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KR102399453B1 - Methods and apparatuses for estimating robust body temperature using bio-signal of skin image - Google Patents

Methods and apparatuses for estimating robust body temperature using bio-signal of skin image Download PDF

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KR102399453B1
KR102399453B1 KR1020200096269A KR20200096269A KR102399453B1 KR 102399453 B1 KR102399453 B1 KR 102399453B1 KR 1020200096269 A KR1020200096269 A KR 1020200096269A KR 20200096269 A KR20200096269 A KR 20200096269A KR 102399453 B1 KR102399453 B1 KR 102399453B1
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body temperature
skin
estimated
regression analysis
estimating
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홍광석
박진수
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법은, 복수 부위의 피부 관심 영역에서 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정하는 단계, 상기 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 상기 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계, 상기 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하는 단계, 상기 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정하는 단계, 및 상기 추정된 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정하는 단계, 및 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된 체온을 추정하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method and apparatus for measuring a robust body temperature using a biosignal of a skin image, and the method and apparatus for measuring a robust body temperature using a biosignal of a skin image according to an embodiment of the present invention include: estimating at least one bio-signal using a color signal, estimating at least one body temperature corresponding to each of the at least one bio-signal by applying the estimated at least one bio-signal to a regression analysis equation; estimating a skin temperature using color data of a skin region of interest, estimating a third body temperature by applying the estimated skin temperature to a regression analysis equation, and the estimated at least one body temperature and the estimated third body temperature estimating the robust body temperature by averaging the body temperatures, and estimating the improved body temperature by averaging the body temperatures calculated at a plurality of sites.

Description

피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUSES FOR ESTIMATING ROBUST BODY TEMPERATURE USING BIO-SIGNAL OF SKIN IMAGE}Robust body temperature measurement method and device using biosignals of skin images

본 발명은 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a robust body temperature measurement method and apparatus using a biosignal of a skin image.

신체는 체온을 항상 일정하게 유지시키기 위해 자율 신경계(교감 신경, 부교감 신경)를 통해 지속적으로 생체작용을 일으키며, 맥박과 호흡 빈도 및 리듬 등은 자율 신경계(교감 신경, 부교감 신경)의 기능 조절과 밀접한 관련이 있다. 호흡의 리듬은 맥박의 리듬과 연관되어 있으며, 들숨을 쉬는 동안에 맥박은 빨라지며 날숨을 쉬는 동안 맥박은 느려진다. 호흡과 맥박의 이와 같은 연결성은 호흡성동부정맥(Respiratory Sinus Arrhythmia, RSA)이라고 불리는데, 날숨을 쉬는 동안 흉곽의 압력은 높아지고 혈액의 산소 농도는 낮아지므로 에너지 효율성 측면에서 심장의 수축이 감소하며, 맥박과 호흡이 자율 신경계에 의해 조절된다. 또한, 맥파 및 호흡의 빈도와 리듬의 변화로 자율 신경계(교감 신경, 부교감 신경)를 조절할 수 있기 때문에 체온과도 밀접한 관련이 있다. 그러나, 종래 기술에서는 맥박 및 호흡 신호를 체온 측정기술의 향상에 적용한 사례를 찾아보기 어렵다.In order to keep body temperature constant at all times, the body continuously produces biological effects through the autonomic nervous system (sympathetic nerves, parasympathetic nerves), and the pulse and respiration frequency and rhythm are closely related to the function control of the autonomic nervous system (sympathetic nerves, parasympathetic nerves). related The rhythm of breathing is related to the rhythm of the pulse, the pulse increases during inhalation and slows down during exhalation. This connection between respiration and pulse is called Respiratory Sinus Arrhythmia (RSA). During exhalation, the pressure in the ribcage increases and the oxygen concentration in the blood decreases, thereby reducing the contraction of the heart in terms of energy efficiency. Respiration is controlled by the autonomic nervous system. In addition, since the autonomic nervous system (sympathetic nerve, parasympathetic nerve) can be controlled by the change in the frequency and rhythm of pulse wave and respiration, it is closely related to body temperature. However, in the prior art, it is difficult to find a case in which pulse and respiration signals are applied to the improvement of body temperature measurement technology.

열화상 영상을 이용한 비접촉식 체온 측정 기술은 열화상 영상을 통해 피부 온도를 포함한 표면 온도를 측정하고, 이를 컬러 색상으로 디스플레이 하여 비접촉식으로 대상의 체온(이마 또는 귓불 등)을 측정한다. 그러나, 열화상 영상을 촬영하기 위한 고가의 장비가 필요하며 외부 환경요인(뜨거운 바람, 차가운 바람 등)에 영향을 많이 받는다는 단점을 가지고 있다.The non-contact body temperature measurement technology using a thermal image measures the surface temperature including the skin temperature through the thermal image and displays it in color to measure the subject's body temperature (forehead or earlobe, etc.) in a non-contact manner. However, it has disadvantages in that expensive equipment is required to take a thermal image and it is greatly affected by external environmental factors (hot wind, cold wind, etc.).

피부 영상의 색상 데이터를 이용한 비접촉식 체온 측정 기술은 피부 영상에서 산출된 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하고 추정된 피부 온도를 이용하여 체온을 측정한다. 그러나 피부 영상의 색상 데이터를 이용하여 생체신호(맥박, 호흡 등) 변화를 반영한 체온 측정 기술의 적용 사례는 찾아볼 수 없었다.A non-contact body temperature measurement technology using color data of a skin image estimates skin temperature using color data calculated from a skin image and measures body temperature using the estimated skin temperature. However, there were no cases of application of body temperature measurement technology that reflects changes in biosignals (pulse, respiration, etc.) using color data from skin images.

따라서, 색상 데이터를 이용한 비접촉식 체온 측정기술을 향상(개선)하기 위해 사용자가 보유하고 있는 일반 카메라, 적외선 카메라, 줌 카메라 등에서 비접촉식으로 피부 영상에서 산출된 생체신호(맥박수, 호흡수)와 피부 온도를 이용하여 체온을 측정하는 방법이 필요하다.Therefore, in order to improve (improve) the non-contact body temperature measurement technology using color data, the bio-signals (pulse rate, respiration rate) and the skin temperature calculated from the skin image are used in a non-contact manner in the general camera, infrared camera, zoom camera, etc. owned by the user. There is a need for a method to measure body temperature using

일본 공개특허 JP2016-190022, 2016.11.10. 공개Japanese Patent Laid-Open Patent JP2016-190022, 2016.11.10. open

본 발명의 실시예들은 사용자가 보유하고 있는 카메라가 탑재된 스마트 기기로 촬영한 피부 영상의 색상 데이터를 이용하여 산출된 생체신호(맥박수, 호흡수)와 피부 온도를 이용하여 체온을 측정하기 위한, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법 및 장치를 제공하고자 한다. 본 발명의 일 실시예는 접촉식 체온 측정 장비 및 피부 영상의 색상 데이터로부터 계산된 피부 온도를 이용하여 체온을 측정하는 기술은 상기 언급한 문제점을 가지고 있으므로 이를 개선 및 보완하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 카메라가 탑재된 스마트 기기를 통해 촬영된 피부 영상에서 사용자의 생체신호(맥박수, 호흡수)와 피부 온도를 이용하여 체온을 측정하는 시스템을 목적으로 한다.Embodiments of the present invention are for measuring body temperature using a skin temperature and a biosignal (pulse rate, respiration rate) calculated using color data of a skin image captured by a smart device equipped with a camera possessed by a user, An object of the present invention is to provide a robust method and apparatus for measuring body temperature using biosignals of skin images. An embodiment of the present invention is to improve and compensate for the above-mentioned problems because the contact-type body temperature measuring equipment and the technology for measuring body temperature using the skin temperature calculated from color data of the skin image have the above problems. An embodiment of the present invention aims at a system for measuring body temperature by using a user's bio-signals (pulse rate, respiration rate) and skin temperature in a skin image taken through a smart device equipped with a camera.

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위의 환경에서도 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited thereto, and may be variously expanded in an environment within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체온 측정 장치에 의해 수행되는 체온 측정 방법에 있어서, 복수 부위의 피부 관심 영역에서 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정하는 단계; 상기 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 상기 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계; 상기 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하는 단계; 상기 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정하는 단계; 상기 추정된 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정하는 단계; 및 상기 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된 체온을 추정하는 단계를 포함하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a body temperature measuring method performed by a body temperature measuring apparatus, the method comprising: estimating at least one bio-signal using color signals calculated from a plurality of skin regions of interest; estimating at least one body temperature corresponding to each of the at least one bio-signal by applying the estimated at least one bio-signal to a regression analysis equation; estimating a skin temperature using color data of the skin region of interest; estimating a third body temperature by applying the estimated skin temperature to a regression analysis equation; estimating a robust body temperature by averaging the at least one estimated body temperature and the estimated third body temperature; and estimating the improved body temperature by estimating the improved body temperature by averaging the body temperature calculated from the plurality of regions.

상기 피부 온도를 추정하는 단계는, 상기 피부 관심 영역에서 추출된 색상 데이터를 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 피부 온도를 추정할 수 있다. In the estimating of the skin temperature, the skin temperature may be estimated by applying the color data extracted from the skin ROI to a skin temperature regression analysis equation.

상기 피부 온도를 추정하는 단계는, 상기 추정된 피부 온도를 개선된 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 개선된 피부 온도를 추정할 수 있다. In the estimating of the skin temperature, the improved skin temperature may be estimated by applying the estimated skin temperature to an improved skin temperature regression analysis equation.

상기 적어도 하나의 생체 신호는, 상기 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 맥박 관련 주파수 대역으로부터 추정된 맥박수와, 상기 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 호흡 관련 주파수 대역으로부터 추정된 호흡수 중에서 적어도 하나의 생체 신호가 포함될 수 있다. The at least one biosignal may include at least one of a pulse rate estimated from a pulse-related frequency band in the color signal of the skin region of interest and a respiration rate estimated from a respiration-related frequency band in the color signal of the skin region of interest. Signals may be included.

상기 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계는, 상기 추정된 맥박수를 제1 체온 회귀분석 식에 적용하여 제1 체온을 추정할 수 있다.The estimating of the at least one body temperature may include estimating the first body temperature by applying the estimated pulse rate to a first body temperature regression analysis equation.

상기 제1 체온 회귀분석 식은, 상기 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출될 수 있다. The first body temperature regression analysis equation may be calculated as a regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by a thermometer.

상기 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계는, 상기 추정된 제1 체온을 제1 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제1 체온을 추정할 수 있다.The estimating of the at least one body temperature may include estimating the improved first body temperature by applying the estimated first body temperature to a first improved body temperature regression analysis equation.

상기 제1 개선된 체온 회귀분석 식은, 상기 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출될 수 있다. The first improved body temperature regression analysis equation may be calculated as an improved regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by the thermometer.

상기 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계는, 상기 추정된 호흡수를 제2 체온 회귀분석 식에 적용하여 제2 체온을 추정할 수 있다.In the estimating of the at least one body temperature, the second body temperature may be estimated by applying the estimated respiration rate to a second body temperature regression analysis equation.

상기 제2 체온 회귀분석 식은, 상기 추정된 호흡수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출될 수 있다. The second body temperature regression analysis equation may be calculated as a regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated respiration rate and body temperature measured by a thermometer.

상기 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계는, 상기 추정된 제2 체온을 제2 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제2 체온을 추정할 수 있다.The estimating of the at least one body temperature may include estimating an improved second body temperature by applying the estimated second body temperature to a second improved body temperature regression analysis equation.

상기 제2 개선된 체온 회귀분석 식은, 상기 추정된 제2 체온과 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출될 수 있다. The second improved body temperature regression analysis equation may be calculated as an improved regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated second body temperature and the body temperature measured by the thermometer.

상기 방법은, 복수 부위의 피부 관심 영역 각각의 색상 신호를 이용하여 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 생체 신호를 추정하고, 상기 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include estimating at least one biosignal for each of a plurality of regions by using a color signal of each of the skin regions of interest in the plurality of regions, and estimating at least one body temperature for each of the plurality of regions. there is.

상기 방법은, 상기 추정된 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 개선된 체온을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include estimating an improved body temperature by averaging at least one body temperature for each of the estimated plurality of regions and the estimated third body temperature.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수 부위의 피부 관심 영역이 포함된 피부 영상을 획득하는 영상 획득 모듈; 하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 획득된 복수 부위의 피부 관심 영역에서 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정하고, 상기 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 상기 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정하고, 상기 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하고, 상기 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정하고, 상기 추정된 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정하고, 상기 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치가 제공될 수 있다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, an image acquisition module for acquiring a skin image including a plurality of skin regions of interest; a memory storing one or more programs; and a processor executing the stored one or more programs, wherein the processor estimates at least one biosignal using the color signals calculated from the acquired skin regions of interest in the plurality of regions, and the estimated at least one Estimate at least one body temperature corresponding to each of the at least one bio-signal by applying the bio-signal to a regression analysis equation, estimate the skin temperature using the color data of the skin ROI, and regress the estimated skin temperature The third body temperature is estimated by applying the analysis formula, the robust body temperature is estimated by averaging the at least one estimated body temperature and the estimated third body temperature, and the body temperature is improved by averaging the body temperature calculated at the plurality of sites A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image for estimating the skin image may be provided.

상기 프로세서는, 상기 피부 관심 영역에서 추출된 색상 데이터를 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 피부 온도를 추정할 수 있다.The processor may estimate the skin temperature by applying the color data extracted from the skin ROI to a skin temperature regression analysis equation.

상기 프로세서는, 상기 추정된 피부 온도를 개선된 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 개선된 피부 온도를 추정할 수 있다.The processor may estimate the improved skin temperature by applying the estimated skin temperature to an improved skin temperature regression analysis equation.

적어도 하나의 생체 신호는 상기 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 맥박 관련 주파수 대역으로부터 추정된 맥박수와, 상기 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 호흡 관련 주파수 대역으로부터 추정된 호흡수 중에서 적어도 하나의 생체 신호가 포함될 수 있다. At least one biosignal includes at least one of a pulse rate estimated from a pulse-related frequency band in the color signal of the skin region of interest and a respiration rate estimated from a respiration-related frequency band in the color signal of the skin region of interest. may be included.

상기 프로세서는, 상기 추정된 맥박수를 제1 체온 회귀분석 식에 적용하여 제1 체온을 추정할 수 있다.The processor may estimate the first body temperature by applying the estimated pulse rate to a first body temperature regression analysis equation.

상기 제1 체온 회귀분석 식은, 상기 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출될 수 있다.The first body temperature regression analysis equation may be calculated as a regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by a thermometer.

상기 프로세서는, 상기 추정된 제1 체온을 제1 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제1 체온을 추정할 수 있다.The processor may estimate the improved first body temperature by applying the estimated first body temperature to a first improved body temperature regression analysis equation.

상기 제1 개선된 체온 회귀분석 식은, 상기 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출될 수 있다. The first improved body temperature regression analysis equation may be calculated as an improved regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by the thermometer.

상기 프로세서는, 상기 추정된 호흡수를 제2 체온 회귀분석 식에 적용하여 제2 체온을 추정할 수 있다.The processor may estimate the second body temperature by applying the estimated respiration rate to a second body temperature regression analysis equation.

상기 제2 체온 회귀분석 식은, 상기 추정된 호흡수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출될 수 있다. The second body temperature regression analysis equation may be calculated as a regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated respiration rate and body temperature measured by a thermometer.

상기 프로세서는, 상기 추정된 제2 체온을 제2 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제2 체온을 추정할 수 있다.The processor may estimate the improved second body temperature by applying the estimated second body temperature to a second improved body temperature regression analysis equation.

상기 제2 개선된 체온 회귀분석 식은, 상기 추정된 제2 체온과 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출될 수 있다. The second improved body temperature regression analysis equation may be calculated as an improved regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated second body temperature and the body temperature measured by the thermometer.

상기 프로세서는, 복수 부위의 피부 관심 영역 각각의 색상 신호를 이용하여 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 생체 신호를 추정하고, 상기 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온을 추정할 수 있다.The processor may estimate at least one biosignal for each of the plurality of regions by using the color signal of each of the skin ROIs of the plurality of regions, and estimate at least one body temperature for each of the plurality of regions.

상기 프로세서는, 상기 추정된 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 개선된 체온을 추정할 수 있다.The processor may estimate the improved body temperature by averaging at least one body temperature of each of the estimated plurality of parts and the estimated third body temperature.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 방법을 실행하게 하는 명령어들을 저장하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 방법은: 복수 부위의 피부 관심 영역에서 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정하는 단계; 상기 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 상기 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계; 상기 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하는 단계; 상기 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정하는 단계; 상기 추정된 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정하는 단계; 및 상기 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된 체온을 추정하는 단계를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, there is provided a non-transitory computer-readable storage medium for storing instructions that, when executed by a processor, cause the processor to execute a method, the method comprising: a plurality of regions of skin interest estimating at least one biosignal using the calculated color signal; estimating at least one body temperature corresponding to each of the at least one bio-signal by applying the estimated at least one bio-signal to a regression analysis equation; estimating a skin temperature using color data of the skin region of interest; estimating a third body temperature by applying the estimated skin temperature to a regression analysis equation; estimating a robust body temperature by averaging the at least one estimated body temperature and the estimated third body temperature; and estimating the improved body temperature by estimating the body temperature calculated at the plurality of sites by weighted average, a non-transitory computer-readable storage medium may be provided.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology may have the following effects. However, this does not mean that a specific embodiment should include all of the following effects or only the following effects, so the scope of the disclosed technology should not be understood as being limited thereby.

본 발명의 실시예들은 종래에 제시된 비접촉식 피부 영상의 피부 온도 기반 체온 측정 방법보다 개선된(향상된) 생체신호(맥박수, 호흡수)의 변화와 피부 온도 모두를 반영하여 체온을 측정하는 피부 온도 및 생체신호 기반의 비접촉식 체온 측정 방법 및 장치를 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention reflect both changes in biosignals (pulse rate, respiration rate) and skin temperature that are improved (improved) compared to the conventional non-contact skin image skin temperature-based body temperature measuring method for measuring body temperature and body temperature A signal-based non-contact body temperature measurement method and apparatus may be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법을 세부 형태로 나타낸 흐름도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법에서 각 체온을 추정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상을 이용한 생체신호 측정을 개념적으로 표현한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 맥박수를 이용하여 제1 체온을 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 제1 체온 회귀분석 식을 산출하는 방법과 제1 체온 회귀분석 식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 제1 개선된 체온 회귀분석 식을 산출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡수를 이용하여 제2 체온을 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 제2 체온 회귀분석 식을 산출하는 방법과 제2 체온 회귀분석 식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 제2 개선된 체온 회귀분석 식을 산출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 복수 부위 각각의 피부 관심 영역과 복수 부위 각각에서 추정된 체온을 평균 내어 개선된 체온을 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
1 is a flowchart illustrating a robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating in detail a method for measuring a robust body temperature using a biosignal of a skin image according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are diagrams illustrating a method of estimating each body temperature in a robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image according to an embodiment of the present invention.
6 to 9 are diagrams conceptually illustrating biosignal measurement using a skin image according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of estimating a first body temperature using a pulse rate used in an embodiment of the present invention.
11 and 12 are diagrams showing examples of a method for calculating a first body temperature regression analysis equation and an example of a first body temperature regression analysis equation used in an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a method of calculating a first improved body temperature regression analysis equation used in an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating a method of estimating a second body temperature using a respiration rate according to an embodiment of the present invention.
15 and 16 are diagrams illustrating examples of a method for calculating a second body temperature regression analysis equation and a second body temperature regression analysis equation used in an embodiment of the present invention.
17 is a diagram illustrating a method of calculating a second improved body temperature regression analysis equation used in an embodiment of the present invention.
18 and 19 are flowcharts illustrating a method of estimating an improved body temperature by averaging the skin ROI of each of the plurality of regions and the body temperature estimated in each of the plurality of regions, which are used in an embodiment of the present invention.
20 is a block diagram for explaining the configuration of a robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it can be understood to include all transformations, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들이 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서 사용한 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례, 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention, precedent, or emergence of new technology of those of ordinary skill in the art. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. do.

신체는 체온을 항상 일정하게 유지시키기 위해 자율 신경계(교감 신경, 부교감 신경)를 통해 지속적으로 생체작용을 일으키며, 맥박과 호흡 빈도 및 리듬 등은 자율 신경계(교감 신경, 부교감 신경)의 기능 조절과 밀접한 관련이 있다. 호흡의 리듬은 맥박의 리듬과 연관되어 있으며, 들숨을 쉬는 동안에 맥박은 빨라지며 날숨을 쉬는 동안 맥박은 느려진다. 호흡과 맥박의 이와 같은 연결성은 호흡성동부정맥(Respiratory Sinus Arrhythmia, RSA)이라고 불리는데, 날숨을 쉬는 동안 흉곽의 압력은 높아지고 혈액의 산소 농도는 낮아지므로 에너지 효율성 측면에서 심장의 수축이 감소하며, 맥박과 호흡이 자율 신경계에 의해 조절된다. 또한, 맥파 및 호흡의 빈도와 리듬의 변화로 자율 신경계(교감 신경, 부교감 신경)를 조절할 수 있기 때문에 체온과도 밀접한 관련이 있다. 따라서, 맥박 및 호흡 신호를 접목하여 체온 측정기술의 향상을 도모해 본다.In order to keep body temperature constant at all times, the body continuously produces biological effects through the autonomic nervous system (sympathetic nerves, parasympathetic nerves), and the pulse and respiration frequency and rhythm are closely related to the function control of the autonomic nervous system (sympathetic nerves, parasympathetic nerves). related The rhythm of breathing is related to the rhythm of the pulse, the pulse increases during inhalation and slows down during exhalation. This connection between respiration and pulse is called Respiratory Sinus Arrhythmia (RSA). During exhalation, the pressure in the ribcage increases and the oxygen concentration in the blood decreases, thereby reducing the contraction of the heart in terms of energy efficiency. Respiration is controlled by the autonomic nervous system. In addition, since the autonomic nervous system (sympathetic nerve, parasympathetic nerve) can be controlled by the change in the frequency and rhythm of pulse wave and respiration, it is closely related to body temperature. Therefore, we try to improve the temperature measurement technology by grafting pulse and respiration signals.

본 발명의 일 실시예는 피부 영상의 생체신호(맥박수, 호흡수)를 이용한 강인한 체온 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에서는 피부 영상(얼굴, 손 등)을 촬영하고 복수 부위의 피부 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 검출한다. 본 발명의 일 실시예는 검출된 피부 관심 영역의 RGB 색상체계를 YCgCo 색상체계로 변환하여 Cg 색상 데이터 평균값을 계산하고, 계산된 Cg 색상 데이터 평균값에 맥박 및 호흡 관련 주파수 대역으로 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하며 맥박 및 호흡 관련 관심 주파수 대역 선정 후 iFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 맥파 신호와 호흡 신호를 산출한다. 맥파 및 호흡 신호로부터 맥박 및 호흡 피크(Peak) 위치를 검출하여 맥박 RR 간격과 호흡 PP 간격 평균값을 산출하고 맥박수와 호흡수를 추정한다. 추정된 맥박수를 '제1 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 체온을 추정하고, '제1 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 개선된 체온을 추정할 수 있다. 추정된 호흡수를 '제2 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 체온을 추정하고, '제2 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 개선된 체온을 추정할 수 있다. 또한, 피부 관심 영역에서 계산된 색상 데이터 평균값을 '피부 온도 회귀분석 식 DB'에 적용하여 산출된 피부 온도를 '제3 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제3 체온을 추정하고, '제3 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제3 개선된 체온을 추정할 수 있다. 피부 영상의 복수부위에서 계산된 체온을 가중 평균하여 더욱 개선된 체온을 추정할 수 있으며, 제1 개선된 체온, 제2 개선된 체온, 제3 개선된 체온에 가중 평균 및 편향 값 조정을 적용하여 강인한 체온을 추정할 수 있다. 더 나아가, 본 발명은 피부 영역의 다양한 색상체계를 이용하여 체온을 측정할 수 있다.An embodiment of the present invention relates to a method and apparatus for robust body temperature measurement using biological signals (pulse rate, respiration rate) of skin images. In an embodiment of the present invention, a skin image (face, hand, etc.) is captured and a plurality of skin regions of interest (ROI) are detected. An embodiment of the present invention converts the RGB color system of the detected skin region of interest into the YCgCo color system to calculate the average value of Cg color data, and converts the average value of the Cg color data to the pulse and respiration-related frequency bands in BPF (Band Pass Filter) ), FFT (Fast Fourier Transform) is applied, and after selecting a frequency band of interest related to pulse and respiration, iFFT (Inverse Fast Fourier Transform) is applied to calculate a pulse wave signal and a respiration signal. Pulse RR interval and respiration PP interval average values are calculated by detecting the pulse and respiration peak positions from the pulse wave and respiration signals, and the pulse rate and respiration rate are estimated. The first body temperature may be estimated by applying the estimated pulse rate to the 'first body temperature regression analysis equation DB', and the first improved body temperature may be estimated by applying the estimated pulse rate to the 'first improved body temperature regression analysis equation DB'. The second body temperature may be estimated by applying the estimated respiration rate to the 'second body temperature regression analysis equation DB', and the second improved body temperature may be estimated by applying the estimated respiration rate to the 'second improved body temperature regression analysis equation DB'. In addition, the skin temperature calculated by applying the average value of the color data calculated in the skin region of interest to the 'skin temperature regression analysis formula DB' is applied to the 'third body temperature regression analysis formula DB' to estimate the third body temperature, and the 'third body temperature regression analysis formula DB' The third improved body temperature can be estimated by applying to the 'improved body temperature regression analysis equation DB'. A more improved body temperature can be estimated by averaging the body temperature calculated from multiple parts of the skin image. Strong body temperature can be estimated. Furthermore, the present invention can measure body temperature using various color systems of the skin region.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 체온계를 이용하여 체온을 측정하고 '실제 체온 DB'를 산출하는 단계, 카메라가 탑재된 스마트 기기를 이용하여 피부 영상(얼굴, 손 등)을 촬영하는 단계, 촬영된 피부 영상에서 피부 영역을 검출하는 단계, 검출된 피부 영역의 RGB 색상체계를 지정된 색상체계로 변환하는 단계, 피부 영상에서 산출된 색상 데이터 평균값에 맥박 및 호흡 관련 주파수 대역으로 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하는 단계, 맥박 및 호흡 관련 관심 주파수 대역 선정후 iFFT(Inverse Fourier Transform)를 적용하여 맥파 및 호흡 신호를 산출하는데 단계, 산출된 맥파 및 호흡 신호로부터 피크 지점을 검출하고 맥박 RR 간격 평균값과 호흡 PP 간격 평균값을 산출하고 맥박수와 호흡수를 추정하는 단계, 추정된 맥박수를 '제1 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 체온을 추정하는 단계, 추정된 호흡수를 '제2 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 체온을 추정하는 단계, 산출된 색상 데이터 평균값을 '피부 온도 회귀분석 식 DB'에 적용하여 계산된 피부 온도를 '제3 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제3 체온을 추정하는 단계, 계산된 제1 체온, 제2 체온, 제3 체온을 '개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 개선된 제1 개선된 체온, 제2 개선된 체온, 제3 개선된 체온을 측정하는 단계, 복수부위에서 계산된 제1 개선된 체온, 제2 개선된 체온, 제3 개선된 체온을 가중 평균하여 더욱 개선된 체온을 추정하는 단계, 계산된 제1 체온, 제2 체온, 제3 체온에 가중 평균 및 편향 값 조정을 적용하여 강인한 체온을 추정하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention includes the steps of measuring body temperature using a thermometer and calculating 'real body temperature DB', and using a smart device equipped with a camera to image skin (face, hand, etc.) Steps of photographing a skin region, detecting a skin region in the captured skin image, converting the RGB color system of the detected skin region into a specified color system, and converting the pulse and respiration-related frequency bands to the average value of the color data calculated from the skin image. Step of applying BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform), after selecting a frequency band of interest related to pulse and respiration, applying iFFT (Inverse Fourier Transform) to calculate a pulse wave and respiration signal, the calculated pulse wave and respiration Detecting the peak point from the signal, calculating the average pulse RR interval and respiration PP interval, estimating the pulse rate and respiration rate, and estimating the first body temperature by applying the estimated pulse rate to the 'first body temperature regression equation DB' Step, estimating the second body temperature by applying the estimated respiration rate to the 'second body temperature regression analysis formula DB', applying the calculated color data average value to the 'skin temperature regression analysis formula DB' The step of estimating the third body temperature by applying the third body temperature regression analysis formula DB, and the first improvement improved by applying the calculated first body temperature, the second body temperature, and the third body temperature to the 'Improved body temperature regression analysis formula DB' measuring the measured body temperature, the second improved body temperature, and the third improved body temperature; and estimating the robust body temperature by applying a weighted average and bias value adjustment to the calculated first body temperature, second body temperature, and third body temperature.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법을 나타낸 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image according to an embodiment of the present invention.

단계 S101에서, 체온 측정 장치는 피부 영상 촬영 및 복수 부위의 피부 관심 영역을 검출한다.In step S101, the body temperature measuring apparatus detects a skin ROI of a plurality of regions by taking a skin image.

단계 S102에서, 체온 측정 장치는 검출된 복수 부위의 피부 관심 영역에서 색상 신호를 산출한다.In step S102, the body temperature measuring apparatus calculates a color signal from the detected skin regions of interest in a plurality of regions.

단계 S103에서, 체온 측정 장치는 피부 관심 영역에서 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정한다. In step S103, the body temperature measuring apparatus estimates at least one biosignal using the color signal calculated in the skin ROI.

단계 S104에서, 체온 측정 장치는 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정한다. In step S104, the body temperature measuring apparatus estimates at least one body temperature corresponding to the at least one body signal by applying the estimated at least one bio-signal to the regression analysis equation.

단계 S105에서, 체온 측정 장치는 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정한다. In step S105, the body temperature measuring apparatus estimates the skin temperature by using the color data of the skin ROI.

단계 S106에서, 체온 측정 장치는 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정한다. In step S106, the body temperature measuring device estimates the third body temperature by applying the estimated skin temperature to the regression analysis equation.

단계 S107에서, 체온 측정 장치는 추정된 적어도 하나의 체온과 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정한다. In step S107, the body temperature measuring apparatus estimates the robust body temperature by averaging the at least one estimated body temperature and the estimated third body temperature.

단계 S108에서, 체온 측정 장치는 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된(향상된) 체온을 측정한다. In step S108 , the body temperature measuring device measures the improved (improved) body temperature by averaging the body temperatures calculated from a plurality of sites.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법을 세부 형태로 나타낸 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating in detail a method for measuring a robust body temperature using a biosignal of a skin image according to an embodiment of the present invention.

단계 S201에서, 체온 측정 장치는 피부 영상 촬영 및 복수 부위의 피부 관심 영역을 검출한다. In step S201, the body temperature measuring apparatus detects a skin ROI of a plurality of regions by taking a skin image.

단계 S202에서, 체온 측정 장치는 복수 부위의 피부 관심 영역에서 색상 신호를 산출한다. In step S202, the body temperature measuring apparatus calculates color signals in the skin ROI in a plurality of regions.

단계 S203에서, 체온 측정 장치는 맥박 관련 주파수 대역으로부터 맥박수를 추정하고, 추정된 맥박수를 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제1 체온을 추정한다. In step S203, the body temperature measuring apparatus estimates a pulse rate from a pulse-related frequency band, and estimates an improved first body temperature by applying the estimated pulse rate to a regression analysis equation.

단계 S204에서, 체온 측정 장치는 호흡 관련 주파수 대역으로부터 호흡수를 추정하고, 추정된 호흡수를 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제2 체온을 추정한다. In step S204, the body temperature measuring apparatus estimates the respiration rate from the respiration-related frequency band, and estimates the improved second body temperature by applying the estimated respiration rate to the regression analysis equation.

단계 S205에서, 체온 측정 장치는 색상 데이터를 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 피부 온도를 추정하고, 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제3 체온을 추정한다. In step S205, the body temperature measuring apparatus estimates the skin temperature by applying the color data to the skin temperature regression analysis equation, and estimates the improved third body temperature by applying the estimated skin temperature to the regression analysis equation.

단계 S206에서, 체온 측정 장치는 개선된 제1 체온, 제2 체온, 제3 체온에 가중 평균 및 편향 값 조정을 적용하여 강인한 체온을 추정한다.In step S206 , the body temperature measuring apparatus estimates a robust body temperature by applying a weighted average and bias value adjustment to the improved first body temperature, second body temperature, and third body temperature.

단계 S207에서, 체온 측정 장치는 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된(향상된) 체온을 측정한다. In step S207, the body temperature measuring device measures the improved (improved) body temperature by averaging the body temperatures calculated from a plurality of sites.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법에서 각 체온을 추정하는 방법을 나타낸 도면이다.3 to 5 are diagrams illustrating a method of estimating each body temperature in a robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image according to an embodiment of the present invention.

체온 측정 장치는 일례로 스마트 기기의 카메라를 이용하여 피부 영상(얼굴, 손 등)을 촬영하고, 다양한 색상체계들 중 한 가지 예로 지정된 피부 영역의 RGB 색상체계를 YCgCo 색상체계로 변환하여 추출된 Cg 색상 데이터 평균값을 계산한다. The body temperature measuring device, for example, takes a skin image (face, hand, etc.) using a camera of a smart device, and converts the RGB color system of the skin area designated as an example of various color systems to the YCgCo color system and extracts Cg Calculate the average value of color data.

맥박과 관련된 제1 체온을 추정하는 방법을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. A method of estimating the first body temperature related to the pulse will be described with reference to FIG. 3 .

단계 S301에서, 체온 측정 장치는 피부 영상을 촬영하고 검출된 피부 관심 영역으로부터 색상 신호를 산출한다.In step S301, the body temperature measuring device takes a skin image and calculates a color signal from the detected skin ROI.

단계 S302에서, 체온 측정 장치는 산출된 Cg 색상 신호에 맥박 관련 주파수 대역으로 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용한다. In step S302, the body temperature measuring apparatus applies a BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) as a pulse-related frequency band to the calculated Cg color signal.

단계 S303에서, 체온 측정 장치는 맥박 관련 관심 주파수 대역 선정 후 iFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 맥파 신호를 산출한다. In step S303, the body temperature measuring apparatus calculates a pulse wave signal by applying an Inverse Fast Fourier Transform (iFFT) after selecting a pulse-related frequency band of interest.

단계 S304 및 S305에서, 체온 측정 장치는 맥파 신호로부터 맥박 피크(Peak) 위치를 검출하고, 검출된 피크로부터 계산된 맥박 RR 간격(피크-피크 간격)의 평균값을 아래 [수학식 1]에 적용하여 맥박수를 추정한다. In steps S304 and S305, the body temperature measuring device detects the position of the pulse peak (Peak) from the pulse wave signal, and applies the average value of the pulse RR interval (peak-to-peak interval) calculated from the detected peak to [Equation 1] below Estimate your pulse rate.

Figure 112020080863102-pat00001
Figure 112020080863102-pat00001

영상 Fps(Frame per second)는 1초당 촬영된 영상의 이미지 수를 의미하며, 상기 식에서는 검출된 피부 영상의 초당 프레임 수를 나타낸다. The image Fps (Frame per second) refers to the number of images taken per second, and in the above formula, the number of frames per second of the detected skin image is indicated.

단계 S306에서, 체온 측정 장치는 추정된 맥박수를 '제1 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 체온을 추정한다. In step S306, the body temperature measuring apparatus estimates the first body temperature by applying the estimated pulse rate to the 'first body temperature regression analysis equation DB'.

단계 S307에서, 체온 측정 장치는 추정된 제1 체온을 '제1 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 개선된 체온을 추정할 수 있다.In step S307 , the body temperature measuring apparatus may estimate the first improved body temperature by applying the estimated first body temperature to the 'first improved body temperature regression analysis equation DB'.

호흡과 관련된 제2 체온을 추정하는 방법을 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. A method of estimating the second body temperature related to respiration will be described with reference to FIG. 4 .

단계 S401에서, 체온 측정 장치는 피부 영상을 촬영하고 검출된 피부 관심 영역으로부터 색상 신호를 산출한다.In step S401, the body temperature measuring device takes a skin image and calculates a color signal from the detected skin ROI.

단계 S402에서, 체온 측정 장치는 산출된 Cg 색상 신호에 호흡 관련 주파수 대역으로 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용한다. In step S402, the body temperature measuring apparatus applies a BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) to the calculated Cg color signal as a respiration-related frequency band.

단계 S403에서, 체온 측정 장치는 호흡 관련 관심 주파수 대역 선정 후 iFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 호흡 신호를 산출한다. In step S403, the body temperature measuring device calculates a respiration signal by applying an Inverse Fast Fourier Transform (iFFT) after selecting a respiration-related frequency band of interest.

단계 S404 및 S405에서, 체온 측정 장치는 호흡 신호로부터 호흡 피크(Peak) 위치를 검출하고, 검출된 피크로부터 계산된 호흡 PP 간격(피크-피크 간격)의 평균값을 아래 [수학식 1]에 적용하여 호흡수를 추정한다. In steps S404 and S405, the body temperature measuring device detects the position of the respiratory peak (Peak) from the respiratory signal, and applies the average value of the respiratory PP interval (peak-peak interval) calculated from the detected peak to [Equation 1] below Estimate the respiratory rate.

Figure 112020080863102-pat00002
Figure 112020080863102-pat00002

영상 Fps(Frame per second)는 1초당 촬영된 영상의 이미지 수를 의미하며, 상기 식에서는 검출된 피부 영상의 초당 프레임 수를 나타낸다. The image Fps (Frame per second) refers to the number of images taken per second, and in the above formula, the number of frames per second of the detected skin image is indicated.

단계 S406에서, 체온 측정 장치는 추정된 호흡수를 '제2 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 체온을 추정한다. In step S406, the body temperature measuring apparatus estimates the second body temperature by applying the estimated respiration rate to the 'second body temperature regression analysis equation DB'.

단계 S407에서, 체온 측정 장치는 추정된 제2 체온을 '제2 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 개선된 체온을 추정할 수 있다.In step S407 , the body temperature measuring apparatus may estimate the second improved body temperature by applying the estimated second body temperature to the 'second improved body temperature regression analysis equation DB'.

피부 온도와 관련된 제3 체온을 추정하는 방법을 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. A method of estimating the third body temperature related to the skin temperature will be described with reference to FIG. 5 .

단계 S501에서, 체온 측정 장치는 피부 관심 영역에서 계산된 색상 데이터 평균값을 '피부 온도 회귀분석 식 DB'에 적용하여 피부 온도를 추정한다. In step S501, the body temperature measuring apparatus estimates the skin temperature by applying the average value of the color data calculated in the skin ROI to the 'skin temperature regression analysis formula DB'.

단계 S502에서, 체온 측정 장치는 산출된 피부 온도를 '개선된 피부 온도 회귀분석 DB'에 적용하여 개선된 피부 온도를 추정한다. In step S502, the body temperature measuring apparatus estimates the improved skin temperature by applying the calculated skin temperature to the 'improved skin temperature regression analysis DB'.

단계 S503에서, 체온 측정 장치는 개선된 피부 온도를 '제3 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제3 체온을 추정한다. In step S503, the body temperature measuring apparatus estimates the third body temperature by applying the improved skin temperature to the 'third body temperature regression analysis formula DB'.

단계 S504에서, 체온 측정 장치는 추정된 제3 체온을 '제3 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제3 개선된 체온을 추정할 수 있다. In step S504 , the body temperature measuring apparatus may estimate the third improved body temperature by applying the estimated third body temperature to the 'third improved body temperature regression analysis equation DB'.

한편, 체온 측정 장치는 피부 영상의 복수 부위에서 계산된 제1 개선된 체온, 제2 개선된 체온, 제3 개선된 체온 각각을 가중 평균하여 더욱 개선된 체온을 추정하고, 개선된 제1 체온, 제2 체온, 제3 체온에 가중 평균 및 편향 값 조정을 적용하여 강인한 체온을 추정한다.Meanwhile, the body temperature measuring apparatus estimates a further improved body temperature by averaging the weighted average of each of the first improved body temperature, the second improved body temperature, and the third improved body temperature calculated from a plurality of parts of the skin image, and the improved first body temperature; A robust body temperature is estimated by applying a weighted average and bias value adjustment to the second body temperature and the third body temperature.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상을 이용하여 체온 측정을 개념적으로 표현한 도면이다. 6 to 9 are diagrams conceptually expressing body temperature measurement using a skin image according to an embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 체온 측정 장치는 카메라가 탑재된 스마트 기기를 이용하여 촬영된 피부 영상에서 복수개의 피부 관심 영역(ROI1, ROI2)을 검출하고 피부 영역의 RGB 색상체계를 YCgCo 색상체계로 변환하여 Cg 색상 데이터 평균값을 산출한다. As shown in FIGS. 6 and 7 , the body temperature measuring device detects a plurality of skin regions of interest (ROI 1 , ROI 2 ) from a skin image taken using a smart device equipped with a camera, and detects the RGB color system of the skin region. is converted to the YCgCo color system to calculate the average value of Cg color data.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 체온 측정 장치는 산출된 Cg 색상 신호에 맥박과 호흡 관련 주파수 대역으로 BPF(Bans Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하고 맥박 관련 주파수 대역(0.64~3.6 Hz)과 호흡 관련 주파수 대역(0.14~0.5Hz)으로 iFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 맥파 신호 및 호흡 신호를 산출한다. 체온 측정 장치는 iFFT를 적용하여 산출된 맥파 및 호흡 신호로부터 맥파 피크(Peak)와 호흡 피크의 위치를 검출하고, 검출된 피크 각각에서 산출된 맥박 RR 간격(피크-피크 간격)과 호흡 PP 간격(피크-피크 간격)을 이용하여 계산된 맥박 RR 간격 평균값을 상기 [수학식 1], 호흡 PP 간격 각각의 평균값을 상기 [수학식 2]에 적용하여 맥박수와 호흡수를 추정한다.8 and 9, the body temperature measuring apparatus applies BPF (Bans Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) to the calculated Cg color signal as a pulse and respiration-related frequency band, and applies a pulse-related frequency band (0.64). ~3.6 Hz) and respiration-related frequency bands (0.14~0.5Hz) apply iFFT (Inverse Fast Fourier Transform) to calculate a pulse wave signal and a respiration signal. The body temperature measuring device detects the positions of the pulse wave peak and respiration peak from the pulse wave and respiration signals calculated by applying iFFT, and the pulse RR interval (peak-peak interval) and respiration PP interval (Peak-Peak interval) calculated from each detected peak The pulse rate and respiration rate are estimated by applying the average value of the pulse RR interval calculated using the peak-peak interval) to the above [Equation 1] and the average value of each respiration PP interval to the above [Equation 2].

체온 측정 장치는 추정된 맥박수를 '제1 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 체온을 추정하고, '제1 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 개선된 체온을 추정할 수 있다. 체온 측정 장치는 추정된 호흡수를 '제2 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 체온을 추정하고. '제2 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 개선된 체온을 추정할 수 있다. 또한, 체온 측정 장치는 피부 관심 영역에서 계산된 색상 데이터 평균값을 '피부 온도 회귀분석 식 DB'에 적용하여 산출된 피부 온도를 '개선된 피부 온도 회귀분석 DB'에 적용하여 개선된 피부 온도를 추정하며 '제3 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제3 체온을 추정하고, '제3 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제3 개선된 체온을 추정할 수 있다. 체온 측정 장치는 피부 영상의 복수부위(ROI1, ROI2)에서 계산된 제1 개선된 체온, 제2 개선된 체온, 제3 개선된 체온 각각을 가중 평균하여 더욱 개선된 체온을 추정하고 개선된 제1 체온, 제2 체온, 제3 체온에 가중평균 및 편향 값 조정을 적용하여 강인한 체온을 추정하며, 복수개의 피부 관심 영역(ROI1, ROI2)에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된(향상된) 체온을 측정한다.The body temperature measuring device can estimate the first body temperature by applying the estimated pulse rate to the 'first body temperature regression analysis equation DB', and estimate the first improved body temperature by applying the estimated pulse rate to the 'first improved body temperature regression analysis equation DB'. there is. The body temperature measuring device estimates the second body temperature by applying the estimated respiration rate to the 'second body temperature regression analysis formula DB'. The second improved body temperature can be estimated by applying to the 'second improved body temperature regression analysis equation DB'. In addition, the body temperature measuring device estimates the improved skin temperature by applying the average value of the color data calculated in the skin region of interest to the 'skin temperature regression analysis DB' and applying the calculated skin temperature to the 'improved skin temperature regression analysis DB'. In addition, it is possible to estimate the third body temperature by applying it to the '3rd body temperature regression analysis equation DB', and to estimate the third improved body temperature by applying it to the '3rd improved body temperature regression analysis equation DB'. The body temperature measuring device estimates a further improved body temperature by averaging the weighted average of each of the first improved body temperature, the second improved body temperature, and the third improved body temperature calculated from multiple regions (ROI 1 , ROI 2 ) of the skin image, and The robust body temperature is estimated by applying a weighted average and bias value adjustment to the first body temperature, the second body temperature, and the third body temperature. improved) temperature is measured.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 맥박수를 이용하여 제1 체온을 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of estimating a first body temperature using a pulse rate used in an embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 체온 측정 장치는 카메라가 탑재된 스마트 기기를 이용하여 촬영한 피부 영상에서 계산된 맥박수를 이용하여 체온을 추정한다. As shown in FIG. 10 , the body temperature measuring apparatus estimates body temperature by using a pulse rate calculated from a skin image captured using a smart device equipped with a camera.

단계 S601 및 S602에서, 체온 측정 장치는 피부 영상 촬영 및 복수 부위의 피부 관심 영역을 검출하고, 복수 부위의 피부 관심 영역에서 색상 신호를 산출한다. In steps S601 and S602, the body temperature measuring apparatus captures a skin image, detects a plurality of skin ROIs, and calculates color signals from the plurality of skin ROIs.

단계 S603에서, 체온 측정 장치는 피부 영상의 복수부위(ROI1, ROI2)에서 산출된 색상 신호에 맥박 관련 주파수 대역 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하고 맥박 관련 주파수 대역(0.64~3.6 Hz)으로 iFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 맥파 신호를 산출하고 맥파 신호로부터 피크(Peak) 지점을 검출한다. In step S603, the body temperature measuring device applies a pulse-related frequency band BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) to the color signals calculated from multiple regions (ROI 1 , ROI 2 ) of the skin image, and applies a pulse-related frequency band A pulse wave signal is calculated by applying iFFT (Inverse Fast Fourier Transform) at (0.64 to 3.6 Hz), and a peak point is detected from the pulse wave signal.

단계 S604에서, 체온 측정 장치는 검출된 피크로부터 맥박 RR 간격(피크-피크 간격) 산출 및 맥박 RR 간격 평균값을 이용하여 맥박수를 추정한다.In step S604, the body temperature measuring apparatus estimates the pulse rate by calculating the pulse RR interval (peak-to-peak interval) from the detected peak and using the average value of the pulse RR interval.

단계 S605에서, 체온 측정 장치는 추정된 맥박수를 제1 체온 회귀분석 식에 적용하여 제1 체온을 추정한다. In step S605, the body temperature measuring apparatus estimates the first body temperature by applying the estimated pulse rate to the first body temperature regression analysis equation.

단계 S606에서, 체온 측정 장치는 추정된 제1 체온을 '제1 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 개선된 체온을 추정한다. In step S606, the body temperature measuring apparatus estimates the first improved body temperature by applying the estimated first body temperature to the 'first improved body temperature regression analysis equation DB'.

단계 S607에서, 체온 측정 장치는 복수부위 각각에서 계산된 제1 개선된 체온을 가중 평균 내어 더욱 개선된 체온을 추정한다. In step S607, the body temperature measuring apparatus estimates a further improved body temperature by averaging the first improved body temperature calculated in each of the plurality of parts as a weighted average.

도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 제1 체온 회귀분석 식을 산출하는 방법과 제1 체온 회귀분석 식의 예시를 나타낸 도면이다.11 and 12 are diagrams showing examples of a method for calculating a first body temperature regression analysis equation and an example of a first body temperature regression analysis equation used in an embodiment of the present invention.

체온 측정 장치는 제1 체온 회귀분석 식(직선 또는 곡선)을 산출하여 '제1 체온 회귀분석 식 DB'에 저장한다. The body temperature measuring device calculates the first body temperature regression analysis equation (linear or curve) and stores it in the 'first body temperature regression analysis equation DB'.

단계 S701에서, 체온 측정 장치는 피부 영상 촬영 및 복수 부위의 피부 관심 영역을 검출하고, 복수 부위의 피부 관심 영역에서 색상 신호를 산출한다. In step S701, the body temperature measuring apparatus captures a skin image, detects a plurality of skin ROIs, and calculates a color signal from the plurality of skin ROIs.

단계 S702에서, 체온 측정 장치는 색상 신호에 맥박 관련 주파수 대역으로 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하고 맥박 관련 주파수 대역(0.64~3.6 Hz)으로 iFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 맥파 신호를 산출하고 맥파 신호로부터 피크(Peak) 지점을 검출한다.In step S702, the body temperature measuring device applies BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) to the color signal as a pulse-related frequency band, and iFFT (Inverse Fast Fourier Transform) to a pulse-related frequency band (0.64 to 3.6 Hz) to calculate a pulse wave signal and detect a peak point from the pulse wave signal.

단계 S703에서, 체온 측정 장치는 검출된 피크로부터 맥박 RR 간격(피크-피크 간격) 산출 및 맥박 RR 간격 평균값을 이용하여 맥박수를 추정한다. In step S703, the body temperature measuring apparatus estimates the pulse rate by calculating the pulse RR interval (peak-to-peak interval) from the detected peak and using the average value of the pulse RR interval.

단계 S704에서, 체온 측정 장치는 추정된 맥박수를 '피부 영상의 맥박수 DB'에 저장한다. In step S704, the body temperature measuring apparatus stores the estimated pulse rate in the 'pulse rate DB of the skin image'.

한편, 단계 S705에서, 체온 측정 장치는 전자 체온계를 이용하여 측정한 체온을 '체온 DB'에 저장한다. Meanwhile, in step S705, the body temperature measuring device stores the body temperature measured using the electronic thermometer in the 'body temperature DB'.

그리고 단계 S706에서, 체온 측정 장치는 피부 영상의 맥박수 DB와 체온 DB에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식(직선 또는 곡선)을 산출하여 '제1 체온 회귀분석 식 DB'에 저장한다. 일례로, 도 12에는 맥박수와 체온 간의 회귀분석 결과인 회귀분석 식에 대한 예시가 도시되어 있다. And in step S706, the body temperature measuring device applies regression analysis to the pulse rate DB and the body temperature DB of the skin image to calculate a regression analysis equation (linear or curve) and stores it in the 'first body temperature regression analysis equation DB'. As an example, FIG. 12 shows an example of a regression analysis equation that is a result of a regression analysis between a pulse rate and body temperature.

도 13은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 제1 개선된 체온 회귀분석 식을 산출하는 방법을 나타낸 도면이다.13 is a diagram illustrating a method of calculating a first improved body temperature regression analysis equation used in an embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 체온 측정 장치는 제1 개선된 체온 회귀분석 식(직선 또는 곡선)을 산출하여 '제1 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 저장한다. 13 , the body temperature measuring apparatus calculates a first improved body temperature regression analysis equation (linear or curve) and stores it in the 'first improved body temperature regression analysis equation DB'.

단계 S801 및 S802에서, 체온 측정 장치는 피부 영상 촬영 및 복수 부위의 피부 관심 영역을 검출하고, 피부 영상의 복수부위(ROI1, ROI2)에서 색상 신호를 산출한다. In steps S801 and S802, the body temperature measuring apparatus captures a skin image, detects a region of interest in a plurality of skin regions, and calculates a color signal in a plurality of regions (ROI 1 , ROI 2 ) of the skin image.

단계 S803에서, 체온 측정 장치는 색상 신호에 맥박 관련 주파수 대역 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하고 맥박 관련 주파수 대역(0.64~3.6 Hz)으로 iFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 맥파 신호를 산출하고 맥파 신호로부터 피크(Peak) 지점을 검출한다. In step S803, the body temperature measuring device applies a pulse-related frequency band BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) to the color signal, and performs an iFFT (Inverse Fast Fourier Transform) with a pulse-related frequency band (0.64 to 3.6 Hz). It is applied to calculate a pulse wave signal and detects a peak point from the pulse wave signal.

단계 S804에서, 체온 측정 장치는 검출된 피크로부터 맥박 RR 간격(피크-피크 간격) 산출 및 맥박 RR 간격 평균값을 이용하여 맥박수를 추정한다. In step S804, the body temperature measuring apparatus estimates the pulse rate by calculating the pulse RR interval (peak-to-peak interval) from the detected peak and using the average value of the pulse RR interval.

단계 S805에서, 체온 측정 장치는 추정된 맥박수를 '제1 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 체온을 계산한다. In step S805, the body temperature measuring apparatus calculates the first body temperature by applying the estimated pulse rate to the 'first body temperature regression analysis equation DB'.

단계 S806에서, 체온 측정 장치는 복수 부위(ROI1, ROI2) 각각에서 계산된 제1 체온을 가중 평균내어 개선된 제1 체온을 추정하고, 추정된 제1 체온을 '피부 영상의 추정된 체온 DB'에 저장한다.In step S806, the body temperature measuring apparatus estimates the improved first body temperature by averaging the first body temperatures calculated in each of the plurality of regions (ROI 1 , ROI 2 ), and sets the estimated first body temperature as 'estimated body temperature of the skin image. It is stored in 'DB'.

한편, 단계 S807에서, 체온 측정 장치는 전자 체온계를 이용하여 측정한 체온을 '체온 DB'에 저장한다. Meanwhile, in step S807, the body temperature measuring apparatus stores the body temperature measured using the electronic thermometer in the 'body temperature DB'.

그리고 단계 S808에서, 체온 측정 장치는 피부 영상에서 추정된 체온 DB와 체온 DB에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식(직선 또는 곡선)을 산출하여 '제1 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 저장한다. And in step S808, the body temperature measuring device applies regression analysis to the body temperature DB and body temperature DB estimated from the skin image, calculates a regression analysis equation (linear or curve), and stores it in the 'first improved body temperature regression analysis equation DB' .

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡수를 이용하여 제2 체온을 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a method of estimating a second body temperature using a respiration rate according to an embodiment of the present invention.

도 14에 도시된 바와 같이, 체온 측정 장치는 카메라가 탑재된 스마트 기기를 이용하여 촬영한 피부 영상에서 계산된 호흡수를 이용하여 체온을 추정한다. As shown in FIG. 14 , the body temperature measuring device estimates body temperature by using the respiration rate calculated from the skin image taken using a smart device equipped with a camera.

단계 S901 및 S902에서, 체온 측정 장치는 피부 영상 촬영 및 복수 부위의 피부 관심 영역을 검출하고, 피부 영상의 복수부위(ROI1, ROI2)에서 색상 신호를 산출한다. In steps S901 and S902, the body temperature measuring apparatus captures a skin image, detects a skin region of interest in multiple regions, and calculates color signals in multiple regions (ROI 1 , ROI 2 ) of the skin image.

단계 S903에서, 체온 측정 장치는 색상 신호에 호흡 관련 주파수 대역으로 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하고 맥박 관련 주파수 대역(0.14~0.5 Hz)으로 iFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 호흡 신호를 산출하고 호흡 신호로부터 피크(Peak) 지점을 검출한다. In step S903, the body temperature measuring device applies BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) to the color signal as a respiration-related frequency band, and iFFT (Inverse Fast Fourier Transform) to a pulse-related frequency band (0.14-0.5 Hz) to calculate the respiration signal and detect the peak point from the respiration signal.

단계 S904에서, 체온 측정 장치는 검출된 피크로부터 호흡 PP 간격(피크-피크 간격) 산출 및 호흡 PP 간격 평균값을 이용하여 호흡수를 추정한다.In step S904, the body temperature measuring device estimates the respiratory rate using the calculation of the respiratory PP interval (peak-peak interval) from the detected peak and the average value of the respiration PP interval.

단계 S905에서, 체온 측정 장치는 추정된 호흡수를 제2 체온 회귀분석 식에 적용하여 제2 체온을 추정한다. In step S905, the body temperature measuring apparatus estimates the second body temperature by applying the estimated respiration rate to the second body temperature regression analysis equation.

단계 S906에서, 체온 측정 장치는 추정된 제2 체온을 '제2 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 개선된 체온을 추정한다. In step S906, the body temperature measuring apparatus estimates the second improved body temperature by applying the estimated second body temperature to the 'second improved body temperature regression analysis equation DB'.

단계 S907에서, 체온 측정 장치는 복수 부위 각각에서 계산된 제2 개선된 체온을 가중 평균내어 더욱 개선된 체온을 추정한다.In step S907 , the body temperature measuring apparatus estimates a further improved body temperature by averaging the second improved body temperature calculated in each of the plurality of regions.

도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 제2 체온 회귀분석 식을 산출하는 방법과 제2 체온 회귀분석 식의 예시를 나타낸 도면이다.15 and 16 are diagrams illustrating examples of a method for calculating a second body temperature regression analysis equation and a second body temperature regression analysis equation used in an embodiment of the present invention.

체온 측정 장치는 제2 체온 회귀분석 식(직선 또는 곡선)을 산출하여 '제2 체온 회귀분석 식 DB'에 저장한다.The body temperature measuring device calculates the second body temperature regression analysis equation (linear or curve) and stores it in the 'second body temperature regression analysis equation DB'.

단계 S1001 및 S1002에서, 체온 측정 장치는 피부 영상 촬영 및 복수 부위의 피부 관심 영역을 검출하고, 피부 영상의 복수부위(ROI1, ROI2)에서 색상 신호를 산출한다. In steps S1001 and S1002, the body temperature measuring apparatus captures a skin image, detects a region of interest in a plurality of skin regions, and calculates a color signal in a plurality of regions (ROI 1 , ROI 2 ) of the skin image.

단계 S1003에서, 체온 측정 장치는 색상 신호에 호흡 관련 주파수 대역으로 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하고 맥박 관련 주파수 대역(0.14~0.5 Hz)으로 iFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 호흡 신호를 산출하고 호흡 신호로부터 피크(Peak) 지점을 검출한다.In step S1003, the body temperature measuring device applies BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) to the color signal as a respiration-related frequency band, and iFFT (Inverse Fast Fourier Transform) to a pulse-related frequency band (0.14-0.5 Hz) to calculate the respiration signal and detect the peak point from the respiration signal.

단계 S1004에서, 체온 측정 장치는 검출된 피크로부터 호흡 PP 간격(피크-피크 간격) 산출 및 호흡 PP 간격 평균값을 이용하여 호흡수를 추정하고, 추정된 호흡수를 '피부 영상의 호흡수 DB'에 저장한다. In step S1004, the body temperature measuring device calculates the respiratory PP interval (peak-to-peak interval) from the detected peak and estimates the respiration rate using the average value of the respiration PP interval, and stores the estimated respiration rate in the 'respiration rate DB of the skin image'. Save.

한편, 단계 S1005에서, 체온 측정 장치는 전자 체온계를 이용하여 측정한 체온을 '체온 DB'에 저장한다. Meanwhile, in step S1005, the body temperature measuring device stores the body temperature measured using the electronic thermometer in the 'body temperature DB'.

그리고 단계 S1006에서, 체온 측정 장치는 피부 영상의 호흡수 DB와 체온 DB에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식(직선 또는 곡선)을 산출하여 '제2 체온 회귀분석 식 DB'에 저장한다. 일례로, 도 16에는 호흡수와 체온 간의 회귀분석 결과인 회귀분석 식에 대한 예시가 도시되어 있다. And in step S1006, the body temperature measuring device applies regression analysis to the respiratory rate DB and body temperature DB of the skin image to calculate a regression analysis equation (linear or curve) and stores it in the 'second body temperature regression analysis equation DB'. As an example, FIG. 16 shows an example of a regression analysis equation that is a result of a regression analysis between respiration rate and body temperature.

도 17은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 제2 개선된 체온 회귀분석 식을 산출하는 방법을 나타낸 도면이다.17 is a diagram illustrating a method of calculating a second improved body temperature regression analysis equation used in an embodiment of the present invention.

도 17에 도시된 바와 같이, 체온 측정 장치는 제2 개선된 체온 회귀분석 식(직선 또는 곡선)을 산출하여 '제2 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 저장한다. 17 , the body temperature measuring apparatus calculates a second improved body temperature regression analysis equation (linear or curve) and stores it in the 'second improved body temperature regression analysis equation DB'.

단계 S1101 및 S1102에서, 체온 측정 장치는 피부 영상 촬영 및 복수 부위의 피부 관심 영역을 검출하고, 피부 영상의 복수부위(ROI1, ROI2)에서 색상 신호를 산출한다. In steps S1101 and S1102, the body temperature measuring apparatus captures a skin image, detects a skin region of interest in multiple regions, and calculates color signals in multiple regions (ROI 1 , ROI 2 ) of the skin image.

단계 S1103에서, 체온 측정 장치는 색상 신호에 호흡 관련 주파수 대역 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하고 맥박 관련 주파수 대역(0.14~0.5 Hz)으로 iFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 호흡 신호를 산출하고 호흡 신호로부터 피크(Peak) 지점을 검출한다.In step S1103, the body temperature measuring device applies a respiration-related frequency band BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) to the color signal and iFFT (Inverse Fast Fourier Transform) with a pulse-related frequency band (0.14-0.5 Hz) It is applied to calculate the respiration signal and detects the peak point from the respiration signal.

단계 S1104에서, 체온 측정 장치는 검출된 피크로부터 호흡 PP 간격(피크-피크 간격) 산출 및 호흡 PP 간격 평균값을 이용하여 호흡수를 추정한다. In step S1104, the body temperature measuring device estimates the respiration rate using the calculation of the respiratory PP interval (peak-peak interval) from the detected peak and the average value of the respiration PP interval.

단계 S1105에서, 체온 측정 장치는 추정된 호흡수를 '제2 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 체온을 계산한다. In step S1105, the body temperature measuring device calculates the second body temperature by applying the estimated respiration rate to the 'second body temperature regression analysis formula DB'.

단계 S1106에서, 체온 측정 장치는 복수 부위(ROI1, ROI2) 각각에서 계산된 제2 체온을 가중 평균내어 개선된 제2 체온을 추정하고, 추정된 제2 체온을 '피부 영상의 추정된 체온 DB'에 저장한다.In step S1106, the body temperature measuring apparatus estimates the improved second body temperature by averaging the second body temperature calculated in each of the plurality of regions (ROI 1 , ROI 2 ), and sets the estimated second body temperature as 'estimated body temperature of the skin image. It is stored in 'DB'.

한편, 단계 S1107에서, 체온 측정 장치는 전자 체온계를 이용하여 측정한 체온을 '체온 DB'에 저장한다. Meanwhile, in step S1107, the body temperature measuring device stores the body temperature measured using the electronic thermometer in the 'body temperature DB'.

그리고 단계 S1108에서, 체온 측정 장치는 피부 영상에서 추정된 체온 DB와 체온 DB에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식(직선 또는 곡선)을 산출하여 '제2 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 저장한다. And in step S1108, the body temperature measuring device applies regression analysis to the body temperature DB and body temperature DB estimated from the skin image to calculate a regression analysis equation (linear or curve) and stores it in the 'second improved body temperature regression analysis equation DB' .

한편, 회귀분석 식에 대한 일례로, 상관도(Scatter diagram) 상의 점집합을 직선으로 대표시켜 구한 직선으로 두 변량 사이의 관계를 나타내며, 본 발명의 일 실시예에서는 '피부 영상으로부터 추정된 맥박수, 호흡수 DB'와 '전자 체온계를 이용하여 측정한 체온 DB'를 이용하여 회귀직선 식을 도출할 수 있다. 체온 측정 장치는 '추정된 제1 체온, 제2 체온, 제3 체온 각각의 DB와 전자 체온계를 이용하여 측정한 체온 DB'를 이용하여 회귀직선 식을 도출할 수 있다. 회귀 직선 식은 하기 [수학식 3]과 같다.On the other hand, as an example of the regression analysis equation, a straight line obtained by representing a set of points on a scatter diagram with a straight line represents the relationship between two variables. A regression line equation can be derived using the 'respiration rate DB' and 'the body temperature DB measured using an electronic thermometer'. The body temperature measuring apparatus may derive a regression straight line equation using the DB of each of the estimated first body temperature, the second body temperature, and the third body temperature, and the body temperature DB measured using the electronic thermometer. The regression linear equation is as follows [Equation 3].

Figure 112020080863102-pat00003
Figure 112020080863102-pat00003

y가 추정된 체온일 때 x는 피부 영상으로부터 추정된 맥박수 또는 호흡수를 나타낸다. When y is the estimated body temperature, x represents the pulse rate or respiration rate estimated from the skin image.

y가 개선된 체온일 때 x는 피부 영상으로부터 추정된 체온을 나타낸다. 실제 데이터를 적용하여 구한 결과는 사용하는 데이터에 따라 상수 a, b 값이 바뀔 수 있다.When y is the improved body temperature, x represents the body temperature estimated from the skin image. In the result obtained by applying the actual data, the constant a and b values may change depending on the data used.

한편, 회귀분석 식에 대한 다른 예로, 상관도(Scatter diagram) 상의 점집합을 곡선으로 대표시켜 구한 곡선으로 두 변량 사이의 관계를 나타내며, 본 발명에서는 '피부 영상으로부터 추정된 맥박수, 호흡수 DB'와 '전자 체온계를 이용하여 측정한 체온 DB'를 이용하여 회귀곡선 식을 도출할 수 있으며 '추정된 제1 체온, 제2 체온, 제3 체온 각각의 DB와 전자 체온계를 이용하여 측정한 체온 DB'를 이용하여 회귀곡선 식을 도출할 수 있다. 회귀곡선 식은 하기의 [수학식 4]와 같다.On the other hand, as another example of the regression analysis equation, a curve obtained by representing a set of points on a scatter diagram as a curve represents the relationship between two variables, and in the present invention, 'pulse rate and respiration rate DB estimated from skin images' A regression curve equation can be derived using the DB and 'body temperature DB measured using an electronic thermometer' ' can be used to derive the regression curve equation. The regression curve equation is as follows [Equation 4].

Figure 112020080863102-pat00004
Figure 112020080863102-pat00004

y가 추정된 체온일 때 x는 피부 영상으로부터 추정된 맥박수 또는 호흡수를 나타낸다. When y is the estimated body temperature, x represents the pulse rate or respiration rate estimated from the skin image.

y가 개선된 체온일 때 x는 피부 영상으로부터 추정된 체온을 나타낸다. 실제 데이터를 적용하여 구한 결과는 사용하는 데이터에 따라 상수 a, b, c 값이 바뀔 수 있다.When y is the improved body temperature, x represents the body temperature estimated from the skin image. In the result obtained by applying the actual data, the constants a, b, and c values may change depending on the data used.

도 18 및 도 19는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 복수 부위 각각의 피부 관심 영역과 복수 부위 각각에서 추정된 체온을 평균 내어 개선된 체온을 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.18 and 19 are flowcharts illustrating a method of estimating an improved body temperature by averaging the skin ROI of each of the plurality of regions and the body temperature estimated in each of the plurality of regions, which are used in an embodiment of the present invention.

도 18에 도시된 바와 같이, 단계 S1201에서, 체온 측정 장치는 카메라가 탑재된 스마트 기기를 이용하여 피부 영상(예컨대, 얼굴, 손 등)을 촬영하고, 복수 부위 각각에 대해 복수개의 피부 관심 영역(예컨대, 왼쪽 볼(ROI1, ROI2), 오른쪽 볼(ROI3, ROI4))을 검출하고, 복수 부위의 피부 관심 영역에서 색상 신호를 산출한다. As shown in FIG. 18 , in step S1201, the body temperature measuring device takes a skin image (eg, face, hand, etc.) using a smart device equipped with a camera, and a plurality of skin regions of interest ( For example, left cheeks (ROI 1 , ROI 2 ) and right cheeks (ROI 3 , ROI 4 ) are detected, and a color signal is calculated in a plurality of skin regions of interest.

단계 S1202 및 S1208에서, 체온 측정 장치는 검출된 피부 관심 영역의 색상체계를 변환하여 계산된 색상 신호에 맥박 및 호흡 관련 주파수 대역으로 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용한다. In steps S1202 and S1208, the body temperature measuring apparatus converts the color system of the detected skin region of interest and applies a band pass filter (BPF) and a fast Fourier transform (FFT) as a pulse and respiration-related frequency band to the calculated color signal.

단계 S1203 및 S1209에서, 체온 측정 장치는 맥박 및 호흡 관련 관심 주파수 대역을 선정하여 iFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 맥파 신호와 호흡 신호를 산출한다. In steps S1203 and S1209, the body temperature measuring apparatus selects a pulse- and respiration-related frequency band of interest and applies Inverse Fast Fourier Transform (iFFT) to calculate a pulse wave signal and a respiration signal.

단계 S1204 및 S1210에서, 체온 측정 장치는 산출된 맥파 및 호흡 신호로부터 맥박 및 호흡 피크(Peak) 위치를 검출한다. In steps S1204 and S1210, the body temperature measuring device detects a pulse and a respiratory peak position from the calculated pulse wave and respiration signal.

단계 S1205 및 S1211에서, 체온 측정 장치는 검출된 피크로부터 맥박 RR 간격과 호흡 PP 간격 평균값을 산출하고 맥박수와 호흡수를 추정한다. In steps S1205 and S1211, the body temperature measuring device calculates the average value of the pulse RR interval and the respiration PP interval from the detected peak, and estimates the pulse rate and respiration rate.

단계 S1206 및 S1207에서, 체온 측정 장치는 추정된 맥박수를 '제1 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 체온을 추정하고, '제1 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 개선된 체온을 추정할 수 있다. In steps S1206 and S1207, the body temperature measuring device estimates the first body temperature by applying the estimated pulse rate to the 'first body temperature regression analysis equation DB', and applies the estimated pulse rate to the 'first improved body temperature regression analysis equation DB' to make the first improvement body temperature can be estimated.

그리고 단계 S1212 및 S1213에서, 체온 측정 장치는 추정된 호흡수를 '제2 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 체온을 추정하고. '제2 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 개선된 체온을 추정할 수 있다. And in steps S1212 and S1213, the body temperature measuring device estimates the second body temperature by applying the estimated respiration rate to the 'second body temperature regression equation DB'. The second improved body temperature can be estimated by applying to the 'second improved body temperature regression analysis formula DB'.

단계 S1214에서, 체온 측정 장치는 피부 영상의 복수부위에서 계산된 제1 개선된 체온, 제2 개선된 체온 각각을 가중 평균하여 더욱 개선된 체온을 추정한다.In step S1214, the body temperature measuring apparatus estimates a further improved body temperature by averaging each of the first improved body temperature and the second improved body temperature calculated from a plurality of parts of the skin image.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.20 is a block diagram for explaining the configuration of a robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image according to an embodiment of the present invention.

도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 체온 측정 장치(100)는 영상 획득 모듈(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 체온 측정 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 체온 측정 장치(100)가 구현될 수 있다.As shown in FIG. 20 , the body temperature measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition module 110 , a memory 120 , and a processor 130 . However, not all illustrated components are essential components. The body temperature measuring apparatus 100 may be implemented by more components than the illustrated components, or the body temperature measuring apparatus 100 may be implemented by fewer components.

이하, 도 20의 체온 측정 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration and operation of each component of the body temperature measuring apparatus 100 of FIG. 20 will be described.

영상 획득 모듈(110)은 탑재된 카메라를 통해 촬영된 피부 영상을 획득한다. 피부 영상에는 복수 부위의 피부 관심 영역이 포함된다. The image acquisition module 110 acquires a skin image photographed through a mounted camera. The skin image includes a plurality of skin regions of interest.

메모리(120)는 하나 이상의 프로그램을 저장한다. 메모리(120)는 제1 체온 회귀분석 식 DB, 제1 개선된 체온 회귀분석 식 DB, 제2 체온 회귀분석 식 DB, 제2 개선된 체온 회귀분석 식 DB, 피부 온도 회귀분석 식 DB, 개선된 피부 온도 회귀분석 식 DB, 제3 체온 회귀분석 식 DB, 제3 개선된 체온 회귀분석 식 DB, 피부 영상의 맥박수 DB, 체온 DB, 피부 영상에서 추정된 체온 DB, 피부 영상의 호흡수 DB를 포함한다. The memory 120 stores one or more programs. The memory 120 includes the first body temperature regression analysis equation DB, the first improved body temperature regression analysis equation DB, the second body temperature regression analysis equation DB, the second improved body temperature regression analysis equation DB, the skin temperature regression analysis equation DB, the improved Includes skin temperature regression analysis equation DB, third body temperature regression analysis equation DB, third improved body temperature regression analysis equation DB, skin image pulse rate DB, body temperature DB, body temperature estimated from skin image DB, and skin image respiration rate DB do.

프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행한다. 프로세서(130)는 영상 획득 모듈(110)에서 획득된 복수 부위의 피부 관심 영역에서 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정하고, 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정하고, 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하고, 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정하고, 추정된 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정하고, 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된 체온을 추정한다. The processor 130 executes one or more programs stored in the memory 120 . The processor 130 estimates at least one bio-signal by using the color signal calculated from the skin ROI of a plurality of regions obtained by the image acquisition module 110, and applies the estimated at least one bio-signal to a regression analysis equation. estimating at least one body temperature corresponding to at least one biosignal, estimating the skin temperature using the color data of the skin region of interest, and estimating the third body temperature by applying the estimated skin temperature to a regression analysis equation, , a robust body temperature is estimated by weighted averaging the at least one estimated body temperature and the estimated third body temperature, and an improved body temperature is estimated by averaging body temperatures calculated at a plurality of sites.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 피부 관심 영역에서 추출된 색상 데이터를 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 피부 온도를 추정할 수 있다. According to embodiments, the processor 130 may estimate the skin temperature by applying the color data extracted from the skin ROI to a skin temperature regression analysis equation.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 추정된 피부 온도를 개선된 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 개선된 피부 온도를 추정할 수 있다. According to embodiments, the processor 130 may estimate the improved skin temperature by applying the estimated skin temperature to the improved skin temperature regression analysis equation.

실시예들에 따르면, 적어도 하나의 생체 신호는, 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 맥박 관련 주파수 대역으로부터 추정된 맥박수와, 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 호흡 관련 주파수 대역으로부터 추정된 호흡수 중에서 적어도 하나의 생체 신호가 포함될 수 있다. According to embodiments, the at least one biosignal may include at least one of a pulse rate estimated from a pulse-related frequency band in the color signal of the skin region of interest and a respiration rate estimated from a breathing-related frequency band in the color signal of the skin region of interest. One biosignal may be included.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 추정된 맥박수를 제1 체온 회귀분석 식에 적용하여 제1 체온을 추정할 수 있다. According to embodiments, the processor 130 may estimate the first body temperature by applying the estimated pulse rate to the first body temperature regression analysis equation.

제1 체온 회귀분석 식은 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출될 수 있다.The first body temperature regression analysis equation may be calculated as a regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by the thermometer.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 추정된 제1 체온을 제1 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제1 체온을 추정할 수 있다. According to embodiments, the processor 130 may estimate the improved first body temperature by applying the estimated first body temperature to the first improved body temperature regression analysis equation.

제1 개선된 체온 회귀분석 식은 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출될 수 있다.The first improved body temperature regression analysis equation may be calculated as an improved regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by the thermometer.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 추정된 호흡수를 제2 체온 회귀분석 식에 적용하여 제2 체온을 추정할 수 있다. According to embodiments, the processor 130 may estimate the second body temperature by applying the estimated respiration rate to the second body temperature regression analysis equation.

실시예들에 따르면, 제2 체온 회귀분석 식은, 추정된 호흡수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출될 수 있다. According to embodiments, the second body temperature regression analysis equation may be calculated as a regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated respiration rate and the body temperature measured by the thermometer.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 추정된 제2 체온을 제2 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제2 체온을 추정할 수 있다. According to embodiments, the processor 130 may estimate the improved second body temperature by applying the estimated second body temperature to the second improved body temperature regression analysis equation.

실시예들에 따르면, 제2 개선된 체온 회귀분석 식은, 추정된 제2 체온과 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출될 수 있다. According to embodiments, the second improved body temperature regression analysis equation may be calculated as an improved regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated second body temperature and the body temperature measured by the thermometer.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 복수 부위의 피부 관심 영역 각각의 색상 신호를 이용하여 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 생체 신호를 추정하고, 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온을 추정할 수 있다. According to embodiments, the processor 130 may estimate at least one biosignal for each of a plurality of regions by using a color signal of each of the regions of interest in the skin of a plurality of regions, and estimate at least one body temperature for each of the plurality of regions. can

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 추정된 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 개선된 체온을 추정할 수 있다. According to embodiments, the processor 130 may estimate the improved body temperature by averaging at least one body temperature of each of the estimated plurality of parts and the estimated third body temperature.

한편, 피부 영상의 생체 신호를 이용한 체온 측정 실험내용과 결과를 설명하기로 한다. Meanwhile, the contents and results of a body temperature measurement experiment using a biosignal of a skin image will be described.

피부 영상의 생체신호를 이용한 체온 측정 방식의 성능을 확인하기 위해 스마트 기기의 카메라 및 체온계를 사용하여 실험하였다.In order to check the performance of the body temperature measurement method using the biosignals of the skin image, a smart device camera and thermometer were used.

스마트 기기의 카메라를 이용하여 얼굴 영상을 촬영하였고, 동시에 체온을 측정하였다. 본 발명의 일 실시예에서는 색상체계들 중의 한 가지 예로 RGB 색상체계를 YCgCo 색상체계로 변환하여 추출된 Cg 색상 데이터 평균값을 사용하였다.A face image was taken using the camera of a smart device, and body temperature was measured at the same time. In an embodiment of the present invention, the average value of Cg color data extracted by converting the RGB color system to the YCgCo color system is used as one example of the color systems.

카메라가 탑재된 스마트 디바이스를 이용하여 피부 영상(얼굴, 손 등)을 촬영하고 복수 부위의 피부 관심 영역(왼쪽 볼(ROI1, ROI2), 오른쪽 볼(ROI3, ROI4))을 검출한다. Using a smart device equipped with a camera, a skin image (face, hand, etc.) is taken, and multiple skin regions of interest (left cheek (ROI 1 , ROI 2 ), right cheek (ROI 3 , ROI 4 )) are detected. .

체온 측정 장치는 피부 영상(얼굴, 손 등)을 촬영하고 복수부위의 피부 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 검출한다. 체온 측정 장치는 검출된 피부 관심 영역의 색상체계를 변환하여 계산된 색상 데이터 평균값에 맥박 및 호흡 관련 주파수 대역으로 BPF(Band Pass Filter), FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하고 맥박 및 호흡 관련 관심 주파수 대역을 선정하여 iFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 적용하여 맥파 신호와 호흡 신호를 산출한다. 체온 측정 장치는 맥파 및 호흡 신호로부터 맥박 및 호흡 피크(Peak) 위치를 검출하여 맥박 RR 간격과 호흡 PP 간격 평균값을 산출하고 맥박수와 호흡수를 추정한다. 체온 측정 장치는 추정된 맥박수를 '제1 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 체온을 추정하고, '제1 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제1 개선된 체온을 추정할 수 있다. 그리고 체온 측정 장치는 추정된 호흡수를 '제2 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 체온을 추정하고. '제2 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제2 개선된 체온을 추정할 수 있다. 또한, 체온 측정 장치는 피부 관심 영역에서 계산된 색상 데이터 평균값을 '피부 온도 회귀분석 식 DB'에 적용하여 피부 온도를 추정하고 추정된 피부 온도를 '개선된 피부 온도 회귀분석 DB'에 적용하여 계산된 개선된 피부 온도를 제3 체온 회귀분석 식 DB에 적용하여 제3 체온을 추정한다. 그리고 체온 측정 장치는 '제3 개선된 체온 회귀분석 식 DB'에 적용하여 제3 개선된 체온을 추정할 수 있다. 체온 측정 장치는 피부 영상의 복수부위에서 계산된 제1 개선된 체온, 제2 개선된 체온, 제3 개선된 체온 각각을 가중 평균하여 더욱 개선된 체온을 추정할 수 있다. 제1 개선된 체온, 제2 개선된 체온, 제3 개선된 체온에 가중 평균 및 편향 값 조정을 적용하여 추정된 체온과 전자 체온계를 이용하여 측정한 체온과 오차율을 비교하였다.The body temperature measuring device captures a skin image (face, hand, etc.) and detects a region of interest (ROI) of a plurality of skin regions. The body temperature measuring device converts the color system of the detected skin region of interest and applies BPF (Band Pass Filter) and FFT (Fast Fourier Transform) to the average value of the calculated color data as a frequency band related to pulse and respiration and frequency of interest related to pulse and respiration. By selecting a band and applying iFFT (Inverse Fast Fourier Transform), a pulse wave signal and a respiration signal are calculated. The body temperature measuring device calculates the average value of the pulse RR interval and respiration PP interval by detecting the pulse and respiration peak positions from the pulse wave and respiration signals, and estimates the pulse rate and respiration rate. The body temperature measuring device can estimate the first body temperature by applying the estimated pulse rate to the 'first body temperature regression analysis equation DB', and estimate the first improved body temperature by applying the estimated pulse rate to the 'first improved body temperature regression analysis equation DB'. there is. And the body temperature measuring device estimates the second body temperature by applying the estimated respiration rate to the 'second body temperature regression analysis formula DB'. The second improved body temperature can be estimated by applying to the 'second improved body temperature regression analysis equation DB'. In addition, the body temperature measuring device estimates the skin temperature by applying the average value of the color data calculated in the skin region of interest to the 'skin temperature regression analysis DB' and calculates the estimated skin temperature by applying the estimated skin temperature to the 'improved skin temperature regression analysis DB'. The third body temperature is estimated by applying the improved skin temperature to the third body temperature regression analysis equation DB. In addition, the body temperature measuring device may estimate the third improved body temperature by applying the 'third improved body temperature regression analysis formula DB'. The body temperature measuring apparatus may estimate a further improved body temperature by averaging each of the first improved body temperature, the second improved body temperature, and the third improved body temperature calculated from a plurality of parts of the skin image. The body temperature estimated by applying a weighted average and bias value adjustment to the first improved body temperature, the second improved body temperature, and the third improved body temperature was compared with the body temperature measured using the electronic thermometer and the error rate.

실험 1회당 1분 동안 얼굴 영상 촬영 및 체온 측정을 동시에 진행하였고, 총 25회 실험(5명의 피험자 각 5회)을 진행하여 체온 측정 정확도를 계산하였다.Face imaging and body temperature measurement were performed simultaneously for 1 minute per experiment, and the accuracy of body temperature measurement was calculated by performing a total of 25 experiments (5 times each for 5 subjects).

피부 온도를 이용한 체온 측정 오차율은 하기의 [표 1]에 나타나 있다. The body temperature measurement error rate using the skin temperature is shown in [Table 1] below.

Figure 112020080863102-pat00005
Figure 112020080863102-pat00005

생체신호를 이용한 체온 측정 오차율은 하기의 [표 2]에 나타나 있다. The body temperature measurement error rate using biosignals is shown in [Table 2] below.

Figure 112020080863102-pat00006
Figure 112020080863102-pat00006

피부 온도와 생체신호의 가중 평균 체온 측정 오차율은 하기의 [표 3]에 나타나 있다. The weighted average body temperature measurement error rate of skin temperature and biosignals is shown in [Table 3] below.

Figure 112020080863102-pat00007
Figure 112020080863102-pat00007

본 발명의 일 실시예는 피부 영상(얼굴, 손 등)의 생체신호(맥박수, 호흡수)를 이용하여 체온을 측정함에 있어서, 별도의 하드웨어 모듈 없이 사용자가 보유하고 있는 스마트기기에서 피부 영상을 촬영하고 관심 영역에서 계산된 색상 데이터 평균값을 이용하여 생체신호를 추출하며 이를 이용하여 체온을 측정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in measuring body temperature using bio-signals (pulse rate, respiration rate) of skin images (face, hands, etc.), skin images are taken from a smart device owned by the user without a separate hardware module. and extracts a biosignal using the average value of the color data calculated in the region of interest, and the body temperature can be measured using this.

이는 일반 사용자를 대상으로 빠르고 편리한 체온 측정 시스템을 제공하는데 이용될 수 있다. 또한, 종래의 방식보다 측정 시간을 단축하여 체온을 측정할 수 있다.This may be used to provide a quick and convenient body temperature measurement system for general users. In addition, the body temperature can be measured by reducing the measurement time compared to the conventional method.

한편, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 방법을 실행하게 하는 명령어들을 저장하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 방법은: 복수 부위의 피부 관심 영역에서 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정하는 단계; 상기 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 상기 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계; 상기 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하는 단계; 상기 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정하는 단계; 상기 추정된 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정하는 단계; 및 상기 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된 체온을 추정하는 단계를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공될 수 있다. On the other hand, a non-transitory computer-readable storage medium for storing instructions that, when executed by a processor, cause the processor to execute a method, the method comprising: at least using a color signal calculated in a plurality of skin regions of interest estimating one biosignal; estimating at least one body temperature corresponding to each of the at least one bio-signal by applying the estimated at least one bio-signal to a regression analysis equation; estimating a skin temperature using color data of the skin region of interest; estimating a third body temperature by applying the estimated skin temperature to a regression analysis equation; estimating a robust body temperature by averaging the at least one estimated body temperature and the estimated third body temperature; and estimating the improved body temperature by estimating the body temperature calculated at the plurality of sites by weighted average, a non-transitory computer-readable storage medium may be provided.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(A))를 포함할 수 있다. 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the various embodiments described above are implemented as software including instructions stored in a machine-readable storage media readable by a machine (eg, a computer). can be The device is a device capable of calling a stored command from a storage medium and operating according to the called command, and may include an electronic device (eg, the electronic device A) according to the disclosed embodiments. When the instruction is executed by the processor, the processor may perform a function corresponding to the instruction by using other components directly or under the control of the processor. Instructions may include code generated or executed by a compiler or interpreter. The device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here, 'non-transitory' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, and does not distinguish that data is semi-permanently or temporarily stored in the storage medium.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the methods according to the various embodiments described above may be provided by being included in a computer program product. Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities. The computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg, compact disc read only memory (CD-ROM)) or online through an application store (eg, Play Store™). In the case of online distribution, at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 동작을 수행할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the various embodiments described above are stored in a recording medium readable by a computer or a similar device using software, hardware, or a combination thereof. can be implemented in In some cases, the embodiments described herein may be implemented by the processor itself. According to the software implementation, embodiments such as the procedures and functions described in this specification may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein.

한편, 상술한 다양한 실시예들에 따른 기기의 프로세싱 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시예에 따른 기기에서의 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.Meanwhile, computer instructions for performing the processing operation of the device according to the above-described various embodiments may be stored in a non-transitory computer-readable medium. The computer instructions stored in the non-transitory computer-readable medium, when executed by the processor of the specific device, cause the specific device to perform the processing operation in the device according to the various embodiments described above. The non-transitory computer-readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently, not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, memory, etc., and can be read by a device. Specific examples of the non-transitory computer-readable medium may include a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.

또한, 상술한 다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.In addition, each of the components (eg, a module or a program) according to the above-described various embodiments may be composed of a single or a plurality of entities, and some sub-components of the above-described corresponding sub-components may be omitted, or other Sub-components may be further included in various embodiments. Alternatively or additionally, some components (eg, a module or a program) may be integrated into a single entity to perform the same or similar functions performed by each corresponding component prior to integration. According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, parallel, iteratively, or heuristically, or at least some operations are executed in a different order, are omitted, or other operations are added. can be

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is commonly used in the technical field pertaining to the present disclosure without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications are possible by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

100: 체온 측정 장치
110: 영상 획득 모듈
120: 메모리
130: 프로세서
100: body temperature measuring device
110: image acquisition module
120: memory
130: processor

Claims (29)

체온 측정 장치에 의해 수행되는 체온 측정 방법에 있어서,
복수 부위의 피부 관심 영역이 포함된 피부 영상을 획득하는 단계;
상기 복수 부위의 피부 관심 영역에 대해 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정하는 단계;
상기 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 상기 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계;
상기 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하는 단계;
상기 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정하는 단계;
상기 추정된 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정하는 단계; 및 상기 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된 체온을 추정하는 단계를 포함하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
A method for measuring body temperature performed by a body temperature measuring device, the method comprising:
acquiring a skin image including a plurality of skin regions of interest;
estimating at least one biosignal using the color signal calculated for the skin ROI of the plurality of regions;
estimating at least one body temperature corresponding to each of the at least one bio-signal by applying the estimated at least one bio-signal to a regression analysis equation;
estimating a skin temperature using color data of the skin region of interest;
estimating a third body temperature by applying the estimated skin temperature to a regression analysis equation;
estimating a robust body temperature by averaging the at least one estimated body temperature and the estimated third body temperature; and estimating the improved body temperature by estimating the improved body temperature by averaging the body temperature calculated in the plurality of regions.
제1항에 있어서,
상기 피부 온도를 추정하는 단계는,
상기 피부 관심 영역에서 추출된 색상 데이터를 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 피부 온도를 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
According to claim 1,
The step of estimating the skin temperature,
A robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image, wherein the skin temperature is estimated by applying the color data extracted from the skin region of interest to a skin temperature regression analysis equation.
제2항에 있어서,
상기 피부 온도를 추정하는 단계는,
상기 추정된 피부 온도를 개선된 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 개선된 피부 온도를 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
3. The method of claim 2,
The step of estimating the skin temperature,
A robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image, wherein the improved skin temperature is estimated by applying the estimated skin temperature to an improved skin temperature regression analysis equation.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 생체 신호는,
상기 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 맥박 관련 주파수 대역으로부터 추정된 맥박수와, 상기 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 호흡 관련 주파수 대역으로부터 추정된 호흡수 중에서 적어도 하나의 생체 신호가 포함되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
According to claim 1,
The at least one biosignal is
At least one biosignal of a pulse rate estimated from a pulse-related frequency band in the color signal of the skin region of interest and a respiration rate estimated from a breathing-related frequency band in the color signal of the skin region of interest is included. A robust body temperature measurement method using biosignals.
제4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계는,
상기 추정된 맥박수를 제1 체온 회귀분석 식에 적용하여 제1 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
5. The method of claim 4,
The step of estimating the at least one body temperature comprises:
A robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image, wherein the first body temperature is estimated by applying the estimated pulse rate to the first body temperature regression analysis equation.
제5항에 있어서,
상기 제1 체온 회귀분석 식은,
상기 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
6. The method of claim 5,
The first body temperature regression analysis equation,
A robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image, which is calculated by a regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by a thermometer.
제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계는,
상기 추정된 제1 체온을 제1 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제1 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
6. The method of claim 5,
The step of estimating the at least one body temperature comprises:
A robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image, wherein the improved first body temperature is estimated by applying the estimated first body temperature to a first improved body temperature regression analysis equation.
제7항에 있어서,
상기 제1 개선된 체온 회귀분석 식은,
상기 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
8. The method of claim 7,
The first improved body temperature regression analysis equation,
A robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image, which is calculated by an improved regression analysis formula by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by a thermometer.
제4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계는,
상기 추정된 호흡수를 제2 체온 회귀분석 식에 적용하여 제2 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
5. The method of claim 4,
The step of estimating the at least one body temperature comprises:
A robust body temperature measuring method using a biosignal of a skin image, wherein the second body temperature is estimated by applying the estimated respiration rate to a second body temperature regression analysis equation.
제9항에 있어서,
상기 제2 체온 회귀분석 식은,
상기 추정된 호흡수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
10. The method of claim 9,
The second body temperature regression analysis equation,
A robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image, which is calculated by a regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated respiration rate and body temperature measured by a thermometer.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계는,
상기 추정된 제2 체온을 제2 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제2 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
10. The method of claim 9,
The step of estimating the at least one body temperature comprises:
A robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image, wherein an improved second body temperature is estimated by applying the estimated second body temperature to a second improved body temperature regression analysis equation.
제11항에 있어서,
상기 제2 개선된 체온 회귀분석 식은,
상기 추정된 제2 체온과 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
12. The method of claim 11,
The second improved body temperature regression analysis equation,
A robust body temperature measurement method using a biosignal of a skin image, which is calculated by an improved regression analysis formula by applying regression analysis to the estimated second body temperature and body temperature measured by a thermometer.
제1항에 있어서,
복수 부위의 피부 관심 영역 각각의 색상 신호를 이용하여 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 생체 신호를 추정하고, 상기 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계를 더 포함하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
According to claim 1,
The method of claim 1 , further comprising: estimating at least one biosignal for each of a plurality of regions using a color signal of each of the regions of interest in the skin of the plurality of regions, and estimating at least one body temperature for each of the plurality of regions A robust method of measuring body temperature using signals.
제13항에 있어서,
상기 추정된 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 개선된 체온을 추정하는 단계를 더 포함하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 방법.
14. The method of claim 13,
The method of claim 1, further comprising the step of estimating an improved body temperature by averaging at least one body temperature for each of the estimated plurality of regions and the estimated third body temperature.
복수 부위의 피부 관심 영역이 포함된 피부 영상을 획득하는 영상 획득 모듈;
하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및
상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 획득된 복수 부위의 피부 관심 영역에서 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정하고,
상기 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 상기 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정하고,
상기 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하고,
상기 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정하고,
상기 추정된 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정하고,
상기 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
an image acquisition module for acquiring a skin image including a plurality of skin regions of interest;
a memory storing one or more programs; and
a processor executing the stored one or more programs;
The processor estimates at least one biosignal using the color signal calculated from the acquired skin region of interest of the plurality of regions,
applying the estimated at least one bio-signal to a regression analysis equation to estimate at least one body temperature corresponding to the at least one bio-signal,
estimating the skin temperature using the color data of the skin region of interest;
Estimate the third body temperature by applying the estimated skin temperature to the regression analysis equation,
estimating a robust body temperature by averaging the estimated at least one body temperature and the estimated third body temperature;
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image, estimating an improved body temperature by averaging the body temperature calculated from the plurality of parts.
제15항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 피부 관심 영역에서 추출된 색상 데이터를 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 피부 온도를 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
16. The method of claim 15,
The processor is
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image, which estimates skin temperature by applying color data extracted from the skin region of interest to a skin temperature regression analysis equation.
제16항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 추정된 피부 온도를 개선된 피부 온도 회귀분석 식에 적용하여 개선된 피부 온도를 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
17. The method of claim 16,
The processor is
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image, which estimates an improved skin temperature by applying the estimated skin temperature to an improved skin temperature regression analysis equation.
제15항에 있어서,
상기 적어도 하나의 생체 신호는,
상기 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 맥박 관련 주파수 대역으로부터 추정된 맥박수와, 상기 피부 관심 영역의 색상 신호에서의 호흡 관련 주파수 대역으로부터 추정된 호흡수 중에서 적어도 하나의 생체 신호가 포함되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
16. The method of claim 15,
The at least one biosignal is
At least one biosignal of a pulse rate estimated from a pulse-related frequency band in the color signal of the skin region of interest and a respiration rate estimated from a breathing-related frequency band in the color signal of the skin region of interest is included. A robust body temperature measuring device using biosignals.
제18항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 추정된 맥박수를 제1 체온 회귀분석 식에 적용하여 제1 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
19. The method of claim 18,
The processor is
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image, estimating a first body temperature by applying the estimated pulse rate to a first body temperature regression analysis equation.
제19항에 있어서,
상기 제1 체온 회귀분석 식은,
상기 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
20. The method of claim 19,
The first body temperature regression analysis equation,
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image, which is calculated by a regression analysis equation by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by a thermometer.
제19항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 추정된 제1 체온을 제1 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제1 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
20. The method of claim 19,
The processor is
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image to estimate an improved first body temperature by applying the estimated first body temperature to a first improved body temperature regression analysis equation.
제21항에 있어서,
상기 제1 개선된 체온 회귀분석 식은,
상기 추정된 맥박수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
22. The method of claim 21,
The first improved body temperature regression analysis equation,
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image, which is calculated by an improved regression analysis formula by applying regression analysis to the estimated pulse rate and body temperature measured by a thermometer.
제18항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 추정된 호흡수를 제2 체온 회귀분석 식에 적용하여 제2 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
19. The method of claim 18,
The processor is
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image, estimating a second body temperature by applying the estimated respiration rate to a second body temperature regression analysis equation.
제23항에 있어서,
상기 제2 체온 회귀분석 식은,
상기 추정된 호흡수와 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 회귀분석 식으로 산출되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
24. The method of claim 23,
The second body temperature regression analysis equation,
A robust body temperature measuring device using a biosignal of a skin image, which is calculated by a regression analysis formula by applying regression analysis to the estimated respiration rate and body temperature measured by a thermometer.
제23항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 추정된 제2 체온을 제2 개선된 체온 회귀분석 식에 적용하여 개선된 제2 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
24. The method of claim 23,
The processor is
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image, estimating an improved second body temperature by applying the estimated second body temperature to a second improved body temperature regression analysis equation.
제25항에 있어서,
상기 제2 개선된 체온 회귀분석 식은,
상기 추정된 제2 체온과 체온계에서 측정된 체온에 회귀분석을 적용하여 개선된 회귀분석 식으로 산출되는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
26. The method of claim 25,
The second improved body temperature regression analysis equation,
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image, which is calculated by an improved regression analysis formula by applying regression analysis to the estimated second body temperature and body temperature measured by a thermometer.
제15항에 있어서,
상기 프로세서는,
복수 부위의 피부 관심 영역 각각의 색상 신호를 이용하여 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 생체 신호를 추정하고, 상기 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
16. The method of claim 15,
The processor is
Robust body temperature using bio-signals from skin images, estimating at least one bio-signal for each of a plurality of regions using color signals of respective regions of interest in the skin, and estimating at least one body temperature for each of the plurality of regions measuring device.
제27항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 추정된 복수 부위 각각에 대한 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 개선된 체온을 추정하는, 피부 영상의 생체신호를 이용한 강인한 체온 측정 장치.
28. The method of claim 27,
The processor is
A robust body temperature measuring apparatus using a biosignal of a skin image for estimating an improved body temperature by averaging the weighted average of at least one body temperature for each of the estimated plurality of parts and the estimated third body temperature.
프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 방법을 실행하게 하는 명령어들을 저장하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 방법은:
복수 부위의 피부 관심 영역이 포함된 피부 영상을 획득하는 단계;
상기 복수 부위의 피부 관심 영역에 대해 계산된 색상 신호를 이용하여 적어도 하나의 생체 신호를 추정하는 단계;
상기 추정된 적어도 하나의 생체 신호를 회귀분석 식에 적용하여 상기 적어도 하나의 생체 신호에 각각 대응되는 적어도 하나의 체온을 추정하는 단계;
상기 피부 관심 영역의 색상 데이터를 이용하여 피부 온도를 추정하는 단계;
상기 추정된 피부 온도를 회귀분석 식에 적용하여 제3 체온을 추정하는 단계;
상기 추정된 적어도 하나의 체온과 상기 추정된 제3 체온을 가중 평균하여 강인한 체온을 추정하는 단계; 및
상기 복수 부위에서 계산된 체온을 가중 평균내어 개선된 체온을 추정하는 단계를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
A non-transitory computer-readable storage medium for storing instructions that, when executed by a processor, cause the processor to execute a method, the method comprising:
acquiring a skin image including a plurality of skin regions of interest;
estimating at least one biosignal using the color signal calculated for the skin ROI of the plurality of regions;
estimating at least one body temperature corresponding to each of the at least one bio-signal by applying the estimated at least one bio-signal to a regression analysis equation;
estimating a skin temperature using color data of the skin region of interest;
estimating a third body temperature by applying the estimated skin temperature to a regression analysis equation;
estimating a robust body temperature by averaging the at least one estimated body temperature and the estimated third body temperature; and
A non-transitory computer-readable storage medium comprising the step of estimating an improved body temperature by averaging the body temperature calculated at the plurality of sites.
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