用于处理能从远程检测到的电磁辐射导出的数据的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于处理能从远程检测到的由对象发射或反射的电磁辐射导出的数据的设备和方法，其中，所述数据包括生理信息。更具体地，本发明涉及用于检测并监测感兴趣对象中的生命参数的图像处理设备和方法。更特别地，但同样非限制性地，本发明还可以涉及光体积描记，并且甚至更具体地，涉及远程光体积描记方法。
【背景技术】
[0002]WO 2011/021128A2公开一种用于图像分析的方法和系统，包括:
[0003]-获得一序列的图像；
[0004]-执行对该序列的图像中的至少一幅的基于视觉的分析，以获得用于分类在图像中表示的对象的状态的数据；
[0005]-确定在该序列的图像中的至少一幅中表示的生物的生理参数的至少一个值，其中，生理参数的至少一个值是通过对来自从其取得对其执行基于视觉的分析的至少一幅图像的相同序列的图像的图像数据的分析而被确定的；并且
[0006]-使用利用基于视觉的分析获得的数据和生理参数的至少一个值来对对象的状态进行分类。
[0007]该文件还公开了对该方法和系统的若干改良。例如，也设想了对远程光体积描记(PPG)分析的使用。
[0008]基本上，光体积描记和相关的基于视觉的成像方法被认为是能够被用于检测生理信息，并且基于其检测感兴趣对象中的生命信号或参数的常规技术。通常，生命参数是以间接的方式被导出的。生命参数检测能够是基于对生物(或者:感兴趣对象)中的器官或器官成分的体积变化的检测的。更具体地，在一些情况下，光体积描记能够被认为是能够被利用于检测对象的组织的微血管部分中的血液体积变化的光学技术。通常，光体积描记测量面向对象的皮肤表面。常规地，已知的PPG方法包括所谓的接触式PPG设备，接触式PPG设备能够被附着到对象的皮肤，例如被附着到指尖。大体上，检测到的PPG信号(或者:波形)通常包括搏动性生理波形，搏动性生理波形可归因于随每次心跳的血液体积中的心脏同步变化。除此之外，PPG波形能够还包括可归因于呼吸、氧饱和度、Traube-Mayer-Hering波以及甚至可归因于另外的生理现象的生理信息。
[0009]近来，所谓的远程光体积描记已经取得巨大进展，在于基于常规相机的非干扰性非接触式远程测量已经得到展示。术语“常规相机”可以指现货相机，例如数字视频相机、提供视频记录功能的数字(照相)相机，或者甚至可以指在台式计算机、移动计算机、平板电脑以及诸如智能手机的另外的移动设备中集成的相机。此外，术语“常规相机”可以涵盖能附接到计算设备的所谓的网络摄像头。此外，医学监测设备、视频会议系统以及安全监控设备也能够利用标准相机模块。
[0010]通常，这些相机能够包括适于电磁谱的可见部分的响应度(或者:灵敏度)特性。如在本文中使用的，可见辐射可以由人眼的一般辐射感知能力限定。相反，不可见辐射可以指除非利用将不可见辐射转变成可见辐射的光学辅助设备，否则对人眼不可见的光谱部分。不可见辐射可以涉及红外辐射(或者:近红外辐射)以及紫外(UV)辐射。应当理解，在一些情况下，常规相机也可以对不可见辐射敏感。例如，相机的响应度范围可以涵盖整个可见光谱，以及还有属于不可见光谱或者至少属于可见光谱与不可见光谱之间的过渡区域的相邻光谱部分。然而，仍示范性地涉及夜视应用和热成像应用，也能够设想主要面向电磁谱的不可见部分的相机。
[0011]现今，数字技术在日常生活中取得了更进一步的重要性。通过举例的方式，图像及其序列以数字的方式被记录、被处理并被重现，并且能够无损地被复制。个体在公共场合(例如，交通监视、安全监视等)、在私人生活(例如，包括相机的移动电话、移动计算设备)、在进行体育运动或锻炼时(例如，应用远程PPG技术的心率监测、呼吸监测)、在工作时(例如，基于视觉的机器或引擎监测、疲劳监测或睡意监测、基于视觉的门禁控制等)以及甚至在健康护理环境中(例如，患者监测、睡眠监测等)都可能面对数字成像设备。因此，无论个体在各个情况中是否意识到正在被监测，在日常生活中都能够收集到大量(图像)数据。
【发明内容】
[0012]本发明的目标是提供一种用于处理数据的系统和方法，其解决了上述问题并增强了隐私保护，同时仍允许从所记录的数据提取生命信号。此外，将有利的是，提供一种被配置用于隐藏对生命信号提取不一定必要的隐私相关的信息的系统和对应的方法。还期望提供一种被配置用于实施所述方法的计算机程序。
[0013]在本发明的第一方面中，提供一种用于处理能从远程检测到的由对象发射或反射的电磁辐射导出的数据的设备，所述数据包括生理信息，所述设备包括:
[0014]-信号检测器单元，其被配置用于接收输入信号并且用于传输其指示性实体，所述指示性实体指示表示感兴趣对象中的至少一个生命参数的生理信息；以及
[0015]-处理单元，其被配置用于从包括所述指示性实体的传输的信号提取所述至少一个生命参数，其中，所述至少一个生命参数是考虑检测到的表示循环活动的皮肤颜色性质而被提取的；
[0016]-其中，所述信号检测器单元还被配置用于考虑至少一个定义的描述性模型而检测所述指示性实体，使得由所述输入信号中的非指示性实体指示的非指示性边信息在得到的传输的信号中是基本上不能检测到的，所述至少一个定义的描述性模型描述身体皮肤外观特性与所述输入信号中的对应表示之间的关系。
[0017]本发明通过以使得基本上不能从其得出关于个人或隐私信息的结论的方式处置所述输入信号中的非指示性实体来解决隐私保护问题。在这方面公认的是，所述指示性信号实体的确也可以包括隐私相关的信息。然而，所述指示性实体被认为对于所述设备瞄准的所述生命参数提取而言是必要的。基本上，所述指示性实体可以表示所述感兴趣对象的皮肤部分。在这方面值得提出的是，多个对象也能够存在于所述输入信号中或由所述输入信号表示。因此，所述指示性实体也可以表示所述多个对象。
[0018]所述非指示性实体可以涵盖周围或环境信息。所述非指示性实体(在所述至少一个感兴趣生命参数方面)还可以包括非指示性信息，所述非指示性信息仍与所观察的对象的隐私密切相关。这可以涉及衣服信息和住所信息。因此，所谓的非指示性边信息也能够包括隐私信息。通过举例的方式，所述非指示性边信息可以指示个体的个人财富状态。此夕卜，可以从所述非指示性边信息提取经常居住地或当前行踪。因此认为有益的是，所述非指示性实体在进一步处理期间基本上被无视。
[0019]应理解，所述输入信号中的所述指示性实体也可以包括个人或隐私信息。仍然，假设由所述指示性实体形成的信号部分基本上能够从由所述信号检测器单元观察到的总体上下文或表示中剔除，则能够改善隐私保护。通过举例的方式，所述感兴趣对象的主要指示性皮肤部分能够保留在得到的传输的信号中。假设衣服信息、住所信息和表示周围的另外的边信息在得到的传输的信号中不再能检测到，则能够显著降低隐私信息丢失或者甚至隐私信息滥用的风险。
[0020]如在本文中所使用的，在一些实施例中，术语“循环活动”可以指心血管活动，或者一般地指血管活动。应当理解，呼吸活动也与血管活动密切相关。因此，所述至少一个生命参数能够表示所述对象的心跳、心率、心率变异性、呼吸率、呼吸率变异性、脉搏血氧饱和度以及其适当的衍生及组合。在优选的实施例中，所述处理单元能够利用光体积描记，或者甚至更优选地，能够利用远程光体积描记方法。基本上，能够以间接的方式通过观察对象的皮肤来监测所述对象的循环活动。诸如皮肤颜色波动的皮肤外观的轻微波动能够例如被归因于血管活动。
[0021]如在本文中所使用的术语“指示性实体”和“非指示性实体”中的每个(在观察的区域方面)可以指特定的信号片断或元素。值得指出的是，所述指示性实体和所述非指示性实体中的每个可以指至少单个区域元素或区域元素的集合。通过举例的方式，假设所述输入信号被编码在表示基于视觉的信息或图像信息的(数字化)数据中，则各自的实体可以指至少像素或像素的集合。例如，当处理信号样本(或者:图像样本)的序列时，所述指示性实体和所述非指示性实体中的每个可以由所述样本中的各自部分形成。假设所述输入信号仍被实现为电磁辐射的形式，则所述指示性实体和所述非指示性实体可以指所述观察的区域的各自部分。同样在这种情况下，所述指示性实体和所述非指示性实体两者都能够由各自的信号子部分或各自的子部分的集合形成。
[0022]所述至少一个定义的描述性模型能够由用于在电磁辐射方面(直接或间接地)描述皮肤的模型来实现。在一些实施例中优选的是，所述描述性模型是人类皮肤表示模型，或者更具体地，是人类皮肤颜色模型。
[0023]根据另一方面，所述信号检测器单元包括至少一个滤色器元件，所述至少一个滤色器元件包括适于对应于所述至少一个描述性模型的谱性质的滤波器响应。所述至少一个滤波器元件能够由至少一个滤光器来实现。所述至少一个滤色器元件也能够包括滤色器阵列，所述滤色器阵列包括多个单个滤波器元件。所述至少一个滤色器元件能够以使得基本上指示性实体可以穿过各自的滤波器元件同时非指示性实体被阻挡或者至少被衰减的方式被配置。优选的是，所述至少一个滤波器元件被配置用于拦住非指示性实体。通过举例的方式，所述至少一个滤色器元件能够包括适于皮肤颜色性质的滤波器特性。以此方式，皮肤指示性实体可以穿过，同时非皮肤实体能够被阻挡、被抑制或被拦住。
[0024]所述至少一个滤色器元件能够由例如至少一个光学透镜滤波器形成。备选地，所述至少一个滤色器元件能够由至少一个半导体光学滤波器元件来实现。通过举例的方式，所述至少一个滤色器元件能够由利用多个半导体滤波器的拜耳滤波器来实现。以此方式，进入信号能够在被转变成数字数据之前在传感器设备这一级被滤波。因此，没有数字表示，或者如果有的话，仅所述非指示性实体的操纵的表示能够被编码或存在于捕获的数字信号中。换言之，所述设备能够利用对输入辐射进行滤波的各自的输入滤波器元件被耦合至其的传感器器件，使得基本上皮肤指示性实体可以穿过，同时非皮肤实体被阻挡或至少被衰减。
[0025]根据又一方面，所述输入信号包括信号样本的输入序列，其中，所述信号检测器单元包括至少一个数据处理检测器，所述至少一个数据处理检测器被配置用于考虑被嵌入在所述信号样本实体中的谱信息而处理所述输入序列的各自的信号样本，由此生成传输的信号序列，其中，所述至少一个数据处理检测器还被配置用于考虑至少一个描述性模型而检测所述指示性实体，所述至少一个描述性模型描述身体外观特性与所述信号样本中的对应的数据表示之间的关系。
[0026]该实施例能够利用对已经提前被捕获并被编码(成数字数据)的输入序列的数字数据处理。适当的模数转换器能够由诸如相机的各自的传感器器件来形成。为