[发明专利]失真减小的信号检测

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从特性信号中提取信息的设备和方法，其中特性信号嵌入到可从电磁辐射导出的数据流中，尤其是其中数据流包括连续或离散特性信号，该特性信号包括生理信息和干扰信号部分，该生理信息表示感兴趣目标的至少一个至少部分周期性的重要信号，该干扰信号部分表示目标运动部分和/或非指示性反射部分中的至少一个。本发明进一步解决了失真减小的信号检测。

背景技术

WO 2011/021128 A2公开了一种用于图像分析的方法和系统，包括：

- 获得图像序列；

- 对图像序列的至少一幅图像执行基于视觉的分析以便获得用于对图像中表示的对象的状态分类的数据；

- 确定图像序列的至少一些图像中表示的生物的生理参数的至少一个值，其中生理参数的所述至少一个值通过分析来自相同的图像序列的图像数据而确定，对其执行了基于视觉的分析的所述至少一幅图像取自该相同的图像序列；以及

- 使用利用基于视觉的分析获得的数据以及生理参数的所述至少一个值对对象的状态分类。

该文件进一步公开了所述方法和系统的几个改进。例如，设想了远程光学体积描记术（PPG）分析的使用。一般而言，在图像处理领域中，取得的巨大进步之处在于，允许实现记录的数据的深刻分析。在该上下文下，可以设想的是以某种方式从记录的数据中提取信息以便允许实现关于观察的生命个体的身体条件或者甚至幸福感的详细结论。

WO 2011/042858 A1公开了解决处理至少包括表示生物中的周期性现象的分量的信号的另一方法和系统。Verkruysse, W. et al (2008), "Remote plethysmographic imaging using ambient light" in Optics Express, Optical Society of America, Washington, D.C., USA, vol. 16, no. 26, pp. 21434-21445中描述了附加的远程光学体积描记术的基本方法。

Ming-Zher Poh et. Al.: “Non-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source separation”, Opt. Express, vol. 18, no. 10, 2010年5月7日, 第10762页至第10774页公开了另一种方法，该方法使用盲源分离处理RGB信号，接着进行功率谱分析以便选择最可能表示要提取的生命体征的独立分量。

然而，诸如捕获的反射或发射的电磁辐射之类的记录的数据，尤其是记录的图像帧，除了要从中提取的希望的信号之外，总是包括从总体干扰，举例而言例如由于变化的亮度条件或者观察的目标的运动而引起的噪声中导出的另外的信号分量。因此，希望的信号的详细精确的提取对于这样的数据的处理而言仍然带来重大的挑战。

尽管已经在计算性能领域做出了相当大的进步，但是提供允许希望的重要信号的立刻（可以说在线）检测的即时图像识别和图像处理仍然是一种挑战。这尤其适用于通常缺乏足够的计算能力的移动设备应用。此外，数据传输能力在若干应用中可能是受限制的。

这种挑战的一种可能的方法可能涉及在捕获其中嵌入了希望的信号分量的感兴趣信号时提供精心准备且稳定的环境条件以便最小化叠加在信号上的干扰信号分量。然而，这样的实验室条件不能转移到日常生活领域的应用，因为为此需要高的努力和准备工作。

毕竟，当干扰信号分量的幅度和/或标称值比要提取的希望的信号分量的幅度和/或标称值大得多时，使得重要信号检测甚至更加困难。潜在地，相应分量之间的差值的幅值可以被期望是甚至包括几个量级。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于从检测的特性信号中提取信息的系统和方法，从而提供促进以更高的精度获得希望的信号的进一步的改进。

此外，可能有利的是提供一种甚至适于在相当差的环境条件下允许提取希望的信号的设备和方法，所述环境条件例如小的信噪比、变化的亮度条件和/或要观察的目标的稳定或者甚至不稳定的移动。可能进一步有利的是提供一种适于不那么易受扰乱要处理和分析的所捕获信号的干扰的影响的设备。

在本发明的第一方面中，提出了一种用于从检测的特性信号中提取信息的系统，该系统包括：