초록 ▼

□ 연구개요
[연구 목표] 본 연구에서는 원거리 카메라를 사용하여 사람의 얼굴 영역으로부터 비접촉/비강압 방식으로 복수의 자율신경 반응 신호를 검출 및 개선하고, 이를 기반으로 복수의 자율신경 반응 측정을 위한 통합 모델을 개발함
(1차년도 목표) 원거리 카메라 기반 자율신경 반응 검출 기술 개발
(2차년도 목표) 자율신경 반응 신호 품질 고도화 기술 연구
(3차년도 목표) 복수 자율신경 반응 측정을 위한 통합 모델 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
가시광 카메라 기반 PPG 검출 기술 개발

□ 연구개요
[연구 목표] 본 연구에서는 원거리 카메라를 사용하여 사람의 얼굴 영역으로부터 비접촉/비강압 방식으로 복수의 자율신경 반응 신호를 검출 및 개선하고, 이를 기반으로 복수의 자율신경 반응 측정을 위한 통합 모델을 개발함
(1차년도 목표) 원거리 카메라 기반 자율신경 반응 검출 기술 개발
(2차년도 목표) 자율신경 반응 신호 품질 고도화 기술 연구
(3차년도 목표) 복수 자율신경 반응 측정을 위한 통합 모델 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
가시광 카메라 기반 PPG 검출 기술 개발
- 1대의 가시광 카메라로부터 취득된 영상을 컬러모델에서 증폭 및 주파수 정제를 통해 광혈류량(PPG) 신호 raw data를 이미지 프레임레이트에 준하는 샘플링레이트로 실시간 취득할 수 있는 소프트웨어 기술 개발 완료
적외선 열화상 카메라 기반 SKT 및 RSP 검출 기술 개발
- 적외선 열화상카메라를 통해 특정 부위의 피부표면 온도를 측정할 수 있는 소프트웨어 기술 개발 완료
- 호흡기 주변의 온도변화를 통해 호흡신호를 실시간 측정할 수 있는 소프트웨어 기술 개발 완료
적외선 열화상 카메라 기반 GSR 검출 기술 개발
- 피부 영역에 대한 근적외선 카메라 영상의 시계열 밝기 및 표준편차 분석을 통해, GSR 신호의 상관성을 규명하여, GSR 신호를 근적외선 대체 센싱하는 소프트웨어 기술 개발 완료
자율신경 반응 신호 측정 알고리즘 고도화 및 최적 환경 분석
- 비접촉식 PPG 신호의 최적 품질을 보장하는 윈도우 사이즈 분석 및 움직임 상황에서의 성능 저하 정도 연구
- 1대의 가시광 카메라를 통해 호흡에 의한 상반신 미세 움직임을 1D CNN 기반 방법으로 실시간 추출하는 비접촉식 호흡 신호 추출 소프트웨어 기술 개발 완료
- 얼굴의 부위별 GSR 신호 대체 센싱 유의성 검증 완료
자율신경 반응 신호 품질 향상 기법 개발
- 가시광 카메라 1대를 통해 검출된 호흡 신호에 포함될 수 있는 노이즈 성분의 제거를 통한 호흡 신호 품질의 향상 연구 완료
- 비접촉식 측정 PPG 신호의 단일 주시 단위 접촉식 신호 품질로 향상시키는 방법 개발 완료
복수 자율신경 반응 검출을 위한 최적화 수행
- 비접촉식 PPG 신호 추출에 대한 정상 심박 구간 측정 신뢰도 향상, 노이즈 개선을 위한 움직임 측정 기술 적용 통한 신뢰도 향상, 연산 효율 향상을 위한 알고리즘 개선 개발 완료
- 비접촉식 호흡 신호 추출에 대한 optical flow 기반 움직임 추적 정확도 개선, ROI 검출 신뢰도 향상을 위한 검출 모델 변경, 학습 기반 호흡 움직임 검출 기술 개선, Body landmark 검출 기술을 이용한 ROI 추정, 신호 정제 기술 개발 완료
복수 자율신경 반응 통합 측정 모델 개발
- 기 개발된 행태데이터 결과 서버 연동 모델에 대한 포맷 정의
- 비접촉식 자율신경계 반응신호 및 기 개발된 행태데이터와의 통합 측정 소프트웨어 개발 완료

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 움직임에 강인한 색차 신호 기반의 비접촉 심박 모니터링 가능
- 비접촉 생체신호 품질 개선, 바이오마커 산출 등 헬스케어 목적으로 활용될 수 있는 기술적 토대 마련
- 실시간 비접촉 심혈관계 및 호흡 모니터링 기술에 대한 지식재산권 획득 및 최고기술 선점
- 피측정자 변위·환경요인 반영 정확도 향상 가능
- 다양한 응용분야에서의 사업화 추진 가능
- 저널논문, 특허등의 연구성과와 기술이전
- 컴퓨터, 인공지능, 의공학 분야 석/박사급 인재 양성

(출처 : 연구결과 요약문 2p)