Обнаружение сигнала со сниженным искажением

Обнаружение сигнала со сниженным искажением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для извлечения информации из сигналов характеристик, где сигналы характеристик встраиваются в поток данных, извлекаемый из электромагнитного излучения, в частности, где поток данных содержит непрерывный или дискретный, контролируемый по времени сигнал характеристики, где сигнал характеристики содержит по меньшей мере две основные составляющие, ассоциированные с пространством сигналов, причем пространство сигналов содержит дополняющие каналы для представления сигнала характеристики, причем основные составляющие сигнала характеристики связаны с соответствующими дополняющими каналами пространства сигналов. Изобретение дополнительно рассматривает обнаружение сигнала со сниженным искажением.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

WO 2011/021128 A2 раскрывает способ и систему для анализа изображений, включающие в себя:

- получение последовательности изображений;

- выполнение видеоанализа по меньшей мере одного из последовательности изображений, чтобы получить данные для классификации состояния субъекта, представленного на изображениях;

- определение по меньшей мере одного значения физиологического параметра живого существа, представленного по меньшей мере на некотором из последовательности изображений, где по меньшей мере одно значение физиологического параметра определяется посредством анализа данных изображений из той же последовательности изображений, из которой взято по меньшей мере одно изображение, которое подвергается видеоанализу; и

- классификацию состояния субъекта с использованием данных, полученных с помощью видеоанализа, и по меньшей мере одного значения физиологического параметра.

Документ дополнительно раскрывает несколько уточнений способа и системы. Например, предусмотрено использование фотоплетизмографического дистанционного (PPG) анализа. Вообще, в области обработки изображений сделаны большие успехи в том, что стали возможными глубокие анализы записанных данных. В этом смысле можно было бы предусмотреть извлечение информации из записанных данных некоторым образом, чтобы сделать возможным подробные выводы касательно физического состояния или даже здоровья наблюдаемого индивидуума.

WO 2011/042858 A1 раскрывает еще один способ и систему, направленные на обработку сигнала, включающего в себя по меньшей мере составляющую, представляющую периодическое явление в живом существе. Дополнительные базовые подходы к дистанционной фотоплетизмографии описываются в работе Verkruysse, W. и др. (2008), ″Remote plethysmographic imaging using ambient light″ в Optics Express, Optical Society of America, Washington, D.C., USA, том 16, № 26, стр. 21434-21445.

Однако записанные данные, например, зарегистрированное отраженное или выпущенное электромагнитное излучение, главным образом записанные кадры изображения, всегда помимо нужного сигнала, который необходимо извлечь из них, содержат дополнительные составляющие сигнала, получающиеся из общих возмущений, например, шума из-за меняющихся условий освещенности или перемещения наблюдаемых объектов. Поэтому подробное точное извлечение нужных сигналов по-прежнему создает значительные проблемы для обработки таких данных.

Хотя сделаны значительные успехи в области производительности вычислений, по-прежнему имеется проблема в обеспечении мгновенного распознавания изображений и обработки изображений, дающих возможность немедленного, так сказать, оперативного обнаружения нужных жизненно важных сигналов. Это относится, в частности, к приложениям для мобильных устройств, обычно не имеющим достаточной вычислительной мощности. Кроме того, в некоторых приложениях пропускная способность данных может ограничиваться.

Возможный подход к этой проблеме может быть направлен на предоставление хорошо подготовленных и стабильных условий окружающей среды при регистрации интересующего сигнала, в который включена нужная составляющая сигнала, чтобы минимизировать наложение возмущающих составляющих сигнала на этот сигнал. Однако такие лабораторные условия нельзя перенести на ежедневную эксплуатацию, так как для этого потребовались бы большие усилия и подготовительная работа.

В конечном счете обнаружение жизненно важных сигналов становится даже сложнее, когда амплитуды и/или номинальные значения возмущающих составляющих сигнала гораздо больше, чем амплитуды и/или номинальные значения нужных составляющих сигнала, которые будут извлечены. Теоретически, величина разницы между соответствующими составляющими может предполагаться содержащей даже несколько порядков. Это относится, в частности, к дистанционной PPG.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поэтому цель настоящего изобретения - предоставить систему и способ для извлечения информации из обнаруженных сигналов характеристик, предоставляющей дополнительные уточнения, облегчающие получение нужных сигналов с большей точностью.

Кроме того, было бы полезно предоставить устройство и способ, приспособленные для обеспечения извлечения нужных сигналов при довольно плохих условиях окружающей среды, например малом отношении сигнал-шум, изменяющихся условиях освещенности и/или равномерных или даже неравномерных перемещениях объекта, который будет наблюдаться. Еще было бы полезно предоставить устройство, приспособленное для меньшей восприимчивости к возмущениям, влияющим на зарегистрированные сигналы, которые будут обрабатываться и анализироваться.

В первом аспекте настоящего изобретения представляется система для извлечения информации из обнаруженных сигналов характеристик, причем система содержит:

- интерфейс для приема потока данных, извлекаемого из электромагнитного излучения, отраженного объектом, причем поток данных содержит непрерывный или дискретный контролируемый по времени сигнал характеристики, сигнал характеристики содержит по меньшей мере две основные составляющие, ассоциированные с пространством сигналов, причем пространство сигналов содержит дополняющие каналы для представления сигнала характеристики, причем основные составляющие сигнала характеристики связаны с соответствующими дополняющими каналами пространства сигналов,

- средство преобразования для отображения сигнала характеристики в заданное представление составляющей с учетом по существу линейной алгебраической модели состава сигнала, чтобы задать линейное алгебраическое уравнение, причем сигнал характеристики по меньшей мере по существу состоит из составляющей физиологического отражения и составляющей возмущающего отражения, где составляющая физиологического отражения содержит часть базового отражения, свойственную базовым физиологическим свойствам объекта, который должен находиться под наблюдением, и часть индикативного отражения, свойственную по меньшей мере одному, по меньшей мере частично периодическому жизненно важному сигналу,

- где часть базового отражения содержит индексный элемент базового отражения и коэффициент базового отражения,

- где часть индикативного отражения содержит индексный элемент индикативного отражения и зависящий от времени коэффициент индикативного отражения, причем коэффициент индикативного отражения является высокопоказательным по меньшей мере для одного, по меньшей мере частично периодического жизненно важного интересующего сигнала,

- где составляющая возмущающего отражения содержит индексный элемент возмущающего отражения и коэффициент возмущающего отражения,

- средство обработки для по меньшей мере частичного решения линейного алгебраического уравнения с учетом по меньшей мере приблизительной оценки ориентации индексного элемента базового отражения, индексного элемента индикативного отражения и индексного элемента возмущающего отражения, чтобы вывести выражение, высокопоказательное по меньшей мере для одного, по меньшей мере частично периодического жизненно важного сигнала, причем высокопоказательное выражение по меньшей мере содержит коэффициент индикативного отражения.

Условия с движением объекта и меняющимся освещением создают значительные проблемы для обнаружения сигнала, в частности, когда требуется мгновенное обнаружение сигнала. Например, обнаруженные изменения освещения могут быть вызваны движением объекта. Это имеет место, в частности, когда слежение за объектом подвергается ограничениям, например, временной задержке, или даже когда освещение является подходящим только в очень небольшой области. Кроме того, условия освещения могут ухудшаться из-за нестабильных источников освещения, например, меняющегося окружающего света. Это относится, в частности, к обнаружению сигнала на основе дистанционно зарегистрированных данных.

Настоящее изобретение основывается на понимании того, что сигналы характеристик можно разложить на части сигнала, свойственные нескольким явлениям. Учитывая эту взаимосвязь, извлечение сигнала можно улучшить в том, что могут применяться оценки касательно ориентации нескольких частей сигнала, чтобы упростить лежащую в основе проблему.

Другими словами, при ″отображении″ сигнала характеристики в заданное представление составляющей и ″разделении″ сигнала на индексные элементы (например, единичные векторы) и коэффициенты, представляющие соответствующие величины, сложный вопрос можно перенести на некое выражение, содержащее упрощенные подвопросы. Поэтому обработку данных можно сосредоточить на этих подвопросах. Предположения и оценки могут быть направлены на подвопросы и могут, по меньшей мере частично, вносить вклад в рассмотрение сложного вопроса. В частности, можно в некоторой степени оценить ориентацию составляющей возмущающего отражения. Следовательно, можно по меньшей мере частично компенсировать составляющую возмущающего отражения в сигнале характеристики. Таким образом можно повысить отношение сигнал-шум. Таким образом, можно упростить идущий далее анализ сигналов даже при довольно трудных условиях.

Поток данных может содержать последовательность данных, например последовательность кадров изображения, содержащих цветовую информацию, например RGB-изображения. Кадры изображения могут представлять интересующий объект и дополнительные элементы. В основном дополнительные элементы не показательны для нужных сигналов, которые будут извлечены из потока данных. В этой связи можно представить, что сигнал характеристики содержит три (например, R, G и B) или даже больше основных составляющих.

Существует несколько вариантов осуществления средства преобразования и средства обработки. В первом, довольно простом варианте осуществления средство преобразования и средство обработки реализуются блоком обработки, в частности, блоком обработки персонального компьютера или мобильного устройства, который управляется соответствующими логическими командами. Такой блок обработки также может содержать подходящие интерфейсы ввода и вывода.

Однако в альтернативном варианте каждое из средства преобразования и средства обработки можно реализовать отдельным блоком обработки, управляемым соответствующими командами. Поэтому каждый соответствующий блок обработки можно приспособить для специального назначения. Следовательно, может применяться распределение задач, где отдельные задачи обрабатываются, например, исполняются на одном процессоре многопроцессорного блока обработки, либо, снова ссылаясь на персональный компьютер, связанные с обработкой изображений задачи выполняются на процессоре изображений, тогда как остальные оперативные задачи выполняются на центральном блоке обработки.

Совершенно очевидно, что дополнительные меры по оптимизации сигналов могут применяться к потоку данных, содержащему сигналы характеристик. Эти меры могут содержать компенсацию движения, обнаружение образов, например обнаружение лица, или меры по нормализации. Нормализация может представить составляющие сигнала по меньшей мере частично независимыми от общих возмущений. В этой ситуации напомним, что при обычном условии интересующие сигналы довольно слабые по сравнению с непоказательными возмущениями. Кроме того, предшествующие и/или последующие фильтры могут использоваться, чтобы ослабить потенциально непоказательные части потока данных.

В соответствии с дополнительным аспектом устройства по меньшей мере один, по меньшей мере частично периодический жизненно важный сигнал выбирается из группы, состоящей из частоты сердечных сокращений, сердечного сокращения, частоты дыхания, вариабельности частоты сердечных сокращений, волн Траубе-Геринга-Мейера и насыщения кислородом, и где пространство сигналов является аддитивным или субтрактивным пространством цветовых сигналов, где по меньшей мере две основные составляющие представляют соответствующие отдельные цветовые составляющие, указанные дополняющими каналами, где дополняющие каналы относятся к заданным спектральным частям.

Преимущественно, что по меньшей мере некоторые из этих жизненно важных сигналов можно преобразовывать друг в друга. Небольшие пульсации или колебания сигналов характеристик можно анализировать и интерпретировать, чтобы прийти к обнаружению нужных жизненно важных сигналов. Кроме того, подразумевается, что обычно нужный жизненно важный сигнал (сигналы) можно вывести прямо или косвенно по меньшей мере из одного, по меньшей мере частично периодического сигнала, который демонстрирует интересующий объект. Совершенно очевидно, что устройство и способ из изобретения можно объединить с дополнительными мерами по обнаружению и анализу, чтобы дополнительно улучшить извлечение сигнала.

Например, может применяться пространство RGB-сигналов. Альтернативные пространства сигналов могут содержать или выводиться из сигналов YUV, CIE XYZ, HSV, HSL, sRGB и xvYCC. Также могут использоваться их производные. Следует отметить, что в основном линейные RGB-сигналы могут использоваться для обнаружения нужного сигнала. Поэтому нелинейные пространства сигналов (например, сигналы с гамма-коррекцией) можно преобразовать соответствующим образом. Можно еще предусмотреть объединение нескольких отдельных пространств сигналов, по меньшей мере частично, чтобы предоставить более широкую спектральную основу для необходимых анализирующих процессов. Например, с тем же успехом могут применяться так называемые RGBY-сигналы. В пространстве RGBY-сигналов, в дополнение к красному, зеленому и синему, сигналы желтого также могут нести цветовую информацию.

Если входной поток данных имеет отношение к субтрактивной цветовой модели, например CMYK, то данные могут передаваться соответствующим образом, чтобы прийти к аддитивному пространству сигналов.

Дополнительные спектральные составляющие могут использоваться для извлечения нужного жизненно важного сигнала (сигналов) из потока данных. В этой связи также могут применяться составляющие инфракрасного излучения. Например, отношение между сигналом красного и инфракрасным сигналом может быть высокопоказательным для нужных сигналов. Также инфракрасное излучение может подвергаться зеркальному отражению. Также можно представить добавление инфракрасных сигналов в пространство RGB-сигналов.

В соответствии с еще одним аспектом устройство содержит средство извлечения для извлечения жизненно важного сигнала из вычисленного высокопоказательного выражения, и предпочтительно, чтобы жизненно важный сигнал извлекался с учетом коэффициента индикативного отражения или отношения коэффициента индикативного отражения и коэффициента базового отражения.

Например, коэффициент индикативного отражения можно разделить на коэффициент базового отражения или среднее коэффициента базового отражения. Таким образом можно добиться подходящей нормализации интенсивности. Следовательно, нужный сигнал может стать сглаженным, что могло бы считаться желательным для дальнейших мер по обработке сигналов.

В соответствии с другим преимущественным вариантом осуществления устройства часть базового отражения является по меньшей мере высокопоказательной для среднего цвета ткани, который демонстрирует интересующий объект, где часть индикативного отражения является по меньшей мере высокопоказательной по меньшей мере для частично периодической пульсации цвета ткани интересующего объекта, и где составляющая возмущающего отражения является по меньшей мере высокопоказательной для возмущающего зеркального отражения.

Например, значительную часть связанных с освещением возмущений можно объяснить зеркальным отражением. Зеркальное отражение является ″идеальным″ отражением падающего излучения на границе раздела. В основном, падающий луч соответствует отраженному лучу. Угол отражения равен углу падения. Другими словами, зеркальное отражение подразумевает зеркально подобное отражение на поверхностях и границах раздела. Кроме того, отраженный луч является высокопоказательным для источника электромагнитного излучения, а именно источника освещения. Эта взаимосвязь может использоваться для создания и решения линейного алгебраического уравнения, представляющего модель состава сигнала характеристики.

Подразумевается, что преимущественно диффузное отражение предоставляет нужные жизненно важные сигналы. Диффузное отражение большей частью содержит отражение тела, а не отражение границы раздела. Например, на отражение тела влияют небольшие изменения цвета интересующей области тела. Изменения цвета могут вызываться, среди прочего, сосудистой пульсацией вследствие кровообращения. Из этого можно вывести нужные жизненно важные сигналы. Кроме того, падающее излучение может в некоторой степени поглощаться. Однако обнаруживаемые отраженные сигналы, скорее всего, содержат часть возмущающего зеркального отражения. Зеркальное отражение в основном ″зеркально отображает″ падающее излучение без влияния свойств объекта, наличествующих за границей раздела, например верхней стороной кожи. В особенности потеющие области кожи и жирные или сальные области кожи очень восприимчивы к зеркальным отражениям. В некоторых обстоятельствах, например спортивные упражнения, тренировки, тяжелая физическая работа или даже заболевание, большая часть электромагнитного излучения, отраженного объектом, может относиться к зеркальному отражению. Таким образом, сигнал характеристики может предполагаться имеющим плохое, то есть умеренно небольшое отношение сигнал-шум.

В соответствии с еще одним аспектом устройства оцененный индексный элемент индикативного отражения получается с учетом выражения, содержащего оценку индексного элемента базового отражения, и нормализованного выражения заранее заданного типового индексного элемента индикативного отражения.

Начальная или скользящая оценка примерного индексного элемента индикативного отражения, объединенная с соответствующей нормализацией, чтобы избежать зависимых от типа кожи влияний, может считаться подходящим подходом к решению линейного алгебраического уравнения, созданного средством преобразования.

Нужно понимать, что заранее заданный типовой индексный элемент индикативного отражения, полученный во время типовых измерений, может дать возможность определения дополнительных индексных элементов индикативного отражения у объектов, которые будут наблюдаться, когда определяется соответствующий индексный элемент базового отражения. В основном индексный элемент базового отражения может использоваться для нужной оценки индексного элемента индикативного отражения. Нормализация, примененная к типовому индексному элементу индикативного отражения, может быть направлена на ослабление зависимых от типа кожи влияний, по меньшей мере до некоторой степени. Следовательно, нормализованный (независимый от типа кожи) индексный элемент индикативного отражения можно объединить с индексным элементом базового отражения, чтобы ″заменить″ настоящий индексный элемент индикативного отражения.

В соответствии с полезным альтернативным подходом оцененный индексный элемент индикативного отражения считается ортогональным плоскости сигнала, образованной индексным элементом базового отражения и индексным элементом возмущающего отражения, где оцененный индексный элемент возмущающего отражения по меньшей мере в основном совпадает с индексным элементом яркости, указывающим характеристики источника электромагнитного излучения, воздействующего на интересующий объект.

Как упоминалось выше, зеркальное отражение в основном ″зеркально отображает″ падающее излучение. Следовательно, индексный элемент возмущающего отражения может считаться демонстрирующим цвет источника излучения, излучающего отраженное излучение. Обычно источником излучения излучается по существу белый свет. В результате для зеркального отражения зеркально отраженное излучение, обнаруженное датчиком, также демонстрирует белое излучение (свет). При сборе основных составляющих индикативного шаблона, чтобы прийти к сигналам характеристик, связанная с зеркальным отражением составляющая возмущающего отражения в основном вызывает ″смещение сигнала″, совпадающее с индексным элементом возмущающего отражения. Длина (или величина) смещения сигнала может относиться к доле индикативного шаблона, подвергнутой зеркальному отражению. Для белого света индексный элемент возмущающего отражения может считаться параллельным диагональному вектору, пересекающему пространство сигналов, причем диагональный вектор представляет характеристику источника излучения. Если применяется (унитарное) пространство RGB-сигналов, то диагональный вектор в основном начинается в точке черного, например (0,0,0), и заканчивается точке белого, например (1,1,1), в пространстве сигналов. Поэтому индексный элемент возмущающего отражения можно представить вектором (1,1,1). Совершенно очевидно, что нормализация (длины) может применяться к соответствующему вектору, поскольку индексный элемент возмущающего отражения указывает направление (то есть пространственную ориентацию), а не отдельное выражение значения, содержащее информацию о длине.

Если весь собранный шаблон подвергается зеркальному отражению, то сигнал характеристики по существу соответствует составляющей возмущающего отражения, которая может считаться равной диагональному вектору. Если наблюдаемый шаблон только частично затронут зеркальным отражением, то сигнал характеристики частично состоит из составляющей возмущающего отражения, которая может считаться параллельной диагональному вектору, но соответственно короче его.

Следует понимать, что ″диагональный вектор″ можно приспособить соответствующим образом, если применяется не белый свет.

Дополнительное предположение, что оцененный индексный элемент индикативного отражения может считаться ортогональным плоскости, образованной индексным элементом базового отражения и индексным элементом возмущающего отражения, является адекватным допущением, поскольку колебания нужного жизненно важного сигнала в сигнале можно предположить не параллельными ни индексному элементу базового отражения, ни индексному элементу возмущающего отражения. Другими словами, допущение того, что индексный элемент индикативного отражения может считаться (нормализованным) векторным произведением индексного элемента базового отражения и индексного элемента возмущающего отражения, является полезным подходом, если нормализованное выражение (заранее заданного) типового индексного элемента индикативного отражения нельзя определить заранее.

В соответствии с еще одним дополнительным аспектом оцененный индексный элемент базового отражения выводится из собранных основных составляющих сигнала характеристики индикативной области интересующего объекта, где оцененный индексный элемент возмущающего отражения по меньшей мере в основном совпадает с индексным элементом яркости, указывающим характеристики источника электромагнитного излучения, воздействующего на интересующий объект, и предпочтительно, чтобы устройство дополнительно приспосабливалось для применения начального определения индексного элемента базового отражения при наблюдении интересующего объекта.

Например, можно наблюдать лицевую часть интересующего объекта. При слежении за лицевой частью может применяться нормализация, чтобы суммировать одиночные значения (пикселей) соответствующего шаблона (пикселей), покрывающего лицевую часть. Следовательно, сигнал характеристики может содержать одно собранное значение. Сигнал характеристики можно нормализовать таким образом по движению объекта и/или меняющемуся освещению.

В соответствии с полезной разновидностью этого варианта осуществления оцененный индексный элемент индикативного отражения считается по меньшей мере по существу ортогональным индексному элементу базового отражения и по меньшей мере по существу ортогональным индексному элементу возмущающего отражения.

В соответствии с еще одним дополнительным вариантом осуществления логарифмическое представление сигнала применяется к заданному представлению составляющей, и предпочтительно, чтобы предполагаемое отношение между коэффициентом базового отражения и коэффициентом возмущающего отражения учитывалось для определения коэффициента индикативного отражения.

Этот вариант осуществления может быть особенно удобным также при использовании пространств сигналов, содержащих логарифмические шкалы. Например, пространство logRGB-сигналов может применяться для представления сигналов характеристик. Вообще, логарифмическое представление данных может справиться с предполагаемыми плохими отношениями сигнал-шум путем уменьшения представления широкомасштабных значений до меньших масштабов. Кроме того, логарифмы могут упростить вычисление данных, поскольку сложные вычисления можно заменить или по меньшей мере приблизительно заменить упрощенными вычислительными операциями с логарифмическими значениями. Кроме того, логарифмическое представление данных допускает еще более упрощенные представления, например, ряд Тейлора. Поэтому, например, для обработки данных, в основном опирающейся на отношение двух отдельных значений, это отношение можно перенести на логарифмическое представление, которое можно перенести на (приближенный) ряд Тейлора. Следовательно, термин ″деление″ можно легко заменить термином ″разность″.

В соответствии с разновидностью этого варианта осуществления замена базиса применяется к заданному представлению составляющей, чтобы гарантировать, что среднее значение коэффициента индикативного отражения больше нуля, где жизненно важный сигнал можно вывести из преобразованного представления коэффициента индикативного отражения.

В соответствии с другим аспектом изобретения обработка данных дополнительно содержит нормализацию сигнала характеристики с учетом индексного элемента базового отражения.

В соответствии с дополнительным аспектом изобретения индексный элемент возмущающего отражения получается с учетом выражения, содержащего заранее заданное нормализованное значение индексного элемента базового отражения, полученное с учетом предполагаемой стандартной ориентации индексного элемента яркости, указывающего характеристики источника электромагнитного излучения, воздействующего на интересующий объект.

В этой связи следует понимать, что в некоторых случаях может рассматриваться оцененный (общий) индексный элемент базового отражения. Например, когда источник излучения в основном излучает белый свет, индексный элемент базового отражения может оцениваться как независимый от типа кожи интересующего объекта, по меньшей мере до некоторой степени. Учитывая эту оценку, фактический индексный элемент базового отражения можно заменить оцененным индексным элементом базового отражения для дальнейшей обработки.

В соответствии с дополнительной полезной разновидностью устройство дополнительно содержит средство буферизации для буферизации сигнала характеристики и результирующего представления коэффициента базового отражения, коэффициента индикативного отражения и коэффициента возмущающего отражения на заданный период, где средство обработки дополнительно приспособлено для применения преобразования Фурье к буферизованному коэффициенту индикативного отражения, чтобы определить его доминантные частотные составляющие, где коэффициент базового отражения, коэффициент индикативного отражения и коэффициент возмущающего отражения переносятся в преобразованное представление сигнала, содержащее скалярные произведения соответствующих коэффициентов, где индексный элемент индикативного отражения определяется с учетом преобразованного представления сигнала.

Коэффициент индикативного отражения таким образом можно оценить на приемлемость для дальнейшей обработки сигналов. В основном, когда преобразование Фурье буферизованного коэффициента индикативного отражения показывает четкий максимум сигнала, связанный с соответствующей частотой, к коэффициенту индикативного отражения может применяться дальнейшая обработка. В этой связи можно было бы предусмотреть применение некой пороговой величины к отношению наибольшего максимума сигнала и дальнейших максимумов сигнала. Таким образом может определяться доминантная частота.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения представляется способ для извлечения информации из обнаруженных сигналов характеристик, содержащий этапы:

- приема потока данных, извлекаемого из электромагнитного излучения, отраженного объектом, причем поток данных содержит непрерывный или дискретный контролируемый по времени сигнал характеристики, сигнал характеристики содержит по меньшей мере две основные составляющие, ассоциированные с пространством сигналов, причем пространство сигналов содержит дополняющие каналы для представления сигнала характеристики, причем основные составляющие сигнала характеристики связаны с соответствующими дополняющими каналами пространства сигналов,

- отображения сигнала характеристики в заданное представление составляющей с учетом по существу линейной алгебраической модели состава сигнала, чтобы задать линейное алгебраическое уравнение, причем сигнал характеристики по меньшей мере в основном состоит из составляющей физиологического отражения и составляющей возмущающего отражения, где составляющая физиологического отражения содержит часть базового отражения, свойственную базовым физиологическим свойствам объекта, который должен находиться под наблюдением, и часть индикативного отражения, свойственную по меньшей мере одному, по меньшей мере частично периодическому жизненно важному сигналу,

- где часть базового отражения содержит индексный элемент базового отражения и коэффициент базового отражения,

- где часть индикативного отражения содержит индексный элемент индикативного отражения и зависящий от времени коэффициент индикативного отражения, причем коэффициент индикативного отражения является высокопоказательным по меньшей мере для одного, по меньшей мере частично периодического жизненно важного интересующего сигнала,

- где составляющая возмущающего отражения содержит индексный элемент возмущающего отражения и коэффициент возмущающего отражения,

- частичного решения линейного алгебраического уравнения с учетом по меньшей мере приблизительной оценки ориентации индексного элемента базового отражения, индексного элемента индикативного отражения и индексного элемента возмущающего отражения, чтобы вывести выражение, высокопоказательное по меньшей мере для одного, по меньшей мере частично периодического жизненно важного сигнала, причем высокопоказательное выражение по меньшей мере содержит коэффициент индикативного отражения.

Преимущественно, что способ может выполняться с использованием устройства из изобретения для извлечения информации.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения представляется компьютерная программа, причем компьютерная программа содержит средство программного кода для побуждения компьютера выполнить этапы способа из изобретения для извлечения информации, когда упомянутая компьютерная программа выполняется на компьютере.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения задаются в зависимых пунктах формулы изобретения. Нужно понимать, что заявленный способ содержит сходные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, как и заявленное устройство, как задано в зависимых пунктах формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидными и разъясненными со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже. На следующих чертежах

Фиг. 1 показывает схематическую иллюстрацию общей схемы устройства, в котором может использоваться настоящее изобретение,

Фиг. 2 показывает схематическую иллюстрацию модели отражательной способности, использующей подход с отражением тела и отражением границы раздела,

Фиг. 3 показывает дополнительную типовую схематическую иллюстрацию модели отражательной способности,

Фиг. 4a показывает типовую схематическую иллюстрацию пространства сигналов, содержащего индексный элемент, представляющий сигнал характеристики,

Фиг. 4b показывает дополнительную типовую упрощенную схематическую иллюстрацию пространства сигналов с целью объяснения, и

Фиг. 5 показывает схематическую иллюстрацию системы, содержащей преобразование сигналов и обработку сигналов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 показывает схематическую иллюстрацию устройства для извлечения информации, которое обозначается позиционным обозначением 10. Например, устройство 10 может использоваться для записи или обработки кадров изображения, представляющих удаленный объект 12 для наблюдения с помощью дистанционной PPG. Кадры изображения можно вывести из электромагнитного излучения 14, отраженного объектом 12. Объект 12 может быть человеком либо животным или, в общем, живым существом. Кроме того, объект 12 может быть частью человека, высокопоказательной для нужного сигнала, например, лицевой частью или, в общем, кожной частью.

На объект 12 может воздействовать источник излучения, например солнечный свет 16a или источник 16b искусственного излучения, а также сочетание нескольких источников излучения. Источник 16a, 16b излучения в основном испускает падающее излучение 18a, 18b, проникающее в объект 12. Для извлечения информации из записанных данных, например последовательности кадров изображения, заданная часть объекта 12 может обнаруживаться датчиком 24. Датчик 24 может быть реализован, в качестве примера, с помощью камеры, приспособленной для регистрации информации, принадлежащей по меньшей мере спектральной составляющей электромагнитного излучения 14. Совершенно очевидно, что устройство 10 также может быть приспособлено для обработки входных сигналов, а именно входного потока данных, уже записанного заранее и, тем временем, сохраненного или буферизованного. Как указано выше, электромагнитное излучение 14 может содержать непрерывный или дискретный сигнал характеристики, который может быть высокопоказательным по меньшей мере для одного, по меньшей мере частично периодического жизненно важного сигнала 20. Сигнал характеристики может быть воплощен во (входном) потоке 26 данных. Для регистрации данных потенциально показательная часть объекта 12 может маскироваться с помощью шаблона 22 пикселей. При сборе соответствующих одиночных значений пикселей у аддитивных составляющих можно вывести среднее значение пикселя из шаблона 22 пикселей. Таким образом, обнаруженные сигналы можно нормализовать и в какой-то степени компенсировать нежелательное движение объекта. Среднее значение пикселя можно представить с помощью сигнала характеристики. Ниже зарегистрированный поток 26 данных может считаться представлением некой интересующей области объекта 12, которая может охватывать одиночный пи