 있어서, 연산처리부는,피크와 밸리가 순차적으로 연이어서 나타나는 피크와 밸리의 쌍으로 호흡주기를 검출하고, 각 호흡주기의 호흡신호를, 연이은 전 호흡주기의 호흡신호에서 차감하여 각 호흡주기별 변화량을 구하고, 각 호흡주기별 변화량을 시간에 따라 합산하여 호흡량으로서 구하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 시스템
|
| 19 |
19
제17항에 있어서, 연산처리부는,피크와 밸리가 순차적으로 연이어서 나타나는 피크와 밸리의 쌍의 진폭을, 피크와 밸리의 쌍이 포함되는 호흡주기의 호흡량으로 검출하는 것을 특징으로 하는, 열화상 카메라를 이용한 호흡 측정 시스템
|
