用于获得第一信号进行分析以便表征该第一信号的至少一个周期性分量的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种促进获得第一信号（42；50a-n）进行分析以便表征该第一信号的至少一个周期性分量的方法，所述方法包括：获得代表所捕获的电磁辐射的强度的至少两个第二信号（18-20），其中每一个第二信号与相应的不同辐射频率范围相对应。第一信号（42；50a-n）至少可以从通过对第二信号（18-20；55-57）应用变换（22，26，30）而获得的输出信号（31）导出，从而使得输出信号（31）的任何值是基于来自对应时间点处的每一个相应的第二信号（18-20；55-57）的值。所述方法还包括在捕获对应于第二信号（18-20；55-57）的信号以及应用变换（22，26，30）时，通过以下措施的至少其中之一获得决定相应的第二信号（18-20；55-57）的至少一些分量对输出信号（31）的影响的至少一个变量的至少一个值：（i）分析第二信号（18-20；55-57）、通过对第二信号（18-20）应用变换（22，26，30）获得的输出信号（31）以及从输出信号（31）导出的第一信号（42；50a-n）中的至少一个，并且利用所述分析来选择与相应的其中一个变量相对应的至少一个参数（54）的至少一个值；以及（ii）计算与相应的其中一个变量相对应的至少一个时变因数的值，其中每一个因数值基于至少一个第二信号值，以及在多个并行操作序列当中的至少一个操作序列内的一个操作中应用每一个因数，并且将与相应的其中一个第二信号（55-57）相对应的信号取作输入，其中所述操作序列包括至少一个所述操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种促进获得第一信号进行分析以便表征该第一信号的至少一个周期性分量的方法。本专利技术还涉及一种用于获得第一信号进行分析以便表征该第一信号的至少一个周期性分量的系统。本专利技术还涉及一种计算机程序。
技术介绍
其申请人与本申请相同的欧洲专利申请号09154493. 2之前被提交，并且在本申请的优先权日期之后被公布。其描述了一种被设置成处理图像序列的系统。所述系统实施该处理，以便基于图像的像素数据确定一个信号的频谱中的至少一个峰值的存在和频率值的至少其中之一，其中所述图像对应于某一种周期性生理现象的频率。对所述图像序列的至少其中之一执行图像分段算法。在所述图像序列当中跟踪被确定为对应于所期望类型的身体部分的一个或更多不同节段。对于每一个所选择和跟踪的节段，选择一个测量区。对于每一个测量区，生成代表对应于该测量区的像素的时变平均亮度的信号。所述亮度可以是各个颜色分量的加权和，或者仅仅是一个颜色分量的值。所述信号以其均值为中心，并且使用基本的信号处理技术至少在一定范围内确定信号频谱的一个或更多局部最大值，所述范围已知包括对应于感兴趣的生物(通常是人类)的典型心率值和/或呼吸率值。
技术实现思路
希望提供一种用于促进获得第一信号进行分析以便表征该第一信号的至少一个周期性分量的方法、系统和计算机程序，其中感兴趣的分量与噪声(例如由于运动和照明改变而导致的噪声)相对明显地区分开。为此，本专利技术提供一种促进获得第一信号进行分析以便表征该第一信号的至少一个周期性分量的方法，其包括获得代表所捕获的电磁辐射的强度的至少两个第二信号，其中每一个第二信号对应于相应的不同辐射频率范围，第一信号至少可以从通过对第二信号应用变换而获得的输出信号导出，从而使得输出信号的任何值是基于来自对应时间点处的每一个相应的第二信号的值，所述方法还包括在捕获对应于第二信号的信号以及应用变换时，通过以下措施的至少其中之一获得决定相应的第二信号的至少一些分量对输出信号的影响的至少一个变量的至少一个值(i)分析第二信号、通过对第二信号应用变换获得的输出信号以及从输出信号导出的第一信号中的至少一个，以及利用所述分析来选择与相应的其中一个变量相对应的至少一个参数的至少一个值；以及(ii)计算与相应的其中一个变量相对应的至少一个时变因数的值，其中每一个因数值基于至少一个第二信号值，以及在多个并行操作序列当中的至少一个操作序列中的一个操作中应用每一个因数， 并且将与相应的其中一个第二信号相对应的信号取作输入，其中所述操作序列包括至少一个所述操作。所述方法适于促进这样一种方法，其中捕获反射、透射或辐射光并且进行处理，以便获得代表基于不同频率范围(其在这里也被称作颜色通道)内的强度值的一个值的至少一些变化的信号。分析该信号以便表征从中捕获所述反射、透射和/或发射光的场景中特定周期性现象。因为特定颜色通道由于感兴趣的现象而表现出弱于其他通道的变化，而运动和照明改变又会影响每一个第二信号，因此对第二信号所应用的变换适于获得具有增强信噪比的输出信号。但是简单地从其中一个第二信号中减去另一个通常将不足以去除运动和照明改变的影响。在捕获对应于第二信号的信号并且应用变换时，通过分析第二信号、输出信号和第一信号中的至少一个以及利用所述分析来选择决定相应的第二信号的至少一些分量对输出信号的影响的至少一个参数的至少一个值，确立每一个颜色通道是否应当影响输出信号(从而影响第一信号)以及影响程度。相应的参数值影响被用来获得输出信号的少于所有第二信号。其特别可能会影响第二信号对输出信号的影响程度，也就是说在被用来获得输出信号的第二信号的混合中受到所述参数值影响的第二信号的相对强度。与从一个波长下获得的强度信号中减去另一个波长下获得的强度信号的方法相比或者与取得比值的方法相比，本专利技术的方法对于分别包含至少在有限程度上与周期性的感兴趣现象相关联的分量的第二信号工作良好。使用来自多个通道的有关信息，同时抑制多余的信息。这对于其中计算至少一个时变因数的值并且每一个因数值基于至少一个第二信号值的情况同样成立，这是因为实现了某种归一化。通过把所述因数应用于基于相应的第二信号的信号，获得颜色空间内的一种变换，特别是一种归一化。由于所述因数是时变的， 因此可以去除背景照明光谱中的改变，从而改进信噪比。随后可以把通过应用所述因数获得的信号组合成一个信号，从该信号至少可以导出第一信号，这是这样的事实所暗示的，即所述因数是决定在应用所述变换时的相应的第二信号的至少一些分量对输出信号的影响的变量。在这方面，所述方法不同于简单地取得各个颜色分量的比值并且表征该比值的周期性分量的那些方法。据观察，基于相应的其中一个第二信号的信号分别对应于相应的其中一个第二信号、其标量倍数或者通过对其中一个第二信号应用其中另一个因数而获得的信号。因此，在计算至少一个时变因数的值的情况下，每一个第二信号形成去到其中应用所计算的因数的由一个或更多操作构成的相应序列的输入。随后把各个输出组合成一个输出信号，从该输出信号至少可以导出第一信号。在一个实施例中，对第二信号、通过对第二信号应用变换而获得的输出信号以及从输出信号导出的第一信号中的至少一个的分析被用来选择决定相应的第二信号的至少一些分量对输出信号的影响的至少一个参数的至少一个值，以便最大化第一信号的频谱的一个有限部分中的相对信号强度。因此，在先验地知道第一信号的总频谱的一个特定范围包括与感兴趣的现象相关联的信息的情况下，所述方法改进了该范围内的信噪比。在一个实施例中，所述变换包括至少一个参数化操作，并且对第二信号、通过对第二信号应用变换而获得的输出信号以及从输出信号导出的第一信号中的至少一个的分析被用来选择所述操作的至少一个参数的值。与选择影响场景照明的参数的做法相比，该实施例相对一定会得到良好的结果。 此外，该实施例与改变照明条件的做法相比没有那么生硬。在一种变型中，所述操作是取得以不同方式基于第二信号的至少两个输入的操作。所述输入可以简单地对应于包括在不同的相应的第二信号中的值，或者例如其中一个是和，另一个是差。该实施例允许将所述两个输入组合，其中使得所述参数值例如决定对于被组合的输入所应用的乘法因数或相位改变。在另一种变型中，所述变换包括利用至少一个参数值在相应的输入信号上并行地实施的操作，其中所述至少一个参数值特定于少于所有的输入信号。因此就提供了一种影响不同的第二信号在输出信号中的突出性的替换方式。在另一种变型中，所述变换包括至少一个参数化非线性操作，并且对第二信号、通过对第二信号应用变换而获得的输出信号以及从输出信号导出的第一信号中的至少一个的分析被用来选择所述操作的至少一个参数的值。因此，可以使得特定颜色通道对于所述变换的输出信号的影响取决于幅度和/或频率。这种变型例如可以被用来允许一个颜色通道中的大信号波动而不是小信号波动影响输出信号，反之亦然。在一个实施例中，所述变换包括对于相应的输入信号并行地实施的操作，其中每一个输入信号是第二信号与至少一个非零系数的不同线性组合，所述操作包括取得输入信号的对数。一般来说，所述操作将对于相应的输入信号实施，所述输入信号是第二信号的标量倍数或者对应于第二信号。周围照明水平的变化在许多情况下将在近似相同的程度上影响每一个颜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：IO基伦科，V珍妮，G德哈安，AJ范里斯特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：