(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体により放出又は反射されて検出された電磁放射から生理学的情報を抽出する装置であって、前記装置は、
被検体により放出又は反射された電磁放射から導出可能なデータストリームを入力するインターフェースであって、前記データストリームは、前記被検体の指示性部分の周期的な生理学的運動及び前記指示性部分の周期的な生理学的運動以外の運動である妨害的運動に基づく信号サンプルの系列を含み、前記信号サンプルは、前記指示性部分の周期的な生理学的運動に関連する少なくとも部分的に周期的な特徴を示す少なくとも１つの関心領域及び前記少なくとも１つの関心領域以外の領域である非指示性運動領域の信号を含む、前記インターフェースと、
前記信号サンプルの系列を処理する処理ユニットと、
を有し、前記処理ユニットは、
前記妨害的運動が少なくとも部分的に補償された派生的な動き補償されたサンプルの系列を導出する安定化手段と、
前記派生的な動き補償されたサンプルの系列から、前記少なくとも部分的に周期的な特徴を少なくとも部分的に示す少なくとも１つの特徴信号を導出する導出手段であって、前記導出手段が、更に、前記関心領域及び前記非指示性運動領域に抽出アルゴリズムを個別に適用することによって、前記関心領域から前記特徴信号を導出し、前記非指示性運動領域から前記妨害的運動に関連する妨害関連信号を導出する、前記導出手段と、
前記少なくとも１つの特徴信号を前記派生的な動き補償されたサンプルに含まれる前記妨害関連信号を考慮して処理することにより、少なくとも１つの増強された特徴信号を発生する信号増強手段と、
を有する、装置。
【請求項２】
前記処理ユニットは前記増強された特徴信号における時間的変化を決定する分析手段を更に有し、該時間的変化が少なくとも１つのバイタル信号を表す、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記導出手段が、更に、前記非指示性運動領域において選択された少なくとも１つの妨害的運動に関連する非指示性関心領域から前記妨害関連信号を導出する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記信号増強手段が、更に、前記妨害関連信号を考慮して前記増強された特徴信号を発生する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記信号増強手段が、更に、前記特徴信号から前記妨害関連信号を差し引く、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
可視光、赤外光及び紫外放射からなる群から選択された少なくとも１つの特定の波長範囲内の電磁放射を捕捉するセンサ手段を更に有し、該センサ手段が前記インターフェースに接続可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
放射を放出する少なくとも１つの照明源を更に有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの照明源のうちの少なくとも１つが、前記関心領域及び前記妨害的運動に関連する非指示性関心領域のうちの少なくとも一方を視覚的に示す、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
電磁放射を検出するセンサ手段を更に有し、前記少なくとも１つの照明源のうちの少なくとも１つ及び前記センサ手段が、前記少なくとも１つの関心領域及び前記妨害的運動に関連する非指示性関心領域のうちの少なくとも一方が前記少なくとも１つの照明源のうちの前記少なくとも１つにより視覚的に示され、且つ、前記センサ手段により捕捉され得るように整合される、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記分析手段が、前記少なくとも１つの増強された特徴信号に積分変換を適用することにより、前記バイタル信号を示す前記特徴の周波数情報を得る、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
被検体により放出又は反射されて、検出された電磁放射から生理学的情報を抽出する方法であって、前記方法は、
被検体により放出又は反射された電磁放射から導出可能なデータストリームを入力するステップであって、前記データストリームは、前記被検体の指示性部分の周期的な生理学的運動及び前記指示性部分の周期的な生理学的運動以外の運動である妨害的運動に基づく信号サンプルの系列を含み、前記信号サンプルは、前記指示性部分の周期的な生理学的運動に関連する少なくとも部分的に周期的な特徴を示す少なくとも１つの関心領域及び前記少なくとも１つの関心領域以外の領域である非指示性運動領域の信号を含む、前記ステップと、
前記信号サンプルの系列を処理するステップと、
を有し、前記処理するステップは、
前記妨害的運動が少なくとも部分的に補償された派生的な動き補償されたサンプルの系列を導出するステップと、
前記派生的な動き補償されたサンプルの系列から、前記少なくとも部分的に周期的な特徴を少なくとも部分的に示す少なくとも１つの特徴信号を導出するステップであって、前記関心領域及び前記非指示性運動領域に抽出アルゴリズムを個別に適用することによって、前記関心領域から前記特徴信号を導出するステップ、及び、前記非指示性運動領域から前記妨害的運動に関連する妨害関連信号を導出するステップを有する、前記少なくとも１つの特徴信号を導出するステップと、
前記少なくとも１つの特徴信号を前記派生的な動き補償されたサンプルに含まれる前記妨害関連信号を考慮して処理することにより、少なくとも１つの増強された特徴信号を発生するステップと、
を有する、方法。
【請求項１２】
前記非指示性運動領域から選択され、前記妨害的運動に関連する少なくとも１つの非指示性関心領域から前記妨害関連信号を導出するステップと、
を更に有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
コンピュータ上で実行された場合に、該コンピュータに請求項１１に記載の方法を実行させるプログラムコード手段を有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体により放出又は反射され、検出された電磁放射から生理学的情報を抽出するための装置及び方法であって、上記生理学的情報が所望の被検体運動及び妨害的運動を示す信号サンプルの系列を有するデータストリームに埋め込まれている装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第2010/0061596号公報は、生理学的運動の一部との類似性を決定する方法を開示しており、該方法は、
−  被写体の第１画像を得るステップと、
−  前記被写体の第２画像を得るステップと、
−  前記第１画像と前記第２画像との間の類似性のレベルを決定するステップと、
−  前記第１画像と前記第２画像との間の類似性の決定されたレベルを、生理学的運動の一部と相関させるステップと、
を有する。
【０００３】
該文献は、更に、上記方法の幾つかの改良も開示している。特に、該文献は患者の呼吸活動の監視等の、患者監視に向けられたものである。生体（バイタル）信号の監視は、患者の監視並びに運動及び健康活動の監視等の、幾つかの分野において非常に増加している。更なる有効な応用分野が予想される。監視性能の分野での大幅な進歩が達成されているが、例えば、所望のバイタル信号の即座の（言わば、オンラインの）検出を可能にする信号認識及び信号処理を提供することは依然として困難である。このことは、特に、一般的に十分な計算能力に欠ける手持ち移動装置に当てはまる。
【０００４】
更なる困難さが、所望の信号の検出のために考慮に入れなければならない更なる制約及び妨害から生じる。従来技術において既知のように、検出品質は目立つ（又は触覚的な）測定を適用することにより改善することができる。息活動、又は言い換えれば呼吸活動を監視する場合、目立つ測定装置は、典型的には、被検者の身体に取り付けられるべきベルト又はセンサを有し得る。更に、遠隔検出方法を参照すると、従来技術の装置及び方法は、観察されるべき被検体に取り付けられるべきマーカ又は同様の品目を必要とし得る。これらのマーカは、十分な“検出可能性”を提供すると共に検出装置にとって目立つ目標と考えることができるので、遠隔的に監視することができる。しかしながら、遠隔的に又は触覚的測定装置を介して適用されるにせよ、目立つ測定は依然として多くの観察される被検者により不快であり、心地が悪いと考えられる。
【０００５】
遠隔的で目立たない測定は、典型的に、関心被検体を、該被検体に如何なる部品又は“ハードウェア”も全く取り付けないで記録及び観察することを目指すものである。従って、何のハードウェアマーカも利用可能でないので、遠隔で目立たない検出は広範囲に妨害を受ける。最近では、バイタル信号の遠隔監視のための移動型手持ち装置さえも計画されている。移動型手持ち装置は、一般的に固定された支持なしで手操作されるので、更に一層妨害を受け易い。
【０００６】
従って、捕捉される反射又は放出された電磁放射等の記録データ（例えば、記録された画像フレーム）は、全体的妨害に由来する大きな信号成分を有することが予測される。妨害に関連する信号成分は、被検体を観察する際に基本的に求められる所望のバイタル信号に重なり且つ影響を与える。全体的妨害は、変化する輝度条件及び妨害的運動成分のせいであり得る。妨害的運動は、被検体自体の非指示性運動から、又は検出若しくは感知装置の望ましくない動きから生じ得る。特に、移動型手持ち監視装置に関しては、全体の運動（又は、全体的動き）が大きな難題と考えられる。更に、特に遠隔で目立たない測定装置を介しての呼吸検出に関しては、被検者の動きに関連する信号は、言わば、当該被検者が例えば衣服又は毛布等により覆われている場合に減衰される。このことは、特に睡眠中の又は横たわっている被検者が対象となる場合に当てはまる。このような条件下では、毛布を取り去ることさえ、不快な目立った処置と考えられ得る。
【０００７】
結局のところ、妨害信号成分の振幅及び／又は公称値が、抽出されるべき所望の信号成分の振幅及び／又は公称値よりも大幅に大きい場合、バイタル信号の検出は更に一層困難になるということである。潜在的に、各成分の間の（例えば、全体の運動対呼吸運動）差の大きさは、数桁さえも有することが予想され得る。
【０００８】
この難題に対する可能性のある対策は、所望のバイタル信号が組み込まれた関心信号を捕捉する際に、良く準備され且つ安定した周囲条件を設けることに関係し得る。このようにして、潜在的に発生し得る妨害信号成分の最少化を達成することができる。しかしながら、このような“研究室的”条件を日常の現場用途及び環境に移し替えることはできない。何故なら、そのためには高度の努力及び準備作業が必要とされ得るからである。
【０００９】
必要とされる準備作業は、例示として、幾つかの定められた標準光源の設置及び配向並びに妨害的動きを防止するための観察されるべき被検体の固定のための対策等を含み得る。これらの対策は、例えば動き回る若しくは臨床的治療患者の観察等の日常的な環境、又はスポーツ及びフィットネス監視等の生活様式環境には適用可能であるとは思われない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、検出された電磁放射から生理学的情報を抽出するための装置及び方法であって、所望のバイタル信号を少ない努力で得ることを容易にする更なる改良をもたらす装置及び方法を提供することである。特には全体的運動（動き）から生じる妨害等の妨害を受けにくいように構成された装置及び方法を提供することが更に有利であろう。更に、典型的に重大な動きの影響を受ける移動型装置及び用途に良く適した信号検出方法を提供することが有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様においては、被検体（subject）により放出又は反射されて、検出された電磁放射から生理学的情報を抽出する装置が提供され、該装置は、
−  被検体により放出又は反射された電磁放射から導出可能なデータストリームを入力するインターフェースであって、前記データストリームは所望の被検体運動及び妨害的運動を示す信号サンプルの系列を含み、前記信号サンプルは少なくとも１つの関心領域及び少なくとも１つの非指示性運動領域を表し、前記少なくとも１つの関心領域が少なくとも１つの生理学的パラメータに帰属する少なくとも部分的に周期的な指示性運動パターン及び妨害運動部分を示すインターフェースと、
−  前記信号サンプルの系列を処理するように構成された処理ユニットと、
を有し、前記処理ユニットは、
−  望ましくない全体的動きが少なくとも部分的に補償された派生的な動き補償されたサンプルの系列を導出するように構成された安定化手段と、
−  前記派生的な動き補償されたサンプルの系列から、少なくとも部分的に周期的な指示性運動パターンを少なくとも部分的に示す少なくとも１つの特徴信号を導出するように構成された抽出器手段と、
−  前記少なくとも１つの特徴信号を前記派生的な動き補償されたサンプルで発生する全体的動き残分を考慮して処理することにより、少なくとも１つの増強された特徴信号を発生するように構成された信号増強手段と、
を有する。
【００１２】
本発明は、遠隔信号検出を行う場合、しばしば、検出される信号内に関心信号を示すものでない運動に関連する大きな妨害成分が存在するという洞察に基づいている。言い換えると、大きな歪の存在を“許容”し、処理しなければならない。更に、基本的には、動き補償対策を既に受けたデータに関しても同様のことが成り立つ。本発明の装置は、目立ったマーカ又は同様の品目無しでの動作を意図する遠隔信号検出アプリケーションにとり特に適している。
【００１３】
遠隔バイタル信号検出の分野では、しばしば、動き補償が行われる。例えば、２以上の連続するサンプル（又は、画像フレーム）の間のズレを、適切な画像処理アルゴリズムにより推定することができる。ズレ情報は、当該サンプルを望ましくない動きに関して補償することにより当該系列を“安定化”させるために使用することができる。しかしながら、これに関しては、当該信号サンプルの系列が、主に目指す極小さな関心運動パターンを確かに含むことに注意すべきである。従って、当該信号サンプルの系列を普通に知られた画像処理アルゴリズムを直接転用することにより“平滑化”することは、信号を平坦化し、結果的に、所望の信号成分を除去する可能性がある。しかしながら、所望の被検体運動の特徴は予測する（例えば、予想される周波数帯域及び振幅に関して）ことができるので、適切なフィルタ処理又は同様の処理対策は、この問題に対する好適な方法であると考えることができる。
【００１４】
この時点までは、動き補償は信号対雑音比を向上させることに貢献することができる。しかしながら、それでも、“動き補償” された信号サンプルには、望ましくない全体的動きに関係する一定量の信号成分が依然として存在することが予想される。言い換えると、動き補償アルゴリズムは指示性（indicative）運動パターンが“通過”することを可能にするように構成されているので、妨害関連運動成分も派生的動き補償サンプルの系列に幾らか漏れ得る。このような動き残分は、所望のバイタル信号の検出及び抽出を更に一層面倒にさせ得る。
【００１５】
本発明は、この問題に、上記動き残分を考慮に入れるように構成された装置を提供することにより対処する。基本的に、このことは、前記少なくとも１つの関心領域及び前記少なくとも１つの非指示性運動領域を比較に基づいて処理することにより達成することができる。従って、本発明の装置は、前記関心領域が所望の動きを示すと共に、或る程度望ましくない動き（もっと正確には、望ましくない動き残分）も示すと考えられるという事実を利用することができる。一方、前記少なくとも１つの非指示性運動領域は動き残分に影響された信号を主に有すると考えられる。従って、比較的処理は、前記関心領域及び非指示性運動領域の両方に重なる動き残分情報を減衰させ又は除去さえもすることができる。
【００１６】
本発明の装置は、限定されるものではないが、被検者の呼吸数、呼吸数変動又は関連する派生的パラメータを検出するのに特に適している。このようなバイタル信号の発生及び期待される特徴は、或る程度、容易に予測又は仮定することができる。言い換えると、例示として、被検者の現在の呼吸速度の抽出を目指す場合、息の吸い込み及び息の吐き出しのサイクルは被検者の胸部及び／又は腹部の特徴的な反復的上昇及び下降により表される。言うまでも無く、呼吸は被検者の顔部分（例えば、鼻翼又は口部分）の特徴的な動きにより表すこともできる。基本的に、指示性の被検体の動きは、基となる所望のバイタル信号を表すので、生理学的情報と考えることができる。一般的に、指示性運動パターンなる用語は、信号サンプルの系列において探求される指示性の被検者の動きに関連する特徴（周波数及び／又は振幅等）を指すことができる。本明細書で使用される場合、系列なる用語は、連続的な又は離散的な一連の信号サンプルを指すことができる。
【００１７】
前記データストリームは、フレームの系列又は、もっと正確には、画像フレームの系列を有することができる。例えば、カラー情報を有するＲＧＢ画像を利用することができる。しかしながら、赤外線（ＩＲ）及び赤色（Ｒ）情報を表すフレームも上記フレームの系列を形成することができる。これら画像フレームは、観察される被検体の少なくとも一部及び他のエレメントを表すことができる。
【００１８】
前記安定化手段、抽出器手段及び信号増強手段の幾つかの実施態様が存在する。第１の相当に簡単な実施態様では、前記安定化手段、抽出器手段及び信号増強手段は、対応する論理コマンド（又は、プログラムコード）により駆動（制御）される処理ユニットにより共通に具現化することができる。このような処理ユニットは、適切な入力及び出力インターフェース、並びに更なる追加の処理手段を有することもできる。
【００１９】
しかしながら、代替例では、安定化手段、抽出器手段及び（あるなら）他の処理手段の各々又は少なくとも幾つかは、対応する論理コマンドにより制御される又は制御可能な別個の処理ユニットにより具現化することができる。従って、対応する各処理手段は自身の固有の目的に適合させることができる。結果として、仕事の分散を適用することができ、その場合において別個の仕事はマルチプロセッサ処理ユニットの別個のシングルプロセッサ上で処理（実行）されるか、又は画像処理に関係する仕事は画像プロセッサ上で実行される一方、他の演算的仕事は中央処理ユニット上で実行される。
【００２０】
有利な一実施態様によれば、前記処理ユニットは前記増強された特徴信号における時間的変化を決定するように構成された分析手段を更に有し、該時間的変化は少なくとも１つのバイタル信号を表す。基本的に、上記の増強された特徴信号は少なくとも１つの特徴信号を高度に、及び所望のバイタル信号、特には被検者の呼吸数、呼吸数変動又は対応する派生情報を少なくとも間接的に示す若しくは表すと考えることができる。好ましくは、所望のバイタル信号は上記少なくとも１つの増強された特徴信号において明確に検出可能とする。所望の信号を抽出するためには信号処理方法を利用することができる。
【００２１】
更に他の実施態様によれば、前記抽出器手段は、更に、前記関心領域から前記特徴信号を導出すると共に前記非指示性運動領域から妨害関連信号を導出するように構成される。信号の導出は、系列のレベルで適用することができる。即ち、各導出信号を得るために、関心運動内の僅かな変化を時間にわたり追跡又は検出することができる。前述したように、特徴信号は所望の指示性運動情報及び、更に、妨害に関連する運動（残分）情報の両方を有し得る。一方、前記妨害関連信号は、基本的に、妨害に関連する運動情報を主に有すると考えられる。何故なら、非指示性運動領域では指示性の被検体運動は期待されないからである。
【００２２】
他の実施態様によれば、前記抽出器手段は、更に、前記非指示性運動領域において選択された少なくとも１つの画定された運動に関連する非指示性関心領域から前記妨害関連信号を導出するように構成される。例示として、上記運動に関連する非指示性関心領域は、前記非指示性運動領域の一部と考えることができる。上記の運動に関連する非指示性関心領域及び（指示性）関心領域は、信号サンプルにおいて互いから隔てられていることが好ましい。言い換えると、上記（指示性）関心領域に隣接する近隣領域は、当該関心領域が典型的に所望の信号を明確に示すように選択されるものであるから、依然として僅かに所望の信号を示し得る。従って、上記関心領域は、被検体の指示性運動を潜在的に示す領域の一部からなり得る。
【００２３】
この実施態様は、補完的な参照領域を妨害関連信号の導出のための適切な基礎として選択することができるというアイデアに基づいている。典型的に、遠隔バイタル信号検出は、所望の信号を高度に示すと考えられる関心領域の選択を含む。しかしながら、前述したように、斯かる関心領域も、動き（残分）情報により少なくとも部分的に歪まされている。このことは、信号サンプルの系列が動き補償アルゴリズムを受ける実施態様に対してさえも当てはまる。従って、信号サンプルにおいて、所望の信号を表さないと思われる画定された領域を明確に選択することが有益であると考えられる。従って、特徴信号と妨害関連信号との比較処理を介して、信号の“オフセット”を検出することができる。この“オフセット”に基づいて、増強された特徴信号を発生させることができる。
【００２４】
前記抽出器手段は、前記関心領域及び前記非指示性運動領域に対して抽出アルゴリズムを個別に適用するように構成されることが望ましい。また、該抽出アルゴリズムは、信号の部分集合の系列（連続組）レベルに対するものとすることができる。言い換えると、上記関心領域及び非指示性運動領域の両方は、同一の又は基本的に同一のアルゴリズムに従って別個に処理することができる。特に、上記抽出アルゴリズムは、所望の信号を高度に表すと考えられる所望の指示性運動パターンを検出することを目指すことができる。被検者の動きは、周囲の非指示性領域（例えば、画像フレームにおける背景）に対して、推測される周波数帯域における特定の周波数での僅かな周期的上昇及び下降（又は、前後運動）を基本的に有し得るので、所望の運動は、典型的に、定められた向き（又は方向）に関連する。
【００２５】
一実施態様において、上記抽出アルゴリズムは被検体の運動に帰属するエッジを直接的に又は間接的に検出するステップを更に含む。単一の（又は共通の）アルゴリズムを前記関心領域及び非指示性運動領域の両方に別個に適用することができることに更に注意すべきである。言うまでも無く、非指示性運動領域は、所望のバイタル信号を全く示さないと考えられる。しかしながら、それでも、上記抽出アルゴリズムを適用した場合、最終的に、何らかの結果、即ち前記妨害関係信号となり得る。斯かる妨害関連信号が基本的に大きく歪まされているとしても、比較処理方法は該信号を利用することができる。何故なら、基となる妨害運動部分は基本的に前記関心領域にも存在し得るからである。従って、上記妨害関連信号は、特徴信号を望ましくない動き残分に関して更に補償するために使用することができる。
【００２６】
更に他の実施態様において、前記信号増強手段は、更に、前記増強された特徴信号を、前記妨害関連信号を考慮して発生するように構成される。このようにして、動き残分が補償された増強特徴信号を導出することができる。
【００２７】
更に他の態様によれば、前記信号増強手段は、更に、前記特徴信号から前記妨害関連信号を差し引くように構成される。従って、前記“信号オフセット”を差し引くことができる。かくして、動き残分情報は更に減衰又は除去されるので、信号対雑音比を更に改善することができる。
【００２８】
更に他の実施態様によれば、当該装置は、可視光、赤外光及び紫外放射からなる群から選択された少なくとも１つの特定の波長範囲内の電磁放射を捕捉するように構成されたセンサ手段を更に有し、該センサ手段は前記インターフェースに接続可能である。本明細書で使用される場合、センサ手段なる用語は、複数のセンサを有するセンサ手段も指すことができる。例えば、該センサ手段はＣＣＤセンサのアレイを有することができる。該センサのアレイは、線状アレイ又は二次元アレイとして形成することができる。前述したように、前記指示性運動パターンは、典型的に、主要な運動の向き又は方向を含む。言い換えると、所望の被検体運動は、しばしば、基本的に一次元の運動として参照することができる。従って、当該センサ手段と関心被検体との間に適切な向きが確立される場合、信号検出策のために線状アレイのセンサを利用したセンサ手段を用いることもできる。それにも拘わらず、二次元アレイのセンサを有するセンサ手段も、信号検出策のために使用することができる。
【００２９】
特に、関心被検体を監視するために、普通に知られているＲＧＢカメラを使用することができる。対照的に、特に劣悪な照明条件を予想しなければならない場合、赤外カメラも想定することができる。赤外放射を捕捉することができるセンサ手段は、殆ど照明されない被検体を監視するように適切に適合させることができる。このことは、監視環境内に可視光が殆どない場合に特に当てはまる。例示として、このことは、患者の夜通しの監視に当てはまり得る。更に他の実施態様によれば、当該装置は、放射を放出するように構成された少なくとも１つの照明源を更に有する。基本的に、当該装置は、周囲照明に直接的又は間接的に由来する電磁放射を捕捉及び処理するように構成することができる。しかしながら、それでも、別個の照明源を設けることは、内在する信号の品質及び検出可能性を改善し得る。何故なら、このようにすれば、変動する照明条件に関連する妨害を低減することができるからである。
【００３０】
この点に関して、好ましい実施態様においては、当該装置は移動型装置、特には前記センサ手段を収容したハウジングを有する手持ち携帯装置として構成することができることに注意されたい。このような移動型装置は、前記少なくとも１つの照明源を有することもできる。該移動型装置には、更に、前記処理ユニットを設けることができる。更に、特に移動型装置の構成の当該装置は、情報を提示するためのディスプレイを更に有することができる。該ディスプレイは、スクリーンとして構成することができる。しかしながら、代わりに又は加えて、当該装置は視覚的インジケータ、触覚的インジケータ、音響的インジケータ及び同様のインジケータも有することができる。更に、当該装置が携帯電話又はタブレット型計算環境において実施化することもできることに言及することも価値があろう。
【００３１】
更に他の実施態様によれば、前記少なくとも１つの照明源は、更に、前記関心領域及び前記運動に関連する非指示性関心領域のうちの少なくとも一方を視覚的に示すように構成される。本明細書で使用される場合、“視覚的に示す”なる用語は、対応する領域を目立たせる（強調表示する）又は“視覚的に”印すことを示し得る。このことは、特定の形状の（例えば、定められた光のビーム又は円錐を有する）高いコントラストの可視光を、当該関心被検体及び周囲の領域の少なくとも特定の部分に向けることにより実現することができる。放出される放射は、当該装置のユーザが前記関心領域及び運動に関連する非指示性関心領域に容易に気付くように整形及び構成することができる。
【００３２】
更に他の態様によれば、当該装置は、電磁放射を検出するように構成されたセンサ手段を更に有し、前記少なくとも１つの照明源のうちの少なくとも１つ及び前記センサ手段が、前記少なくとも１つの関心領域及び前記運動に関連する非指示性関心領域のうちの少なくとも一方が前記少なくとも１つの照明源のうちの前記少なくとも１つにより視覚的に示され、且つ、前記センサ手段により捕捉され得るように整合される。
【００３３】
言い換えると、上記センサ手段の視野と上記少なくとも１つの照明源の放射角又は光ビームとを、互いに調整することができる。上記センサ手段と上記少なくとも１つの照明源のうちの少なくとも１つとの整合は、固定的に実施することができる。従って、動作時において、当該装置は、実際の向きに依存して、特定の予め定められた領域を強調表示することができる。この実施態様は、手持ちバーコードスキャナ又は同様の装置に類似した幾つかの特徴を有する。このようにして、当該装置は、手持ち型装置が、典型的に、設定された又は固定された向きを有さないという事実からの利益を受けることさえできる。当該装置を保持するユーザは、上記センサ手段及び少なくとも１つの照明源を、強調表示された部分が、対応する指示性部分（即ち、被検者の胸部又は腹部領域を表す部分）及び非指示性の別の（参照）領域をカバーするように向けることができる。
【００３４】
更に他の実施態様によれば、前記分析手段は、更に、前記少なくとも１つの増強された特徴信号に積分変換（特にはフーリエ変換）を適用し、これにより、前記バイタル信号を表す前記被検体の所望の指示性運動パターンに帰属する周波数情報を得るように構成される。このようにして、前記所望のバイタル信号を表す一連の大きさの範囲を得ることができる。結果的に、当該増強された特徴信号における主要な周波数は、所望のバイタル信号（例えば、呼吸速度）を表すものであり得る。
【００３５】
本発明の他の態様においては、被検体により放出又は反射されて、検出された電磁放射から生理学的情報を抽出する方法が提供され、該方法は、
−  被検体により放出又は反射された電磁放射から導出可能なデータストリームを入力するステップであって、該データストリームは所望の被検体運動及び妨害的運動を示す信号サンプルの系列を含み、これら信号サンプルは少なくとも１つの関心領域及び少なくとも１つの非指示性運動領域を表し、前記少なくとも１つの関心領域が少なくとも１つの生理学的パラメータに帰属する少なくとも部分的に周期的な指示性運動パターン及び妨害運動部分を示すステップと、
−  前記信号サンプルの系列を処理するステップと、
を有し、該処理するステップは、
−  望ましくない全体的動きが少なくとも部分的に補償された派生的な動き補償されたサンプルの系列を導出するステップと、
−  前記派生的な動き補償されたサンプルの系列から、前記少なくとも部分的に周期的な指示性運動パターンを少なくとも部分的に示す少なくとも１つの特徴信号を導出するステップと、
−  前記少なくとも１つの特徴信号を前記派生的な動き補償されたサンプルで発生する全体的動き残分を考慮して処理し、これにより、少なくとも１つの増強された特徴信号を発生するステップと、
を有する。
【００３６】
有利にも、当該方法は、本発明の前記生理学的情報を抽出する装置を用いて実行することができる。
【００３７】
一実施態様によれば、当該方法は、
−  前記関心領域から前記特徴信号を導出するステップと、
−  前記非指示性運動領域、特には少なくとも１つの画定された運動に関連する非指示性関心領域から妨害関連信号を導出するステップと、
を更に有する。
【００３８】
本発明の更に他の態様においては、コンピュータプログラムが提供され、該コンピュータプログラムは、コンピュータ上で実行された場合に、該コンピュータに前記方法のステップを実行させるプログラムコード手段を有する。
【００３９】
本明細書で使用される場合、“コンピュータ”なる用語は種々の処理装置を指す。言い換えると、相当の計算能力を有する移動型装置も、標準的デスクトップ型コンピュータよりも少ない処理能力資源しか提供しなくても、計算装置として参照することができる。更に、“コンピュータ”なる用語は、クラウド環境で提供される計算能力を含む又は利用する分散型の計算システムも指すことができる。
【００４０】
本発明の好ましい実施態様は従属請求項に記載されている。請求項に記載された方法及び請求項に記載されたコンピュータプログラムは、従属の装置請求項に記載された装置と同様の好ましい実施態様を有することができると理解されるべきである。
【００４１】
本発明の上記及び他の態様は、後述する実施態様から明らかとなり、斯かる実施態様を参照して説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、例示的なバイタル信号を示す被検体運動の概略図を示す。
【図２】図２は、本発明を使用することができる装置の一般的構成の概略図を示す。
【図３】図３は、監視されるべき被検者を含む装置の概略図を示す。
【図４】図４は、本発明を使用することができる移動型装置の例示的簡略図を示す。
【図５】図５は、全体の動きの影響を受ける信号サンプルの簡略化された例示的系列を示す。
【図６】図６は、増強された特徴信号を発生するための例示的導出方法を示す。
【図７】図７は、増強された特徴信号を発生するための他の例示的導出方法を示す。
【図８】図８は、監視装置の他の概略図を示す。
【図９】図９は、監視装置の更に他の概略図を示す。
【図１０】図１０は、所望の被検体運動及び非指示性動き残分に関係する幾つかの信号を例示する。
【図１１】図１１は、本発明による方法の一実施態様の幾つかのステップを表した例示的ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、関心信号を示す動きを呈する被検体１０の概略図を示す。被検体１０は、呼吸により指示性部分（indicative portions）１２の特徴的動きを受ける。呼吸する場合、肺又は横隔膜の膨張及び収縮が、生物の特徴的部分の僅かな動き、特には胸の上昇及び下降を生じさせる。また、腹式呼吸も、被検者の身体の対応する部分の特徴的運動を生じさせる。種々の生理学的過程により誘起される少なくとも部分的に周期的な運動パターンは、多くの生物において、特に人又は動物において発生し得る。時間にわたり、矢印１６により示されるように、指示性部分１２は、符号１２ａ、１２ｃにより示される収縮された位置と、符号１２ｂにより示される膨張された位置との間で移動される。例示として、この運動パターン（ここでは、生理学的情報５６とも称する；図２参照）に基づいて、呼吸数又は呼吸数変動を評価することができる。当該指示性部分１２は時間にわたり振動するが、非指示性部分１４は実質的に無運動のままである（所望の運動パターンの点で）。確かなことに、非指示性部分１４も時間にわたり多様な運動を受ける。しかしながら、この運動は上記指示性部分１２の周期的振動に対応することはない。
【００４４】
ここで、図２を参照すると、情報を抽出するための装置が図示され、符号１８により示されている。装置１８は、被検体１０の指示性部分１２の、生理学的情報に関係する動きを検出するために特に適したものである。装置１８は、被検体１０を表す画像フレームを記録するために使用することができる。斯かる画像フレームは、被検体１０により放出され又は反射される電磁放射から導出することができる。記録されたデータから（例えば、画像フレームの系列から）情報を抽出するために、被検体１０の定められた部分をセンサ手段２２により観察することができる。センサ手段２２は、例示として、電磁放射２０の少なくとも１つのスペクトル成分に属する情報を捕捉するように構成されたカメラにより具現化することができる。センサ手段２２は、単一のセンサ素子のアレイを有することができる。例えば、センサ手段２２は、電荷結合デバイス（ＣＣＤセンサ）等の、単一のセンサの線状アレイ又はマトリクスアレイを利用することができる。しかしながら、更に他のセンサタイプを利用することもできる。装置１８は、先行して既に記録されると共に、とりあえず、記憶又はバッファリングされた入力信号（例えば、入力データストリーム）を処理するように構成することもできることに注意されたい。これに関連して言うと、記録は別個の遠隔センサ手段により実行することができる。
【００４５】
前述したように、電磁放射２０は、少なくとも１つの部分的に周期性のバイタル信号を高度に示すと考えられるが、他方では全体の動き及び変化する照明条件等の全体的妨害により典型的に大きく歪まされた、連続的又は離散的特徴信号を含み得る。幾つかの実施態様において、当該装置は、定められた照明源、又は一般的には放射源２４，２８を利用することができる。照明源２４は周囲の別の放射源と考えることができる。照明源２８は、内部の制御可能な放射源と考えることができる。放射源２４，２８は、基本的に、被検体１０に当たる入射放射２６ａ，２６ｂを放出する。典型的に、入射放射２６ａ，２６ｂは被検体１０により少なくとも部分的に反射される。更に、赤外線又は深赤外線放射を利用する実施態様の場合、被検体１０も熱放射等の放射部分を放出（又は発生）し得る。
【００４６】
呼吸関係信号等のバイタル信号を得る既知の方法は、触覚的呼吸速度監視ステップ及び監視被検体に被着されたマーカに依存する遠隔的呼吸速度監視ステップを有する。しかしながら、この目的のためには目障りな監視ステップが必要とされる。前述したように、代替的方法は、固有の画像処理方法を利用する遠隔的な目立たない測定法を目指すものである。
【００４７】
センサ手段２２は、データストリーム３０をインターフェース３２に供給するように構成することができる。言うまでも無く、センサ手段２２とインターフェース３２との間にバッファ手段を介挿することもできる。インターフェース３２の下流には、安定化手段３４を設けることができる。基本的に、該安定化手段３４はデータストリーム３０に動き補償対策を付与するように構成することができる。このようにして、データストリーム３０に埋め込まれた信号サンプルの系列を、派生的な動き補償されたサンプルの系列に変換することができる。このレベルでは、動き補償は、被検体１０とセンサ手段２２との間の相対的運動により生じ得る全体の動きに向けられるものである。監視環境は、典型的に、被検体１０の少なくとも一部と、壁、家具又は当該被検体１０の非指示性部分等の周辺要素と、センサ手段２２とを含む。これらの要素の間では、望ましくない相対的運動が生じ得る。特に手持ち携帯装置１８又は少なくともセンサ手段２２を利用する移動型アプリケーションの場合、検出される信号サンプルの系列はセンサ手段２２側で生じる振れ又はぼやけ効果により大きく影響を受け得る。典型的に、これらの望ましくない妨害は、大きさで、所望の運動パターンを越える。前述したように、一次動き補償対策の結果として、依然として動き関連妨害（以下では、動き残分と称する）を含み得る信号サンプルが得られる。本発明は、基本的に、この問題に取り組む。
【００４８】
動き補償された信号サンプルの系列は抽出器手段３６に供給することができる。該抽出器手段３６は、上記の派生的動き補償サンプルの系列から少なくとも１つの特徴信号を導出するように構成することができる。例えば、抽出器手段３６は上記系列における、所望の関心バイタル信号に帰する微細な周期運動を探し出すように構成することができる。それでも、この様にして導出された特徴信号は、一次動き補償対策の後にも依然として存在する上述した動き残分により歪まされていると考えられる。従って、好ましい実施態様においては、該抽出器手段は、更に、同様に動き残分により恐らくは歪まされているが所望の動きパターンは示さない妨害関連信号を導出するように構成することができる。基本的に、特徴信号の導出は、被検体１０における指示性部分１２の少なくとも一部を表す画定された関心領域を対象とすることができる。対照的に、妨害関連信号の導出は、前記信号サンプルにおける非指示性動き領域内で選択される別の関心領域を対象とすることができる。上記非指示性動き領域は、監視環境内に存在する設定された背景又は周囲の要素の表現を含むことができる。典型的に、これらの要素は静止的又は不動的であると予想される。従って、上記非指示性動き領域の少なくとも一部を基準（参照）関心領域として用いることができ、最終的に大幅に高い信号対雑音比を有する増強された特徴信号を生じさせる比較分析を可能にする。
【００４９】
また、当該装置１８内に信号増強手段３８を設けることができる。信号増強手段３８は、少なくとも１つの特徴信号を前記派生的動き補償サンプルで発生する全体の動きの残分を考慮して処理するように構成することができる。増強された特徴信号は該信号増強手段３８により発生することができる。増強された特徴信号の発生は、関心領域から導出された特徴信号に基づくものすることができ、好ましくは、前記妨害関連信号を考慮することができる。一実施態様において、該妨害関連信号は当該特徴信号から推定することができる。このようにして、動き残分に関連する“オフセット”を当該特徴信号から除去することができる。
【００５０】
当該装置１８は、更に、上記増強特徴信号の時間的変化を決定するように構成された分析手段４０を有することができる。特に、該分析手段４０は所望の関心バイタル信号に帰属する主要な周波数を探求するように構成することができる。従って、分析手段４０は幾つかの信号処理方法を利用することができる。例えば、分析手段４０は、上記増強特徴信号にフーリエ変換又は同様の積分変換を適用して、該増強特徴信号の周波数値又は周波数ドメイン表現をも得るように構成することができる。
【００５１】
更に、（後）処理手段４２を設けることができ、該処理手段は更に向上された信号品質を得るように構成することができる。この目的のために、処理手段４２はフィルタ処理関数、クリップ処理関数、ウインドウ処理関数、重み付け関数及び統計的評価等を適用するように構成することができる。最終的に、処理されたデータストリーム４４を処理ユニット５０により発生することができる。該処理されたデータストリーム４４はインターフェース４６に供給することができる。従って、該インターフェース４６を介して出力データ４８を更なる分析及び／又は表示処理のために利用可能にすることができる。（入力）インターフェース３２及び（出力）インターフェース４６は同じ（ハードウェア）インターフェース要素により具現化することができる。安定化手段３４、抽出器手段３６、信号増強手段３８、並びに（あるなら）分析手段４０及び処理手段４２は、共通の処理ユニット５０により一緒に具現化することができる。また、インターフェース３２及び４６は、各下位構成部品を含む共通の処理ユニットにおいて接続することができる。例示として、処理ユニット５０はパーソナルコンピュータ又は移動型計算装置により実施化することができる。
【００５２】
センサ手段２２も処理ユニット５０に一緒に接続される場合、共通のハウジングが各構成部品を収容することができる。これに関連して、全体のシステム境界が符号５２により示されている。符号５２は当該装置１８のための共通のハウジングも示している。このような統合された方法が意図される場合、当該装置はスマートフォン、タブレット型計算装置又は移動型健康監視装置等の移動型装置により具現化することができる。これらの装置は、組み込まれたセンサ手段（カメラ）２２を利用することができるか、又は少なくとも別個のセンサ手段（カメラ）２２に接続することができる。他の例示的構成において、当該装置１８は静止型装置である一方、少なくともセンサ手段２２は携帯型である。センサ手段２２は適切なケーブル接続又は無線接続を介して静止型処理ユニット５０に結合することができる。
【００５３】
図３を参照して、目立たないバイタル信号監視が実行される通常の環境を示す。例えばベッドに寝ている患者等の被検者１０が、支持体上に静止している。非指示性部分１４に帰属する被検者１０の頭部は露出され、枕がされているが、指示性部分１２（例えば、胸部）は毛布６４により覆われている。このように、指示性部分１２の動きにより生じる所望の信号は、減衰されるか又は隠蔽される。従って、目立たない信号検出は極めて困難である。このことは、携帯可能な移動型監視装置１８ａが使用される場合に特に当てはまる。監視装置１８ａは、ユーザが該装置１８ａを保持及び指向させるために掴むことができるハンドル７０を有することができる。装置１８ａ（特には、センサ手段２２）は、指示性運動パターンを呈する指示性部分１２を監視することができるように配置し及び指向させることができる。図３において、軸６０は周期的な関心運動の予測される方向を示している。この軸６０に沿う周期的な被検体の動きは、所望の生理学的情報５６を表し得る。これに反して、可能性のある被検体の他の方向の動き（符号６２ａ、６２ｂ参照）は指示性のものではなく、従って特別に関心のあるものではないと考えられる。図３に示される監視環境は、更に、静止物体（符号６６参照）を有し得る。静止物体は、動き残分の補償のための参照物体として働き得る。従って、静止物体６６（例えば、椅子）もセンサ手段２２の視野内に存在することができる。移動型又は携帯型アプリケーションの場合、被検体１０を観察する場合に、センサ手段２２は位置的変化及び向きの変化を受け得る。センサ手段２２の動きは、幾つかの軸（符号７２ａ、７２ｂ、７２ｃ参照）に沿う又は該軸の周りの運動を含み得る。
【００５４】
図４は、移動型装置１８ｂを含む他の実施態様を示す。携帯電話、タブレット型コンピュータ及びノートブック等の移動型装置は容易に入手可能であり、しばしば、適切なカメラを含んでいるので、バイタル信号監視アプリケーションにおいて斯かる装置を制御するために適切な制御アルゴリズムを実施することができる。装置１８ｂは、生理学的情報５６に帰属する所望の運動パターンを示す当該被検体の指示性部分１２を表示するためのディスプレイ７４を有することができる。従って、ユーザは被検体１０を、ディスプレイ７４における該被検体の現在の表示を考慮して目標に定めることができる。結果として、遠隔的な即時の信号検出を簡素化することができる。
【００５５】
図５は信号サンプル７８ａ，７８ｂ，７８ｃの系列７６を示している。解説的目的で、空間基準８０も示されている。系列７６は一連の信号サンプル７８ａ，７８ｂ，７８ｃを有することができる。動きに関連する妨害が予想されているので、典型的に、信号サンプル７８ａ，７８ｂ，７８ｃの各々によりカバーされる視野は当該サンプルの系列にわたって変化し得る。これらのずれ（逸脱）は絶対値及び振幅の点で所望の指示性運動パターンを越えると考えられるので、動き補償は、更なる処理及び信号抽出にとり重大である。既述したように、動き補償された信号サンプルの系列（図６及び図７参照）を、（オリジナルの）系列７６から導出することができる。それでも、導出された該系列は動き残分により悪影響を受けていると考えられる。
【００５６】
図６及び図７は、これらの問題に対処するための他の方法を示す。図６及び図７は、共に、（オリジナルの）系列７６から導出された動き補償された信号サンプルの系列から取り出された動き補償された信号サンプル８２を示す。該動き補償された信号サンプル８２において、関心領域８４を選択することができる。基本的に、該関心領域８４は手動で又は自動で選択することができる。非自動的選択は、ユーザによる関心領域の手動選択を含むことができる。自動的検出は、画像分割、特には特徴検出、及び動き補償された信号サンプル８２の系列における被検体１０の指示性部分１２を探すように構成された特徴追跡を含むことができる。該関心領域に基づいて、特徴信号９０を計算し、抽出し、及び時間にわたりプロットすることができる（符号８８参照）。それでも、該特徴信号９０は大きな動き残分関連部分を含むと考えられる。従って、参照として、妨害関連信号９４が、動き補償された信号サンプル８２（の系列）から抽出される（符号９２参照）。
【００５７】
この目的のために、基本的に、信号サンプル８２の残部（関心領域８４以外）を利用することができる。該残部（又は差異部分）は、妨害運動部分８６と称すことができる。該妨害運動部分８６は妨害関連信号９４の導出のための基礎として働くことができる。前述したように、妨害関連信号９４及び特徴信号９０の両者は、基本的に同一の又は少なくとも類似した動き残分情報を含み得る。その限りにおいて、妨害関連信号９４は、更なる処理のための参照として利用することができる。波括弧（符号９６）により示されるように、特徴信号９０は、増強された特徴信号９８を発生するために、妨害関連信号９４を考慮して処理することができる。例えば、妨害関連信号９４は特徴信号９０から“差し引く”ことができる。結果として、動き残分の影響を減衰させ又は除去することさえできる。該増強特徴信号９８に基づいて、所望の関心バイタル信号を計算することができる。
【００５８】
図７は、同様の方法を示す。図７においては、妨害運動部分８６において、画定された非指示性関心領域１００が選択される。該非指示性関心領域１００に基づいて、妨害関連信号９４ａを計算することができる。最終的に、特徴信号９０を、上記妨害関連信号９４ａを考慮して増強特徴信号９８に伝達することができる。非指示性関心領域１００の定められた選択は、このようにして確かに静止的な領域（例えば、家具等）を動き補償信号サンプル８２内で選択することができるので、有益であると考えることができる。基本的に、動き補償信号サンプル８２は動いている又は動き得る成分を表すことができる。例えば、関心領域８４が被検体１０の指示性部分１２を正確に“カバー”していない場合、潜在的に指示性の運動パターンが妨害運動部分８６内に存在することもあり得る。更に、付加的な動き関連成分も存在し得る。このことは、例えば観察されている患者がベッド内で向きを変える場合等の被検体の動きにも同様に当てはまる。更に、動き補償信号サンプル８２内に、“全体的”又は“全体の”動きとは関係がない運動パターンを呈する余計な人が存在する可能性がある。このような悪影響を受けた部分は、更なる処理対策にとっては、殆ど適切な基礎とは考えることはできない。従って、動き補償信号サンプル８２の明白に静止的部分において非指示性関心領域１００の選択を可能にすることが有益であると考えられる。従って、結果としての増強特徴信号９８の信号対雑音比を更に一層改善することができる。
【００５９】
図８及び図９は、基本的に図６及び図７に関連して説明した方法を利用することが可能な他の監視環境を示す。図８においては、手持ち移動型センサ手段２２ａを有する装置１８ｃを使用することができる。有利にも、関心領域８４は被検体１０の指示性部分１２を明確に反映している。対照として、非指示性関心領域１００は静止的参照エレメント６６（例えば、椅子、一般的には家具）を明確に反映している。関心領域８４及び非指示性関心領域１００は互いに分離されている。従って、指示性部分と非指示性部分との混ざり合いは回避することができる。点線１０２により示されたように、センサ手段２２ａは特定の視野を有することができる。基本的に、センサ手段２２ａが二次元フレームを捕捉するように構成される場合、視野１０２は例示的に四角錐の長方形断面と考えることができる。特定の視野１０２内において、関心領域８４及び非指示性関心領域１００の両方を選択することができる。一実施態様においては、各領域８４，１００の大凡所定の配置を想定することができる。この方法によれば、ユーザは被検体１０及び参照エレメント６６を、センサ手段２２ａ（関心領域８４及び非指示性関心領域１００を形成する所定のパターンに仕切られた所定の仕切られた視野１０２を有する）を斯かる領域８４，１００に関するパターンが指示性部分１２及び参照エレメント６６を各々同時にカバー及び捕捉するように指向させることにより“狙いを定める”ことができる。同様の方法が、図９に関連して以下に説明される。
【００６０】
図９においては、センサ手段２２ｂ及び組み込まれた照明源２８ａを有する移動型手持ち装置１８ｄが使用される。例示として、センサ手段２２ｂは、センサ素子の線状アレイを有するセンサ手段２２ｂとして構成することができる。所望の運動パターン（図２における符号５６参照）は、基本的に、周期的な一次元運動を含むので、センサ手段２２ｂにおける適切に指向された一次元配列のセンサ素子を適用することができる。その結果、基本的に線状の関心領域８４ａ及び、それに応じて、線状の非指示性関心領域１００ａを選択することができる。一実施態様において、上記の組み込まれた照明源２８ａは、各領域８４ａ，１００ａ（センサ手段２２ｂにより観察される）に基本的に合致又は対応する放射領域１０４を照明する。センサ手段２２ｂにおいて、領域８４ａ，１００ａは予め定めるか又は事前に選択することができる。これに関連して言うと、照明源２８ａは意図する領域８４ａ，１００ａを明確に印すことができるように可視光を放出することが更に好ましい。図９に示される実施態様の場合、装置１８ｄは真っ直ぐな照明ラインがユーザにより明確に見えるように構成することができる。上記照明ラインは、関心領域８４ａ及び非指示性領域１００ａを表す２つの別個の部分を有することができる。匹敵するような装置は、物流、倉庫管理及び小売店部門の分野で基本的に知られている。これらの分野では、バーコードリーダ又はバーコードスキャナが普通に適用されている。しかしながら、装置１８ｄは、それでも、２つの明確な又は別個の領域８４ａ，１００ａを設ける。装置１８ｄを正しい向き及び位置にもっていけば、被検体１０の指示性部分１２及び静止的参照エレメント６６を観察することができる。予め定められる領域８４ａ，１００ａは二次元パターンとして形成することもできることは言うまでも無い。
【００６１】
図１０は、被検者１０の呼吸速度（又は呼吸数）の検出を目的とするバイタル信号監視を介して得られた幾つかの信号形状１１０，１１２，１１４を示す。横軸は時間（又は、図１０におけるようにフレーム番号）を示す一方、縦軸は定量的又は定性的信号パラメータを示すことができる。表示された信号形状１１０，１１２，１１４の各々は、被検者１０の指示性部分１２の動きに帰属する動き関連信号から直接的又は間接的に導出される。信号形状１１０は、基本的に目立つ測定を介して得られる参照信号を示す。信号形状１１４は、妨害関連信号を示し、非指示性関心領域１００から得られた妨害関連信号９４に対応し得る。信号形状１１２は、基本的に、関心領域８４から得られる特徴信号９０に対応し得る特徴信号である。信号形状１１４は信号形状１１２から差し引かれて、両信号１１２，１１４に依然として存在する動き残分を補償することができる。結果として、増強された特徴信号を表すと共に基本的に前記増強特徴信号９８に対応する信号形状１１６を発生することができる。これに関連して、解説目的で、符号１２０，１２２，１２４が示されている。ゼロ線を考察すると、信号形状１１４の或る値１２２を信号形状１１２の対応する値１２０から減算する結果として、増強信号形状１１６の一部を形成する値１２４（ここでは、負の値）が得られることが容易に理解される。参照信号形状１１０と比較すると、増強特徴信号を表す信号形状１１６は依然として妨害を含み得る。しかしながら、例示的に呼吸数の決定を参照すると、周期的変化が明確に見られ、従って、所望の関心バイタル信号を導出すべく処理及び分析することができる。
【００６２】
本発明によりカバーされる幾つかの代替的例示方法を示したが、検出される電磁放射から情報を抽出する方法を概略的に図示した図１１を参照する。最初に、ステップ１５０において、信号サンプル１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃの系列１５２を有する入力データストリームが入力される。矢印ｔは時間又は実際のフレーム番号を示す。上記データストリームはセンサ手段２２又はデータバッファ若しくは記憶手段から供給され得る。該データストリームは、時間にわたり変化する画像フレームの系列により具体化され得る。
【００６３】
次のステップ１５６において、動き補償対策を上記サンプル１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃに適用して、動き補償されたサンプル１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃの系列１５８を得ることができる。全体的運動又は全体の動きが、センサの動き又はカメラの動き（特には、手持ちの移動型装置のアプリケーションの場合）が引き起こされ得る。
【００６４】
更なるステップ１６２においては、上記サンプルにおいて所望の信号を高度に示す関心領域１６４を選択することができる。関心領域１６４の選択に際して、妨害運動部分１６６も決定することができる。他の実施態様では、更に、非指示性関心領域（図７における符号１００参照）も選択することができる。
【００６５】
信号抽出ステップ１６８が後続し得る。信号抽出は、関心領域１６４からの特徴信号１１２の導出を含むことができる。更に、妨害関連信号１１４を妨害運動部分１６６から導出することができる。先に示したように、妨害関連信号１１４の導出は、妨害運動部分１６６内の画定された非指示性関心領域を考慮して実行することもできる。
【００６６】
次のステップ１７０において、動き残分補償を適用することができる。動き残分補償は、妨害関連信号１１４を考慮して特徴信号１１２を処理するステップを含むことができる。例示として、妨害関連信号１１４を特徴信号１１２から差し引くことができる。該動き残分補償１７０により、最終的に、増強された特徴信号１１６が発生され得る。
【００６７】
更に、次のステップ１７２において、当該信号に後処理対策を施すことができる。後処理は、フィルタ処理、窓処理、クリップ処理、重み付け及び他の適切な処理アルゴリズムを含むことができる。結果として、信号対雑音比は更に改善され、関心バイタル信号１７６の検出を更に容易化することができる。
【００６８】
更に他のステップ１７４においては、上記増強特徴信号１１６に信号分析対策を適用して、少なくとも１つの所望のバイタル信号１７６を示す特別な特徴を捜すことができる。信号分析１７４は、時間ドメインに基づく上記増強特徴信号１１６を周波数ドメインに基づく変換された信号に変換するステップを含むことができる。
【００６９】
言うまでも無く、本発明による方法の一実施態様において、設けられる上記ステップの幾つかは変更された順番で又は同時にさえ実行することができる。更に、上記ステップの幾つかは、本発明の範囲から逸脱することなしに省略することもできる。このことは、幾つかの代替的信号処理ステップに特に当てはまる。
【００７０】
例示として、本発明は医療（例えば、目立たない遠隔的患者監視）、一般的監視、セキュリティ監視及びフィットネス装置等の、所謂、生活様式環境などの分野に適用することができる。応用例は、呼吸数、呼吸数変動及び関連するバイタル信号の監視を含む。
【００７１】
以上、本発明を図面及び上記記載において図示及び詳細に説明したが、斯様な図示及び説明は解説的又は例示的であって、限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は開示された実施態様に限定されるものではない。開示された実施態様に対する他の変形例は、当業者により請求項に記載された本発明を実施するに際して図面、開示内容及び添付請求項の精査から理解し、実施することができる。
【００７２】
尚、請求項において、“有する”なる文言は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。また、単一のエレメント又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかの品目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。
【００７３】
また、コンピュータプログラムは、光記憶媒体又は他のハードウェアと一緒に若しくは該ハードウェアの一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により記憶／分配することができるのみならず、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等のように他の形態で分配することもできる。
【００７４】
また、請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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