用于確定來自對象的生命體征信息的裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于確定來自對象的生命體征信息的裝置和相應的方法，具體 地，本發明涉及能夠用于遠程確定對象的生命體征的測量，其中，感興趣區域被自動確定。 本發明尤其涉及對象的呼吸率的遠程測量。
【背景技術】
[0002] 人的生命體征，例如呼吸率或心率，充當人的當前狀態的指示器，并作為對嚴重醫 學事件的預測。出于該原因，生命體征在住院患者和門診患者護理場所中、在家中或在其他 健康、休閑和健身場所中被廣泛地監測。
[0003] 生命體征（例如呼吸率或心率）的基于相機的監測是用于充分地無接觸測量人 的生命體征的已知技術。由于感興趣對象（即，要被測量的人）能夠在相機的視場中自由 定位，相應生命體征信息應當從其被采集的相關區需要被限定為針對相應信號的預期的輸 入。在用于無接觸生命體征測量的大多數應用中，感興趣區域是人工選擇的，或者所使用的 相機提前指向感興趣區域，然而，對象的移動導致不正確的測量和系統的不現實的使用。因 此，期望對感興趣區域的自動檢測，來改進生命體征信息的基于相機的監測。
[0004] 例如在US 2009/0141124 Al中公開基于諸如面部檢測的輪廓檢測來確定針對呼 吸率或心率檢測的感興趣區域的常規方法。該方法的缺點是如果當要測量的對象的相應部 分被毯子覆蓋時，輪廓（即，面部）部分地或完全地被阻擋或隱藏，則感興趣區域不能可靠 地被檢測，這是在醫院中的典型的情況，而在醫院中呼吸率的監測是至關重要的。
[0005] 用于感興趣區域的檢測的基于形狀分析（諸如胸部/胸廓檢測）的其他方法受視 場內的對象的位置的限制或穿戴的衣服的限制，使得那些檢測方法較為不可靠。
[0006] -種用于識別針對呼吸監測的感興趣區域的方法是例如從EP 0 919 184 Al已知 的，而感興趣區域是基于從視場捕獲的連續圖像之間的改變的部分來確定的，其中，連續圖 像之間的改變能夠是基于并不涉及生命體征的干擾信號的。因此，從該文獻已知的方法是 較為不可靠的。
[0007] 用于監測對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 據中的基于時間的改變被分析，并且周期性的外觀被檢測為呼吸，然而，由于在整個視場中 的所有基于時間的改變被考慮，并且沒有感興趣區域被檢測到，因此干擾信號的存在能夠 導致呼吸率的不正確的測量。因此，來自該文獻的方法是較為不可靠的，并且具有增加的技 術努力。
[0008] 檢測感興趣區域以遠程檢測來自對象的生命體征信息的已知方法的缺點在于，從 視場檢測到的整個圖像用于檢測生命體征信息，使得這些方法易受到視場中的干擾信號的 影響并且易受視場內的對象的移動的影響，使得用于確定來自對象的生命體征的已知方法 是較為不可靠的。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的是提供一種用于確定來自對象的生命體征信息的改進的裝置和相 應的改進的方法，其較不易受干擾信號和要被測量的對象的移動的影響，并且總體上提供 與生命體征檢測有關的較高的可靠性。
[0010] 根據本發明的一個方面，提供一種用于確定來自對象的生命體征信息的裝置，包 括：
[0011]-檢測單元，其用于檢測來自視場的輻射，并用于確定來自視場的不同區的包括所 述對象的生命體征信息的特征參數，
[0012] -頻率分析單元，其用于確定從所述不同區導出的所述特征參數的譜參數，
[0013] -選擇單元，其用于基于所述譜參數來選擇所述視場的區中的至少一個，以及
[0014] -計算單元，其用于基于來自至少一個所選擇的區的所述特征參數來計算所述生 命體征信息。
[0015] 根據本發明的另一方面，提供一種用于確定來自對象的生命體征信息的方法，包 括以下步驟：
[0016] -檢測來自視場的輻射，
[0017] -確定來自所述視場的不同區的包括所述對象的生命體征信息的特征參數，
[0018] -根據從所述不同區導出的所述特征參數確定譜參數，
[0019] -基于所述譜參數來選擇所述視場的至少一個區，并且
[0020] -基于來自至少一個所選擇區的所述特征參數來計算所述生命體征信息。
[0021] 根據本發明的又一方面，提供一種包括程序代碼模塊的計算機程序，當所述計算 機程序在計算機上執行時，所述程序代碼模塊用于令計算機執行根據本發明所述的方法的 步驟。
[0022] 本發明的優選實施例被限定在從屬權利要求中。應當理解，所要求保護的方法與 所要求保護的設備并且如在從屬權利要求中定義的具有相似和/或相同的優選實施例。
[0023] 本發明是基于分析視場的不同區并從視場的不同區導出特征參數的想法的。在該 特征參數上執行譜分析，以便確定特征參數是否包括生命體征信息或者特征參數是否僅僅 包括干擾信號或高頻噪聲。基于該譜分析，能夠選擇視場的那些區，其提供包括生命體征信 息的特征參數，使得生命體征信息能夠基于提供這些生命體征信息的區而被計算。因此，能 夠根據視場連續確定感興趣區域，即使要被測量的對象在視場內移動或者要被測量的指示 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] 在優選實施例中，所述選擇單元適于基于所述譜參數選擇所述視場的多個不同 區。如果基于所述視場的多個不同區執行所述計算，則所述計算較不易受干擾信號影響，并 且更加具有魯棒性，這是因為所述生命體征信息是從所述對象的不同部分導出的。
[0025] 在優選實施例中，所述檢測單元是用于提供來自所述視場的圖像數據的圖像檢測 單元。這對于提供用于確定來自所述對象的所述生命體征信息的遠程檢測而言是簡單的解 決方案。
[0026] 在優選實施例中，由所述圖像檢測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。這允許在圖像或圖像幀的不同區或塊上的生命體征信息的分段計算。
[0027] 在優選實施例中，所述檢測單元適于基于檢測到的圖像數據的模式檢測來確定作 為對應于來自所述不同區的所述生命體征信息的所述特征參數的運動矢量。這對于確定所 述對象的呼吸率而言是實用的解決方案，這是因為運動矢量對應于所述對象的指示部分的 移動，并且相應模式能夠基于所捕獲的圖像數據容易地被確定。
[0028] 在優選實施例中，所述檢測單元適于基于檢測到的圖像數據的模式檢測來確定作 為所述特征參數的交變信號。這對于確定能夠容易地分析以便識別包括生命體征信息的區 的信號而言是簡單的可能。
[0029] 在優選實施例中，所述計算單元適于基于根據所述至少一個所選擇的區確定的所 述運動矢量來計算所述交變信號。這對于確定來自能夠以低的技術努力來分析的檢測到的 運動矢量的信號而言是實用的解決方案。
[0030] 在優選實施例中，所述譜參數是所述特征參數的譜能量分布。這對于確定生命體 征信息是否被包括在具有低的技術努力的所述特征參數中而言是可能的。
[0031] 在優選實施例中，如果相應特征參數的預定義的頻帶的所述譜能量超過預定義的 閾值水平，所述選擇單元適于選擇所述視場的至少一個區。這對于確定所述視場的至少一 個區是否包括生命體征信息而言是可靠的可能，這是因為所述生命體征信息的頻率譜具有 區別于干擾信號和噪聲的特征頻帶。
[0032] 在優選