用于確定來自對(duì)象的生命體征信息的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于確定來自對(duì)象的生命體征信息的裝置和相應(yīng)的方法，具體 地，本發(fā)明涉及能夠用于遠(yuǎn)程確定對(duì)象的生命體征的測(cè)量，其中，感興趣區(qū)域被自動(dòng)確定。 本發(fā)明尤其涉及對(duì)象的呼吸率的遠(yuǎn)程測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002] 人的生命體征，例如呼吸率或心率，充當(dāng)人的當(dāng)前狀態(tài)的指示器，并作為對(duì)嚴(yán)重醫(yī) 學(xué)事件的預(yù)測(cè)。出于該原因，生命體征在住院患者和門診患者護(hù)理場(chǎng)所中、在家中或在其他 健康、休閑和健身場(chǎng)所中被廣泛地監(jiān)測(cè)。
[0003] 生命體征（例如呼吸率或心率）的基于相機(jī)的監(jiān)測(cè)是用于充分地?zé)o接觸測(cè)量人 的生命體征的已知技術(shù)。由于感興趣對(duì)象（即，要被測(cè)量的人）能夠在相機(jī)的視場(chǎng)中自由 定位，相應(yīng)生命體征信息應(yīng)當(dāng)從其被采集的相關(guān)區(qū)需要被限定為針對(duì)相應(yīng)信號(hào)的預(yù)期的輸 入。在用于無接觸生命體征測(cè)量的大多數(shù)應(yīng)用中，感興趣區(qū)域是人工選擇的，或者所使用的 相機(jī)提前指向感興趣區(qū)域，然而，對(duì)象的移動(dòng)導(dǎo)致不正確的測(cè)量和系統(tǒng)的不現(xiàn)實(shí)的使用。因 此，期望對(duì)感興趣區(qū)域的自動(dòng)檢測(cè)，來改進(jìn)生命體征信息的基于相機(jī)的監(jiān)測(cè)。
[0004] 例如在US 2009/0141124 Al中公開基于諸如面部檢測(cè)的輪廓檢測(cè)來確定針對(duì)呼 吸率或心率檢測(cè)的感興趣區(qū)域的常規(guī)方法。該方法的缺點(diǎn)是如果當(dāng)要測(cè)量的對(duì)象的相應(yīng)部 分被毯子覆蓋時(shí)，輪廓（即，面部）部分地或完全地被阻擋或隱藏，則感興趣區(qū)域不能可靠 地被檢測(cè)，這是在醫(yī)院中的典型的情況，而在醫(yī)院中呼吸率的監(jiān)測(cè)是至關(guān)重要的。
[0005] 用于感興趣區(qū)域的檢測(cè)的基于形狀分析（諸如胸部/胸廓檢測(cè)）的其他方法受視 場(chǎng)內(nèi)的對(duì)象的位置的限制或穿戴的衣服的限制，使得那些檢測(cè)方法較為不可靠。
[0006] -種用于識(shí)別針對(duì)呼吸監(jiān)測(cè)的感興趣區(qū)域的方法是例如從EP 0 919 184 Al已知 的，而感興趣區(qū)域是基于從視場(chǎng)捕獲的連續(xù)圖像之間的改變的部分來確定的，其中，連續(xù)圖 像之間的改變能夠是基于并不涉及生命體征的干擾信號(hào)的。因此，從該文獻(xiàn)已知的方法是 較為不可靠的。
[0007] 用于監(jiān)測(cè)對(duì)象的呼吸的又一種方法是從US 7, 431，700 B2已知的，其中，在圖像數(shù) 據(jù)中的基于時(shí)間的改變被分析，并且周期性的外觀被檢測(cè)為呼吸，然而，由于在整個(gè)視場(chǎng)中 的所有基于時(shí)間的改變被考慮，并且沒有感興趣區(qū)域被檢測(cè)到，因此干擾信號(hào)的存在能夠 導(dǎo)致呼吸率的不正確的測(cè)量。因此，來自該文獻(xiàn)的方法是較為不可靠的，并且具有增加的技 術(shù)努力。
[0008] 檢測(cè)感興趣區(qū)域以遠(yuǎn)程檢測(cè)來自對(duì)象的生命體征信息的已知方法的缺點(diǎn)在于，從 視場(chǎng)檢測(cè)到的整個(gè)圖像用于檢測(cè)生命體征信息，使得這些方法易受到視場(chǎng)中的干擾信號(hào)的 影響并且易受視場(chǎng)內(nèi)的對(duì)象的移動(dòng)的影響，使得用于確定來自對(duì)象的生命體征的已知方法 是較為不可靠的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種用于確定來自對(duì)象的生命體征信息的改進(jìn)的裝置和相 應(yīng)的改進(jìn)的方法，其較不易受干擾信號(hào)和要被測(cè)量的對(duì)象的移動(dòng)的影響，并且總體上提供 與生命體征檢測(cè)有關(guān)的較高的可靠性。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于確定來自對(duì)象的生命體征信息的裝置，包 括：
[0011]-檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)來自視場(chǎng)的輻射，并用于確定來自視場(chǎng)的不同區(qū)的包括所 述對(duì)象的生命體征信息的特征參數(shù)，
[0012] -頻率分析單元，其用于確定從所述不同區(qū)導(dǎo)出的所述特征參數(shù)的譜參數(shù)，
[0013] -選擇單元，其用于基于所述譜參數(shù)來選擇所述視場(chǎng)的區(qū)中的至少一個(gè)，以及
[0014] -計(jì)算單元，其用于基于來自至少一個(gè)所選擇的區(qū)的所述特征參數(shù)來計(jì)算所述生 命體征信息。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于確定來自對(duì)象的生命體征信息的方法，包 括以下步驟：
[0016] -檢測(cè)來自視場(chǎng)的輻射，
[0017] -確定來自所述視場(chǎng)的不同區(qū)的包括所述對(duì)象的生命體征信息的特征參數(shù)，
[0018] -根據(jù)從所述不同區(qū)導(dǎo)出的所述特征參數(shù)確定譜參數(shù)，
[0019] -基于所述譜參數(shù)來選擇所述視場(chǎng)的至少一個(gè)區(qū)，并且
[0020] -基于來自至少一個(gè)所選擇區(qū)的所述特征參數(shù)來計(jì)算所述生命體征信息。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種包括程序代碼模塊的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算 機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)，所述程序代碼模塊用于令計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明所述的方法的 步驟。
[0022] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例被限定在從屬權(quán)利要求中。應(yīng)當(dāng)理解，所要求保護(hù)的方法與 所要求保護(hù)的設(shè)備并且如在從屬權(quán)利要求中定義的具有相似和/或相同的優(yōu)選實(shí)施例。
[0023] 本發(fā)明是基于分析視場(chǎng)的不同區(qū)并從視場(chǎng)的不同區(qū)導(dǎo)出特征參數(shù)的想法的。在該 特征參數(shù)上執(zhí)行譜分析，以便確定特征參數(shù)是否包括生命體征信息或者特征參數(shù)是否僅僅 包括干擾信號(hào)或高頻噪聲?；谠撟V分析，能夠選擇視場(chǎng)的那些區(qū)，其提供包括生命體征信 息的特征參數(shù)，使得生命體征信息能夠基于提供這些生命體征信息的區(qū)而被計(jì)算。因此，能 夠根據(jù)視場(chǎng)連續(xù)確定感興趣區(qū)域，即使要被測(cè)量的對(duì)象在視場(chǎng)內(nèi)移動(dòng)或者要被測(cè)量的指示 部分被部分阻擋，使得生命體征信息的確定總體上是更可靠的。
[0024] 在優(yōu)選實(shí)施例中，所述選擇單元適于基于所述譜參數(shù)選擇所述視場(chǎng)的多個(gè)不同 區(qū)。如果基于所述視場(chǎng)的多個(gè)不同區(qū)執(zhí)行所述計(jì)算，則所述計(jì)算較不易受干擾信號(hào)影響，并 且更加具有魯棒性，這是因?yàn)樗錾w征信息是從所述對(duì)象的不同部分導(dǎo)出的。
[0025] 在優(yōu)選實(shí)施例中，所述檢測(cè)單元是用于提供來自所述視場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)的圖像檢測(cè) 單元。這對(duì)于提供用于確定來自所述對(duì)象的所述生命體征信息的遠(yuǎn)程檢測(cè)而言是簡(jiǎn)單的解 決方案。
[0026] 在優(yōu)選實(shí)施例中，由所述圖像檢測(cè)單元捕獲的所述圖像或圖像幀被分段劃分，以 便限定所述不同區(qū)。這允許在圖像或圖像幀的不同區(qū)或塊上的生命體征信息的分段計(jì)算。
[0027] 在優(yōu)選實(shí)施例中，所述檢測(cè)單元適于基于檢測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)的模式檢測(cè)來確定作 為對(duì)應(yīng)于來自所述不同區(qū)的所述生命體征信息的所述特征參數(shù)的運(yùn)動(dòng)矢量。這對(duì)于確定所 述對(duì)象的呼吸率而言是實(shí)用的解決方案，這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)矢量對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的指示部分的 移動(dòng)，并且相應(yīng)模式能夠基于所捕獲的圖像數(shù)據(jù)容易地被確定。
[0028] 在優(yōu)選實(shí)施例中，所述檢測(cè)單元適于基于檢測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)的模式檢測(cè)來確定作 為所述特征參數(shù)的交變信號(hào)。這對(duì)于確定能夠容易地分析以便識(shí)別包括生命體征信息的區(qū) 的信號(hào)而言是簡(jiǎn)單的可能。
[0029] 在優(yōu)選實(shí)施例中，所述計(jì)算單元適于基于根據(jù)所述至少一個(gè)所選擇的區(qū)確定的所 述運(yùn)動(dòng)矢量來計(jì)算所述交變信號(hào)。這對(duì)于確定來自能夠以低的技術(shù)努力來分析的檢測(cè)到的 運(yùn)動(dòng)矢量的信號(hào)而言是實(shí)用的解決方案。
[0030] 在優(yōu)選實(shí)施例中，所述譜參數(shù)是所述特征參數(shù)的譜能量分布。這對(duì)于確定生命體 征信息是否被包括在具有低的技術(shù)努力的所述特征參數(shù)中而言是可能的。
[0031] 在優(yōu)選實(shí)施例中，如果相應(yīng)特征參數(shù)的預(yù)定義的頻帶的所述譜能量超過預(yù)定義的 閾值水平，所述選擇單元適于選擇所述視場(chǎng)的至少一個(gè)區(qū)。這對(duì)于確定所述視場(chǎng)的至少一 個(gè)區(qū)是否包括生命體征信息而言是可靠的可能，這是因?yàn)樗錾w征信息的頻率譜具有 區(qū)別于干擾信號(hào)和噪聲的特征頻帶。
[0032] 在優(yōu)選