[发明专利]处理至少一个活体的图像

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理至少一个活体的图像的方法，该方法包括：

- 获得在相继时间点拍摄的数字图像的序列；

- 选择包括多个图像点的至少一个测量区域；以及

- 为每个测量区域获得信号，该信号至少代表在至少多个图像点处的像素值组合随时间变化的值中的变化，以用于确定信号频谱中与周期性生理现象的频率相对应的至少一个峰的存在和频率值中的至少一个。

本发明也涉及一种用于处理至少一个活体的图像的系统，该系统包括：

- 用于获得数据的接口，该数据代表在相继时间点处拍摄的数字图像的序列；以及

- 图像数据处理系统，配置成

- 选择包括多个图像点的至少一个测量区域；以及

- 为每个测量区域获得信号，该信号至少代表在至少多个图像点处的像素值组合随时间变化的值中的变化，以用于确定信号频谱中与周期性生理现象的频率相对应的至少一个峰的存在和频率值中的至少一个。

本发明也涉及一种计算机程序。

背景技术

Verkruysse等人的Remote plethysmographic imaging using ambient light（Optics Express, 16 (26),2008年12月22日, 第21434-21445页）示范了可以利用正常环境光为光源并且利用处于影片模式下的简易数字消费者级的光学相机在人脸上远程测量光学体积描记信号。在将相机设置于影片模式之后，要求志愿者就坐、站立或者躺下以最小化任何移动。彩色影片由相机保存并且传送到个人计算机。针对每个影片帧读取红色、绿色和蓝色通道的像素值从而提供PV(x,y,t)的集合，其中x和y分别是水平和垂直位置并且t是与帧速率对应的时间。使用图形用户界面，在定格画面（选自于影片）中选择感兴趣区域（ROI）并且将原始信号PV_raw(t)计算为ROI中的所有像素值的平均值。执行快速傅里叶变换以确定功率和相位谱。陈述了对ROI的选择对于心率确定而言并不关键。也陈述了通过对志愿者的改进定位、用于横向同步帧的软件和用于减少阴影伪影的更均匀照明，可解决由于移动伪影而对光学体积描记图像的空间分辨率的限制。

该已知方法的问题在于它使用监督者以选择他知道的、与活人对应的图像部分的ROI。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仅需很少或者无需人为监督以便提供良好结果的、上文在开篇段落中提到类型的方法、系统和计算机程序。

这一目的通过根据本发明的方法来实现，该方法包括：

- 获得在相继时间点拍摄的数字图像的序列；

- 选择包括多个图像点的至少一个测量区域；以及

- 为每个测量区域获得信号，该信号至少代表在至少多个图像点处的像素值组合随时间变化的值中的变化，以用于确定信号频谱中与周期性生理现象的频率相对应的至少一个峰的存在和频率值中的至少一个。选择至少一个测量区域的步骤包括：分析基于至少一个图像中的多个图像部分的像素数据的信息，每个图像部分包括至少一个图像点；以及从确定为具有相似特征的邻接部分中选择每个测量区域。

因为可以群集被确定为具有相似特征的那些部分，所以可以自动进行对基于至少一个图像中的多个图像部分的像素数据的信息的分析，其中每个图像部分包括至少一个图像点。因此，该方法适合于无监督地执行。选择被确定为具有相似特征的邻接部分导致对具有均匀特征的图像区域的确定。如果这些特征根据在空间域中的分析是相似的，则可以更好地选择将形成测量区域的均匀区域。即使与测量区域相对应的身体部分未在整个图像序列内准确保持就位，测量区域中的像素强度也不会由于这样的位置变化而有可察觉到的变化。这提高了与在至少多个图像点处的像素值组合随时间变化的值相对应的信号的频谱质量，从而可以进行对与心率或者呼吸速率相对应的信号峰的可靠标识。该效果不依赖于具体照明条件，从而使该方法对于远程感测应用而言更稳健和更适合。通过使用代表在至少多个图像点处的像素值组合随时间变化的值的频谱的至少部分的数据，可以消除大量噪声。这允许使用通过捕获从活性对象反射的光而获得的图像。这样的图像可以用相对廉价的相机或者传感器阵列来获得。相比较而言，如果要单独地确定每个像素的频谱、然后群集峰值，则将必须使用通过很灵敏的成像设备（例如无源热成像设备）来获得的图像。

该方法的一实施例包括对数字图像序列中的至少一个图像上执行图像分割以选择用于选择步骤中所包括的分析的像素数据。