▣ PC, 스마트 폰 등의 내장 카메라로 최단 5초 단위로 측정, 지속적인 건강 체크 등에 적용

 

일본 후지쯔(富士通)연구소는 스마트 폰과 태블릿 PC 등의 내장 카메라나 Web 카메라로  얼굴을 찍는 것만으로 맥박을 측정하는 기술을 개발했다고 18일 발표했다.

 

혈액에 포함된 헤모글로빈이 녹색 빛을 흡수하는 특성에 주목하여, 혈류의 증감으로 발생하는 얼굴 표면의 밝기(휘도) 변화(얼굴이 홍조를 띠거나 하는 미미한 변화)를 파악하여 맥박 수를 검출하는 기술이다.

전용 측정 장비의 필요없이, 스마트폰이나 태블릿 단말기는 물론 컴퓨터 등의 내장 카메라로 얼굴을 촬영한 지 5초 정도가 지나면 분당 맥박수가 표시된다.

직접 얼굴 표면에 대고 맥박을 쟀을 때에 비해 오차는 1분간에 3회 이내. 얼굴색이 보이는 정도의 밝기가 있으면 측정이 가능하며, 화장을 한 여성을 대상으로 한 실험에서도 맥박 측정에 문제가 없었다.

 

또한 얼굴이나 신체의 움직임이 적은 타이밍을 자동으로 선택함으로써, 노이즈의 영향을 억제한 맥박의 지속적인 계측이 가능하다. 이 기술은 직장에서 스마트폰 등을 이용해 간단히 건강을 체크하거나 노인들의 일상적인 건강관리 서비스 등에 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있으며, 올해 실용화를 목표로 하고 있다. 

본 기술의 자세한 내용은 3월 19일 (화요일)부터 기후(岐阜)에서 개최되는 "2013년 전자정보통신학회종합대회"에서 발표합니다.

 

○ 개발 배경
최근 고령자나 직원의 건강 유지의 요구가 높아지고 있어, 언제 어디서나 부담없이 개인의 건강 상태를 파악하고 관리할 수는 새로운 시스템의 구축이 기대되고 있다.

 

후지쯔 연구소는 개별 사용자에게 최적의 건강지원 서비스 제공 방식으로 건강 상태를 측정하고 데이터를 클라우드로 통합·분석하고「그 장소 그 시각 그 사람의」상황을 이해하는 구조의 실현을 목표로 하고 있다.

즉, 우리가 제창하는 "인간 중심 지능형 소사이어티"에서 많은 사용자가 가까이 사용하는 스마트 폰과 태블릿 등 스마트 단말이나 직장과 가정에 있는 PC를 건강 측정에 활용하고 그 자리에서 사용자 건강 상태를 수집하고 그 정보를 클라우드에 통합해 대규모 실시간 분석하여, 개별 상황에 따른 서비스의 제공에 연결하는 것을 가능하게하는 기술 기반 구축을 진행하고 있다.

 

그림 1) 휴먼 중심의 컴퓨팅에 의한 건강지원 서비스 제공의 구조

 

과제
건강 상태를 나타내는 기본적인 지표의 하나로 맥박이 있습니다. 일반적으로 맥박 측정에는 전용 측정 장비가 필요하지만 측정 기기의 장착이나 측정을 위한 작업이 필요하기 때문에, 그 번거로움에서 사용자가 측정 작업을 게을리하거나 잊어 버릴 가능성이 있었다.

따라서 맥박의 지속적인 측정은 기기의 설치 및 조작, 정지 등의 번거로움을 최대한 줄이고 자동화해야 하였다.

 

개발 기술
이번 스마트 폰과 태블릿 PC 등의 내장 카메라나 Web 카메라로 촬영한 얼굴 사진에서 실시간으로 맥박을 자동 측정하는 기술을 개발했다. 개발한 기술의 특징은 다음과 같다.

 

1.이미지의 색 성분의 신호 처리에 의한 맥박 감지
혈액에 포함된 헤모글로빈이 녹색 빛을 흡수하는 특성에 주목하고, 혈류에서 발생하는 것으로 보는 얼굴 표면의 밝기 변화를 파악하고 맥박을 감지한다.

 

먼저 카메라로 촬영한 동영상에서 캡처 프레임마다 얼굴 영역의 색성분(적·녹·청색) 각각의 평균을 구한다. 다음 세 가지 색상 성분에 공통되는 노이즈를 제거하고 녹색 성분에서 밝기 파형을 추출한다. 이 휘도 파형의 피크 값에서 맥박 수를 계산한다 (그림 2). 따라서 최소 5초에서 맥박 측정이 가능하다.

 

그림 2 맥박 감지 모습

 

2. 움직임 구간의 자동 제거
취득한 맥박 데이터 속에서 얼굴과 신체의 움직임에 의해 영향을 받고 있는 곳의 데이터를 자동으로 제거한다.

예를 들어, 통화 중에 얼굴이 옆을 향한다거나 부재인 경우 등의 움직임을 감지하여 그 기간의 데이터를 자동으로 제거한다. 그러면 하루를 통해 노이즈의 영향을 억제한 맥박의 지속적인 측정이 가능하다 (그림 3). 

그림 3) 하루 동안의 맥박 추출·기록 이미지

 

효과
본 기술에 의해 맥박 측정을 위한 전용 측정 장비 장착 및 장비 조작의 필요가 없으며, 신체 정지 등 측정의 번거로움 없이, 사용자의 부담을 크게 완화시킨 맥박의 지속적인 계측이 가능하게 된다.

예를 들어, 직장에서 바쁜 업무에서 회의 및 문서 작성 작업 등 컴퓨터 앞에 앉아 있을 때 자연스럽게 신체 움직임이 멈춰 있는 짧은 시간에 맥박을 측정할 수 있다. 또한 가정에서도 TV 앞에서 휴식을, 거울 앞에서 몸가짐을 정돈하고있는 때에도 카메라 등이 있으면 자동적으로 맥박 측정이 가능하다.

또한 공항과 행사장 등의 게이트 앞에서 맥박 감지를 통해 컨디션이 좋지 않은 사람이나 의심스러운 움직임을 하는 사람의 추출 등 보안 측면에서의 응용도 기대된다.

 

향후
스마트 폰과 태블릿 PC 등의 탑재나 건강 검진이나 모니터링, 보안 등 솔루션의 활용 등 다양한 장면에 적용이 가능한 기술로, 2013년의 실용화를 목표로 한다.

 

상표
기재되어있는 제품명 등의 고유 명사는 각 사의 상표 또는 등록 상표이다.

 

URL : http://pr.fujitsu.com/jp/news/2013/03/18.html

 

<출처>후지쯔 연구소, 2013. 3. 18

Posted by TopARA

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