h Edition:A Comprehensive Guide)》，乔治B.阿夫肯（George B.Arfken)、汉斯J.韦伯（Hans J. Weber)、学术出版社 (Academic Press)，第 7 版（2012)，ISBN-13:978-0123846549,其两者以全文引用的方式并 入本文中。
[0021] 如本文中所使用的"本征向量矩阵"是通过以下操作获得的标准正交本征向量矩 阵：计算视频矩阵的导数；使用单一值分解计算平均值和协方差矩阵；取每一行向量的L2 范数；并且保留在预定义最大值以下的具有L2范数的所有特征点。所得的矩阵使得归因于 与个体的呼吸相关联的运动而引起的变化主轴包含在第一少数本征向量中。根据此处的教 示，选择第一少数本征向量中的一个。
[0022] "选择第一少数本征向量中的一个"是指从最顶部（或主要）本征向量矩阵手动 地或自动地识别或以其它方式获得至少一个本征向量以用于确定呼吸速率。手动选择涉及 (例如）用户从至少显示最顶部本征向量的触摸屏作出选择。用户可以挑选向量中的一个 以用于呼吸确定。在另一实施例中，当用户认识到呼吸相关运动是本征向量中观测到的变 化的根本原因时，自动地选择本征向量矩阵中的第一本征向量以用于呼吸确定。在又一实 施例中，选择或以其它方式识别本征向量矩阵中的第二或第三本征向量进行处理以用于确 定呼吸速率。应理解，本征向量矩阵（或其转置矩阵）中的排序是从上到下，其中最顶部本 征向量是矩阵中的第一本征向量，且最底部本征向量是矩阵中的最后一个本征向量。
[0023] 通过产生选定的本征向量的功率谱密度曲线，且识别所述功率谱密度曲线内的具 有最高信号强度的频率，能够实现"从选定的本征向量提取呼吸速率"。所识别的频率包括 个体的呼吸速率。
[0024] 常常当个体静止时测量"呼吸速率"，且简单地涉及对一分钟内进行的呼吸的数目 进行计数。静止的成年人每分钟进行大约12到20次呼吸，这取决于心血管和呼吸系统的 整体条件。可以利用呼吸速率来确定个体的呼吸功能的各种方面。限制性肺部疾病（例如 肺纤维化、气胸和婴儿呼吸窘迫综合征）会减小肺容量，而阻塞性肺部疾病（例如哮喘、支 气管炎和肺气肿）会妨碍空气流增加。
[0025] "接收视频"既定被广泛解释且包含检索、捕获、获取或以其它方式获得视频图像 帧以用于根据本文中揭示的方法进行处理。图2示出了捕获图1的个体101的关注区103 的图像帧（共同在201处）的视频成像装置200。视频成像装置示出为具有通信元件202， 通信元件202经由无线网络实现与远程装置（例如计算机工作站）的双向通信，其中接收 视频图像帧以用于根据本文中揭示的方法进行处理。所述视频成像装置可进一步包括执行 本发明的方法的功能性的视频分析模块。可以从视频成像装置的存储器或存储装置检索视 频图像帧。可以经由网络从远程装置，或从例如CDROM或DVD等媒体接收或检索视频。可 从基于网络的系统或应用下载图像帧，所述基于网络的系统或应用使视频图像可用于根据 本文中揭示的方法进行处理。还可以从应用程序（例如可用于手持式蜂窝装置的应用程 序）接收视频图像帧，且在手机或例如iPad或平板计算机等其它手持式计算装置上处理视 频图像帧。
[0026] 应了解，"提取"、"形成"、"构建"、"选择"、"产生"、"处理"等的步骤包含根据任何 特定上下文或用于任何特定目的而应用于数据和信号的各种数学运算的应用。此具体实施 方式和权利要求书中的术语包含硬件或软件中的具有对数学或信号处理动作的实质性效 果的任何活动。应了解，可通过执行从存储器或存储装置检索的机器可读程序指令的微处 理器促进或以其它方式实现这些步骤。
[0027] -个实施例的流程图
[0028] 现在参考图3的流程图，其说明用于从个体的视频确定呼吸速率的本发明的方法 的一个实例实施例。流程处理开始于步骤300且随即前进到步骤302。
[0029] 在步骤302处，接收呼吸功能受到监视的个体的视频。所述视频包括所述个体的 身体的至少一个关注区的多个时间连续图像帧，其中可以通过视频成像装置的至少一个成 像通道记录对应于呼吸的信号。实例关注区在图1中示出。
[0030] 在步骤304处，在预定义时间周期内提取每一图像帧中的关注区中的像素的特 征。
[0031] 在步骤306处，根据由所提取的特征向量形成的长度N的时间上连续的向量构建 NXM视频矩阵。所述视频矩阵具有对应于需要在其间确定个体的呼吸速率的持续时间的总 列数M。
[0032] 在步骤308处，处理所述视频矩阵以获得本征向量矩阵。本征向量矩阵使得归因 于与个体的呼吸相关联的运动而引起的变化主轴包含在第一少数本征向量中。
[0033] 在步骤310处，从本征向量矩阵中的第一少数本征向量选择一个本征向量。可以 使用（例如）图5的工作站作出选择。
[0034] 现在参考图4的流程图，其是图3的流程图的接续部分，其中流程处理相对于节点 A继续。
[0035] 在步骤312处，从所述选定的本征向量产生个体的呼吸速率。
[0036] 在步骤314处，将个体的呼吸速率传送到显示装置。在其它实施例中，经由网络将 呼吸速率传送到存储器、存储装置、手持式无线装置、手持式蜂窝装置和远程装置。
[0037] 在步骤316处，确定个体的呼吸是否在如由医疗专业人员确定的可接受的参数 内。如果个体的呼吸速率不在可接受的参数内，那么在步骤318处，发起警告信号。可进一 步将信号发送给医疗专业人员。
[0038] 在步骤320处，确定是否继续监视此个体的呼吸功能。如果是，那么相对于节点B 继续处理，其中，在步骤302处，接收此个体的更多视频。以类似方式重复处理。否则，在此 实施例中，停止进一步的处理。
[0039] 应了解，本文中描绘的流程图是说明性的。可以不同次序执行流程图中说明的操 作中的一个或多个。可以添加、修改、增强或合并其它操作。其变化既定属于所附权利要求 书的范围内。
[0040] 实例视频处理系统
[0041] 现在参考图5,其说明用于实施如相对于图3和4的流程图所描述的本发明方法的 各种方面的一个实例视频处理系统的框图。
[0042] 工作站500具有计算机箱体502,其容纳各种组件，例如具有处理器和存储器的母 板、网卡、视频卡、能够读取/写入到机器可读媒体508 (例如软盘、光盘、CD-ROM、DVD、磁带 及类似者）的硬盘驱动器，以及执行计算机工作站的功能性所需的其它软件和硬件。所述 工作站进一步包含显示装置505,例如CRT、IXD或触摸屏装置，用于显示由图6的模块中 的任一个产生或以其它方式生成的视频、关注区、特征、所计算的值、医疗信息、结果及类似 者。用户可以查看所述信息中的任一个，且从在其上显示的菜单选项作出选择。键盘506 和鼠标507在需要时实现用户输入或选择。工作站500实施数据库509,其中响应于查询而 存储、操纵和检索记录。在各种实施例中，这些记录呈与识别患者的信息连同医疗信息、患 者呼吸功能历史及类似者相关联地存储的患者医疗历史的形式。虽然将数据库示出为外部 装置，但数据库可以在工作站内部，安装（例如）在其中的硬盘上。
[0043] 工作站具有操作系统和其它专用软件，其经配置以显示字母数字值、菜单、滚动 条、刻度盘、可滑动条、下拉选项、可选按钮及类似者，以用于输入、选择、修改和接受根据本 文中揭示的方法确定呼吸速率所需的信息。用户或技术员可以使用工作站来识别图像帧中 的关注区、将像素分组、识别所关注的特征、设定各种参数，和/或使用工作站来促进图像 处理单元510的模块和处理单元中的任一个的功能性。用户输入、默认设定和选择可存储 在存储装置508和509中的任一个中/在其中检索。还可以从这些存储装置中的任一个检 索默认设定和初始参数。用户可调整正利用的各种参数或实时地动态地调整设定。所产 生的任何警告信号可由工作站接收并查看和/或经由网络504传送到一个或多个远程装 置。虽然示出为桌上型计算机，但应了解，工作站可以是膝上型计算机、大型主机或专用计 算机，例如ASIC、电路或类似者。工作站的实施例是说明性的且可包含此项技术中已知的其 它功能性。工作站500与图