[发明专利]用于监视生命体征的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于监视对象的生命体征、特别是用于生命体征的非接触式或者远程监视的设备和方法。

背景技术

测量诸如心率、呼吸速率或者血氧饱和度之类的生物统计信号或者生命体征的传统方法需要用户穿戴令人反感的身体传感器，其可能被感受为对于正常的人类生活活动而言是突兀的。

US 2011/0066381 A1公开了用于测量生物物理信号的附接到对象的身体（例如附接到耳朵或手指）的脉搏氧饱和度仪的使用。多个传感器形成人体域网，其中可以采用来自多个传感器的信息（包括来自加速度计的运动信息）来减轻伪像。

EP 1908401 A1公开了用于在实践有节奏的（rythmic）运动时确定心脏搏动的附接到对象的身体的加速度计和光电容积脉搏波描记术传感器的使用。

对穿戴令人反感的身体传感器的问题的一个解决方案是允许生命体征的远程非接触式监视的光电容积脉搏波描记术成像（PPG）。PPG基于皮肤中的血液体积中的时间变化导致皮肤的光吸收中的变化这一原理。这样的变化可以通过抓取裸露皮肤（例如面部）区的图像的摄像机来记录。通过着眼于强度信号的周期性变化，例如来自摄像机的一组像素的RGB值，可以提取心率和呼吸速率。然而，当该方法评估来自目标的光时，光照条件中的任何改变或者对象的移动将产生时间信号中的附加干扰。这样的干扰信号可以借助于应用到来自生命体征相机的视频流的专用视频处理算法来测量。Schmitz的文章“Video Camera based Photoplethysmography using Ambient Light（使用环境光的基于摄像机的光电容积脉搏波描记术）”（埃因霍温科技大学毕业研讨会，2011）建议运动矢量可以被用于追踪包含心率信息的像素。

WO 2011/021128 A2公开了用于使得能够实现远程体积描记分析的方法和系统。获取数字图像的序列，并且在图像序列中的至少一个上执行基于视觉的分析以获取用于将图像中表示的对象的状态进行分类的数据。除获取图像序列的至少一个相机之外，不需要分离的传感器。

然而，干扰信号的测量需要复杂的算法并且增加生命体征相机的硬件要求，诸如利用相关联的高质量光学器件的较高分辨率或者较好的锐度。而且，这样的基于视频的运动估计和高分辨率视频流中的追踪需要利用昂贵硬件的大量信号处理。

发明内容

本发明的目的是提供用于以降低的系统成本进行可靠的生命体征监视的设备和方法。

在本发明的第一方面中，呈现了一种用于监视生命体征的设备，其包括用于获取所述对象的图像数据的成像单元，用于接收所述对象和/或所述成像单元的运动数据的接口，其中所述接口被配置成从健身设备接收所述对象的所述运动数据，用于从所述图像数据提取所述对象的生命体征的处理单元，以及用于基于所接收的运动数据适配所述成像单元和/或所述处理单元的参数的控制单元。

在本发明的另一方面中，呈现了一种健身设备，其包括用于监视对象的生命体征的前述设备和用于向用于监视生命体征的所述设备提供对象和/或成像单元的运动数据的运动检测单元。

在本发明的又一方面中，提供了包括程序代码工具的计算机程序，所述程序代码工具用于当在计算机上实施所述计算机程序时使计算机执行处理方法的步骤。

在从属权利要求中限定本发明的优选实施例。应当理解，所要求保护的方法、健身设备和计算机程序具有与所要求保护的设备和从属权利要求中限定的类似和/或相同的优选实施例。

用于监视生命体征的应用的典型领域是健身设备。在健身设备上实施的锻炼典型地包括基本上规律的运动。该运动数据可以用作对用于监视对象的生命体征的设备的输入。这样，与仅基于视频分析的方法相比，可以降低用于可靠生命体征监视所需的资源成本（例如处理能力、相机硬件）并且可以增加检测的可靠性。因此，在本发明的实施例中，用于监视生命体征的所述设备的接口可以被配置成从健身设备接收对象的运动数据。

应当在广义上来理解提供所述运动数据的健身设备。常规的健身设备包括跑步机、健身车、椭圆教练机、划船机、训练机、举重和举重台等等。在该上下文中的运动检测单元可以是所述健身设备的传感器。还应当关于新一代健身设备来理解健身设备，诸如游戏控制台、电视机或者促使对象锻炼、玩耍或者跳舞的媒体程序。