구글 연구진은 스마트폰 전면 카메라를 활용해 일상 속 심혈관 건강을 측정하는 수동 심박수 모니터링 시스템(PHRM)을 개발했다. 휴대폰 잠금 해제 직후 촬영된 8초 분량의 얼굴 영상 클립을 딥러닝과 광용적맥파(PPG) 기술로 분석해 실시간 심박수와 일일 안정 시 심박수(RHR)를 추정한다. 광용적맥파는 피부의 빛 변화를 측정해 혈류 박동을 추적하는 기술이다. 365명의 참가자를 대상으로 한 실험실 환경에서 PHRM은 모든 피부톤에서 10% 미만의 평균 절대 백분율 오차(MAPE)를 기록하며, 기존 15개의 원격 PPG 측정 방식보다 뛰어난 성능을 보였다.

8일간 231명을 추적한 자유 생활 환경 연구에서도 PHRM은 웨어러블 기기에 준하는 정확도를 유지했다. 측정 결과 전체 심박수 MAPE는 6.09%였으며, 피부톤별로는 밝은 피부 5.04%, 중간 피부 5.12%, 어두운 피부 7.84%로 나타났다. 일일 안정 시 심박수의 경우 평균 절대 오차(MAE)가 4.39bpm을 기록해 당초 목표치인 5bpm보다 우수한 성과를 거뒀다. 연구진은 Monk 피부톤 척도를 기준으로 700명에 가까운 참가자로부터 35만 개 이상의 영상 클립을 확보했으며, 특히 어두운 피부톤 참가자 비중을 33% 이상으로 설정해 데이터의 포괄성을 확보했다.

PHRM 파이프라인은 효율적인 연산을 위해 시간 이동 합성곱 신경망을 사용하며, 칼만 필터링을 통해 시간에 따른 안정 시 심박수 추정치를 통합한다. 시스템은 신체질량지수 및 건강 지표와 연계해 혈관 질환을 평가할 수 있는 수준의 성능을 보여준다. 다만 연구진은 어두운 피부톤 그룹의 경우 심박수 측정 성공률이 상대적으로 낮아 카메라 노출값 최적화와 같은 향후 연구가 필요하다고 언급했다. 기술 발전을 위해 구글은 연구용 원격 PPG 데이터셋과 사전 학습된 PHRM-mini 모델을 공개했으며, 연구 기관 심의 위원회(IRB) 승인을 받은 연구자에 한해 이용이 가능하다. 단, 상업적 이용 및 참가자 식별 시도는 엄격히 금지된다.

구글 연구진은 스마트폰 전면 카메라를 활용해 일상 속 심혈관 건강을 측정하는 수동 심박수 모니터링 시스템(PHRM)을 개발했다. 휴대폰 잠금 해제 직후 촬영된 8초 분량의 얼굴 영상 클립을 딥러닝과 광용적맥파(PPG) 기술로 분석해 실시간 심박수와 일일 안정 시 심박수(RHR)를 추정한다. 광용적맥파는 피부의 빛 변화를 측정해 혈류 박동을 추적하는 기술이다. 365명의 참가자를 대상으로 한 실험실 환경에서 PHRM은 모든 피부톤에서 10% 미만의 평균 절대 백분율 오차(MAPE)를 기록하며, 기존 15개의 원격 PPG 측정 방식보다 뛰어난 성능을 보였다.

8일간 231명을 추적한 자유 생활 환경 연구에서도 PHRM은 웨어러블 기기에 준하는 정확도를 유지했다. 측정 결과 전체 심박수 MAPE는 6.09%였으며, 피부톤별로는 밝은 피부 5.04%, 중간 피부 5.12%, 어두운 피부 7.84%로 나타났다. 일일 안정 시 심박수의 경우 평균 절대 오차(MAE)가 4.39bpm을 기록해 당초 목표치인 5bpm보다 우수한 성과를 거뒀다. 연구진은 Monk 피부톤 척도를 기준으로 700명에 가까운 참가자로부터 35만 개 이상의 영상 클립을 확보했으며, 특히 어두운 피부톤 참가자 비중을 33% 이상으로 설정해 데이터의 포괄성을 확보했다.

PHRM 파이프라인은 효율적인 연산을 위해 시간 이동 합성곱 신경망을 사용하며, 칼만 필터링을 통해 시간에 따른 안정 시 심박수 추정치를 통합한다. 시스템은 신체질량지수 및 건강 지표와 연계해 혈관 질환을 평가할 수 있는 수준의 성능을 보여준다. 다만 연구진은 어두운 피부톤 그룹의 경우 심박수 측정 성공률이 상대적으로 낮아 카메라 노출값 최적화와 같은 향후 연구가 필요하다고 언급했다. 기술 발전을 위해 구글은 연구용 원격 PPG 데이터셋과 사전 학습된 PHRM-mini 모델을 공개했으며, 연구 기관 심의 위원회(IRB) 승인을 받은 연구자에 한해 이용이 가능하다. 단, 상업적 이용 및 참가자 식별 시도는 엄격히 금지된다.