포항공대 박성민 교수팀, 카메라 센서로 생체신호 측정 알고리즘 개발
“스마트폰 기반 의료 모니터링 시스템 상용화 앞당길수 있을것” 기대

연구팀이 개발한 알고리즘으로 성능을 평가한 결과. 출처: 포항공대
연구팀이 개발한 알고리즘으로 성능을 평가한 결과. 출처: 포항공대

포항공대 박성민 교수(IT융합공학과)팀은 스마트폰의 카메라 센서로 생체 신호를 정확히 측정하는 기술을 개발했다.

이 기술은 광혈류측정(PPG, Photoplethysmography) 신호 획득 알고리즘으로 만들었다. 본 알고리즘을 이용한 PPG 신호의 샘플링률은 일반 카메라 센서의 5배에 달해, 더 정확히 측정할 수 있다.

최근 스마트폰용 이미지 센서가 발전하면서 PPG 센서와 같은 생체 신호 측정 전용 센서를 대체할 가능성이 높아졌다. 덕분에 웨어러블 기기에서만 가능했던 건강 수치 측정을 스마트폰으로 확대하는 연구가 이어지고 있다. 작년에는 구글이 특정 스마트폰에 내장된 카메라로 심박수와 호흡수를 측정하는 기술을 선보이기도 했다.

다만, 스마트폰 센서 대부분은 샘플링 속도가 초당 30프레임(FPS, Frame Per Second)에 불과해 신호의 정확도가 높지 않다. 단순한 맥박 모니터링 시스템에 적용할 수는 있지만, 혈압, 혈관 탄성 추정과 같은 PPG 신호에 기반한 다양한 생리학적 분석은 불가능했다.

연구팀은 스마트폰 카메라의 롤링 셔터 현상을 활용해 신호의 정확도를 높였다. 샘플링률이 낮은 이미지 센서 픽셀행에서 샘플링률이 높은 신호를 추출하는 알고리즘을 개발한 것.

서로 다른 이미지 센서로 검증한 결과, 알고리즘을 활용한 PPG 신호의 샘플링률은 일관적으로 높게 나타났다. 

연구팀은 "이 기술을 활용하면 일반적인 스마트폰 카메라만으로 높은 신뢰도를 갖는 PPG 신호의 추출이 가능하다"며 "스마트폰 기반 의료 모니터링 시스템의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

해당 연구 결과는 IEEE IoT(Internet of Things)에 게재됐다.

저작권자 © 메드업 무단전재 및 재배포 금지