[发明专利]至少表示基于像素值的值的变化的时变信号的形成

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成至少表示基于来自图像序列的像素值的值的变化的时变信号的方法和系统。该发明还涉及一种计算机程序。

背景技术

US2009/0141124 A1涉及一种基于红外线视频的生命信号测量的系统和方法，其使用主体校准、信号增强和谐波分析。在该方法中，首先执行轮廓分割（segmentation）以定位将要测量的血管。然后，相同的分割参数集合被用在所有帧中以对对应的区域进行分割。之后，基于每个帧中分割的位置和尺度通过校准在帧上所选择的区域中的所有像素来执行运动补偿。在轮廓分割和动作补偿之后，执行空间滤波以移除与心跳不相关的噪声，并且之后执行非线性滤波以处理对应于每个校准的像素序列的时间信号。然后每个像素的信号频谱被馈入用于异常值移除的聚类算法。然后在最大簇中的像素被使用以选择优势频率，并且优势频率的中值频率被作为脉冲频率而输出。

已知方法的问题是当片段（segment）的校准没有被足够精确地执行时，异常值移除不能很好地起作用。在某些情况中，特别是在对应像素之间的差别位于像素值的量化误差处或者之下的情况时，校准是不够精确的。

发明内容

期望的是提供一种上述类型的方法、系统和计算机程序，其允许获得更精确的时变信号以在频谱分析中使用，例如从而从视频图像序列中确定生物统计参数的值。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种根据本发明形成至少表示基于像素值的值的变化的时变信号的方法，其包括：

获取图像序列；

通过从定义间隔的至少两个图像的每个中选择至少一个像素值的子集以形成关联子集的组，从而形成像素值的子集的多个组，

其中，对于只具有来自相同图像的子集的任意配对的组，来自多于一个图像的子集是不同的；和

根据至少一个选择标准选择子集的组以形成信号，

其中所选择的子集的组覆盖不同的间隔，其短于序列的长度。

由于来自至少两个图像的每个的像素值的子集的组被选择，有可能建立差别，其都被要求频谱分析。因此，通过该方法获取的信号将至少表示在图像的至少特定部分中的颜色和/或亮度的变化。然后，这个信号能够被用于确定在图像的该特定部分中表示的个体的心率或呼吸率。通过分开执行选择步骤以覆盖信号的不同间隔，对于不同的间隔能够使用不同的相应子集的对。例如，如果从第一图像中选择了第一子集并从第二图像中选择了相应子集，则该对能够被使用在信号中。对于信号的下一个间隔，对应于例如下一对图像，能够选择相应子集的对，其与来自第一图像的第一子集不对应。只有小的信号变化对于确定要被量化的周期性现象的值（例如，在图像序列中表示的个人的诸如心率或呼吸率的生物统计参数）是相关的。该方法基于这样的实现，其中与第一图像中像素的特定子集对应的区域不必贯穿整个图像序列被追踪以形成在确定表征周期性现象的值中使用的信号。相反，对于不同的间隔选择合适的组，其被融合以形成比任何组都长的信号。因此该方法与贯穿图像序列跟踪感兴趣的单个区域的方法的区别在于，对于只具有来自相同图像的子集的任意配对的组，来自多于一个图像的子集是不同的。

在实施例中，通过至少在基于获取的图像的多个图像的每个的至少区域上放置栅格以获取像素值的时空体积(spatio-temporal volume)而形成组，每个时空体积包括在由栅格限定的相应空间孔径（aperture）中的每个图像的像素值。

效果是不需要在多个图像的每个中搜索类似的子集。由两个或更多图像中相应位置处的子集简单地形成了组。

这个实施例的变形包括，对于每个组，分析由空间孔径确定的像素值的至少一个子集，以确定其是否表示某种类型的表面的一部分。

特别地，像素的一个或多个子集能够被分析以确定它们是否具有指示它们表示生物、更特别地是人类的裸露皮肤的部分区域的特征。在光体积描记术方法的环境中正使用该方法的情况下，该实施例是有用的。其帮助确保在该环境中时变信号表示由于脉动血流而产生的反射的变化。

在该方法的实施例中，至少基于获取的图像序列，通过获取来自图像序列的像素值的时空体积而形成组，每个体积包括在来自序列的间隔中每个图像的空间孔径中的像素值，该方法包括对于在序列的不同间隔上定义的组，使用不同的孔径。