用于确定来自对象的生命体征信息的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于确定来自对象的生命体征信息的装置和相应的方法，具体 地，本发明涉及能够用于远程确定对象的生命体征的测量，其中，感兴趣区域被自动确定。 本发明尤其涉及对象的呼吸率的远程测量。
【背景技术】
[0002] 人的生命体征，例如呼吸率或心率，充当人的当前状态的指示器，并作为对严重医 学事件的预测。出于该原因，生命体征在住院患者和门诊患者护理场所中、在家中或在其他 健康、休闲和健身场所中被广泛地监测。
[0003] 生命体征（例如呼吸率或心率）的基于相机的监测是用于充分地无接触测量人 的生命体征的已知技术。由于感兴趣对象（即，要被测量的人）能够在相机的视场中自由 定位，相应生命体征信息应当从其被采集的相关区需要被限定为针对相应信号的预期的输 入。在用于无接触生命体征测量的大多数应用中，感兴趣区域是人工选择的，或者所使用的 相机提前指向感兴趣区域，然而，对象的移动导致不正确的测量和系统的不现实的使用。因 此，期望对感兴趣区域的自动检测，来改进生命体征信息的基于相机的监测。
[0004] 例如在US 2009/0141124 Al中公开基于诸如面部检测的轮廓检测来确定针对呼 吸率或心率检测的感兴趣区域的常规方法。该方法的缺点是如果当要测量的对象的相应部 分被毯子覆盖时，轮廓（即，面部）部分地或完全地被阻挡或隐藏，则感兴趣区域不能可靠 地被检测，这是在医院中的典型的情况，而在医院中呼吸率的监测是至关重要的。
[0005] 用于感兴趣区域的检测的基于形状分析（诸如胸部/胸廓检测）的其他方法受视 场内的对象的位置的限制或穿戴的衣服的限制，使得那些检测方法较为不可靠。
[0006] -种用于识别针对呼吸监测的感兴趣区域的方法是例如从EP 0 919 184 Al已知 的，而感兴趣区域是基于从视场捕获的连续图像之间的改变的部分来确定的，其中，连续图 像之间的改变能够是基于并不涉及生命体征的干扰信号的。因此，从该文献已知的方法是 较为不可靠的。
[0007] 用于监测对象的呼吸的又一种方法是从US 7, 431，700 B2已知的，其中，在图像数 据中的基于时间的改变被分析，并且周期性的外观被检测为呼吸，然而，由于在整个视场中 的所有基于时间的改变被考虑，并且没有感兴趣区域被检测到，因此干扰信号的存在能够 导致呼吸率的不正确的测量。因此，来自该文献的方法是较为不可靠的，并且具有增加的技 术努力。
[0008] 检测感兴趣区域以远程检测来自对象的生命体征信息的已知方法的缺点在于，从 视场检测到的整个图像用于检测生命体征信息，使得这些方法易受到视场中的干扰信号的 影响并且易受视场内的对象的移动的影响，使得用于确定来自对象的生命体征的已知方法 是较为不可靠的。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种用于确定来自对象的生命体征信息的改进的装置和相 应的改进的方法，其较不易受干扰信号和要被测量的对象的移动的影响，并且总体上提供 与生命体征检测有关的较高的可靠性。
[0010] 根据本发明的一个方面，提供一种用于确定来自对象的生命体征信息的装置，包 括：
[0011]-检测单元，其用于检测来自视场的辐射，并用于确定来自视场的不同区的包括所 述对象的生命体征信息的特征参数，
[0012] -频率分析单元，其用于确定从所述不同区导出的所述特征参数的谱参数，
[0013] -选择单元，其用于基于所述谱参数来选择所述视场的区中的至少一个，以及
[0014] -计算单元，其用于基于来自至少一个所选择的区的所述特征参数来计算所述生 命体征信息。
[0015] 根据本发明的另一方面，提供一种用于确定来自对象的生命体征信息的方法，包 括以下步骤：
[0016] -检测来自视场的辐射，
[0017] -确定来自所述视场的不同区的包括所述对象的生命体征信息的特征参数，
[0018] -根据从所述不同区导出的所述特征参数确定谱参数，
[0019] -基于所述谱参数来选择所述视场的至少一个区，并且
[0020] -基于来自至少一个所选择区的所述特征参数来计算所述生命体征信息。
[0021] 根据本发明的又一方面，提供一种包括程序代码模块的计算机程序，当所述计算 机程序在计算机上执行时，所述程序代码模块用于令计算机执行根据本发明所述的方法的 步骤。
[0022] 本发明的优选实施例被限定在从属权利要求中。应当理解，所要求保护的方法与 所要求保护的设备并且如在从属权利要求中定义的具有相似和/或相同的优选实施例。
[0023] 本发明是基于分析视场的不同区并从视场的不同区导出特征参数的想法的。在该 特征参数上执行谱分析，以便确定特征参数是否包括生命体征信息或者特征参数是否仅仅 包括干扰信号或高频噪声。基于该谱分析，能够选择视场的那些区，其提供包括生命体征信 息的特征参数，使得生命体征信息能够基于提供这些生命体征信息的区而被计算。因此，能 够根据视场连续确定感兴趣区域，即使要被测量的对象在视场内移动或者要被测量的指示 部分被部分阻挡，使得生命体征信息的确定总体上是更可靠的。
[0024] 在优选实施例中，所述选择单元适于基于所述谱参数选择所述视场的多个不同 区。如果基于所述视场的多个不同区执行所述计算，则所述计算较不易受干扰信号影响，并 且更加具有鲁棒性，这是因为所述生命体征信息是从所述对象的不同部分导出的。
[0025] 在优选实施例中，所述检测单元是用于提供来自所述视场的图像数据的图像检测 单元。这对于提供用于确定来自所述对象的所述生命体征信息的远程检测而言是简单的解 决方案。
[0026] 在优选实施例中，由所述图像检测单元捕获的所述图像或图像帧被分段划分，以 便限定所述不同区。这允许在图像或图像帧的不同区或块上的生命体征信息的分段计算。
[0027] 在优选实施例中，所述检测单元适于基于检测到的图像数据的模式检测来确定作 为对应于来自所述不同区的所述生命体征信息的所述特征参数的运动矢量。这对于确定所 述对象的呼吸率而言是实用的解决方案，这是因为运动矢量对应于所述对象的指示部分的 移动，并且相应模式能够基于所捕获的图像数据容易地被确定。
[0028] 在优选实施例中，所述检测单元适于基于检测到的图像数据的模式检测来确定作 为所述特征参数的交变信号。这对于确定能够容易地分析以便识别包括生命体征信息的区 的信号而言是简单的可能。
[0029] 在优选实施例中，所述计算单元适于基于根据所述至少一个所选择的区确定的所 述运动矢量来计算所述交变信号。这对于确定来自能够以低的技术努力来分析的检测到的 运动矢量的信号而言是实用的解决方案。
[0030] 在优选实施例中，所述谱参数是所述特征参数的谱能量分布。这对于确定生命体 征信息是否被包括在具有低的技术努力的所述特征参数中而言是可能的。
[0031] 在优选实施例中，如果相应特征参数的预定义的频带的所述谱能量超过预定义的 阈值水平，所述选择单元适于选择所述视场的至少一个区。这对于确定所述视场的至少一 个区是否包括生命体征信息而言是可靠的可能，这是因为所述生命体征信息的频率谱具有 区别于干扰信号和噪声的特征频带。
[0032] 在优选