[發明專利]從視頻幀序列導出關于人的睡眠狀態和清醒狀態的信息

在審

• 申請號: 201980062885.9
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN112752541A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 龍曦;R·貝澤默
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/11
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭振

為了獲得關于人的睡眠狀態和清醒狀態的信息，使用了一種裝置(100)，其包括攝像機(10)和處理單元(20)。攝像機(10)用于在時間段期間捕獲視頻幀序列，并且處理單元(20)被配置為處理攝像機(10)所提供的視頻幀并且提供輸出，該輸出代表人在時間段期間的睡眠狀態和清醒狀態。特別地，處理單元(20)被配置為執行算法，根據該算法來確定以下各項：(i)運動值?時間關系；(ii)在運動值?時間關系中與相應時期有關的特征集合；以及(iii)相應時期的分類器，其中算法還被配置為將依據相應時期的運動值針對特定人所確定的自適應先驗概率應用于分類器。

技術領域

本發明涉及一種裝置，其被設計為從視頻幀序列導出關于人的睡眠狀態和清醒狀態的信息，該裝置包括攝像機，該攝像機用于在時間段期間捕獲視頻幀序列；以及處理單元，該處理單元被配置為通過執行算法來處理攝像機所提供的視頻幀并且提供代表人在該時間段期間的睡眠狀態和清醒狀態的輸出。

本發明還涉及一種計算機程序產品，該計算機程序產品包括計算機程序的程序代碼，該程序代碼用于當計算機程序被加載在計算機上時，使得計算機執行所提及的裝置的算法。

背景技術

在新生兒(足月嬰兒和早產嬰兒兩者)的發育中，睡眠起著重要作用。對于解釋嬰兒的身心發育以及睡眠質量，監測嬰兒的睡眠至關重要。這種監測通常基于在代表性時間段期間對清醒-睡眠模式的評估。為了獲得關于清醒-睡眠模式的可靠信息，推薦具有多天的延長監測。

附著在嬰兒脆弱的皮膚上的傳感器可能導致刺激并損害皮膚。因此，期望使用不顯眼的(非接觸式)監測技術。已經開發出了許多不顯眼的設備或系統或最不顯眼的設備或系統，并且將其用于進行客觀的嬰兒睡眠監測。這樣的設備或系統的運轉基于使用各種感測技術和各種工具，諸如體動記錄法、心沖擊描記法、電容心電圖、電感式傳感器、光電容積描記法、以及近紅外攝像機或熱攝像機。尤其地，基于相機的嬰兒監測器已經在市場上得到了很好的商業化，這是因為它們的優點是監測完全不顯眼。

關于攝像機的使用，應當指出，試圖識別嬰兒的面部和/或身體以及對應運動的用于人類跟蹤的高級圖像處理算法有望在標識嬰兒的睡眠狀態時發揮良好作用。然而，由于這些算法需要處置大量視頻幀，所以在計算上代價較大，從而可能需要使用難以集成到相機中且成本高昂的高性能計算單元。

US 2016/364617 A1涉及遠程生物特征監測系統，其可以包括數字相機，該數字相機具有數字傳感器、處理器和存儲器。相機的處理器可以本地執行一種或多種算法，以對正在睡眠的受試者的所捕獲的圖像執行計算機視覺分析，從而確定受試者的活動狀態。活動狀態可以包括睡眠狀態。

例如，可以應用體動記錄分析算法，其包括步驟或操作，這些步驟或操作被配置為根據數字相機所捕獲的一系列圖像確定受試者是否正在移動。這種算法可以包括以下步驟：(i)對圖像應用光流算法；(ii)確定選定時間事件的平均運動水平；(iii)通過比較平均運動與選定閾值確定受試者是否正在移動；(iv)將每個事件的結果累加到時期中；(v)根據需要對基于時期的移動確定進行平滑和過濾；以及(vi)基于閾值分析來確定受試者的活動狀態。

Gunnarsdottir Kristin M等人的文章“A Novel Sleep Stage Scoring System：Combining Expert-Based Rules with a Decision Tree Classifier”(2018年第40屆IEEE醫學與生物工程學會國際年會，EMBC)，IEEE，2018年7月18日，第3240頁至第3243頁)公開了一種算法，該算法利用似然比決策樹分類器，并且基于美國睡眠醫學學會手冊的預先定義的規則來從EEG信號、EMG信號和EOG信號中提取特征。特征在信號的時域和頻域中按30秒時期計算，并且用作分類器的輸入，該分類器將每個時期指派給五個可能階段中的一個可能階段。