用于基于生命体征来检测对象的装置和方法_2

文档序号:9308640阅读:来源:国知局
其中,能够容易地对从相邻图像区段接收到的信号质量进行分析,由此能够容易地确定所述第一对象和各自的感兴趣区域。
[0031]在优选实施例中,所述第二组图像区段是通过基于所述谱参数来选择与所述第一组图像区段分开的初始图像区段而被定义的,并且其中,与所述初始图像区段相邻的图像区段基于所述各自的谱参数和所述预定义阈值水平被选择为第二组的连接的图像区段。这是用于定义所述第二组图像区段以便基于所述生命体征来识别分开的所述第二对象的简单解决方案。
[0032]在优选实施例中,具有最高谱参数值的所述图像区段被选择为所述初始图像区段。这是用于识别所述初始图像区段的简单解决方案,因为能够容易地将所述谱参数值进行比较并且能够容易地检测到各自的图像区段。
[0033]如以上所提到的,本发明提供用于基于生命体征来识别不同对象的灵活且可靠的可能性,因为仅仅使用所述移动样式来识别所述对象,并且基于从其接收到所述生命体征的所述图像区段的分开或距离来区分所述对象。因此,甚至在对象部分地被挡住的情况下或者甚至在背景检测是不可能的情况下,本发明可靠地工作。因此,用于识别对象的相机不需要被固定,并且检测的可靠性不取决于视场。
[0034]因此,能够提供基于生命体征来对对象的灵活且可靠的检测。
【附图说明】
[0035]本发明的这些方面和其他方面将从下文描述的(一个或多个)实施例变得显而易见并将参考下文描述的(一个或多个)实施例得以阐述。在以下附图中:
[0036]图1示出了指示示范性生命体征的对象的运动的示意性图示,
[0037]图2示出了用于基于生命体征来检测不同对象的装置的示意图,
[0038]图3示出了从对象导出的交变信号的时序图,
[0039]图4示出了图3中示出的交变信号的频率图,
[0040]图5A-图5G示出了用于说明对视场中的不同对象的检测的示意性图像分割,
[0041]图6示出了表示用于识别视场中的不同对象的方法的实施例的步骤的示意性方框图,并且
[0042]图7示出了根据捕获到的图像数据来导出的生命体征的示意性时序图。
【具体实施方式】
[0043]图1示出了对象10的示意性图示,对象10经历指示感兴趣信号的运动。对象10经受指示性部分12由于呼吸的特征运动。当呼吸时,肺的扩张和收缩引起生物的特征部分的微小运动,例如胸的升高和降低。腹式呼吸还能够引起目标的身体的相应部分的特征运动。由生理过程诱发的至少部分周期性的运动样式能够出现在许多生物中,尤其在人类或动物中。
[0044]随着时间,如由箭头16指示的,指示性部分12在由附图标记12a、12c指示的收缩位置与由12b指示的抽出位置之间移动。基本上,基于该运动样式,例如能够评估呼吸率或呼吸率变化性。在指示性部分12随着时间搏动的同时,非指示性部分14保持基本不运动。当然,非指示性部分14也随着时间经受多种多样的运动。然而,这些运动并不与指示性部分12的周期性搏动相对应。
[0045]在该背景下,参考图2,用于检测对象10、10’的装置被图示并且由附图标记18来指代。装置18能够被用于记录多个对象10、10’的图像帧。能够根据由对象10、10’发射或反射的电磁辐射20来导出图像帧。为了从诸如图像帧的序列或连续的图像流的图像数据中提取信息,能够由图像传感器22观察视场。通过举例的方式,能够通过由适于捕获属于电磁辐射20的至少谱分量的信息的相机来实现图像传感器22。不言而喻,设备18也能够适于处理已经被提前记录并且同时被存储或被缓存的输入信号,即输入数据流。如以上指出的,电磁辐射20能够含有能够高度指示至少一个至少部分周期性的生命体征的连续的或离散的特征信号。
[0046]用于获得这样的生命体征的已知方法包括依赖于被施加到感兴趣对象10、10’的标记的触觉呼吸率监测或远程呼吸率监测。然而,为了达到这一点要求干扰式监测。如以上指示的,备选方法涉及利用图像处理方法的非干扰式远程测量。
[0047]图像探测单元22捕获来自包括对象10、10’的视场的诸如单色图像的图像并且向检测单元26提供连续的或离散的图像数据24。检测单元26适于定义从图像探测单元22接收到的图像数据24中的图像区段并且适于检测图像数据24的不同图像区段中的移动样式,如以下所描述的。检测单元26通过图像数据中的样式检测或边缘检测来检测移动样式以便检测视场中的对象10、10’的指示性部分12的移动并检测来自对象10、10’的生命体征。例如如在WO 2012/140531中公开的执行样式检测或边缘检测。检测单元26被连接到识别单元28并向识别单元28提供包括在不同图像区段中检测到的移动样式的信号30。识别单元28针对由检测单元26定义的图像区段中的每个根据从检测单元26接收到的移动样式来导出运动向量和/或交变信号。识别单元28包括频率分析设备31,频率分析设备31用于分析交变信号的频率谱以识别来自图像区段中的每个的生命体征。频率分析设备31适于执行傅里叶分析,尤其是快速傅里叶变换(FFT),以便提供交变信号的频率谱。识别单元28确定针对预定义频率范围的谱能量以便识别图像区段中的生命体征并且将生命体征与其他信号并且与图像数据24的噪声区分开。
[0048]如果与另一谱范围相比或与信号的整体谱能量相比,例如与测得的频率谱的整体谱能量的50%相比,在预定义频率范围中的谱能量等于或大于预定义阈值水平,则相应的图像区段被识别为在其中检测到生命体征的图像区段,所述预定义频率范围例如对于成人在OHz与IHz之间或者例如对于婴幼儿在OHz与2Hz之间。以下详细描述了具体的频率分析。
[0049]识别单元28被连接到分析单元32以向分析单元32提供针对图像区段中的每个的频率分析的分析数据34。分析单元32 —般被提供用于基于针对图像区段中的每个的频率分析数据来检测视场中的对象10、10’并且被提供用于确定各自的图像区段的位置,如以下所描述的。
[0050]分析单元32将与检测到不同对象10、10’的位置相对应的检测到的感兴趣区域提供为输出信号36。输出信号36可以被提供到处理单元(未示出),以便评价数据并评价从对象10、10’接收到的生命体征信息,例如以便计算对象10、10’的呼吸率。
[0051]检测单元26、识别单元28和分析单元32能够联合地被实现在共同处理单元38中,例如被实现在具有单个处理器或多个处理器的中央处理单元中。用于评价数据的处理单元(未示出)也可以被集成在共同处理单元38中。通过举例的方式,能够通过由相应的逻辑命令驱动的个人计算机来实现处理设备38。在成像探测单元32也联合地被连接到处理单元38的情况下,捕获可以容纳相应的子部件。例如,包括相机或能被连接到相机的诸如智能电话的移动设备或移动健康监测设备也能够被用于执行本发明的实施例。
[0052]图3示出了根据从不同图像区段导出的移动样式和/或根据从不同图像区段的移动样式导出的运动向量来导出的交变信号的时序图,所述不同图像区段例如能够基于对各自的图像区段中的帧检测或边缘检测被确定。交变信号一般被标记为S(t)。在该具体情况下,交变信号与从检测来自各自的指示性部分12的图像数据的图像区段导出的对象10、10’的指示性部分12的移动相对应。交变信号示出了与指示性部分12的移动相对应的特征变化,即对象10的呼吸率。交变信号还示出了叠加到
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