УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ИЗ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

1. Устройство немешающего дистанционного контроля для извлечения информации из обнаруженных характеристических сигналов, содержащее:
- интерфейс (18) для приема потока (76, 78, 80, 82) данных, содержащего последовательность кадров изображения, получаемых из электромагнитного излучения (14), испускаемого или отражаемого объектом (11), причем последовательность кадров изображения содержит непрерывный или дискретный характеристический сигнал (13), содержащий физиологическую информацию (48), причем физиологическая информация (48) представляет по меньшей мере один, по меньшей мере, частично периодический сигнал жизнедеятельности,
- средство (20) экстрактора для извлечения физиологической информации (48) из потока (76, 78, 80, 82) данных, причем средство (20) экстрактора получает множество элементов (50) характеристических показателей из потока (76, 78, 80, 82) данных, множество элементов (50) характеристических показателей характеризуют физиологическую информацию (48) и помеховую составляющую (58) сигнала, причем множество элементов (50) характеристических показателей связано с сигнальным пространством (36), представляющим характеристики электромагнитного излучения (14), причем сигнальное пространство (36) содержит заданный элемент (46) показателя, имеющий установленную ориентацию, характеризующую ссылочную физиологическую информацию, заданный элемент (46) показателя является, по меньшей мере, пригодным для приблизительного определения посредством определения в восходящем потоке соответствующих ссылочных значений,
- средство (22) преобразователя для преобразования множества элементов (50) характеристических показателей, проецируя их на элемент (64) показателя с пониженной помехой, полученный из заданной ориентации и длины множества элементов (50) характеристических показателей, причем элемент (64) показателя с пониженной помехой имеет отличительную ориентацию относительно предполагаемой ориентации помеховой составляющей (58) сигнала, в котором элемент (64) показателя с пониженной помехой определяется путем оптимизации выражения с учетом ориентации заданного элемента (46) показателя, и
- средство (16) датчика для обнаружения электромагнитного излучения (14) в пределах по меньшей мере одного конкретного диапазона длин волн, выбранного из группы, содержащей видимый свет, инфракрасный свет и ультрафиолетовое излучение, причем средство (16) датчика выполнено с возможностью соединения с интерфейсом (18) и средством (16) датчика является видеокамера,
- при этом средство (22) преобразователя дополнительно выполнено с возможностью определения элемента (64) показателя с подавленной помехой, определяя набор данных, содержащий набор значений элементов характеристических показателей, полученных средством (20) экстрактора, и выполняя преобразование, предпочтительно, по существу, ортогональное линейное преобразование, набора данных в систему координат, в которой его доминирующая составляющая выровнена с осью системы координат, и
в которой доминирующая составляющая совпадает с элементом (64) показателя с пониженной помехой, причем элемент (64) показателя с пониженной помехой определяется путем минимизации энергии спроецированных элементов (66) характеристических показателей во временном интервале.
2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее средство (24) анализа для определения изменения во времени спроецированного элемента (66) показателя и для обнаружения по меньшей мере одного, по меньшей мере, частично периодического сигнала (12) жизнедеятельности, представленного физиологической информацией (48).
3. Устройство по п. 2, в котором средство (24) анализа дополнительно выполнено с возможностью компенсации углового смещения (70) между спроецированным элементом (66) показателя и заданным элементом (46) показателя, имеющим установленную ориентацию.
4. Устройство по п. 1, в котором множество элементов (50) характеристических показателей является набором разностных векторов, представляющих изменения во времени непрерывного или дискретного характеристического сигнала (13) в сигнальном пространстве (36).
5. Устройство по п. 4, в котором средство (16) датчика содержит камеру, выполненную с возможностью регистрации сигнала в сигнальном пространстве (36), выбранном из группы, содержащей RGB, sRGB, хроматичность Rg, HSV, HSL, CMYK, YPbPr, YCbCr и xvYCC.
6. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере один, по
меньшей мере, частично периодический сигнал (12) жизнедеятельности выбран из группы, содержащей сердцебиение, частоту дыхания и изменчивость частоты сердечных сокращений.
7. Устройство по п. 1, в котором сигнальное пространство (36) является нормализованным цветовым пространством, в котором по меньшей мере одна степень (38, 40, 42) свободы, по меньшей мере, временно компенсируется процессом нормализации.
8. Устройство по п. 1, в котором средство (20) экстрактора дополнительно содержит средство нормализации для преобразования потока (76, 78, 80, 82) данных в сигнальное пространство (36) путем нормализации фактических значений яркости, включенных в поток (76, 78, 80, 82) данных путем применения соответствующей определенной комбинации основных цветов к представляющим цвета составляющим потока данных и/или путем нормализации цветовой интенсивности потока (76, 78, 80, 82) данных, применяя соответствующие средние по времени значения потока данных к фактическим значениям представляющих цвета составляющих потока.
9. Устройство по п. 2, в котором средство (24) анализа дополнительно содержит средство фильтра для фильтрации потока (76, 78, 80, 82) данных и для улучшения сигнальной составляющей (106) в полосе частот шириной между 0,2 и 10 Гц, предпочтительно, между 0,5 и 3,5 Гц.
10. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее процессор (26), содержащий средство (20) экстрактора, средство (22) преобразователя (22) и средство (24) анализа.
11. Устройство по п. 1, в котором весовая функция применяется для определения элемента (64) показателя с пониженной помехой, чтобы свести элемент (64) показателя с пониженной помехой к заданному элементу (46) показателя.
2
T
T
T
T
12. Устройство по п. 1, в котором элемент (64) показателя с пониженной помехой соответствует вектору z, причем вектор z определяется способами мультивариантной статистики, так что выражение ||Sz||=(Sz)Sz=z(SS)z минимизируется, матрица S содержит стек из множества разностных строчных векторов S и вектор s соответствует элементу (50) характеристического показателя.
13. Способ немешающего дистанционного контроля для извлечения информации из обнаруженных характеристических сигналов, содержащий этапы, на которых:
- принимают поток (76, 78, 80, 82) данных, содержащий последовательность кадров изображения, получаемый из электромагнитного излучения (14), испускаемого или отраженного объектом (11), причем последовательность кадров изображения содержит непрерывный или дискретный характеристический сигнал (13), содержащий физиологическую информацию (48), причем физиологическая информация (48) представляет по меньшей мере один, по меньшей мере, частично периодический сигнал (12) жизнедеятельности, причем электромагнитное излучение (14) обнаруживают средством (16) датчика для обнаружения электромагнитного излучения (14) в пределах по меньшей мере одного конкретного диапазона длин волн, выбранного из группы, содержащей видимый свет, инфракрасный свет и ультрафиолетовое излучение, средство (16) датчика выполнено с возможностью соединения с интерфейсом (18), и средством (16) датчика является видеокамера,
- извлекают физиологическую информацию (48) из потока (76, 78, 80, 82) данных посредством получения множества элементов (50) характеристических показателей из потока (76, 78, 80, 82) данных, множество элементов (50) характеристических показателей характеризуют физиологическую информацию (48) и помеховую составляющую (58) сигнала, причем множество элементов (50) характеристических показателей связано с сигнальным пространством (36), представляющим характеристики электромагнитного излучения (14), причем сигнальное пространство (36) содержит заданный элемент (46) показателя, имеющий установленную ориентацию, характеризующую ссылочную физиологическую информацию, заданный элемент (46) показателя является, по меньшей мере, пригодным для приблизительного определения посредством определения в восходящем потоке соответствующих ссылочных значений,
- преобразуют множество элементов (50) характеристических показателей, проецируя их на элемент (64) показателя с пониженной помехой, полученный из заданной ориентации и длины множества элементов (50) характеристических показателей, причем элемент (64) показателя с пониженной помехой имеет отличительную ориентацию относительно предполагаемой ориентации помеховой составляющей (58) сигнала, элемент (64) показателя с пониженной помехой определяют путем оптимизации выражения с учетом ориентации заданного элемента (46) показателя, при этом определение элемента (64) показателя с подавленной помехой содержит определение набора данных, содержащего набор значений элементов характеристических показателей, и выполнение преобразования, предпочтительно, по существу, ортогонального линейного преобразования, набора данных в систему координат, в которой его доминирующая составляющая выровнена с осью системы координат и в которой доминирующая составляющая совпадает с элементом (64) показателя с пониженной помехой, при этом элемент (64) показателя с пониженной помехой определяют путем минимизации энергии спроецированных элементов (66) характеристических показателей во временном интервале.
14. Компьютерная программа, содержащая управляющую программу для предписания компьютеру выполнять этапы способа, заявленного в п. 13, когда упомянутая компьютерная программа выполняется на компьютере.