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生物體確定裝置及方法_4

文檔序號:9818438閱讀:來源:國知局
為對應的模塊。舉例來說,當確定裝置6執(zhí)行與質量指數(shù)評估功能相關的指令集,在確定裝置6中的硬件及/或軟件被稱為評估豐旲塊63。
[0054]圖8為測量方法的一個示范性實施方式。確定方法可通過至少一個處理器來執(zhí)行,例如圖1所示的便攜式電子設備100或圖2所示的電子系統(tǒng)2。測量方法被執(zhí)行以確定對象是否為生物體,并進一步測量對象的生命體征。測量方法包括由圖像傳感器(例如,圖1所示的攝像頭150)自存在對象的場景捕獲多個連續(xù)幀的步驟(S80)。因此,對象顯示于已捕獲的幀中。在每一個幀中,多個傳感信號分別自圖像傳感器的多個像素的傳感陣列而產(chǎn)生。測量方法進一步包括對對象的感興趣區(qū)域的檢測。當血液流經(jīng)皮膚時,由于心臟的收縮和舒張,生物體的皮膚的顏色會改變,生物體的面部區(qū)域為確定對象是否為生物體的合適區(qū)域。在一個實施方式中,面部檢測操作在步驟S81中執(zhí)行,以查找對象的面部區(qū)域作為感興趣區(qū)域。在另一實施方式中,面部檢測操作在步驟S81中執(zhí)行,以查找對象的面部區(qū)域,以及皮膚分割操作進一步在步驟S81中執(zhí)行,以查找面部區(qū)域的皮膚區(qū)域。相應地,在區(qū)域中的皮膚區(qū)域被視為感興趣區(qū)域。
[0055]在一些實施方式中,由于對象會移動,感興趣區(qū)域將隨對象的移動而移動。因此,在已捕獲的幀中,追蹤感興趣區(qū)域的追蹤操作可在步驟S81中執(zhí)行。舉例來說,至少一個追蹤算法用于追蹤感興趣區(qū)域,例如包括均值漂移(mean shift)追蹤算法或粒子濾波(part icle filter)追蹤算法中的至少一個被執(zhí)行以用于追蹤感興趣區(qū)域。
[0056]測量方法也包括根據(jù)與感興趣區(qū)域相關的傳感信號而產(chǎn)生生命體征信號。如上所述,在生物體由攝像頭利用傳感陣列在連續(xù)的幀中捕獲的情況下,當血液流經(jīng)皮膚時,由于心臟的收縮和舒張,生命體的皮膚的顏色會改變,對應于皮膚的傳感陣列的像素的顏色信息可用于產(chǎn)生與生命體的心率相關的生命體征信號。顏色信息可以為RGB、YUV、YCrCb、灰度、紅外數(shù)據(jù)、或傳感器原始數(shù)據(jù)。在一個實施方式中,在步驟S82中,在已捕獲幀的時間間隔內(nèi),包括于與感興趣區(qū)域相關的傳感信號S22中的像素的至少一個顏色組分(例如,R、G、及/或B組分)的平均值,被計算以產(chǎn)生平均值信號。根據(jù)平均值信號,生命體征信號被產(chǎn)生。由于根據(jù)該平均值信號產(chǎn)生生命體征信號,該平均值信號與感興趣區(qū)域中皮膚的顏色改變相關,生命體征信號可用于估計對象的心率。在一實施方式中,平均值信號直接作為生命體征信號。
[0057]在另一個實施方式中,為提高確定和測量的準確性,在步驟S82中,對平均值信號執(zhí)行濾波操作,以產(chǎn)生生命體征信號,以濾波噪聲或不在與生命體的心率相關的頻率的范圍內(nèi)的平均值信號的組分??傮w來說,根據(jù)人類心率產(chǎn)生的信號頻率的范圍在50-200次/分(以下簡稱為BPM)。因此,不在50-200次/分范圍的信號組分對于估計心率是沒有意義的。在此實施方式中,可執(zhí)行濾波操作,以濾波掉50-200次/分范圍外的組分。在另一實施方式中,可不僅對平均值信號執(zhí)行上述的濾波器操作,而且可以對平均值執(zhí)行獨立組分分析,以產(chǎn)生生命體征信號。
[0058]測量方法包括評估生命體征信號的質量指數(shù)的步驟(S83)。在步驟S83中,生命體征信號從時域轉換至頻域。頻域中生命體征信號的能量峰值被檢測。圖3為沒有經(jīng)過濾波操作和獨立組分分析的生命體征信號的示意圖。如圖3所示,能量的峰值30被檢測到,以及峰值30對應于大致頻率值為60BPM。包括60BPM的頻率范圍R30被定義,例如,從55BPM至62BPM的頻率范圍。包括頻率范圍R30的頻率范圍R31也被定義,例如,從40BPM至11OBPM的頻率范圍。在頻率范圍R30中的生命體征信號S21的能量的和SUM30被計算,以及在頻率范圍R30中的生命體征信號S21的能量的和SUM31被計算。然后,和SUM30以及和SUM31的比率(頻率比)(SUM30/SUM31)被計算,以用于評估質量指數(shù)。
[0059]在另一實施方式中,如圖4所示,在步驟S83中,時域中的生命體征信號的最大振幅MAX40被檢測,并且生命體征信號的平均振幅MAX41被計算。最大振幅MAX40和平均振幅MAX41的比率(振幅比)被計算。在此實施方式中,根據(jù)頻率比率和振幅比率,質量指數(shù)被計笪并ο
[0060]確定方法進一步包括根據(jù)質量指數(shù)確定生命特征信號是否有效的步驟(S84)。在僅頻率比率用于評估質量指數(shù)的情況下,將頻率比率與預定頻率比率進行比較來執(zhí)行步驟S84。當頻率比率大于預定頻率比率時,確定生命體征信號為有效。有效的生命體征信號指示自感興趣區(qū)域獲得對于生命體的正常范圍的心率,也就是說,對象具有生命體征的特點。相應地,確定對象為生物體。當頻率比率小于預定頻率比率時,確定生命體征信號S21為無效,這指示對象沒有生命體征的特點。相應地,確定對象不是生物體。
[0061]在頻率比率和振幅比率均用于評估質量指數(shù)的情況下,步驟S84執(zhí)行上述關于頻率比率的比較操作,并將振幅比率與預定振幅比率進行比較。振幅比率大于預定振幅比率指示,對象在已捕獲幀的時間間隔中通過較大移位而移動,這導致生命體征信號較差質量的結果。振幅比率小于預定振幅比率指示,對象沒有移動或者在已捕獲幀的時間間隔中通過輕微移位而移動,這導致生命體征信號較佳的結果。當頻率比率大于預定頻率比率以及振幅比率小于預定振幅比率時,確定生命體征信號為有效。當頻率比率小于預定頻率比率及/或振幅比率大于預定振幅比率,確定生命體征信號為無效。
[0062]在某些實施方式中,可通過面部表情及/或眼睛閃爍來執(zhí)行生物體檢測。因此,在步驟S84中,根據(jù)質量指數(shù)和生物體檢測的結果來確定生命體征信號S61是否有效。
[0063]根據(jù)上述描述,執(zhí)行步驟S80?S84,根據(jù)自對象的感興趣區(qū)域得到的生命體征信號確定對象是否為生物體。確定結果用于控制與心率測量速度相關的操作(步驟S85)。
[0064]在圖8所示的實施方式中,在步驟S82中產(chǎn)生生命體征信號之后,對象的心率值的計算步驟(步驟S86)被執(zhí)行。在圖8中,步驟S86在步驟S82和步驟S83之間執(zhí)行。然而,在其他實施方式中,步驟S86可在步驟S83和步驟S84之間執(zhí)行,或在步驟S84之后執(zhí)行。
[0065]圖9為與心率測量速度相關的操作的控制步驟的示范性實施方式的示意圖。如圖9所示,在步驟S85中,當確定生命體征信號為有效(也就是說,對象為生物體),心率值被顯示于顯示屏上(步驟S90)。當確定生命體征信號為無效(也就是說,對象不是生物體),生命體征信號不顯示于顯示屏上(步驟S91)。
[0066]圖10為與心率測量速度相關的操作的控制步驟的另一示范性實施方式的示意圖。如圖10所示,在步驟S85中,當確定生命體征信號為有效(也就是說,對象為生物體),心率值應用于心率統(tǒng)計操作中(步驟S100)。當確定生命體征信號為無效(也就是說,對象不是生物體),生命體征信號(步驟SlOl)。
[0067]圖11為與心率測量速度相關的操作的控制步驟的另一示范性實施方式的示意圖。如圖11所示,在步驟S85中,當確定生命體征信號為有效(也就是說,對象為生物體),心率值被發(fā)送至存儲器以用于存儲(步驟S110)。當確定生命體征信號為無效(也就是說,對象不是生物體),心率值不被發(fā)送至存儲器以用于存儲(步驟SI 11)。
[0068]在一實施方式中,在步驟S85中,對象的心率的計算被執(zhí)行。如圖12所示,在步驟S85中,當確定生命體征信號為有效(也就是說,對象為生物體),對生命體征信號執(zhí)行心率值計算操作,以獲得對象的心率(步驟S120)。當確定生命體征信號為無效(也就是說,對象不是生物體),心率計算操作不被執(zhí)行(步驟S121)。
[0069]盡管本發(fā)明通過較佳的實施方式和示例來描述,需要理解的是,本發(fā)明并非限于以上揭示的實施方式。與之相反,本領域技術人員應該了解,本發(fā)明覆蓋各種修飾和相似的變化。因此,權利要求的范圍應該最廣泛的解釋
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