Procesamiento de imágenes de al menos un ser vivo.

Método de procesamiento de imágenes de al menos un ser vivo, que incluye:

- obtener una secuencia (19) de imágenes digitales tomadas en puntos consecutivos en el tiempo;

- seleccionar al menos una zona (26) de medición que comprende una pluralidad de puntos de imagen; y

- para cada zona (26) de medición, obtener una señal (28, 30) representativa de al menos variaciones enun valor promedio que varía con el tiempo de una combinación de valores de píxel en al menos varios delos puntos de imagen para su uso en determinar al menos uno de una presencia y un valor de frecuenciade al menos un pico en un espectro de la señal (28, 30) correspondiente a una frecuencia de unfenómeno fisiológico periódico,

caracterizado porque la al menos una zona de medición se selecciona automáticamente y porque la etapa(25) de seleccionar al menos una zona (26) de medición incluye analizar información basándose en datosde píxel de una pluralidad de partes de imagen en al menos una de las imágenes (19), incluyendo cadaparte de imagen al menos un punto de imagen, y seleccionar cada zona (26) de medición de partes deimagen contiguas determinadas para tener características similares.

Procesamiento de imágenes de al menos un ser vivo

Campo de la invención La invención se refiere a un método de procesamiento de imágenes de al menos un ser vivo según la reivindicación 1.

La invención también se refiere a un sistema para procesamiento de imágenes de al menos un ser vivo según la reivindicación 12.

La invención también se refiere a un programa informático según la reivindicación 14.

Antecedentes de la invención Verkruysse et. al., “Remote plethysmographic imaging using ambient light”, Optics Express, 16 (26) , 22 de diciembre de 2008, páginas 21434-21445 demuestra que las señales de fotoplestimografía pueden medirse de manera remota en el rostro humano con luz ambiental normal como fuente y una simple cámara fotográfica digital de tipo consumidor en modo de película. Después de configurar la cámara en modo de película, se solicitó a los voluntarios que se sentaran, se pusieran de pie o se tumbaran para minimizar cualquier movimiento. Las películas a color se guardaron por la cámara y se transfirieron a un ordenador personal. Los valores de píxel para los canales, rojo, verde y azul, se leyeron para cada fotograma de película, proporcionando un conjunto de PV (x, y, t) , donde x e y son posiciones horizontal y vertical, respectivamente y t es el tiempo correspondiente a la frecuencia de imagen. Usando una interfaz de usuario gráfica, se seleccionaron regiones de interés (ROI) en una imagen instantánea (seleccionada de la película) y se calculó la señal en bruto PVbruto (t) como promedio de todos los valores de píxel en la ROI. Se realizaron transformadas rápidas de Fourier para determinar los espectros de fase y potencia. Se indica que la selección de la ROI no es crítica para la determinación de la frecuencia cardíaca. También se indica que pueden resolverse los límites a la resolución espacial de imágenes de fotoplestimografía debido a artefactos en movimiento mediante un posicionamiento mejorado de los voluntarios, software para sincronizar lateralmente los fotogramas e iluminación más homogénea para reducir los artefactos de sombra.

Wieringa F. et. al.: “Contactless multiple wavelength photoplethysmographic imaging: A first step toward SpO2 camera technology” Annals of Biomedical Engineering, Kluwer Academic Publishers - Plenum Publishers, NE, vol. 33, n.º 8, 1 de agosto de 2005, páginas 1034-1041 da a conocer un método para adquirir señales pletismográficas resueltas espacialmente relacionadas con los latidos del corazón a múltiples longitudes de onda usando una cámara remota.

Lucchese L. et. al.: “Color image segmentation: A state-of-the-art survey” Proceedings of the Indian National Science Academy, part A, physical sciences, Indian National Science Academy, Nueva Delhi, vol. 67, n.º 2, 1 de marzo de 2001, páginas 207-221 proporciona una vista global de algoritmos para una segmentación de imágenes a color y un esquema de clasificación que resalta las familias principales de técnicas disponibles.

Un problema del método conocido es que usa un supervisor para seleccionar la ROI de la parte de la imagen que sabe que corresponde a la persona viva.

Un objeto de la invención es proporcionar un método, un sistema y un programa informático de los tipos mencionados anteriormente en los párrafos introductorios que requieran poca o ninguna supervisión humana con el fin de proporcionar buenos resultados.

Este objeto se consigue mediante el método según la reivindicación 1.

El análisis de información basándose en datos de píxel de una pluralidad de partes de imagen en al menos una de las imágenes, en la que cada parte de imagen incluye al menos un punto de imagen, puede conducirse automáticamente, como en el caso del agrupamiento de esas partes determinadas para tener características similares. Por tanto, este método es adecuado para una ejecución no supervisada. La selección de partes contiguas determinadas para tener características similares da como resultado la determinación de una región de la imagen con características homogéneas. Si estas características son similares según un análisis en el dominio espacial, puede realizarse una mejor selección de una zona homogénea que formará la zona de medición. Incluso si la parte corporal correspondiente a la zona de medición no permanece exactamente en su posición por toda la secuencia de imágenes, las intensidades de píxel en la zona de medición no variarán de manera apreciable debido a tales variaciones en la posición. Esto mejora la calidad del espectro de la señal correspondiente al valor que varía con el tiempo de la combinación de valores de píxel en al menos varios de los puntos de imagen, de modo que pueden realizarse identificaciones fiables de picos de señal correspondientes al latido del corazón o la frecuencia respiratoria. El efecto no depende de condiciones de iluminación particulares, haciendo el método más robusto y más adecuado para aplicaciones de detección remota. Usando datos representativos de al menos parte de un espectro de un valor que varía con el tiempo de una combinación de valores de píxel en al menos varios de los puntos de imagen, puede eliminarse una gran cantidad de ruido. Esto permite usar imágenes que se obtienen capturando luz reflejada de un sujeto vivo. Tales imágenes pueden obtenerse con una disposición de sensores o cámara relativamente barata. Por el contrario, si fuera a determinarse el espectro de cada píxel individualmente y luego a agruparse los valores de los picos, tendrían que usarse imágenes obtenidas usando un dispositivo de formación de imágenes muy sensible, por ejemplo un dispositivo de formación de imágenes térmico pasivo.

Una realización del método incluye realizar una segmentación de imágenes en al menos una de la secuencia de imágenes digitales para seleccionar datos de píxel para el análisis incluido en la etapa de selección.

Un efecto es que se reduce la cantidad de datos de píxel que debe analizarse en la etapa de selección, puesto que sólo es necesario procesar determinados segmentos prometedores de los obtenidos en la etapa de segmentación.

En una variante de esta realización, la segmentación de imágenes se realiza usando un algoritmo para reconocer partes de imagen correspondientes a al menos un tipo de parte corporal de un ser vivo.

Esta variante selecciona aquellas partes de imagen correspondientes a partes de seres vivos que son adecuadas para un análisis para determinar al menos uno de una presencia y un valor de frecuencia de al menos un pico en un espectro de la señal de brillo promedio correspondiente a la frecuencia de un fenómeno fisiológico periódico. En principio, el método se basa en el hecho de que la intensidad de la luz reflejada por la piel varía con la frecuencia del fenómeno fisiológico periódico, es decir la frecuencia cardíaca y la frecuencia respiratoria. Por tanto, un algoritmo de segmentación destinado a detectar piel, o partes corporales con formas correspondiente a las de las partes corporales que generalmente no están cubiertas (por ejemplo el rostro de un ser humano) proporciona una selección previa de segmentos de imágenes adecuados, dentro de los cuales se seleccionan una o más zonas de medición homogéneas.

Una realización del método incluye usar un algoritmo de seguimiento para situar al menos uno de la zona de medición y un segmento de imagen que incluye la zona de medición en cada una de una pluralidad de las imágenes en la secuencia.

Esta realización tiene en cuenta el hecho de que incluso una zona de medición homogénea puede verse afectada por movimientos más grandes. El algoritmo de seguimiento permite que la zona de medición se mueva con la parte corporal real que representa. Por tanto, se evitan mayormente los artefactos de señales que surgen de partes de imagen no homogéneas que se mueven a la zona de medición. Esto mejora la relación señal a ruido de las componentes de señal correspondientes a los fenómenos fisiológicos periódicos.

En una realización, se hace que la secuencia de imágenes digitales se capture por una cámara tras completar una fase de inicialización, incluyendo la fase de inicialización:

- medir fluctuaciones de intensidad periódicas en al menos partes de imágenes adquiridas por la cámara mientras se varían las configuraciones de la cámara, y

- seleccionar valores de las configuraciones de la cámara en los que se determine que las fluctuaciones de intensidad periódicas medidas en al menos un intervalo de frecuencias son mínimas.

Esta realización permite eliminar fuentes de perturbaciones periódicas, por ejemplo en la frecuencia de red eléctrica. Normalmente,... [Seguir leyendo]

1. Método de procesamiento de imágenes de al menos un ser vivo, que incluye:

- obtener una secuencia (19) de imágenes digitales tomadas en puntos consecutivos en el tiempo;

- seleccionar al menos una zona (26) de medición que comprende una pluralidad de puntos de imagen; y

- para cada zona (26) de medición, obtener una señal (28, 30) representativa de al menos variaciones en un valor promedio que varía con el tiempo de una combinación de valores de píxel en al menos varios de los puntos de imagen para su uso en determinar al menos uno de una presencia y un valor de frecuencia de al menos un pico en un espectro de la señal (28, 30) correspondiente a una frecuencia de un fenómeno fisiológico periódico,

caracterizado porque la al menos una zona de medición se selecciona automáticamente y porque la etapa (25) de seleccionar al menos una zona (26) de medición incluye analizar información basándose en datos de píxel de una pluralidad de partes de imagen en al menos una de las imágenes (19) , incluyendo cada parte de imagen al menos un punto de imagen, y seleccionar cada zona (26) de medición de partes de imagen contiguas determinadas para tener características similares.

2. Método según la reivindicación 1,

que incluye realizar una segmentación de imágenes en al menos una de la secuencia (19) de imágenes digitales para seleccionar datos de píxel para el análisis incluido en la etapa (25) de selección.

3. Método según la reivindicación 2,

en el que la segmentación de imágenes se realiza usando un algoritmo para reconocer partes de imagen correspondientes a al menos un tipo de parte corporal de un ser vivo.

4. Método según la reivindicación 1,

que incluye usar un algoritmo de seguimiento para situar al menos uno de la zona (26) de medición y un segmento (23) de imagen que incluye la zona (26) de medición en cada una de una pluralidad de las imágenes en la secuencia (19) .

5. Método según la reivindicación 1,

en el que se hace que la secuencia (19) de imágenes digitales se capture por una cámara (2; 41) tras completar una fase (17) de inicialización, incluyendo la fase (17) de inicialización:

- medir fluctuaciones de intensidad periódicas en al menos partes de imágenes adquiridas por la cámara (2; 41) mientras se varían las configuraciones de la cámara, y

- seleccionar valores de las configuraciones de la cámara en los que se determina que las fluctuaciones de intensidad periódicas medidas en al menos un intervalo de frecuencias son mínimas.

6. Método según la reivindicación 1, que incluye:

- determinar una señal de corrección correspondiente a un valor que varía con el tiempo de una combinación de valores de píxel en al menos varios puntos de imagen en una parte de imagen distinta de la zona (26) de medición, y

- decorrelacionar al menos uno de los datos de píxel de las imágenes en al menos la zona (26) de medición y el valor promedio que varía con el tiempo de la combinación de valores de píxel en al menos varios de los puntos de imagen en la zona (26) de medición desde la señal de corrección.

7. Método según la reivindicación 1,

en el que se usa una salida representativa de si se detecta la presencia de al menos un pico en el espectro correspondiente a una frecuencia del fenómeno fisiológico periódico para controlar un dispositivo (8, 9, 13) dispuesto para realizar una función condicional al detectar una presencia de al menos un ser vivo de al menos un tipo.

8. Método según la reivindicación 7,

en el que la salida se proporciona a un sistema (3, 13) de acceso condicional para su uso en una operación de autenticación.

9. Método según la reivindicación 1,

en el que se determina el valor de frecuencia de al menos un pico en el espectro correspondiente a la frecuencia del fenómeno fisiológico periódico y se hace que un sistema (9-12) para proporcionar una salida perceptible adapte su salida dependiendo de la señal de frecuencia.

10. Método según la reivindicación 1,

que incluye proporcionar una señal de activación basándose en la señal (28, 30) correspondiente a al menos la variación en el valor promedio que varía con el tiempo de una combinación de valores de píxel en al menos varios de los puntos de imagen a un sistema (32, 34, 35) de formación de imágenes.

11. Método según la reivindicación 1,

que incluye:

- seleccionar una pluralidad de zonas (26) de medición;

- para cada zona (26) de medición, obtener una señal representativa de al menos variaciones en un valor promedio que varía con el tiempo de una combinación de valores de píxel en al menos varios de los puntos de imagen y determinar el valor de frecuencia de al menos un pico en un espectro de la señal correspondiente a una frecuencia de un fenómeno fisiológico periódico; y

- detectar cuántos seres vivos están representados en la secuencia de imágenes comparando los valores de frecuencia.

12. Sistema para procesamiento de imágenes de al menos un ser vivo, que incluye:

- una interfaz (4; 42) para obtener datos representativos de una secuencia (19) de imágenes digitales tomadas en puntos consecutivos en el tiempo; y

- un sistema (3; 35) de procesamiento de datos de imágenes, configurado para:

- seleccionar al menos una zona (26) de medición que comprende una pluralidad de puntos de imagen; y

- para cada zona (26) de medición, obtener una señal (28, 30) representativa de al menos variaciones en un valor que varía con el tiempo de una combinación de valores de píxel en al menos varios de los puntos de imagen para su uso en determinar al menos uno de una presencia y un valor de frecuencia de al menos un pico en un espectro de la señal (28, 30) correspondiente a una frecuencia de un fenómeno fisiológico periódico,

caracterizado porque el sistema (3; 35) de procesamiento de datos de imágenes está configurado para seleccionar automáticamente la al menos una zona de medición y seleccionar la al menos una zona (26) de medición analizando información basándose en datos de píxel de una pluralidad de partes de imagen en al menos una de las imágenes (19) , incluyendo cada parte de imagen al menos un punto de imagen, y seleccionar cada zona (26) de medición de partes de imagen contiguas determinadas para tener características similares.

13. Sistema según la reivindicación 12, configurado para llevar a cabo un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11.

14. Programa informático que incluye un conjunto de instrucciones que, cuando se incorpora en un medio legible por máquina, puede hacer que un sistema tenga capacidades de procesamiento de información para realizar un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11.