CN104871212A - 用于从远程检测到的电磁辐射提取生理信息的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于一种用于从远程检测到的电磁辐射(18、18a)提取生理信息的系统和相关方法。所述系统包括：接口(28)，其被配置用于接收包括图像数据的数据流(26)，所述图像数据表示包括至少一个感兴趣的对象(12)的观察到的整体区域(54)；分区单元(32)，其被配置用于在整体区域(54)中定义多个子区域(62)；以及分类器(36)，其被配置用于将多个子区域(62)分类成至少一个指示性类型的区域和至少一个辅助性类型的区域，其中，所述至少一个指示性类型的区域包括至少部分地表示所述感兴趣的对象的至少一个指示性的感兴趣的区域(68)。优选地，所述至少一个辅助性类型的区域包括至少一个参考区域(70、72、74)。更优选地，所述系统还包括数据处理器(40)，所述数据处理器被配置用于处理被分类为感兴趣的区域(68)的至少一个子区域(62)，由此获得生命信息。
Description
技术领域
本发明涉及用于从远程检测到的电磁辐射提取生理信息的系统和方法。更特别地，本发明涉及从由感兴趣的对象再发射的电磁辐射检测生命参数，或更一般地，检测生命体征信息。更特别地，但是同样非限制地，本发明还可以涉及从远程检测到的电磁辐射提取信息，所述远程检测的电磁辐射至少部分地涉及可见辐射。可见辐射可以涉及对人类眼睛可见的特定波长范围的辐射。甚至更具体地，本发明可以涉及用于检测和监测生命参数的图像处理系统和方法，所述图像处理系统和方法能够例如被应用在诸如远程光体积描记监测、远程氧饱和度检测和相关应用的远程监测领域中。
本发明还涉及对应的计算机程序。
背景技术
WO 2008/125995 A1公开了一种用于并发地捕获生命体征数据和患者的图像的系统和方法，所述系统包括：
-生命体征监测器，其接收患者参数数据和图像数据；
-耦合到生命体征监测器的成像器，其捕获患者的图像并将图像数据发送到生命体征监测器；以及
-一个或多个传感器，其监测至少一个患者生命体征并且将描述至少一个生命体征的患者参数数据发送到生命体征监测器。
WO 2010/100594 A2公开了一种用于处理至少一个生物的图像的方法和系统，包括：
-获得在连续的时间点获取的数字图像序列；
-选择包括多个图像点的至少一个测量区，其中
-选择至少一个测量区的步骤包括基于在图像的至少一幅中的多个图像部分的像素数据来分析信息，每个图像部分包括至少一个图像点，并且从被确定具有相似特性的邻近部分选择每个测量区；以及
-对于每个测量区，获得表示至少在至少许多图像点处的像素值的组合的随时间变化的平均值中的变化的信号，所述至少许多图像点用于在确定对应于周期性生理现象的频率的信号的光谱中的至少一个峰值的存在和频率值中的至少一个中使用。
文献还公开了所述方法和系统的若干细化。例如，设想了对光体积描记(PPG)成像的使用。
在所谓的脉动血氧计中能够利用光体积描记途径，所述脉博血氧计通常被配置用于监测感兴趣的对象，例如用于监测患者的血氧饱和度。频繁地，(动脉)血氧饱和度的间接检测被称为SpO2测量。
最近，总体上已经描述并且例证了用于获得患者信息或生物的生理信息的基于远程数字图像的监测系统。
如本文所使用的，术语“远程检测到的电磁辐射”可以指的是从辐射源被发送到感兴趣的对象并且由感兴趣的对象的皮肤部分“反射”的辐射分量。由于对象的皮肤中的反射机制相当复杂并且与诸如波长、穿透深度、皮肤成分、血管系统结构以及另外的影响参数多相关，诸如“发射”、“发送”和“反射”的术语不应当以限制的方式进行理解。通常，在皮肤的(上)表面可以反射入射辐射的部分。另外，入射辐射的部分可以穿透皮肤并且通过皮肤层。最后，入射穿透辐射的至少部分可以被吸收在皮肤中，而入射穿透辐射的至少另一部分可以被散射在皮肤中(而不是在皮肤表面处被反射)。因此，能够由传感器捕获的表示感兴趣的对象的辐射分量能够被称为再发射辐射。
对于远程监测和测量途径，已经例证了对相机的使用。相机可以特别涉及能够捕获图像帧序列的摄影机。优选地，能够使用能够捕获可见光的相机。这些相机可以包括特定响应率特性，所述特定响应率特性覆盖至少电磁谱的可见光范围的相当大的部分。如本文所使用的，可见光应当被理解为能够由人类眼睛在没有另外的技术援助的情况下感测到的电磁光谱的部分。
由于以这种方式能够进行非干扰式测量，所以远程对象监测(例如，患者监测)被认为是有利的。对比之下，非远程(接触式)测量通常需要将传感器以及甚至标记应用到要被监测的对象的感兴趣的皮肤部分。在许多情况下，特别对于长期监测而言，这被认为是不愉快的。
因此，提供一种用于远程监测的系统和方法将是有益的，这进一步有助于克服干扰式(接触式)测量的需要。
在这一点上，Verkruysse等人的“Remote plethysmographic imaging usingambient light”(Optics Express，16(26)，2008年12月22日，第21434至21445页)例证了能够利用正常环境光线和相当传统的摄像机来远程测量光体积描记信号。然而，对于远程测量，必须预料到巨大干扰。干扰可以涉及在感兴趣的对象与监测设备之间的不期望的相对运动。另外，变化的照明条件可以不利地影响监测可靠度和监测准确度。额外地，由于图像捕获传感器(例如，相机)通常可以捕获(例如，对应于帧尺寸的)视场，在所述视场中感兴趣的对象和另外的周围对象同时存在，如果可能，必须选择并且应当跟踪感兴趣的区域。此外，对于感兴趣的对象，能够存在包含期望生理信息(例如，皮肤部分)的指示性部分和非指示性部分(例如，头发和衣服)。此外，在捕获的帧中能够存在多个对象(例如，患者)。而对于干扰式触觉测量，能够最小化这些不利干扰的影响，在这点上远程非干扰式途径正在面临巨大挑战。
假设感兴趣的信号可以被嵌入，或可以说，隐藏在轻微的皮肤颜色波动或甚至在最轻微的运动图样中，则必须预料到相当低的信噪比，从而考虑可以损坏捕获的数据的干扰和失真的巨大不利影响。
在一些应用领域中，信噪比甚至可以更低。这可能是当监测或测量最终指向对导出的生命体征信号的确定的情况，所述生命体征信号基本上必须基于能够直接从捕获的数据获得的信号以间接方式被确定。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于从远程检测到的电磁辐射提取生理信息的系统和方法，所述系统和方法解决了以上问题中的至少一些，并且此外，提供在处理捕获的信号中的进一步细化，使得能够甚至在相当差的监测条件下获得期望的信息。将进一步有利的是，提供一种可以帮助促进并且更优选地自动化监测处理的系统和方法。特别地，应当减少在监测流程期间对人类介入和操作的需要。
在本发明的第一方面中，提出了一种用于从远程检测到的电磁辐射提取生理信息的系统，所述系统包括：
-接口，其被配置用于接收包括图像数据的数据流，所述图像数据表示包括至少一个感兴趣的对象的观察到的整体区域；
-分区单元，其被配置用于在所述整体区域中定义多个子区域；
-分类器，其被配置用于将所述多个子区域分类成至少一个指示性类型的区域和至少一个辅助性类型的区域，其中，所述至少一个指示性类型的区域包括至少部分地表示所述感兴趣的对象的至少一个指示性的感兴趣的区域；以及
-数据处理器，其被配置用于处理被分类为感兴趣的区域的至少一个子区域，由此获得生命信息。
本发明基于这样的洞悉：甚至在相当差的监测条件下，在捕获的图像数据中的区域选择对于实现改进的信号导出结果是关键的。由于通常感兴趣的对象，而且周围对象或甚至在监测期间使用的传感器(或：相机)可以相对于彼此移动，通常在捕获的图像数据中感兴趣的区域也随着时间“移动”或“漂移”。所以基本上，将需要人类操作，例如，对感兴趣的区域的初始选择和连续的再选择。因此，监测准确度强烈地取决于实际操作员的经验。
当监测对象时，自动分类和选择过程可以减少关于感兴趣的区域(ROI)的人类介入的需要。子区域的选择和分类可以涉及对预定算法的运行并且因此在不需要人类(或：操作员)输入的情况下被执行。另外，分类器可以被配置不仅用于检测表示期望信号的“好”子区域而且能够在随后的生命信息提取过程期间被利用。分类器还能够被用于确定(在期望信号方面)相当“非指示性的”子区域，另一方面，所述相当“非指示性的”子区域能够用作干扰和失真减少的参考区域。在这一点上，优选至少一个辅助性类型的区域包括至少一个参考区域。
因此，由于通常参考区域中的主要改变和变化能够归因于诸如运动或变化的照明条件的干扰，所以可以以比较的方式来利用并处理参考区域，从而进一步增强感兴趣的区域中的信噪比，所述信噪比主要解决对期望信息的提取。
如本文所使用的，所述图像数据可以涉及数字图像数据，例如至少一个图像帧序列。在一些实施例中，图像帧序列也能够被称为视频流。优选地，所述图像数据至少部分地包括可见辐射信息。可见辐射可以指可见光。术语可见光能够指对人类眼睛可见的光谱范围的辐射。例如，可见光或可见辐射可以涉及从约390纳米到约750纳米(nm)的波长。不言而喻，术语可见光也可以涉及整个可见光范围的子范围。
更一般地，图像数据可以包括光学辐射信息。光学辐射可以涉及从约100纳米(nm)到约1毫米(mm)的波长。在一些实施例中，图像数据还可以包括非可见辐射信息。非可见辐射可以涉及，但不限于，红外线(IR)辐射和紫外线(UV)辐射。因此，图像数据可以包括(在人类眼睛的波长响应率方面)可见和非可见的信息。
通过举例的方式，图像数据可以包括多个通道图像信息。例如，图像数据可以由RGB数据组成。RGB可以涉及具体颜色模型或颜色表示约定。不言而喻，各种颜色模型约定能够被利用用于定义图像数据。通常，图像数据包括波长相关的成分。在这点上，图像数据可以由若干颜色通道组成，所述若干颜色通道可以涉及单个(单色)颜色通道和多颜色通道，例如RGB、CMYK和相似颜色通道或颜色分量约定。另外，在一些实施例中，能够通过添加例如诸如IR-通道或UV通道的非可见辐射通道的另外的通道或分量来丰富图像数据。
由分类器分类的子区域能够采取相同或不同的尺寸和形状。子区域可以邻近彼此布置。备选地，子区域可以至少部分地重叠。备选地，子区域能够与彼此空间隔开。此外，子区域中的至少一些可以是其他子区域的子集。子区域的尺寸和形状能够是灵活的，并且子区域的尺寸和形状能够针对在以上段落中描述的图像通道中的每个不同地被定义。以这种方式，尺寸能够被调整并且随着时间变化，从而进一步增强匹配结果并且因此增强信号质量。由于子区域中的至少一个或一些可以在观察到的整体区域中随着时间漂移或移动，所以关于尺寸、重叠、位置等的子区域的至少一些之间的相互关系也能够随着时间改变。
因此，在观察到的整体区域中能够生成经分类的子区域的图样。此外，指示性子区域能够与非指示性损坏的区域分离。以这种方式，例如启发式途径能够被采取用于识别指示性的感兴趣的区域。
分类器还能够被配置用于将多个子区域分类成不能确定的类型的区域。以这种方式，分类器可以将子区域分类成指示性类型的区域、辅助性类型的区域和不能确定的类型的区域。例如，一些子区域可以至少部分地包括感兴趣的对象的指示性部分的表示，同时还包括非指示性区域。以这种方式，分类器将这种类型的区域分配到不能确定的类型的区域，从而避免疑义的情况。
生命信息可以涉及生命体征信息或其他生理参数。在一些实施例中，能够检测血氧饱和度、脉搏率、呼吸率和总体上包括其组合和导出的参数的相似的生命信号和/或生理参数。要被监测的感兴趣的对象能够是生物，或至少生物的部分，例如器官。例如，能够处理人类和动物。不言而喻，观察到的整体区域不一定必须包括感兴趣的对象的全身表示。感兴趣的对象的部分表示还能够被处理，从而导出生命体征信息。在一些实施例中，所述系统还能够被配置用于处理图像数据，所述图像数据包括多于一个的感兴趣的对象的表示。为了这个目的，能够应用用于对个体的检测的已知途径。因此，为了多个对象监测的目的，多个感兴趣的对象能够存在于整体区域中并且相应地被处理。
数据处理器还能够被配置用于对至少一个指示性的感兴趣的区域进行跟踪。尤其地，数据处理器还能够被配置用于在对被分类为参考区域的至少一个子区域的考虑下对至少一个感兴趣的区域进行跟踪。如上所述，能够由系统利用关于至少一个参考区域的存在和特性的知识。不言而喻，也能够对至少一个参考区域进行相应地跟踪，从而检测可以对应于至少一个感兴趣的区域经历的移位的对应移位。
根据另一实施例，至少一个辅助性类型的区域包括至少一个参考区域，其中，至少一个辅助性类型的区域包括从由信号参考区域、跟踪的参考区域、相对运动参考区域和其组合组成的组中选择的至少一个区域。
参考区域中的每个可以包括可以当对至少一个感兴趣的区域进行跟踪时使用的定义的特性。例如，跟踪的参考区域可以包括能够容易跟踪的感兴趣的对象的显著特征的表示。因此，为了对至少一个感兴趣的区域进行跟踪，例如，在跟踪的参考区域与感兴趣的区域之间的相对偏移随着时间能够被应用到被跟踪的跟踪的参考区域。通过举例的方式，跟踪的参考区域可以包括面部表示。通常，能够容易地对对象的面部进行跟踪。而且，感兴趣的区域能够包括要被监测的对象的前额部分。以这种方式，感兴趣的区域能够是跟踪的参考区域的子集。然而，在备选实施例中，各自的区域能够彼此空间隔开或重叠。关于(一个或多个)各自的移位的运动能够被利用用于运动补偿测量。
相对运动参考区域可以涉及周围对象或通常不移动的背景对象的表示。以这种方式，能够确定在感兴趣的对象与固定对象之间的相对运动。另外，能够确定在传感器(例如：相机)与不动部件之间的相对运动。
信号参考区域可以涉及不是对象跟踪首要感兴趣的信息。信号参考区域可以是靠近至少一个感兴趣的区域但是不包括(在期望生命体征信息的方面)指示性分量的区域。例如，信号参考区域可以包括被衣服或甚至被床上用品遮盖的感兴趣的对象的部分的表示。以这种方式，信号参考区域通常被暴露于相似或甚至相同的干扰，所述干扰影响至少一个感兴趣的区域。因此，信号参考区域可以用作指示性的感兴趣的区域的实际噪声相关的损坏的指示符或基本测量。以这种方式，从至少一个指示性的感兴趣的区域能够检测并“减去”干扰影响。因此，能够增强至少一个感兴趣的区域中的信噪比。
还优选的是，如果感兴趣的区域包括至少一个感兴趣的对象的皮肤部分。通常，期望的生命信息被嵌入在皮肤颜色的轻微波动中，或能够存在于皮肤上的微小运动图样中。因此，指示性的感兴趣的区域的至少相当大的部分应当包括皮肤表示。
根据另一方面，所述系统还包括图样应用器，所述图样应用器被配置用于将子区域的图样应用到整体区域。尤其地，图样应用器能够被配置用于在监测事件的开始应用子区域的初始图样。初始图样可以形成能够被选择并被分类的子区域的初始集。备选地或另外，图样应用器能够被配置用于在监测事件的过程内再次应用子区域的图样。在一些质量检查值超出定义的阈值的情况下，能够再次触发图样应用。分区单元能够被配置用于定义图样的每个子区域。备选地，分区单元能够被配置用于定义图样的子区域中的仅仅一些。已经对定义的子区域进行了分类，所述系统能够忽视子区域中的一些，同时数据处理能够基于剩余的经分类的子区域。根据又一方面，分类器还被配置用于根据分类方案来对子区域进行分类，其中，所述分类方案包括从由以下组成的组中选择的至少一个分类参数：颜色模型匹配、特征存在、图像对比度、照明条件、空间照明变化或时间照明变化、反射率、解剖位置、身体部分存在、生命信息准确度、生命信息可靠度和其变型。
通过举例的方式，颜色模型匹配分类参数能够基于皮肤颜色模型。以这种方式，能够检测皮肤颜色存在。能够利用预定义的皮肤颜色模型和/或自适应的皮肤颜色模型。能够根据检测到的皮肤部分来调节皮肤颜色模型。皮肤颜色模型调整能够与身体部分检测组合。特征存在分类参数可以涉及血管的存在、纤维组织(例如，疤痕)、显著皮肤特征、色素斑、眼睛存在、口部存在、鼻子存在、面部存在等。
例如，应当基于强烈地依赖于皮肤检测并且因此应当与皮肤颜色模型相匹配的分类方案来对至少一个指示性的感兴趣的区域进行分类。备选地或另外，能够基于身体部分检测来获得指示性的感兴趣的区域。身体部分检测能够与在身体部分与非身体部分之间的分离同样简单，或与对具体解剖位置(例如，前额与脸颊与手或中心与外周等)进行分类一样高度复杂。另外，在一些实施例中，指示性类型的区域应当具有低图像对比度。优选地，在至少一个选择的指示性的感兴趣的区域中照明变化和皮肤表面反射(例如，镜面反射)不存在或仅仅存在于有限的范围。另外，假设对问题中的指示性的感兴趣的区域的处理得到(例如，在可靠生命体征信息方面)合理的结果，各自的区域更可能能够被分类为指示性的感兴趣的区域。以这种方式，能够应用回溯性分类途径。例如，能够处理问题中的区域，从而导出心率和/或氧饱和度和/或导出的信号。假设这些信号在合理范围内，则问题中的区域甚至更可能是指示性的感兴趣的区域。
至少一个信号参考区域能够被用作诸如变化的环境照明条件的环境噪声的参考。因此，各自的分类方案能够包括集中在相当高的反射率和相当低的图像对比度的参数。另外，信号参考区域可以被定位为靠近指示性的感兴趣的区域。
至少一个跟踪的参考区域主要用于跟踪的目的。由于运动通常严重损坏信噪比，所以运动校正对于充分增强感兴趣的信号是关键的。在一些实施例中，由于指示性的感兴趣的区域仅仅提供低图像对比度，对指示性的感兴趣的区域本身进行跟踪几乎不可能。因此，选择可以用作跟踪的参考区域的额外的区域将是有利的。通常，能够选择提供高图像对比度的区域，因为它们比低图像对比度的区域能够更容易跟踪。因此，跟踪的参考区域可以涉及显著界标和结构。用于跟踪目的的特征匹配途径能够被应用到跟踪的参考区域中的这些界标。
至少一个相对运动参考区域可以包括在观察到的整体区域中的背景表示。通常，对于一些实施例，相对运动参考区域不包括生理信号分量。优选的是，相对运动参考区域包括相当良好的反射特性。另外，优选的是，至少一个相对运动参考区域提供良好的图像对比度，从而简化(相对)运动检测。
根据本公开的又一方面，分类器还被配置用于对所述至少一个指示性类型的区域和所述至少一个辅助性类型的区域的子区域中的至少一些进行评级。以这种方式，假设多于一个的子区域能够被分类为指示性的感兴趣的区域或被分类为各自的参考区域，在进一步处理期间能够选择并关注在多个分类的区域当中的仅仅相当高质量的区域。以这种方式，能够进一步增强处理准确度和信噪比。例如，仅仅最高评级的各自的感兴趣的区域或参考区域能够被选择用于进一步处理。备选地，能够选择区域的相对或绝对份额，例如，前十或前百分之十。关于至少一个辅助性类型的区域，所述评级能够被应用到至少一个信号参考区域、至少一个跟踪参考区域和至少一个相对运动参考区域中的至少一些或每个。
因此，假设能够初始地在整体区域中定义并选择大量子区域，则仅仅最有希望的区域可以被用于进一步处理，从而获得期望的生命体征信息。
由于在对子区域进行分类和/或评级期间能够关注多个分类参数，所以可以选择分类参数的组合。(一个或多个)指示性的感兴趣的区域、(一个或多个)信号参考区域、(一个或多个)跟踪的参考区域和(一个或多个)相对运动参考区域中的每个可以被链接(或：连接)到分类参数的各自的不同组合。另外，权重因子能够被应用到分类参数中的至少一些以用于形成分类参数的组合。在一些实施例中，分类参数中的至少一些能够被定义为所谓的淘汰准则。以这种方式，能够定义特定阈值，所述特定阈值可以设置针对一些参数的最小要求。例如，关于(皮肤)颜色模型匹配参数，可以定义淘汰准则，因为通常绝对有必要使用皮肤部分作为至少一个指示性的感兴趣的区域。
根据更进一步的方面，所述系统也包括至少一个传感器，所述至少一个传感器能够感测在具体波长范围内的电磁辐射，其中，所述至少一个传感器中的至少一个能够感测至少一个可见光波长部分。
如上所述，本发明的系统特别适合用于利用光学辐射的基于图像的监测，例如，所述光学辐射能够通过标准CCD或CMOS传感器或用于热成像的传感器进行感测。至少一个传感器能够捕获包括图像数据的数据流。至少一个传感器可以具有适于可见光波长范围的定义的光谱敏感度或响应率。至少一个传感器能够被实现为图像传感器，例如CCD传感器或CMOS传感器。不言而喻，多个传感器也能够被利用用于感测电磁辐射，从而捕获要被处理的图像数据。
根据另一发展，所述系统包括第一组传感器和第二组传感器，其中，所述第一组传感器包括能够感测至少一个指示性波长部分的至少一个传感器，第二组传感器包括能够感测至少一个辅助性波长部分的至少一个传感器。
能够设想传感器的另外的组，例如，第三组传感器，所述第三组传感器能够感测至少另一辅助性波长部分。不言而喻，各自的波长部分可以邻近电磁光谱、与电磁光谱空间隔开布置或被布置为至少部分重叠。
在这一点上还优选的是，如果至少一个辅助性波长部分是比至少一个指示性波长部分具有更大的皮肤穿透深度的波长部分。以这种方式，所述系统能够利用这样的事实，能够深入穿透皮肤的辐射可以增强显著的皮肤特征，当所述显著的皮肤特征存在于捕获的图像数据中时能够容易地被跟踪。相反地，能够适当地选择至少一个指示性波长部分，从而增强皮肤颜色波动，所述皮肤颜色波动能够高度地指示期望的生命体征信息。
根据又一实施例，所述第二组传感器包括至少一个浮凸(relief)传感器，所述至少一个浮凸传感器能够感测表示深度的信息。在这一点上，所述系统还可以包括诸如激光的电磁辐射源。这样的具体的电磁辐射源能够被选择性地指向在整体区域中定义的位置或至少一个指示性的感兴趣的区域并且最终由至少一个浮凸传感器捕获。以这种方式，能够对整体区域，尤其是至少一个指示性的感兴趣的区域进行扫描，从而获得浮凸数据。浮凸数据可以被用作用于跟踪至少一个感兴趣的区域的另一指示符。因此，除了波长相关的图像数据之外，所述系统能够基于与至少一个浮凸传感器组合的对由电磁辐射源发射的定义的辐射的行进时间确定来进一步捕获深度相关的信息。更一般地，在这点上可以优选的是，数据流包括包含表示深度的信息的图像数据的至少一个通道。
根据又一方面，所述数据流包括表示不同波长范围的图像数据的至少两个通道。能够通过具有滤波器、时分复用照明、具有可调滤波器的单个传感器等的单独的相机来实现不同的波长通道。
根据再一方面，所述系统还包括滤波器布置，所述滤波器布置包括用于选择性地发送在定义的波长部分的电磁辐射的至少一个滤波器。能够借助于光学滤波器、电子滤波器、硬件滤波器和/或软件滤波器来实现至少一个滤波器。同样以这种方式，能够在不面对提供多于一个的传感器集的绝对需要的情况下捕获至少一个指示性波长部分和至少一个辅助性波长部分。通过举例的方式，滤波器布置能够包括切换滤波器。以这种方式，备选地，至少一个指示性波长部分和至少一个辅助性波长部分能够由相同的传感器集感测。
在本发明的另一方面中，提出了一种用于从远程检测到的电磁辐射提取生理信息的方法，所述方法包括以下步骤：
-接收包括图像数据的数据流，所述图像数据表示包括感兴趣的对象的观察到的整体区域；
-在所述整体区域中定义多个子区域；
-将所述多个子区域分类成至少一个指示性类型的区域和至少一个辅助性类型的区域，其中，所述至少一个指示性类型的区域包括至少部分地表示感兴趣的对象的至少一个指示性的感兴趣的区域；并且
-处理被分类为感兴趣的区域的至少一个子区域，由此获得生命信息。
优选地，所述方法还包括以下步骤中的至少一个：
-将子区域的图样应用到整体区域；
-根据分类方案来对子区域进行分类，其中，所述分类方案包括从由以下组成的组中选择的至少一个分类参数：颜色模型匹配、特征存在、图像对比度、照明条件、空间照明变化或时间照明变化、反射率、身体部分存在、生命信息准确度、生命信息可靠度和其组合；以及
–对至少一个指示性类型的区域和至少一个辅助性类型的区域的子区域中的至少一些进行评级。
根据又一方面，所述方法还可以包括以下步骤：
-处理至少两个子区域，所述至少两个子区域被分类为指示性的感兴趣的区域，由此导出来自这些区域中的每个的相同的生命参数；以及
-组合来自每个区域的结果，从而获得单个最终生命参数，其中，组合的步骤优选地包括求平均、求加权平均和/或取中值。
在本发明的又一方面中，提供了一种包括程序代码模块的计算机程序，当在计算机上执行所述计算机程序时，所述程序代码模块用于令所述计算机执行所述处理方法的步骤。
如本文所使用的，术语“计算机”代表大量的处理设备。换言之，具有相当大计算能力的移动设备也能够被称为计算设备，甚至在它们比标准桌面计算机提供更少的处理功率资源的情况下。另外，术语“计算机”也可以涉及分布式计算设备，所述分布式计算设备可以涉及或利用在云环境中提供的计算能力。术语“计算机”也可以涉及医学技术设备、健身器材设备和总体上能够处理数据的监测设备。
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。应当理解，要求保护的方法和要求保护的计算机程序能够具有与要求保护的设备以及与在从属权利要求中限定的类似优选实施例。
附图说明
本发明的这些和其他方面将参考下文描述的(一个或多个)实施例变得显而易见并将参考下文描述的(一个或多个)实施例得以阐述。在以下附图中：
图1示出了能够在其中使用本发明的系统的总体布局的示意性图示；
图2示出了能够在其中使用本发明的系统的备选总体布局的示意性图示；
图3图示了能够监测整体区域的传感器存在于其中的示范性监测布置；
图4示出了感兴趣的对象和周围对象存在于其中的被监测的整体区域的一部分；
图5a、5b示出了利用不同波长响应率捕获的示范性图像部分；
图6a-6d示出了可以被分类并被跟踪的多个子区域存在于其中的整体区域的示意性图示；以及
图7示出了表示根据本发明的方法的实施例的若干步骤的图示性方框图。
具体实施方式
以下段描述了远程监测感兴趣的对象，尤其是远程光体积描记(远程PPG)的示范性途径，其利用本发明的系统和方法的若干方面。应当理解，从各自的整个途径或实施例的上下文能够提取示出的途径的单个步骤和特征。因此，这些步骤和特征能够是仍然被本发明的范围覆盖的单独的实施例的部分。
图1示出了用于检测由附图标记10指示的生命体征信息的系统的示意性图示。生命体征信息可以指例如生命体征，但是还可以指可以通过非干扰式远程监测获得的另外的相关或导出的生理信息。尤其地，能够利用基于图像的监测。基于图像的监测可以涉及利用诸如摄像机的可见光捕获设备的基于视频的监测。
通过举例的方式，系统10能够被利用用于记录包括表示远程感兴趣的对象12或对象12的至少部分的图像帧的图像序列以用于远程监测，尤其是用于远程PPG监测。在这一点上，感兴趣的对象12可以被称为完整对象(或：患者)或至少对象的部分，例如，脸部。所记录的图像数据能够根据由对象12再发射的电磁辐射18导出。可能地，在特定情况下，能够由对象12本身发射、反射或发送电磁辐射18的至少部分。例如，当对象12被暴露于照耀通过对象12的强照明源时，辐射发送可以发生。当处理并捕获由体热引起的红外线辐射时，辐射发射可以发生。然而，例如，对于远程PPG应用，一般被捕获的电磁辐射18的很大部分能够被认为是由对象12再发射的辐射。对象12能够是人类或动物，或总体上是生物。
诸如太阳光或人造辐射源的辐射源14能够照射对象12。辐射源14基本上发射撞击对象12的入射辐射16。在一些实施例中，照明源14能够是系统10的部分。系统10能够被配置用于最后从捕获的图像数据导出生命体征信息20、22。例如，生命体征信息20、22可以涉及心率、血氧饱和度、呼吸率等。在一些实施例中，通过系统10能够检测并计算导出的生命体征和/或生命参数。系统10能够利用至少一个传感器24，例如图像传感器。能够通过至少摄像机来实现传感器24。例如，传感器24能够包括CCD相机或CMOS相机。不言而喻，由系统10利用的相机能够包括多个(图像)传感器24。
在一些实施例中，系统10不一定必须包括传感器24。因此，系统10也能够适于处理输入信号，即包括事先已经记录并且同时存储或缓存的图像数据的输入数据流26。数据流26能够被递送到接口28。不言而喻，也能够在传感器24与接口28之间插入缓冲模块。在接口28的下游，输入数据流30能够被递送到分区单元32。如上所述，输入数据流30能够包括图像帧序列，所述图像帧序列包括整体区域。分区单元32能够被配置用于在输入数据流30中在整体区域中定义多个子区域。
所述系统还可以包括图样应用器31，所述图样应用器用于将子区域的图样应用到各自帧中的整体区域。以这种方式，能够定义子区域的初始集。在图1中，由虚线框表示(任选的)图样应用器31。在一些实施例中，图样应用器可以包括盲操作模式。假设在监测事件的开始仅仅可以获得关于各自的区域的有限的信息，可能的途径可以涉及将具有相当大量的子区域的图样“盲目地”应用到整体区域。很可能，少量的子区域能够清楚地被分类并且用作另外的信号处理步骤的基础或锚。图样应用器31还能够被配置用于改变在整体区域中要被应用的子区域的数量、维度和位置。因此，能够实现子区域的灵活成形和分布。
例如，在整体区域中定义子区域的选择的数据34能够被递送到分类器36。分类器36能够被配置用于将多个子区域分类成至少一个指示性类型的区域和至少一个辅助性类型的区域。以这种方式，能够识别和选择指示性感兴趣的区域以用于进一步处理。在至少一个辅助性类型的区域当中，能够选择至少一些子区域，所述至少一些子区域可以被用作参考区域以用于补偿在至少一个感兴趣的区域中的噪声和干扰。
经分类的数据38(或：经分类的子区域)能够被递送到数据处理器40。数据处理器40能够被配置用于尤其在对至少一个参考区域的考虑下处理被分类为感兴趣的区域的至少一个子区域。例如，至少一个子区域可以包括皮肤表示。能够检测并处理皮肤颜色波动，从而最后获得期望的生命体征信息。最终，处理过的数据42能够被提供给用户或被进一步处理。在这一点上，能够使用(输出)接口。另外，能够利用诸如显示器的呈现设备。接口28、图样应用器31(如果有的话)、分区单元32、分类器36和数据处理器40中的一些或每个能够被组合或被实施在处理单元46中。处理单元46能够被认为是由各自的逻辑命令(程序代码)驱动的计算设备，或至少计算设备的部分，从而提供期望的数据处理。处理单元46可以包括可以虚拟地或离散地实施的若干部件或单元。例如，处理单元46可以包括许多处理器，诸如多协同处理器或单核处理器。至少一个处理器能够由处理单元46利用。处理器中的每个能够被配置为标准处理器(例如，中央处理单元)或专用处理器(例如，图形处理器)。因此，能够适当地操作处理单元46，从而将若干数据处理任务分布到适当的处理器。
系统10还可以包括滤波器48或各自的滤波器布置。滤波器48能够被耦合到传感器24。滤波器48能够被利用用于选择性地调整传感器24的响应率。另外，成像控制处理器50能够被实施用于适当地操作传感器24和滤波器48。以这种方式，例如，能够捕获具有多个不同波长分量的图像数据。成像控制处理器50也可以形成处理单元46的部分。备选地，成像控制处理器50可以形成传感器24和/或辐射源14的部分，或被耦合到传感器24和/或辐射源14。
图2示出了用于提取由附图标记10a指示的生命体征信息的备选系统的示意性图示。当与图1进行比较时，在图2中由相同的附图标记指示相似或相同的元件。在图2中示出的系统10a包括第一传感器24，第一传感器24能够感测具有第一波长响应率的电磁辐射18。另外，提供第二传感器24a，第二传感器24a能够感测具有第二波长响应率的电磁辐射18a。不言而喻，在一些实施例中，能够实施多于两个的传感器24、24a。例如，传感器24能够适当地适于捕获由于血管活动的特别微小的皮肤颜色变化存在于其中的波长部分的辐射。另外，传感器24a能够被配置用于捕获其中辐射可以深入穿透皮肤以用于增强可以容易跟踪的皮肤特征的波长范围的电磁辐射。因此，使用多个传感器24、24a，能够捕获多通道输入图像数据。另外，至少对于传感器24、24a中的一些，同样能够通过单个传感器来捕获多通道图像输入数据。例如，能够提供感测元件，所述感测元件可以处理若干不同的辐射部分，例如包括定义的不同谱敏感度的CCD元件或CMOS元件。
如由虚线所指示的，系统10a还可以包括能够发射电磁辐射16的辐射或照明源14a。另外，可以提供也能够发射电磁辐射16a的不同的辐射源14b。例如，能够通过能够发射激光辐射的激光设备来实现辐射源14b。图像控制处理器50能够被配置用于控制辐射源14b，从而选择性地控制入射电磁辐射16a(例如，激光束)并将入射电磁辐射16a指向在整体区域中定义的点，尤其是感兴趣的对象12。以这种方式，如果传感器24、24a中的至少一个能够感测到反射(或：再发射)的电磁辐射16a的部分，则能够对表面(或：浮凸)进行扫描。以这种方式，系统10a能够被配置用于例如经由行进时间确定来进行深度感测。深度感测能够被利用用于获得浮凸数据。以这种方式，能够检测感兴趣的对象12的显著特征，例如，面形或类似的显著特征。因此，能够进一步促进对感兴趣的对象12进行跟踪。
图3图示了包括由传感器模块24监测的要被监测的对象12的监测布置。例如，对象12能够是躺在床56上的患者。传感器24能够被配置用于监测或捕获由图3中的框指示的整体区域54。整体区域可以包括感兴趣的对象12的表示。整体区域54能够包括由具有一个或多个视角的一个或多个传感器24采集的信息。应当理解，来自不同波长范围的信息能够被当作整体区域54的单独的部分。另外，整体区域可以包括诸如床56和例如椅子58的周围对象或背景对象的表示。例如，对象12能够例如由毯子或由衣服至少部分地隐藏或遮盖。
对于区域分类和数据处理，子区域62的图样能够被应用到整体区域54。这潜在地能够得到具有针对不同波长范围的不同边界的子区域。在图3中，由各自的虚-点线框指示多个子区域62。多个子区域62可以用作用于区域分类的基础。以这种方式，子区域62中的至少一些能够被分配给特殊类型的区域，从而当进一步处理子区域62时被用于定义的不同目的。例如，要被分类的子区域62中的至少一些能够被用作跟踪参考区域。基本上，对对象12进行跟踪可以有助于运动补偿和干扰减少。在对象12与传感器24间的相对运动可以严重地损坏嵌入在捕获的图像数据中现的感兴趣的生命体征信息。另外，对象12相对于周围对象56、58的运动可以损坏检测到的信号，并且使图像数据处理甚至更加困难。这尤其适用于远程监测环境中。在图3中，箭头64指示传感器24的运动。另外，箭头66指示对象12的运动。
图4示出了表示要被监测的对象12的整体框54a的部分。在整体区域54a中，子区域62中的至少一些(参考图3)已经被选择并被分类以用于在数据处理期间的另外的应用。例如，在整体框54a中存在指示性的感兴趣的区域68。指示性的感兴趣的区域68是基本上提供期望信号的区域，然而，所述期望信号通常被诸如干扰和由于运动伪影和变化的照明的失真的噪声叠加。
示范性地，对于一些应用，能够进行以下估计和假设中的至少一些，从而定义针对(一个或多个)指示性的感兴趣的区域68的各自的分类参数。所述区域能够是皮肤(组织)，并且应当提供良好的信号条件以导出期望的生理信息。因此，选择的准则可以包括，例如
-皮肤颜色：区域的颜色应当与皮肤颜色模型相匹配，所述皮肤颜色模型能够是预定义的模型或通过身体部分检测获得(稍后讨论)，
-图像对比度：所述区域应当具有低图像对比度，
-照明(反射)：诸如血氧饱和度的光度测量结果基本上需要来自皮肤区的光。任何照明变化能够潜在地影响测量结果。皮肤上的反射也可以影响光度测量结果。因此，优选地，在所述区域中应当避免照明变化和反射，和/或
-从区域导出的生理参数(例如，PPG信号)：合理的参数可以指示指示性的感兴趣的区域68的存在。各自的参数可以涉及，但不限于，脉搏率(例如，30-250bpm，和/或其是否与在生理上合理的限制内导出的脉搏率值的历史相匹配，和/或其是否与其他区域的脉搏率相匹配)、合理的氧饱和度(对应于在所有情况下对应于50-100％氧饱和度、在99％的情况下对应于95-100％的比率的比率，和/或其是否与在生理限制内导出的氧饱和度值的历史相匹配)、脉动性幅度、脉冲形状、周期性或(一个或多个)检测到的信号的任何其他质量度量。
另外，在整体区域54a中存在信号参考区域70。信号参考区域70相当靠近指示性的感兴趣的区域68。然而，优选地指示性的感兴趣的区域68包括皮肤表示。相反地，信号参考区域70优选地包括非皮肤表示。以这种方式，可以假设，例如在信号参考区域70中不存在感兴趣的轻微皮肤颜色变化。另外，假设在信号参考区域70中仍然存在随着时间的一些变化，能够假设，这些变化归因于变化的照明条件等。以这种方式，提供干扰补偿的参考。
以上一般适用于环境噪声和/或内在系统噪声，例如，环境照明波动或在数据流26中存在的其他噪声。备选地或另外，(一个或多个)信号参考区域70能够被用作获得关于一般照明条件的信息的参考，一般照明条件例如在不同波长的绝对或相对光线水平。
示范性地，对于一些应用，能够进行以下估计和假设中的至少一些，从而定义针对信号参考区域70的各自的分类参数。基本上，(一个或多个)各自的区域应当被用作诸如环境照明条件的环境噪声的参考。因此，优选地，在(一个或多个)区域中存在仅仅衰减的生理信号分量或甚至没有一点生理信号分量(例如，没有来自血液的调制内容)。然而，对于实际测量，(一个或多个)区域应当靠近(一个或多个)指示性的感兴趣的区域68。选择的准则能够涉及例如：在所有相关波长中的良好反射性能和在(一个或多个)区域中的低图像对比度。以这种方式，在(一个或多个)信号参考区域70中清楚地存在主要照明变化。
另外，在图4中存在跟踪的参考区域72。跟踪的参考区域72可以包括对象12的显著特征的表示。例如，面部识别、身体部分识别和类似的途径可以被采取用于识别跟踪的参考区域72并且对跟踪的参考区域72进行分类。在一些实施例中，可以将跟踪的参考区域72的尺寸减少到要被跟踪的主要皮肤界标的形状。优选地，在整体区域54a中随着时间能够容易地对跟踪参考区域72进行跟踪。因此，通过维持在指示性的感兴趣的区域68与跟踪的参考区域72之间的位置(或：空间)偏置，能够至少近似地跟踪指示性的感兴趣的区域68的位置。
示范性地，对于一些应用，能够进行以下估计和假设中的至少一些，从而定义针对跟踪的参考区域72的各自的分类参数。由于要在至少一个指示性的感兴趣的区域68中被检测的和从至少一个指示性的感兴趣的区域68提取的相对弱的生理信号能够容易地被在该(一个或多个)指示性区域中的运动扰乱，针对该(一个或多个)区域的运动校正显著地增强了信噪比。然而，至少一个指示性的感兴趣的区域68通常包括差的低图像对比度，因此可靠地跟踪各自的区域相当困难。因此，(一个或多个)额外的区域，可以包含高图像对比度的至少一个跟踪的参考区域72被处理并被用于跟踪。值得注意的是，用于跟踪的(一个或多个)跟踪的参考区域72能够被一般化为点，例如，界标点跟踪。基于对(一个或多个)跟踪的参考区域72进行跟踪，能够校正至少一个指示性的感兴趣的区域68的运动。例如，能够初始地在靠近对象12的显著自然界标(结构)的周围选择多个区域。然后可以在图像序列中连续地跟踪这些区域。所述跟踪能够涉及若干图像和诸如的模板匹配视频分析技术。最后，基于跟踪准确度，在(一个或多个)最好的跟踪的参考区域72中/周围能够选择用于生命体征信息处理的最佳的一个指示性的感兴趣的区域68。
备选地或另外，在整体区域54a中能够存在至少一个相对运动参考区域74。例如，相对运动参考区域74可以包括诸如背景对象的固定(不动)对象的表示。以这种方式，能够获得相对运动补偿参考。因此，如果有的话，能够检测并补偿相对于背景的传感器的运动。而且，能够检测并补偿相对于背景的对象12的运动。以这种方式，能够至少部分地实现相对运动补偿。因此，能够进一步增强指示性的感兴趣的区域68的跟踪准确度。
在对象12的运动发生的情况下，能够利用(一个或多个)相对运动参考区域74。(一个或多个)相对运动参考区域74能够包括没有连接或耦合到对象12的背景特征。因此，这个或这些区域能够被用作对象运动的参考。相关分类参数可以涉及强图像对比度，尤其用于可靠地测量对象运动。
出于说明性目的，在图4中的整体区域54a中也示出了不能确定的区域76。不能确定的区域76可以表示不能够被适当分类的子区域。优选地，在进一步处理期间能够忽视不能确定的区域76。如图4所示，可以改变区域68、70、72、74、76的尺寸。另外，区域68、70、72、74、76中的至少一些可以彼此重叠。在一些情况下，至少一些区域可以由其他区域的子集形成。
还应当具体参考图4提到，整体区域54a也可以包括指示性的感兴趣的区域68、信号参考区域70、跟踪参考区域72和相对运动参考区域74中的至少一个的多个区域。
图5a和5b示出了捕获的图像，尤其是整体区域的部分。例如，各自的可见图像部分可以对应于跟踪的参考区域72。另外，作为跟踪的参考区域72的子集，可以存在指示性的感兴趣的区域68，指示性的感兴趣的区域68包括要被监测的对象12的前额部分。图5a可以包括在对第一谱响应率的考虑下被捕获用于增强指示性波长部分的图像。与之对比，图5b可以提供在对第二谱响应率的考虑下被捕获用于增强辅助性波长部分的图像的表示。通常，在图5a中提供的图像的波长成分适当地适于检测并处理感兴趣的生命体征信息。备选地，在图5b中提供的图像的波长成分适于增强跟踪的参考区域72中的显著界标或特征以用于促进对对象12进行跟踪。通过举例的方式，在图5b中示出的图像可以基于可以比用于捕获图5a示出的图像的辐射部分更深地穿透到对象12的皮肤中的辐射部分。
图6a、6b、6c和6d示出了在示范性监测和分类过程(session)的若干阶段的整体区域54、54'、54”、54”'的简化表示。如上所示，在整体区域54中能够存在至少对象12。如图6a所示，初始地，子区域62的集可以被应用到整体区域。在图6a中，示范性地，由附图标记62a、62b、62c指示一些子区域。有利地，例如能够通过图样应用器31来将子区域62的图样应用到整体区域54。子区域62中的至少一些能够被选择并被分类。
如图6b示范性所示，子区域62能够被分类成指示性的感兴趣的区域68、信号参考区域70、跟踪的参考区域72、相对运动参考区域74和不能确定的区域76。已经对子区域62中的一些或所有进行了分类，在用于干扰补偿和生命体征信息检测的另外的处理操作期间能够适当地使用经分类的区域68、70、72、74。另外，能够忽视至少不能确定的区域76。另外，由于在另外的处理操作期间不必考虑所有的区域68、70、72、74，所以也能够忽视这些区域中的一些。在这一点上优选的是，在每个类型的区域68、70、72、74当中建立评级。以这种方式，尤其是最好评级区域68、70、72、74能够被选择以用于进一步处理。
如图6c所示，忽视多个区域78(空白框)。剩余的区域(图样框)被选择用于跟踪和噪声补偿目的以及信号导出测量。
图6d示出了整体区域54”'的表示，在整体区域54”'中，考虑的区域68'、70'、72'中的至少一些已经移动，因为对象12(未示出)也明显地移动。然而，由于能够实现高跟踪准确度，所以指示性的感兴趣的区域68'仍然被识别出并能够被用于信号处理。在系统10检测到至少一个质量和/或准确度参数超出合理范围的情况下，在一些实施例中，能够再次触发图样应用(图6a)、子区域分类(图6b)和子区域选择(图6c)。
在一些实施例中，系统10定期地监测并控制选择的区域的质量。为了这个目的，能够基于分类参数来定义质量分数。分类方案也可以包括质量分数。如果以上讨论的质量分数中的任何或所有在预定义的阈值以下或超出预定义阈值，则系统可以重置实际测量并重新启动区域选择。
另外，对于区域中的每个，能够定义基于多个参数(也称：质量度量)的分类方案，例如分类参数的矢量。特定准则能够被定义为“淘汰”准则。例如，当以要被分类区域的集开始时，如果没有可能是皮肤的区域，则根本不可能导出生命体征测量。另一方面，能够具有“整体”质量度量，“整体”质量度量组合来自每个指示性区域68的度量以选择(一个或多个)指示性区域68集以保证最佳测量结果。另外，关于不同度量(或：分类参数)的组合，能够给予每个度量不同的权重。对于区域选择，也可以考虑数据历史或来自其他传感器的输入。例如，如果在系统对使用的ROI进行新评估之前的几秒在良好的条件下测量诸如心率的生命信号，则系统能够更加“坚持”更早被测得的所述特定生命信息的值并且基于这个作出决策。类似地，系统能够使用外部(参考)数据源，外部(参考)数据源提供例如来自其他模块的脉搏率或氧饱和度(例如，来自更少线缆传感器或电容性ECG的间歇性测量)。还能够以这种方式收集准确的控制数据。
图7示意性地图示了用于从远程检测到的电磁辐射提取生理信息的方法。初始地，在步骤82中，接收成像数据，例如，图像帧84a、84b、84c序列。在后续步骤86中，将子区域的区域图样88应用到至少帧84a。帧84a可以表示整体区域。在另一步骤90中，在图样88当中的至少一些子区域被选择用于分类目的。在一些实施例中，在术语“定义多个子区域”下能够组合和总结步骤86、90两者。步骤92可以代表分类过程，在所述分类过程中，子区域中的至少一些被分类成若干类型的区域，所述若干类型的区域可以用于在数据处理期间的若干目的。
另一步骤94可以跟随，在另一步骤94中，执行对经分类的子区域(通常属于相同类型的区域)的评级。优选地，最高评级的区域被用于另外的处理测量。在这一点上，在进一步处理期间能够忽视最低评级的区域。
随后，处理步骤96可以跟随，处理步骤96可以包括跟踪子步骤98和生命体征信息导出子步骤100。子步骤100可以涉及目的在于确定生命体征信息的信号处理和导出测量，生命体征信息例如心率、心率变化性、呼吸率、氧饱和度等。跟踪步骤98也可以涉及对至少一个或一些参考区域进行跟踪。能够随着时间跟踪区域图样98中的至少一些子区域，区域图样98中的至少一些子区域指包括示范性图样表示的图7中的帧序列84a、84b、84c的表示。
在步骤96中，能够获得辅助性信息，所述辅助性信息可以有助于自调整分类参数和/或分类方案。通常，在数据存储设备104中可以提供分类参数集。在步骤102处，其可以包括分类参数调整，分类参数调整可以使用来自存储设备104的输入。另外，在处理步骤96中能够获得反馈信息，从而相应地调整分类参数和/或分类方案。以这种方式，能够施加对在分类步骤92上的影响的控制。另外，步骤96可以提供反馈信息106，反馈信息106可以涉及用于再次触发图样应用步骤86的触发器信号。以这种方式，例如如果检测到大量干扰和/或故障，则能够重新启动子区域的选择和分类。
最终，处理过的信号，优选是表示生命体征信息的信号能够被获得并被提供用于表示和/或甚至另外的处理测量。在步骤108处，所述过程可以终止。
通过举例的方式，本发明能够被应用在诸如非干扰式远程患者监测的健康护理领域、诸如安全监测的一般监督领域以及诸如健身器材的所谓的生活方式环境中，等等。应用可以包括对氧饱和度(脉搏血氧仪)、心率、血压、心输出量、血液灌注变化的监测、对自主神经功能的评估和对周围血管疾病的检测。不言而喻，在根据本发明的方法的实施例中，能够以改变的顺序或甚至同时地执行本文描述的步骤中的若干。另外，也能够在不脱离本发明的范围的情况下跳过所述步骤中的一些。这尤其适用于若干备选信号处理步骤。所公开的说明性实施例中的若干能够采取硬件实施例、软件实施例或包含硬件和软件元件两者的实施例的形式。一些实施例被实施在可以包括固件和应用软件的软件中。
尽管已经在附图和前述面的描述中详细说明并描述了本发明，这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域技术人员在实践所主张的本发明时，能够理解并实现对所公开实施例的其他变型。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载的特定措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
计算机程序可以被存储/分布在与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分的诸如光学存储介质或固态介质的适当的介质上，但也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的远程通信系统。另外，不同的实施例能够采取能够从计算机可用介质或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，所述计算机可用介质或计算机可读介质提供由计算机或运行指令的任何设备或系统使用的或者连同计算机或运行指令的任何设备或系统一起使用的程序代码。为了本公开的目的，计算机可用介质或计算机可读介质一般能够是能够包含、存储、通信、传播或传输由指令运设备使用的或连同指令运行设备一起使用的程序的任何有形装置。
在权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。
Claims (13)
1.一种用于从远程检测到的电磁辐射(18、18a)提取生理信息的远程PPG监测系统，包括：
-接口(28)，其被配置用于接收包括图像数据的数据流(26)，所述图像数据表示包括至少一个感兴趣的对象(12)的观察到的整体区域(54)；
所述远程PPG监测系统特征在于：
-分区单元(32)，其被配置用于在所述整体区域(54)中定义多个子区域(62)；
-分类器(36)，其被配置用于将所述多个子区域(62)分类成至少一个指示性类型的区域和至少一个辅助性类型的区域，其中，所述至少一个指示性类型的区域包括至少部分地表示所述感兴趣的对象的至少一个指示性的感兴趣的区域(68)；以及
-数据处理器(40)，其被配置用于处理被分类为感兴趣的区域(68)的至少一个子区域(62)，由此获得生命信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个辅助性类型的区域包括至少一个参考区域(70、72、74)，并且其中，所述数据处理器(40)还被配置用于在对被分类为参考区域(70、72、74)的至少一个子区域(62)的考虑下对所述至少一个感兴趣的区域(68)进行跟踪。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个辅助性类型的区域包括从包括以下的组中选择的至少一个区域：信号参考区域(70)、跟踪参考区域(72)、相对运动参考区域(74)、不能确定的区域(76)以及其组合。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述感兴趣的区域(68)包括所述感兴趣的对象的皮肤部分。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括：
-图样应用器(31)，其被配置用于将子区域(62)的图样应用到所述整体区域(54)。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述分类器(36)还被配置用于根据分类方案来对所述子区域(62)进行分类，其中，所述分类方案包括从包括以下的组中选择的至少一个分类参数：颜色模型匹配、特征存在、图像对比度、照明条件、空间照明变化或时间照明变化、反射率、解剖位置、身体部分存在、生命信息准确度、生命信息可靠度以及其组合。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述分类器(36)还被配置用于对所述至少一个指示性类型的区域和所述至少一个辅助性类型的区域的所述子区域(62)中的至少一些进行评级。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据流(26)包括包含表示深度的信息的图像数据的至少一个通道。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据流(26)包括表示不同波长范围的图像数据的至少两个通道。
10.一种用于从远程检测到的电磁辐射(18、18a)提取生理信息的远程PPG监测方法，包括以下步骤：
-接收包括图像数据的数据流，所述图像数据表示包括感兴趣的对象的观察到的整体区域(54)；
-在所述整体区域(54)中定义多个子区域(62)；并且
-将所述多个子区域(62)分类成至少一个指示性类型的区域和至少一个辅助性类型的区域，其中，所述至少一个指示性类型的区域包括至少部分地表示所述感兴趣的对象的至少一个指示性的感兴趣的区域(68)；并且
-处理被分类为感兴趣的区域(68)的至少一个子区域(62)，由此获得生命信息。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤中的至少一个：
-将子区域(62)的图样应用到所述整体区域(54)；
-根据分类方案来对所述子区域(62)进行分类，其中，所述分类方案包括从包括以下的组中选择的至少一个分类参数：颜色模型匹配、特征存在、图像对比度、照明条件、空间照明变化或时间照明变化、反射率、解剖位置、身体部分存在、生命信息准确度、生命信息可靠度以及其组合；并且
-对所述至少一个指示性类型的区域和所述至少一个辅助性类型的区域的所述子区域(62)中的至少一些进行评级。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：
-处理被分类为指示性的感兴趣的区域(68)的至少两个子区域(62)，由此从这些区域中的每个导出相同的生命参数；并且
-组合来自每个区域的结果，从而获得单个最终生命参数，其中，所述组合的步骤优选地包括求平均、求加权平均和/或取中值。
13.一种包括程序代码模块的计算机程序，当在计算机上执行所述计算机程序时，所述程序代码模块令所述计算机执行根据权利要求10所述的方法的步骤。
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