CN103220976A - 用于将输入信号转换为输出信号的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对从包括生理信息（54）的输入信号（24）中获取的数据进行处理的系统和方法，其中，所述生理信息（54）代表至少一个至少部分上周期性的生命信号（18）。所述生理信息（54）可从由对象（16）反射的可见辐射（20）导出。所述系统包括：检测器装置（28），其用于检测所述输入信号（24）中的至少一个生命特征（50）；以及转换器装置（30），其用于，经由根据所述检测到的生命特征（50）修改所述输入信号（24）来创建输出信号（34）。所述输出信号（34）包括人造特征（56），所述人造特征（56）至少部分上替代所述输入信号（24）的所述至少一个生命特征（50）中的相应生命特征（50）。在一个实施例中，所述系统进一步包括传感器装置（22），所述传感器装置（22）用于检测至少一个特定波长范围内的可见电磁辐射（20）。

Description

用于将输入信号转换为输出信号的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对数据进行处理以便将输入信号转换为输出信号的系统和方法，其中，所述输入信号包括可从电磁辐射特别是从图像帧序列中导出的生理信息。进一步地，本发明涉及一种用于实现所述方法的计算机程序。

背景技术

最近，图像处理领域中取得了巨大进步，其在于，除了对所记录图像的起码表示外，实现了对所记录数据的深入分析。特别地，当所记录数据包括对活体生物的表示时，所述活体生物例如是动物或甚至更特别地是人类，可以实现关于个体的个性或甚至康乐的结论。

在该上下文中，US 6,067,399 A公开了一种用于记录视频数据的方法和装置。所述方法包括以下步骤：接收代表主体的未记录的视频数据；检测所述主体的肤色细节；操作大体上仅对应于所述检测的肤色细节的所述视频数据，以便模糊对应于所述检测的肤色细节的所述视频数据；以及，记录包括所述操作的视频数据的所述视频数据。

因此，经由在所记录视频数据中掩蔽主体的各个部分，实现了确保所记录主体的身份的隐私。

然而，当需要或期望识别例如人类的主体时，所述严格掩蔽至少在某种程度上不适用。这些需求可以存在于例如视频会议、安全监控、健康监控等领域中。

进一步的挑战涉及这一事实：同时，图像及其序列被数字化地记录、处理和再现，并可以被无损地复制。于是，可能引起损失对个性信息的控制的风险增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种系统和方法，所述系统和方法用于对数据进行处理，解决上面提到的缺点，并实现对所记录数据的表示和传播，同时保护特定级别的隐私，以及同时在被表示时仍然允许对所处理数据的特定级别的人类感知。

此外，提供这样一种系统将是有利的，所述系统实现对数据的记录，同时基本上同时地确保对被寻址到隐私保护措施的记录数据的处理，以及同时还防止对已预处理的所记录数据的未授权访问。

在本发明的第一方面中，呈现一种系统，所述系统用于对从包括生理信息的输入信号中获取的数据进行处理，其中，所述生理信息可从由对象反射的可见辐射导出，所述生理信息代表至少一个至少部分上周期性的生命（vital）信号，所述系统包括：

-检测器装置，其用于检测所述输入信号中的至少一个生命特征（vital signature），所述至少一个生命特征随时间改变，并且对应于所述至少一个至少部分上周期性的生命信号，

-转换器装置，其用于，经由取决于所述检测到的生命特征修改所述输入信号来创建输出信号，

其中，所述输出信号包括人造特征，所述人造特征至少部分上替代所述输入信号的所述至少一个生命特征中的相应生命特征。

本发明是基于这一观念：可以进行分析以从其中提取特定个人信息的生理信息可以在不对所记录对象的整体可感知性有重大影响的情况下被修改。应当将整体可感知性理解为是指对人类的一般视觉可感知性。换句话说，利用了这一事实：通常，在该上下文中，人类视力远不如例如数字图像处理的基于数字逻辑算法和操作的识别和处理发达。

因此，用于图像处理的复杂方法和设备可以被使用是在于，其是以与其最初打算的使用正好相反的方式被使用，即，用于检测可以进行分析的生理信号，并且用于以一种方式对其进行修改以便允许或者至少影响或改变对其的进一步后续分析。显而易见，对导致输出信号的输入信号的修改还可以包括对所述至少一个生命特征的移除或消除，其在于，可以认为所创建的人造特征是空白特征。

在所记录的数据被处理之后，用户可以转发、复制或共享该数据而没有暴露所记录的感兴趣对象的秘密级别隐私的风险，所述所记录的感兴趣对象即所记录的活体生物或特别地是所记录的人类。

在WO 2010/100594 A2中描述了信息可以如何被从所记录的活体生物的图像数据中提取的示例。该文档公开了一种处理至少一个活体生物的图像的方法，包括：获取在连续的时间点取得的数字图像的序列；选择至少一个包括多个图像点的测量区域，其中，所述选择至少一个测量区域的步骤包括基于所述图像的至少一个中的多个图像部分的像素数据对信息进行分析，每个图像部分包括至少一个图像点，以及，从被确定为具有类似特征的连续部分中选择每个测量区域；以及，对于每个测量区域，获取信号，所述信号表示至少所述图像点的至少一些处的像素值组合的时间变化平均值的变化，以便在确定信号频谱中的至少一个峰值的出现和频率值中的至少一个时使用，其中，所述信号对应于频繁周期性生理现象。在该文档中还公开了如何改进所需值的检测的几个实施例。

存在所述检测器装置和所述转换器装置的几个实施例。首先，所述检测器装置和所述转换器装置这两者的相当简单的实施例由处理单元体现，所述处理单元特别是个人计算机的处理单元，其由各个逻辑命令驱动。所述处理单元可以还包括合适的输入和输出接口。

然而，在可替换项中，所述检测器装置和所述转换器装置的每个可以由单独的处理单元体现，所述单独的处理单元由相应的命令驱动或可由相应的命令驱动。因此，每个相应的处理单元可以适于其专门用途。于是，可以应用任务的分发，其中，不同任务被处理，例如在多处理器处理单元的单一处理器上被执行，该处理器或者又指代个人计算机，图像处理相关的任务在图像处理器上被执行，而其它运行任务在中央处理单元上被执行。

根据所述用于对数据进行处理的系统的优选实施例，所述输入信号包括与特定信号空间相关的连续或离散图像帧序列。

根据所述用于对数据进行处理的系统的甚至进一步实施例，所述至少一个至少部分上周期性的生命信号选自包括心率、呼吸率和心率变异性的组。因此，可以设想，修改每个生命信号，或者如果需要，仅修改单个所需生命信号，而保持另一生命信号基本不被修改。

所述生命信息可以从例如肤色细节随时间的微小变化来获得。特别当聚焦脉管系统时，血液循环和呼吸与肤色的最微小改变相关。当捕获到指示要检测的所需肤色改变的感兴趣区域的图像帧序列时，可以借助于逻辑算法排除和评估随时间的变化，即使所述改变不能借助于人类可感知性经由人观看所记录图像帧序列的回放来检测。

由此，对未处理视频数据等的转发或分发基本可以承载非故意地将个人信息提供给其他方的风险。可能存在这样的意图，其将此数据及从其中提取的信息滥用于例如评估被记录人员的物理健康或精神健康。

根据所述用于对数据进行处理的系统的更进一步实施例，所述检测器装置适于检测所述至少一个生命特征的时间变化，所述时间变化指示所述至少一个至少部分上周期性的生命信号。

该实施例优选被进一步发展为使得，所述转换器装置包括从由以下组成的组中选出的子装置：分级装置，其用于对所述至少一个生命特征的所述时间变化进行分级；掩蔽装置，其用于从所述输入信号中移除所述至少一个生命特征；估算辅助装置，其用于增强指示所述至少一个生命特征的时间变化的所述生命信号的幅度；以及调制器装置，其用于修改所述至少一个生命特征的所述时间变化，所述调制器装置适于对所述时间变化施加频率修改。

存在关联于所述转换器装置的子装置的各种实施例。显而易见，所述子装置还可以经由相应逻辑命令驱动的处理单元来实现。

当所述子装置被配置为分级装置时，可以以这样的方式来规划所述至少一个生命特征的所述时间变化，使得防止随后的分析过程使所需信息与所记录数据隔离。换句话说，当对所处理数据施加例如心率分析时，可以检测到零信号，其中，没有任何进一步的分析可以基于所述零信号。

应当理解，所述分级或规划基本上定向于，将指示所述至少一个至少部分上周期性的生命信号的所检测到的变化与整个图像帧随时间的整体变化校准。所述所谓的整体变化可以由局部条件或照明的改变或一般地由噪声信号引起。在这点上，所述输出信号并非被完整分级，而是相反不再被实现所述生命信号的提取的另外的时间变化覆盖。所述至少部分上周期性的生命信号的所述变化相比于所述一般噪声引起的整体变化非常小。例如，它们之间的比率在信号级别变化方面可以小于约5:100到小于约1:100。

还应当理解，所述至少一个生命特征的所述时间变化的非完整分级是必需的，因为甚至某种程度上的分级被视为足以保护所需级别的隐私。甚至当所需信号的微小幅度将保持不变时，可以充分阻止所述信号的提取。

相反，当所述子装置被配置为估算辅助装置时，可以设想，使所检测的指示所述至少一个至少部分上周期性的生命信号的时间变化超高。因此，可以提升信噪比，从而便于随后确定所需的生命信号。

可替换地，所述子装置可以被配置为掩蔽装置，所述掩蔽装置适于，由一般恒定的值代替所述至少一个生命特征的所述时间变化。所述掩蔽装置和所述分级装置的相互不同在于，所述掩蔽装置不适于通过将所述至少一个生命特征的所述时间变化与所述图像帧的整体变化校准来对所述时间变化分级，而是通过用不显著符合所述整体变化或不受所述整体变化影响的值代替所述至少一个生命特征的所述时间变化来对所述时间变化分级。

换句话说，例如，当使用所述掩蔽装置来掩蔽所记录的人脸时，“中国娃娃”脸印象可以被观察者感知到。即，在图像像素级别，用一般保持不变或随时间稳定的例如典型肤色的像素值代替关联于将要分析的皮肤部分（并且遭受由于所述至少一个至少部分上周期性的生命信号的所述时间变化以及更大程度上由于整体噪声引起的所述输入信号中随时间的改变）的像素值。

在所述子装置被配置为调制器装置的情况下也是优选的，其中，可以应用所述调制器装置来“伪造”所需的生命信号。经由修改所述时间变化的频率，生成人造的生命信号，所述人造的生命信号可以在随后的分析活动中被提取，但不能实现对原始生命特征的掌握。

对特定级别隐私的有效保护还可以经由该措施来达到。可以设想，由设定的频率或由随时间改变的频率代替原始频率，由此模仿自然频率图。

根据进一步的优选实施例，所述转换器装置包括用于改变所述图像帧的主要部分的整体转换器，所述主要部分还包括非指示特征，其中，所述整体转换器优选适于对所述至少一个生命特征的所述时间变化施加破坏性调制。此外，所述调制可以包括对输入信号分量的空间或时间修改。

不言而喻，所述图像帧的所述主要部分除所述非指示特征外还包括所述至少一个生命特征。在该实施例中，进一步优选地，所述破坏性调制包括进一步优选地以随机方式实现的对图像分量的多路混合。然而同时，所述破坏性调制优选地将被限于特定程度，即仍允许由人类观察者识别图像对象的级别。

根据仍然进一步的优选实施例，所述转换器装置适于对所述至少一个生命特征施加多阶段转换。

例如，所述多阶段转换可以包括：由所述调制器装置实施的被应用于所述至少一个生命特征的所述时间变化的频率修改；以及由所述掩蔽装置实施的用于移除所述至少一个生命特征（其剩余部分）的随后掩蔽操作。为增强隐私保护级别，可以应用进一步的过程，例如由所述整体转换器实施的破坏性调制。在该上下文中，还可以设想对所述输入信号应用随机多阶段转换或固定阶段顺序转换。

根据优选实施例，所述用于对数据进行处理的系统进一步包括传感器装置，所述传感器装置用于检测至少一个特定波长范围内的可见电磁辐射，所述至少一个特定波长范围从由以下组成的组中选出：可见光、红外线光和紫外线辐射，所述传感器装置可连接到所述输入信道。

存在所述传感器装置的各种实施例。在首先的简单实施例中，所述传感器装置包括适于捕获已定义信号空间中的图像帧的相机，其中，所述已定义信号空间具有多个频谱，例如RGB、sRGB、Rg创伤、HSV、HSL、CMYK、YPbPr、YCbCr、xvYCC等。

例如，所述传感器装置可以由适于记录图像序列的常规数字相机实现，例如在健康监控或安全监控领域中由监控或观察相机以及还由所谓的摄像头实现。

假设应用了专门相机，则该实施例可以被进一步发展为，使得所述检测器装置、所述转换器装置和所述传感器装置被安排在公共机架中。即，所述输入信道也可以被放置在所述机架中，使得阻止对其的外部访问。因此，进一步增强了对所需级别隐私的保护，因为不能以未修改状态获得所述输入信号。

该实施例优选被进一步发展为，使得所述系统包括用于缓存所述输入信号的缓冲器装置，所述缓冲器装置包括用于防止未授权数据访问的访问保护。存在所述缓冲器装置的几个实施例，诸如软件缓冲器或硬件缓冲器，例如半导体存储器，诸如RAM、ROM、EPROM等。

由于所述缓冲器装置原理上是未授权数据访问可以被寻址到的弱点，所以应当认识到，应用进一步的用于保护所述缓冲器装置的措施。所述措施可以被实现为软件措施、硬件措施或其组合。合适的软件措施可以是对所缓存数据的加密。硬件措施可以由包括封印的机架来实现。在优选实施例中，所述封印的破损可以被检测到，或者可替换地导致用于所述输入信号的信号线的中断。

可以进一步有利地提供连接到旁路线路的访问控制，其中，所述访问控制器适于根据授权的需求允许对所述输入信号的直接访问。

经过这样的适应，所述系统可以在两种运行模式下运行，即隐私保护模式和直接数据访问模式。可以例如当要满足特别要求时应用后一模式。所述要求在诸如流行性感冒等的流行病的情况下可以是所需的，其中，将要评估所记录活体生命的健康。例如，可以在边境控制、健康监控或公共场所和公共运输监控领域中设想对其的典型应用。

根据另一优选实施例，所述检测器装置进一步适于对所述信号空间应用颜色归一化和亮度归一化。

该措施用于进一步辅助对所述输入信号中的所述至少一个生命特征的检测，因为特定信号空间中的自由度的降低导致简化的提取。

所述颜色归一化可以包括：检测不同信号分量的时间平均值；以及，计算各个颜色分量的归一化值，其是经由对所述输入信号的给定实际值应用所述时间平均值，例如，经由移动平均计算，其中，用其移动平均值除实际值。

所述亮度归一化可以包括，修改所述输入信号的颜色表示分量，其是经由对其应用主要颜色分量的已定义组合。这样，由改变照明条件引起的时间改变可以被减少或甚至消除，例如经由用主要颜色分量的已确定线性组合除所述输入信号的颜色表示分量。

当对所述信号空间应用所述颜色归一化和亮度归一化这两者时，经由减少到涉及较少维数的代数计算，可以简化检测所述至少一个生命特征底层的问题。

在本发明的另一方面中，呈现一种用于对从输入信号中获取的数据进行处理的方法，其中，所述输入信号包括可从由对象反射的可见辐射导出的生理信息，所述生理信息可代表至少一个至少部分上周期性的生命信号，所述方法包括：

-从输入信道接收输入信号，

-检测所述输入信号中的至少一个生命特征，所述至少一个生命特征随时间改变，并且对应于所述至少一个至少部分上周期性的生命信号，

-经由取决于所述检测到的生命特征而修改所述输入信号来创建输出信号，其中，所述输出信号包括至少部分上代替所述输入信号的所述至少一个生命特征的相应生命特征的人造特征，以及

-将所述输出信号递送到输出信道。

有利地，所述方法可以使用本发明的用于对数据进行处理的系统来实施。

根据本发明的更进一步方面，呈现一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置，当所述计算机程序在计算机上被实施时，所述程序代码装置用于导致计算机实施本发明的用于对数据进行处理的方法的步骤。

在从属权利要求中定义了本发明的优选实施例。应当理解，所要求权利的方法具有与所要求权利的设备类似和/或相同的优选实施例，并且如从属权利要求中定义的。

附图说明

参考下文中描述的实施例，本发明的这些和其它方面将显而易见并被阐明。在以下附图中：

图1示出了本发明可以在其中被使用的系统的一般布局的示意图示，

图2示出了框图的第一部分，其示出本发明可以在其中被使用的系统的实施例的第一部分，

图3示出了根据图2的系统的实施例的框图的第二部分，

图4示出了根据本发明的系统的实施例的示意框图，

图5示出了根据本发明的系统的另一实施例的进一步示意框图，

图6示出了框图，其示出根据本发明的方法的实施例的几个步骤，以及

图7示出了归一化可以被应用于的信号空间的样例示意图示。

具体实施方式

参考图1，由参考标号10示出和表示用于对数据进行处理的系统。可以将系统10用于记录对象16的图像帧。对象16可以是人类或动物，或者一般地是活体生物。为从所记录数据中提取所需信息，可以经由随时间捕获一系列图像帧来记录对象的定义的部分或段。可以这样创建用于随后的图像处理的合适数据库。可以对所收集数据应用几个提取步骤，以便从其获取诸如心率、呼吸率或心率变异性的生命信号18。可以将生命信号18认为是可从已捕获图像序列导出的几个生命信号的示例。如上面提到的，WO 2010/100594 A2公开了一种经由分析图像帧序列及其几个细化来提取所需信号的方法。可以证明，甚至在有关例如照明、颜色和运动状况的恶劣条件下，可以完成对所需信号的提取。

然而，通常需要保护所记录对象16的隐私，其在于，尽管对象16仍然可识别，但防止或至少特定程度上阻止了此所需信号的提取。随着日常生活中正在收集越来越多的数据，数据滥用的风险也相应提高。在该上下文中，例如在视频访谈、安全监视或健康监控领域中，可以容易地设想潜在场景。例如，从在政治家的记者招待会处记录的视频数据中，可以有可能检索该政治家的心率，该心率可以然后被用于推断健康状态、真实想法或其陈述的有效性，这可能不是所期望的。因此，本发明的一个可能应用可能是，仅允许保证不能做出所述推断的相机在所述记者招待会中使用，例如，因为在所述相机中实现了本发明以防止该问题。

可以从电磁辐射特别是从可见辐射20中导出潜在所需生命信号18。所需生命信号18可以被包含在可见辐射20中，并且此外一般地被包含在电磁辐射中。除可见辐射外，还可以设想紫外线辐射和红外线辐射。为此，应当指出，可以由对象16反射或甚至发射各个辐射，后者是例如至少部分上当另外或唯独检测红外线辐射时的情况。

不言而喻，经由处理已捕获并存储或缓存的数据，还可以在没有集成的传感器装置22的情况下使用系统10。

考虑到上面概述的隐私保护需求，系统10进一步适于对这样的数据进行处理，所述数据可以从由传感器装置22记录的可见辐射20导出并可从输入信号24获取。输入信号24可以被递送到输入信道26。系统10进一步包括子系统12，其中放置了检测器装置28和转换器装置30。检测器装置28可以连接到输入信道26，以便按需接收输入信号24。

检测器装置28可以用于检测所需的生命信号18。因此，生命信号18可以从输入信号24中提取。然而，未提供对生命信号18的任何外部访问，因为系统10仅用于对输入信号24进行后续修改。此外，在该上下文中，在检测器装置28、转换器30或一般地在子系统12处可以使用几个访问限制，以便于隐私保护措施。

转换器装置30可以连接到输出信道32，其中，输出信号34可以被递送到该输出信道32。转换器装置30进一步适于创建输出信号34，其是经由修改输入信号24，因为生命信号18不再能从其中被提取。作为代替，可以从输出信号34中提取人造信号40。因此，充分保护了所记录对象16的隐私，同时仍允许对所记录对象的正确表示。输入信道26和输出信道32可以由配备了相应接口的总线系统来实现。不言而喻，检测器装置28和转换器装置30可以借助于包括一个或多个处理器的处理单元来实现。

输出信号34包括至少一个已处理图像帧36，已处理图像帧36包括已处理生理信息38。假设所需生命信号（比照图1中的参考标号18）的提取被应用于输出信号34，则仅可以检测到人造信号40a、40b、40c。例如，人造信号40a、40b、40c示出了被应用于输入信号24的可替换修改。基本上，可以将人造信号40a、40c看作所需信号提取的正确结果。然而，由于至少一个已处理图像帧36包括“伪造信息”，可检测的人造信号40a、40c也不能指示最初针对的生命信号18。信号40a指示例如当评估心率时根据定义太大的感兴趣值，而信号40c指示根据定义太小的感兴趣值。

根据一个实施例，当分析输出信号34时，对原始输入信号24的修改保持被隐藏。在可替换项中，可以认识到，输出信号34指示对其的修改已被实施。为此，当分析输出信号34时，可以检测到明显不同于所假设生命信号的人造信号40b。再次应当指出，所实施的修改不必暗示用户当观察输出信号34的表示时在视觉感知期间能够认出相比于所记录对象16的原始表示的差别。

在可替换实施例中，系统10进一步包括用于缓存和存储输入信号24和输出信号34的缓冲器装置42和/或存储装置44，也见图1中的中断的旁路线路。因此，除即时运行模式之外，因此，还实现了居间运行模式。例如以最终状态或非最终状态对原始数据和已处理数据的缓存可以辅助被应用于数据的分析和修改步骤。然而应当认识到，是否仅存储了处于最终状态的已处理数据并使其可用于外部访问。

根据第一整体实施例，系统10可以借助于可连接到或包括相机的个人计算机来实现，所述个人计算机由合适的程序代码或逻辑命令驱动。根据另一整体实施例，系统10可以借助于包括处理单元的视频监视系统来实现，其中，所述处理单元由合适的程序代码或逻辑命令驱动。

将结合图3考虑的图2示出了用于对数据进行处理的系统的几个样例使用。例如是摄像机或摄像头的传感器装置22适于检测由对象16反射的可见电磁辐射20。由此，传感器装置22捕获也称为原始数据的输入信号24。输入信号24可以被递送到接口46，其中，输入信道26联接到接口46。经由接口46和输入信道26，输入信号24可以被递送到检测器装置28。基本上，检测器装置28适于实施与WO 2010/100594 A2中公开的方法相关的对输入信号24的分析。然而，检测器装置28不适于使所提取信息可用于外部未授权访问。

参考标号48a示出被递送到检测器装置28的样例已捕获图像帧。图像帧48a包括对象16的表示，该表示包括可被提取以便于随后分析的生命特征50a。如由箭头t所示，随时间记录并且形成输入序列49的几个已捕获图像帧48b、48c、48d可以被用于检测生命信号18。必需提取所需生命信号18，至少在特定程度上使对输入信号24的随后修改能够足以在输出信号34中掩蔽、隐藏或调制生命信号18，使得该输出信号可用于外部或甚至公共访问。

图像帧48a进一步包括非指示特征52a，该特征52a未受到指示对象16的生命信号18的时间变化。即，非指示特征52a仅遭受一般覆盖整个图像帧48a的整体变化和噪声。可以以一种方式比较生命特征50b、50c、50d的序列和非指示特征52b、52c、52d的序列，以便评估所需的生命信号18。关于检测所需信号，还要提到仍未发布的欧洲专利申请序号09172337.9，其是以与本发明相同的申请人的名义。该申请示出了对适于从输入数据检测生命信号的信号提取过程的进一步细化。

不言而喻，为达到对所需级别隐私的充分保护，生命特征50a优选适于基本上包括生理信号54的图像帧48a的整个部分。因此应当认识到，检测生命特征50a还包括检测一般地指示生命信号的、图像帧48a的相关部分。为此，例如，各个相关部分可以由包含在图像帧48a中的肤色像素来形成。然而，在可替换项中，可以设想，为检测生命信号，仅提取各个相关部分的子部分，只要确保在随后由转换器装置30实施的后续修改期间全部各个相关部分将被修改，见图3。在该上下文中，应当指出，出于示例目的，附图中提供的诸如生命特征50（并且还有人造特征56）的各个相关区域并不覆盖各个样例对象16的整个潜在指示区域。

换句话说，当记录例如对象16的脸时，应当相应修改脸的整个区域。关于对检测至少一个生命特征50及其时间变化底层的方法的详细阐述，参考下面结合图6进行的进一步陈述以及WO 2010/100594 A2和EP申请号09172337.9。

转向图3，示出了经由取决于所检测生命特征50修改输入信号24而创建输出信号34。例如，转换器装置30可以包括调制器装置62、分级装置64、掩蔽装置66和整体转换器68。不言而喻，转换器装置30可替换地可以包括各个子设备中的仅一个、两个或三个。

调制器装置62适于修改至少一个生命特征50的时间变化。在应用转换之后，输出信号34包括输出图像帧58a、58b、58c的输出序列60a，其中嵌入了人造特征56a、56b、56c。人造特征50a、50b、50c的时间变化指示人造信号40d。当比较原始生命信号18与产生的人造信号40d时，显而易见，已实施了频率修改。于是，对所需生命信号的未授权提取将导致人造信号40d不再指示原始生命信号18。

在另一实施例中，可以应用分级装置64 ，该分级装置64适于对至少一个生命特征50的时间变化进行分级。应当理解，术语“分级”可以包括其与所捕获图像帧48的非指示特征52的整体时间变化的校准。在图3中，非指示特征52b、52c、52d的序列和人造特征56d、56e、56f的序列这两者在某种程度上吻合，使得当对输出序列60d实施分析以检测至少一个所假设“生命特征”（即人造特征56d、56e、56f）的时间变化时，仅可以从其中提取已分级的人造信号40e。由此，人造信号40e不能被用于获取关于对象16的个人信息。在图3中，借助于图示，在输出序列60b的每个帧中，将非指示特征52b、52c、52d的图案和人造特征56d、56e、56f的图案这两者校准。关于此，应当强调，非指示特征的序列52b、52c、52d相对于已捕获图像帧的序列48b、48c、48d基本保持未被改变。

在这方面可以设想，当对已提取的人造信号40e应用未授权分析时，所使用的检测器可以进一步适于检测所需生命信号被人造信号40e替代这一事实。但尽管如此，所述方法及该方法底层的算法不能从人造信号40e中“恢复”生命信号18。

在另一实施例中，转换器装置30可以包括掩蔽装置66，该掩蔽装置66适于从输入信号24中移除至少一个生命特征50。掩蔽装置66可以进一步适于，用基本稳定的人造特征56g替代各个生命特征50b、50c、50d。人造特征56g可以随时间保持不变。如上面提到的，因此，结果可以是与“中国娃娃”肤色可比的印象。由此，当对输出序列60c应用分析时，其中，输出序列60c的特征基本上由随时间保持不变的稳定人造特征56g代表，当将人造特征56g的时间变化（即人造特征56g的很难可检测或甚至不可检测的变化）与非指示特征52的噪声引起变化比较时，作为可能的结果可以检测到，明显指示分析错误的人造信号40f，或指示仅较小或甚至根本没有任何时间变化可被提取的人造信号40g。

作为进一步的可替换实施例，图3示出了用于改变图像帧的主要部分的整体转换器68，其中，可以对至少一个生命特征50b、50c、50d的时间变化应用破坏性调制。如由覆盖输出序列60d的每个输出图像帧的图案所示的，可以这样修改整个图像帧的主要部分或甚至整个图像帧。因此，除人造特征56h、56i、56j之外，每个帧的剩余部分也可以经历所述调制。所述调制可以还包括随机元素，用于实施输出序列60d的输出图像帧的图像元素的随机多路混合。因此，当使输出序列60d经历分析以便确定至少所需生命特征50的时间变化时，最终可仅从其导出明显指示错误的人造信号40h。

再次应当指出，优选地，即使整体修改在足够替代原始生命信号18的特定程度上被实施，但这些修改对于人类观察者并未变得显而易见。

可以使所述处理数据即输出信号34在数据访问接口70处可用，其中，输出信道32可以连接到数据访问接口70。

参考图4和图5，示出了用于对数据进行处理的系统10a、10b的两个可替换实施例。系统10a、10b这两者都包括传感器装置22、缓冲器装置42、检测器装置28、存储装置44和数据访问接口70。

然而，系统10a进一步包括增强级别的隐私保护，因为，首先缓冲器装置42、检测器装置28和转换器装置30被安排在子系统12a中，而其次缓冲器装置42进一步被访问保护72包围。可以设想，传感器装置22也被子系统12或访问保护72覆盖。

如图4中所示，经历未授权数据访问的系统10a的主要部件被放置在子系统12a中，使得特定程度上阻止了未授权访问。进一步地，可以密封地藏纳最易经受未授权访问的部件，即缓冲器装置42，以便防止未授权的机械或电子访问。

相比之下，系统10b适于在两种运行模式下运行，即，第一隐私保护模式以及第二原始数据访问模式。为此，在缓冲器装置42与检测器装置28之间安排实质上提供开关功能的访问控制74。在第一运行模式下，访问控制将缓冲器装置42与检测器装置28耦接，使得输入信号24可以被递送到检测器装置28。在第二模式下，访问控制将缓冲器装置42经由旁路76耦接到数据访问接口70。由此，输入信号24可以旁路掉检测器装置28和转换器装置30，并被使得可用于经由数据访问接口70的外部数据访问。应当指出，在该实施例中，应当将激励访问控制74的权力限于特别事件或事变，并且此外，限于相当小的信任的用户组。

图6示意地示出了用于对数据进行处理的方法。初始，在步骤78中，数据被接收或获取。数据可以从传感器装置22或缓冲器装置42递送来。在随后步骤80中，在输入信号的输入序列49中检测到至少一个生命特征50e、50f、50g。作为有利的补充，如由断裂的箭头指示的，可以对一组信号空间82a、82b、82c应用颜色归一化84和/或亮度归一化86，其中，可以描绘指示所检测生命特征50e、50f、50g的时间变化的所需变化。于是，可以便利由步骤90所示的提取生命信号18的问题，其例如在于，可以将多维问题转化为如由归一化信号空间88a、88b、88c指示的二维问题。不言而喻，步骤84和86可替换地可以在彼此之后或之前。

在已提取相关信息之后，其中，所述相关信息即指示要观察的个人信息的生命信号18， 可以以一种方式将该信息用于修改输入信号（步骤92），从而仅允许从其提取人造信号40i。最终，已修改的输出信号可以被递送和分发（步骤94）。

图7作为示例示出了应用于样例信号空间82d的亮度归一化。可以将信号空间82d看作RGB空间，该空间具有三个轴96a、96b、96c，每个代表不同的主颜色值。对于该信号空间82d，通过单个值的确定线性组合（例如R值+G值+B值=常量）应用亮度归一化，导致底层问题的维数减少。由此，可以将从其产生的归一化信号空间88看作平面。归一化信号空间包括心跳轴98，该轴可以由近似措施根据经验确定。检测的信号100代表至少一个生命特征的时间变化。然而，除生命分量外，检测的信号100还代表覆盖所捕获图像帧的整体时间变化，例如噪声等。经由将检测的信号100投影到预定心跳轴98上，可以估算指示所需生命信号的时间值的已投影信号102，避免干扰关于心跳轴98成正交方向的分量。

在该上下文中，应当指出，样例信号空间82d示出了代表感兴趣时间变化的实际差别值。与亮度归一化连贯实施或在其之前实施的颜色归一化可以进一步有助于便利所需生命信号的提取。

因此，生命信号可以被从输入信号中提取，并此外被用于修改输入信号以便保护隐私信息。在经历修改之后，仅可以检测到“伪造信号”，该“伪造信号”具有明显与所检测信号100的长度和方向不同的长度和方向。由此，不能存储生命信号。

尽管已在附图和前面描述中详细图示和描述了本发明，但应当将所述图示和描述看作图示性或示例性的，并且不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过学习附图、本公开和所附权利要求，所公开实施例的其它变型可以由本领域的技术人员在实践所要求保护的发明时理解和实现。

在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”并不排除复数。单一元素或其它单元可以实现权利要求中所叙述的几个项的功能。特定措施在相互不同的从属权利要求中被叙述这一事实并不指示这些措施的组合不能被使用以获得优势。

计算机程序可以被存储/分发到合适的介质中，所述介质诸如是与其它硬件一起或作为其部分来提供的光存储介质或固态介质，但可以还以其它形式被分发，例如经由互联网或其它有线或无线电信系统。

不应当将权利要求中的任何参考标号解释为限制范围。

Claims (12)

1. 用于对从包括生理信息（54）的输入信号（24）中获取的数据进行处理的系统，所述生理信息（54）可从由对象（16）反射的可见辐射（20）导出，所述生理信息（54）代表至少一个至少部分上周期性的生命信号（18），所述系统包括：

-检测器装置（28），其用于检测所述输入信号（24）中的至少一个生命特征（50），所述至少一个生命特征（50）随时间改变，并且对应于所述至少一个至少部分上周期性的生命信号（18），

-转换器装置（30），其用于，经由根据所述检测到的生命特征（50）修改所述输入信号（24）来创建输出信号（34），

其中，所述输出信号（34）包括人造特征（56），所述人造特征（56）至少部分上代替所述输入信号（24）的所述至少一个生命特征（50）中的相应生命特征（50）。

2. 根据权利要求1的系统，其中，所述输入信号（24）包括与特定信号空间（82）相关的图像帧（50）的连续或离散序列（49）。

3. 根据权利要求1的系统，其中，所述至少一个至少部分上周期性的生命信号（18）从由心率、呼吸率和心率变异性组成的组中选出。

4. 根据权利要求1的系统，其中，所述检测器装置（28）进一步适于检测所述至少一个生命特征（50）的时间变化，所述时间变化指示所述至少一个至少部分上周期性的生命信号（18）。

5. 根据权利要求4的系统，其中，所述转换器装置（30）进一步包括从由以下组成的组中选出的子装置：分级装置（64），其用于对所述至少一个生命特征（50）的所述时间变化进行分级；掩蔽装置（66），其用于从所述输入信号（24）中移除所述至少一个生命特征（50）；估算辅助装置，其用于增强所述指示所述至少一个生命特征（50）的时间变化的生命信号（18）的幅度；以及调制器装置（62），其用于修改所述至少一个生命特征（50）的所述时间变化，所述调制器装置（62）适于对所述时间变化应用频率修改。

6. 根据权利要求2或4的系统，其中，所述转换器装置（30）进一步包括改变所述图像帧（50）的主要部分的整体转换器（68），所述主要部分还包括非指示特征（52），其中，所述整体转换器优选适于对所述至少一个生命特征（50）的所述时间变化应用破坏性调制。

7. 根据权利要求4的系统，其中，所述转换器装置（30）适于对所述至少一个生命特征（50）应用多阶段转换。

8. 根据权利要求1的系统，其进一步包括传感器装置（22），所述传感器装置（22）用于检测从包括可见光、红外线光和紫外线辐射的组中选出的至少一个特定波长范围内的可见电磁辐射（20），所述传感器装置（22）可连接到所述输入信道（26）。

9. 根据权利要求8的系统，其进一步包括用于缓存所述输入信号（24）的缓冲器装置（42），所述缓冲器装置（42）包括用于防止未授权数据访问的访问保护（72）。

10. 根据权利要求2的系统，其中，所述检测器装置（28）进一步适于，对所述信号空间（82）应用颜色归一化和亮度归一化。

11. 用于对从包括生理信息（54）的输入信号（24）中获取的数据进行处理的方法，所述生理信息（54）可从由对象反射的可见辐射（20）中导出，所述生理信息（54）代表至少一个至少部分上周期性的生命信号（18），所述方法包括：

-从输入信道（26）接收输入信号（24），

-检测所述输入信号（24）中的至少一个生命特征（50），所述至少一个生命特征（50）随时间改变，并且对应于所述至少一个至少部分上周期性的生命信号（18），

-经由根据所述检测到的生命特征（50）修改所述输入信号（24）来创建输出信号（34），其中，所述输出信号（34）包括人造特征（56），所述人造特征（56）至少部分上替代所述输入信号（24）的所述至少一个生命特征（50）中的相应生命特征（50），以及

-将所述输出信号（34）递送到输出信道（32）。

12. 包括程序代码装置的计算机程序，当所述计算机程序在计算机上被实施时，所述程序代码装置导致计算机实施根据权利要求11的方法的步骤。

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