디지털카메라를 이용하여 BVP 산출 방법을 기반으로하는 심박동수 및 호흡수, 혈압 추정 알고리즘을 개발하고, 적외선 센서를 이용하여 체온 측정이 가능한 비접촉 방식의 미러디스플레이를 개발함. 일상생활 중에서 바이탈사인을 수시로 체크하고 표시해줄 수 있는 알고리즘 및 시제품을 개발하여 환자 및 개인의 홈 헬스케어를 지원하는 시스템을 구축. “Ming Zher Poh" 등이 제안한 BVP(blood volume pulse) 방법에서 진보하여 디지털카메라와 적외선센서를 이용하여 사용자의 얼굴을 실시간 촬영하고 생체신호를 측정하는 새로운 생체신호측정 알고리즘과 이를 탑재한 거울형태(mirror type)의 바이탈사인 측정 모니터.
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심박수 측정 알고리즘
심박수 측정 알고리즘
박동성 혈류로 인한 안면 이미지의 색상 변화는 프로그램에 의해 신호의 형태로 실시간 기록됨. 이 후, 이 BVP 데이터는 블라인드 소스 분리(BSS, blind source separation) 방법에 의해 연산되고 이는 광체적변동파형(PPG, Photoplethysmogram) 신호와 유사한 형태로 변경됨.
PPG 신호 형태로 변환된 안면 이미지를 바탕으로 노이즈 제거 및 DSP 과정을 거친 후 환자의 심박동수의 측정이 가능하도록 C++ 언어 기반으로 windows 환경하에 알고리즘을 구성.
BSS 기법은 복잡하게 섞여있는 신호의 집합들을 획득하고자 하는 원래의 신호 소스로 분리하기 위한 기법이며, ICA에서 SVD로 개선될 경우, 아래와 같은 장점을 가짐.
① BVP(Blood volume pulse) 추출을 위한 빠르고 간단한 연산
② BVP를 나타내기 위한 선택 추출 성분에 대한 새로운 기준
③ SVD를 사용하여 다양한 계산 조건들을 적용하여 신호를 추출할 시 에러의 최소화 가능
Blood volume pulse extraction process from digital camera by utilizing singular value decomposition for blind signal separation and Burg algorithm for predictive filter to improve decomposition for blind signal separation and Burg algorithm for predictive filter to improve frequency estimation.
Error measurements of heart rate estimation in non-contact photoplesthymography by digital digital camera by using singular value decomposition as blind signal separator: (a) 5 lux, (b) 50 lux, camera by using singular value decomposition as blind signal separator: (a) 5 lux, (b) 50 lux, (c) 550 lux, (c) 550 lux, (d) 1000 lux, and (e) 2000 lux. (d) 1000 lux, and (e) 2000 lux
미러 디스플레이
미러 디스플레이
LCM 전면에 반사형 Film을 부착하여 거울과 같은 기능을 활용
반사형 Film의 활용-낮은 광효율로 인한 고휘도 고효율 LCM 개발
일상적인 시인성 확보를 위하여 반사형 Film 표면에서 250~300 cd/m2 요구
Prototype
Prototype
(a)바이탈사인 미러디스플레이의 내부 구성도
(b)설계안에 의하여 제작된 바이탈사인 측정 미러디스플레이 내부 구성
(c)바이탈사인 미러디스플레이의 최종 시제품 형태
(d)심박수 측정 테스트 시연
Test
Test
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