專利名稱：整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)及方法，且特別是ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
心血管疾病，可說是不眨眼的殺手?，F(xiàn)代人生活忙碌，步調(diào)節(jié)奏日益加速，心臟的工作負(fù)荷過重，但人們平時(shí)往往不會(huì)注意到身上這個(gè)似乎理所當(dāng)然的器官是否需要保養(yǎng)了。心臟默默地工作，直到它再也無法負(fù)荷為止。直到心血管疾病已病入膏肓，人們才驚覺事態(tài)的嚴(yán)重。但是到 這個(gè)階段，心臟已經(jīng)無法再恢復(fù)原狀，只能盡量地預(yù)防它的發(fā)作。但是發(fā)作仍在所難免，一旦發(fā)作，若沒有及時(shí)地處理，往往會(huì)發(fā)生遺憾的結(jié)果，是大家所不樂見的。因此，一般若要準(zhǔn)確量測心跳并記錄之，通常需要使用如血氧計(jì)(pulseoximeter)之類的設(shè)備來進(jìn)行量測，如此除了價(jià)格較高昂外，亦需通過使用手動(dòng)記錄的方式來記錄使用者的信息以及所量測的數(shù)據(jù)，如此一來，在使用上對(duì)于使用者來說是相當(dāng)?shù)夭环奖恪?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提出ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)，其具有方便使用者使用外，亦能同時(shí)精確地偵測心跳數(shù)并具有低成本的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明另一目的在于，提出ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的方法，其適用于上述的系統(tǒng)并具有上述的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)ー步的了解。為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本發(fā)明的一實(shí)施例提出ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)，其包括一存取単元、一影像傳感器、一身份辨識(shí)單元以及ー頻率萃取單元。存取單元存有ー使用者數(shù)據(jù)庫。影像傳感器連續(xù)擷取一使用者的多個(gè)膚色影像。身份辨識(shí)単元接收來自使用者的一生理特征并據(jù)此比對(duì)存取単元中的使用者數(shù)據(jù)庫，以辨識(shí)出使用者。頻率萃取単元根據(jù)這些膚色影像在連續(xù)時(shí)間下不同色光的亮度變化部分，以分離出這些膚色影像中所代表的一位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得ー頻率訊號(hào)，其中頻率訊號(hào)代表位于ー特定頻率區(qū)間的頻率，且頻率訊號(hào)為使用者的一心跳信息。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，心跳信息被存入存取単元中，以更新使用者數(shù)據(jù)庫。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，這些膚色影像包括多個(gè)臉部影像、多個(gè)指紋影像或是多個(gè)其它具有靜脈的人體部位的影像。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，生理特征包括臉部特征、指紋特征、靜脈特征或是語音特征。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，這些膚色影像為身份辨識(shí)單元可辨識(shí)的生理特征時(shí)，身份辨識(shí)単元適于接收來自影像傳感器所擷取的這些膚色影像并據(jù)此比對(duì)存取単元中的使用者數(shù)據(jù)庫，以辨識(shí)出使用者。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，生理特征為ー臉部特征，而這些膚色影像為使用者的臉
部影像。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，系統(tǒng)更包括ー臉部偵測與追蹤單元，根據(jù)ー臉部偵測與追蹤算法確認(rèn)這些膚色影像是否為使用者的臉部影像位置。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，身份辨識(shí)単元與頻率萃取単元屬于同一處理器的運(yùn)作或分屬不同處理器的運(yùn)作。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，特定頻率區(qū)間對(duì)應(yīng)使用者的心跳頻率，且特定頻率區(qū)間介于0 5Hz。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，頻率萃取器根據(jù)獨(dú)立成分分析(Independent ComponentAnalysis, I CA)函數(shù)來分離位移訊號(hào)。本發(fā)明的ー實(shí)施例另提出ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的方法，其包括下列步驟。首先，連續(xù)擷取一使用者的多個(gè)膚色影像。而后，根據(jù)這些膚色影像在連續(xù)時(shí)間下不同色光的亮度變化部分，以分離出這些膚色影像中所代表的一位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得ー頻率訊號(hào)，其中頻率訊號(hào)代表位于ー特定頻率區(qū)間的頻率，且頻率訊號(hào)為使用者的一心跳信息。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的方法還包括接收來自使用者的一生理特征并據(jù)此比對(duì)ー使用者數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)，以辨識(shí)出使用者。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的方法更包括將心跳信息存入使用者數(shù)據(jù)庫中，以更新使用者數(shù)據(jù)庫。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，這些膚色影像為使用者的生理特征時(shí)，上述的方法更包括根據(jù)這些膚色影像比對(duì)存取単元中的使用者數(shù)據(jù)庫，以辨識(shí)出使用者。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的方法更包括根據(jù)ー臉部偵測與追蹤算法確認(rèn)這些膚色影像是否為使用者的臉部影像位置。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的方法更包括利用一 ICA函數(shù)分離出這些膚色影像中所代表的位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得頻率訊號(hào)?；谏鲜?，本發(fā)明可通過身份辨識(shí)單元辨識(shí)使用者的身分，而后利用影像傳感器擷取使用者的多張膚色影像，接著利用頻率萃取単元將這些在連續(xù)時(shí)間下的膚色影像根據(jù)不同色光的亮度變化部分，分離出膚色影像中所代表的位移訊號(hào)，而據(jù)以獲得頻率訊號(hào)，其中此頻率訊號(hào)即為使用者的心跳信息；也可以是，影像傳感器所擷取使用者的膚色影像一方面可供身份辨識(shí)單元進(jìn)行使用者的身分辨識(shí)的用途，另ー方面亦可通過頻率萃取單元將這些膚色影像根據(jù)不同色光的亮度變化部分，分離出膚色影像中所代表的位移訊號(hào)，而據(jù)以獲得頻率訊號(hào)，其中此頻率訊號(hào)為使用者的心跳信息。之后，再將使用者的心跳信息存于使用者數(shù)據(jù)庫。換言之，本系統(tǒng)除了具有方便使用者使用的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)亦具有低成本及能精確地偵測心跳數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。此外，本發(fā)明亦提出ー種具有上述特征與優(yōu)點(diǎn)的心跳量測及身份辨識(shí)的方法。為讓本發(fā)明的 上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)的示意圖；圖2為圖1的影像傳感器在連續(xù)時(shí)間下拍攝使用者的膚色影像的示意圖；圖3A 圖3C分別為連續(xù)時(shí)間Tl下多張膚色影像的紅色、緑色以及藍(lán)色成分的統(tǒng)計(jì)信息的示意圖；圖4A 圖4C則是分別為對(duì)圖3A 圖3C進(jìn)行獨(dú)立成分分析法(IndependentComponent Analysis)后的不意圖；圖5A 圖5C則是分別對(duì)圖4A 圖4C進(jìn)行ー頻率域轉(zhuǎn)換后所得的示意圖；圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的整合心跳量測及身份辨識(shí)的方法流程圖；圖7為本發(fā)明另ー實(shí)施例的整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)的示意圖；圖8為本發(fā)明另ー實(shí)施例的整合心跳量測及身份辨識(shí)的方法流程圖。圖中符號(hào)說明100、200 系統(tǒng)110>210 存取單元120、220影像傳感器130,230身份辨識(shí)單元140、240頻率萃取單元112、212使用者數(shù)據(jù)庫122膚色影像122a 使用者Tl 連續(xù)時(shí)間SI頻率訊號(hào)Fl特定頻率區(qū)L101、L103、L105、L201、L203、L205、L301、L303、L305 曲線S101、S102、S103、S104、S105、S107、S201、S202、S203、S204、S205、S207 步驟
具體實(shí)施例方式有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式的ー較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)的示意圖。請(qǐng)參考圖1，本實(shí)施例的系統(tǒng)100包括一存取単元110、一影像傳感器120、一身份辨識(shí)単元130以及ー頻率萃取単元140。存取單元110存有ー使用者數(shù)據(jù)庫112。在本實(shí)施例中，存取單元110可以是內(nèi)存、軟盤、硬盤、光盤、隨身碟、磁帶、可由網(wǎng)絡(luò)存取的數(shù)據(jù)庫或其它具有相同功能的儲(chǔ)存媒體。另外，使用者數(shù)據(jù)庫112則是儲(chǔ)存使用者的數(shù)據(jù)，如:姓名、地址、電話、個(gè)人病史數(shù)據(jù)或歷史心跳記錄等等。在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于存取單元110采用不同形式的存取方式，使用者數(shù)據(jù)庫112亦會(huì)不同。舉例來說，存取単元110若是一位于遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)服務(wù)器吋，則該使用者數(shù)據(jù)庫112便可為ー云端數(shù)據(jù)庫，亦即系統(tǒng)100可通過有線傳輸或無線傳輸?shù)姆绞脚c該存取単元110連接，而接收或儲(chǔ)存使用者數(shù)據(jù)庫112內(nèi)關(guān)于使用者的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，存取單元110亦可以是整合于系統(tǒng)100內(nèi)的電子裝置，上述僅是舉例說明，其實(shí)施方式亦可根據(jù)使用者的需求而略微不同。在本系統(tǒng)100中，影像傳感器120主要是用來擷取ー使用者122a在ー連續(xù)時(shí)間Tl下的多個(gè)膚色影像122，如圖2所繪示，其中圖2的膚色影像122是以臉部影像作為舉例說明，但不限于此，于其它實(shí)施例中，這些膚色影像122亦可為指紋影像或是其它具有靜脈的人體部位的影像。另外，影像傳感器120可以是ー電荷f禹合元件(charge coupled device,CCD)或一互補(bǔ)金氧半導(dǎo)體影像傳感器(complementary metal oxide semiconductorimage sensor, CMOS image sensor)。舉例來說，影像傳感器120可為一視訊攝影機(jī)(Webcam)或其它具有影像擷取能力的裝置。另外，身份辨識(shí)單元130接收來自使用者122a的一生理特征并據(jù)此比對(duì)存取單元110中的使用者數(shù)據(jù)庫112，以辨識(shí)出使用者122a的身分。具體來說，本實(shí)施例所指的“生理特征”可為臉部特征、指紋特征、靜脈特征或是語音特征等等，也就是說，身份辨識(shí)単元130可依據(jù)使用者的臉部、指紋、具有靜脈的身體部位或是語音來進(jìn)行使用者的身份辨識(shí)，其中每ー使用者的這些“生理特征”的至少其ー亦可選擇性地儲(chǔ)存于存取單元110內(nèi)的使用者數(shù)據(jù)庫112中，以供身份辨識(shí)単元130在接受/感測到使用者122a的生理特征時(shí)進(jìn)行比對(duì)辨認(rèn)之用。 舉例來說，當(dāng)使用者的臉部、指紋、具有靜脈的身體部位或是語音的特征被身份辨識(shí)單元130所接收后，身份辨識(shí)単元130便會(huì)對(duì)使用者數(shù)據(jù)庫112中的各使用者的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，以判讀/辨識(shí)出使用者的身分。在本實(shí)施例中，若影像傳感器120所感測的這些膚色影像122為身份辨識(shí)單元130可辨識(shí)的生理特征時(shí)，如:臉部影像或指紋影像，則身份辨識(shí)單元130便可選擇性地對(duì)來自影像傳感器120所擷取的這些膚色影像122直接比對(duì)存取単元110中的使用者數(shù)據(jù)庫112的數(shù)據(jù)，以直接進(jìn)行使用者的辨識(shí)。也就是說，當(dāng)生理特征為臉部特征或指紋特征，且這些膚色影像122為使用者的臉部影像或指紋影像時(shí)，身份辨識(shí)單元130便可直接從影像傳感器120所擷取的膚色影像122直接地與存取單元110中的使用者數(shù)據(jù)庫112進(jìn)行身份比對(duì)。在影像傳感器120擷取使用者122a的膚色影像122后，本實(shí)施例的頻率萃取単元140可根據(jù)這些膚色影像122在連續(xù)時(shí)間Tl下不同色光的亮度變化部分，而分離出這些膚色影像122中所代表的一位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得ー頻率訊號(hào)SI，其中頻率訊號(hào)SI代表位于一特定頻率區(qū)Fl間的頻率，且頻率訊號(hào)為使用者的一心跳信息。在本實(shí)施例中，頻率萃取器140可根據(jù)獨(dú)立成分分析(Independent Component Analysis, I CA)函數(shù)來分離位移訊號(hào)，以獲得上述的頻率訊號(hào)。為使本實(shí)施例的頻率萃取單元140的動(dòng)作方式(如:獲得具有心跳信息的頻率訊號(hào))更易于了解，特以圖3A 圖3C、圖4A 圖4C以及圖5A 5C進(jìn)行說明，其中圖3A 圖3C分別為連續(xù)時(shí)間Tl下多張膚色影像的紅色、緑色以及藍(lán)色成分的統(tǒng)計(jì)信息，圖4A 圖4C則是分別為對(duì)圖3A 圖3C進(jìn)行獨(dú)立成分分析法(Independent Component Analysis)后的不意圖，而圖5A 圖5C則是分別對(duì)圖4A 圖4C進(jìn)行一頻率域轉(zhuǎn)換后所得的不意圖。請(qǐng)先參考圖3A 圖3C，首先，頻率萃取単元140可對(duì)這些在連續(xù)時(shí)間Tl下所擷取的各膚色影像122計(jì)算ー紅色成分統(tǒng)計(jì)信息、一緑色成分統(tǒng)計(jì)信息及ー藍(lán)色成分統(tǒng)計(jì)信息。茲以ー范例說明紅色成分統(tǒng)計(jì)信息、緑色成分統(tǒng)計(jì)信息及藍(lán)色成分統(tǒng)計(jì)信息的計(jì)算方式。舉例而言，頻率萃取単元140可先分離各張膚色影像122的紅色成分、緑色成分及藍(lán)色成分，于處理完所有的膚色影像122后，便得到多張紅色成分影像、多張綠色成分影像及多張藍(lán)色成分影像。接著，頻率萃取単元140可對(duì)各該紅色成分影像進(jìn)行計(jì)算，以得ー紅色成分信息，當(dāng)處理完所有的紅色成分影像后，便獲得多個(gè)紅色成分信息，如圖3A所繪示的曲線L101，其中圖3A 圖3C的橫軸為時(shí)間軸，而縱軸則為灰階值。類似的，頻率萃取単元140可對(duì)各該綠色成分影像進(jìn)行計(jì)算，以得ー緑色成分信息，當(dāng)處理完所有的緑色成分影像后，便獲得多個(gè)綠色成分信息，如圖3B所繪示的曲線L103。類似的，頻率萃取単元140可對(duì)各該藍(lán)色成分影像進(jìn)行計(jì)算，以得ー藍(lán)色成分信息，當(dāng)處理完所有的藍(lán)色成分影像后，便獲得多個(gè)藍(lán)色成分信息，如圖3C所繪示的曲線L105。舉例而言，各紅色成分信息可為相對(duì)應(yīng)的紅色成分影像的平均亮度值、最大亮度值、最小亮度值或其它統(tǒng)計(jì)值；各緑色成分信息可為相對(duì)應(yīng)的綠色成分影像的平均亮度值、最大亮度值、最小亮度值或其它統(tǒng)計(jì)值；各藍(lán)色成分信息可為相對(duì)應(yīng)的藍(lán)色成分影像的平均亮度值、最大亮度值、最小亮度值或其它統(tǒng)計(jì)值。之后，頻率萃取單元140利用獨(dú)立成分分析法(IndependentComponentAnalysis)分別對(duì)圖3A 圖3C所繪示的紅色成分信息、緑色成分信息與藍(lán)色成分信息進(jìn)行處理，處理之后便會(huì)分別得到的一第一成分信息、一第二成分信息以及ー第三成份信息，其分別如圖4A 圖4C所繪示的曲線L201、L203、L205。須說明者，獨(dú)立成分分析法為ー既有的算法，當(dāng)有三組輸入數(shù)據(jù)時(shí)，獨(dú)立成分分析法會(huì)產(chǎn)生三組輸出數(shù)據(jù)。另外，第一成分信息、第二成分信息以及第三成份信息的“第一”、“第二”及“第三”僅用來區(qū)分第一成分信息、第ニ成分信息以及第三成份信息為不同的成分信息而已。采用獨(dú)立成分分析法的目的在于分離所述紅色成分信息、所述綠色成分信息以及所述藍(lán)色成分信息中的人類心跳的訊號(hào)與其它訊號(hào)(如:前述的位移訊號(hào))。換言之，第一成分信息、第二成分信息以及第三成份信息其中之一可視為人類心跳的訊號(hào)。人類心跳的訊號(hào)在頻率域上有特殊的特性，亦即，于特定頻率范圍內(nèi)的訊號(hào)能量較強(qiáng)。本實(shí)施例將此特定頻率范圍設(shè)為預(yù)設(shè)頻率范圍，以便進(jìn)行后續(xù)的處理。一般而言，大部分人類心跳的訊號(hào)的頻率較低，故此預(yù)設(shè)頻率范圍可設(shè)在`低頻之處。接著，頻率萃取単元140會(huì)將圖4A 圖4C所分別代表的第一成分信息、第二成分信息以及第三成份信息分別轉(zhuǎn)換至ー頻率域，由此取得一第一頻域信息、一第二頻域信息及一第三頻域信息，其分別如圖5A 圖5(:所繪示的曲線し301、し303、し305，其中圖5A 圖5C的橫軸為頻率単位，而縱軸為能量単位。舉例而言，頻率萃取単元140可采用快速傅立葉轉(zhuǎn)換(Fast Fourier Transform)以分別將圖4A 圖4C的第一成分信息、第二成分信息與第三成份信息分別轉(zhuǎn)換為第一頻域信息、第二頻域信息及第三頻域信息。之后，頻率萃取単元140可通過比較第一、第二、第三頻域信息于ー特定頻率區(qū)間的一能量值，其中能量值最強(qiáng)所對(duì)應(yīng)的頻率訊號(hào)SI，即為使用者的心跳信息。詳細(xì)來說，由圖5A 圖5C中可知，圖5C具有最強(qiáng)的能量值，而該能量值所對(duì)應(yīng)的頻率訊號(hào)SI為1.23Hz,因此根據(jù)IHz對(duì)應(yīng)于心跳60次/分的情況下，該使用者的心跳數(shù)毎分鐘應(yīng)為73.82下。在本實(shí)施例中，特定頻率區(qū)間Fl對(duì)應(yīng)使用者的心跳頻率，且特定頻率區(qū)間Fl至少介于0 5Hz。
接著，使用者在連續(xù)時(shí)間Tl下的上述的心跳信息可選擇性地被存入存取単元110中，以更新使用者數(shù)據(jù)庫112的該使用者信息。值得ー提的是，上述的身份辨識(shí)単元130與頻率萃取単元140可屬于相同的處理器的運(yùn)作或分屬不同處理器的運(yùn)作。另外，上述的系統(tǒng)100更可包括ー臉部偵測與追蹤單元(未繪示)，其主要是根據(jù)ー臉部偵測與追蹤算法確認(rèn)上述的膚色影像122是否為使用者的臉部影像位置?；谏鲜?，本發(fā)明的一實(shí)施例亦可提出ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的方法，如圖6所示。請(qǐng)同時(shí)參考圖1與圖6的步驟S101，首先，擷取使用者在連續(xù)時(shí)間Tl下的多個(gè)膚色影像122，其中擷取該使用者的膚色影像122的方式可以通過使用前述的影像傳感器120進(jìn)行影像擷取。特別的是，本實(shí)施例可選擇性地通過根據(jù)ー臉部偵測與追蹤算法來進(jìn)ー步地確認(rèn)這些膚色影像122是否為使用者的臉部影像位置，如圖6的步驟S102所示。之后，接收來自使用者的生理特征并據(jù)此比對(duì)前述的使用者數(shù)據(jù)庫112內(nèi)的數(shù)據(jù)，以辨識(shí)出使用者，如圖1與圖6的步驟S103所示。在本實(shí)施例中，“生理特征”可為臉部特征、指紋特征、靜脈特征或是語音特征等等。在本實(shí)施例中，上述的膚色影像122為使用者的生理特征時(shí)，如:臉部影像，亦可根據(jù)這些膚色影像122直接地比對(duì)存取単元110中的使用者數(shù)據(jù)庫112，以辨識(shí)使用者。而后，根據(jù)這些膚色影像122在連續(xù)時(shí)間Tl下不同色光的亮度變化部分，以分離出這些膚色影像中所代表的位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得頻率訊號(hào)SI，其中頻率訊號(hào)SI代表位于特定頻率區(qū)間Fl的頻率，且頻率訊號(hào)SI可代表使用者的心跳信息，如圖1與圖6的步驟S105所示。具體而言，獲得頻率訊號(hào)SI的方法可通過使用前述的ICA函數(shù)分離出這些膚色影像122中所代表的位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得頻率訊號(hào)SI，如步驟S104所示。之后，將使用者在連續(xù)時(shí)間Tl下的心跳信息存入使用者數(shù)據(jù)庫112中，以更新使用者數(shù)據(jù)庫11 2，如圖1與圖6的步驟S107所示。至此，大致完成ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的步驟。圖7為本發(fā)明另ー實(shí)施例的整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)的示意圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖1與圖7，本實(shí)施例的系統(tǒng)200與前述的系統(tǒng)100采用的概念相似，二者不同處在于:系統(tǒng)100中，影像傳感器120所擷取的膚色影像122可選擇性供身份辨識(shí)単元130進(jìn)行使用者身份辨識(shí)之用；而在本實(shí)施例的系統(tǒng)200中，影像傳感器220與身分辨識(shí)單元230則是分開動(dòng)作。舉例來說，使用者可以通過語音的方式讓身份辨識(shí)單元230進(jìn)行辨識(shí)，而影像傳感器220則可擷取使用者身體部位的膚色影像222直接地供頻率萃取単元240進(jìn)行分析，以獲知使用者的心跳信息，亦即身份辨識(shí)單元230可不使用影像傳感器220所偵測的影像進(jìn)行身份辨識(shí)。之后，再將此心跳信息傳送至使用者數(shù)據(jù)庫212中進(jìn)行更新或記錄。值得ー提的是，影像傳感器220與身分辨識(shí)單元230的動(dòng)作順序可視使用者的需求而定，本實(shí)施例以使用者可以先通過語音或指紋或其它方式讓身份辨識(shí)單元230進(jìn)行辨識(shí)，而后影像傳感器220再擷取使用者身體部位的膚色影像222作為舉例說明，于其它實(shí)施例中，亦可先擷取使用者身體部位的膚色影像222后，再通過語音或指紋或其它方式讓身份辨識(shí)單元230進(jìn)行身份辨識(shí)?；谏鲜觯景l(fā)明的另ー實(shí)施例亦可提出ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的方法，如圖8所示。請(qǐng)同時(shí)參考圖6與圖8，本實(shí)施例的方法與前述的方法采用相同的概念，二者不同處在于:本實(shí)施例的方法是先接收來自使用者的生理特征，而先辨識(shí)出使用者，之后再擷取使用者的膚色影像進(jìn)行心跳分析與儲(chǔ)存，如步驟S201至步驟S207所示。意即，本實(shí)施例的方法所擷取的膚色影像并不會(huì)選擇性地被用來判斷與辨識(shí)使用者之用，此為與前述所揭露的方法的不同處。綜上所述，本發(fā)明的整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)及方法至少具有下列特點(diǎn)。首先，可通過身份辨識(shí)單元辨識(shí)使用者的身分，而后利用影像傳感器擷取使用者的多張膚色影像，并利用頻率萃取単元將這些在連續(xù)時(shí)間下的膚色影像根據(jù)不同色光的亮度變化部分，分離出膚色影像中所代表的位移訊號(hào)，而據(jù)以獲得頻率訊號(hào)，其中此頻率訊號(hào)即為使用者的心跳信息。之后，可將使用者的這些心跳信息存于使用者數(shù)據(jù)庫，從而可達(dá)到自動(dòng)辨識(shí)使用者并記錄使用者所量測的數(shù)據(jù)。換言之，本系統(tǒng)除了具有方便使用者使用的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)亦具有低成本及能精確地偵測心跳數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。另外，影像傳感器所擷取使用者的膚色影像亦可一方面供身份辨識(shí)單元進(jìn)行使用者的身分辨識(shí)的用途，另ー方面亦可通過頻率萃取單元將這些膚色影像根據(jù)不同色光的亮度變化部分，分離出膚色影像中所代表的位移訊號(hào)，而據(jù)以獲得頻率訊號(hào)，其中此頻率訊號(hào)為使用者的心跳信息。之后，再可將使用者的這些心跳信息存于使用者數(shù)據(jù)庫，亦可達(dá)到自動(dòng)辨識(shí)使用者并記錄使用者所量測的數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明亦提出ー種具有上述特征與優(yōu)點(diǎn)的心跳量測及身份辨識(shí)的方法。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求書及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實(shí)施例或權(quán)利要求不須達(dá)成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。此外，摘要 部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。
權(quán)利要求
1.ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一影像傳感器，用以連續(xù)擷取ー使用者的多個(gè)膚色影像；以及 一頻率萃取単元，根據(jù)該些膚色影像在該連續(xù)時(shí)間下不同色光的亮度變化部分，以分離出該些膚色影像中所代表的一位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得ー頻率訊號(hào)，其中該頻率訊號(hào)代表位于ー特定頻率區(qū)間的頻率，且該頻率訊號(hào)代表該使用者的一心跳信息。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，還包括: 一存取單元，存有ー使用者數(shù)據(jù)庫； 一身份辨識(shí)単元，接收來自該使用者的一生理特征并據(jù)此比對(duì)該存取単元中的該使用者數(shù)據(jù)庫，以辨識(shí)出該使用者。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，該使用者在該連續(xù)時(shí)間下的該心跳信息被存入該存取單元中，以更新該使用者數(shù)據(jù)庫。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，該些膚色影像包括多個(gè)臉部影像、多個(gè)指紋影像或是多個(gè)其它具有靜脈的人體部位的影像。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，該生理特征包括臉部特征、指紋特征、靜脈特征或是語首特征。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，該些膚色影像為該身份辨識(shí)単元可辨識(shí)的該生理特征時(shí)，該身份辨識(shí)單元適于接收來自該影像傳感器所擷取的該些膚色影像并據(jù)此比對(duì)該存取單元中的該使用者數(shù)據(jù)庫，以辨識(shí)出該使用者。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，該生理特征為ー臉部特征，而該些膚色影像為該使用者的臉部影像。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，還包括一臉部偵測與追蹤單元，根據(jù)ー臉部偵測與追蹤算法確認(rèn)該些膚色影像是否為該使用者的臉部影像位置。
9.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，該身份辨識(shí)單元與該頻率萃取單元屬于同一處理器的運(yùn)作或分屬不同處理器的運(yùn)作。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，該特定頻率區(qū)間對(duì)應(yīng)該使用者的心跳頻率，且該特定頻率區(qū)間介于0 5Hz。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，該頻率萃取器根據(jù)獨(dú)立成分分析函數(shù)來分離該位移訊號(hào)。
12.ー種整合心跳量測及身份辨識(shí)的方法，其特征在于，包括 連續(xù)擷取一使用者的多個(gè)膚色影像；以及 根據(jù)該些膚色影像在該連續(xù)時(shí)間下不同色光的亮度變化部分，以分離出該些膚色影像中所代表的一位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得ー頻率訊號(hào)，其中該頻率訊號(hào)代表位于ー特定頻率區(qū)間的頻率，且該頻率訊號(hào)為該使用者的一心跳信息。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，還包括: 將該使用者在該連續(xù)時(shí)間下的該心跳信息存入該使用者數(shù)據(jù)庫中，以更新該使用者數(shù)據(jù)庫。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，還包括: 接收來自該使用者的一生理特征并據(jù)此比對(duì)ー使用者數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)，以辨識(shí)出該使用者。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，該些膚色影像為該使用者的該生理特征時(shí)，該方法還包括: 根據(jù)該些膚色影像比對(duì)該存取単元中的該使用者數(shù)據(jù)庫，以辨識(shí)出該使用者。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，還包括: 根據(jù)ー臉部偵測與追蹤算法確認(rèn)該些膚色影像是否為該使用者的臉部影像位置。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，還包括: 利用一 ICA函數(shù)分離出該些膚色影像中所代表的該位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得該頻率訊號(hào)。
全文摘要
一種整合心跳量測及身份辨識(shí)的系統(tǒng)，包括存取單元、影像傳感器、身份辨識(shí)單元以及頻率萃取單元。存取單元存有一使用者數(shù)據(jù)庫。影像傳感器連續(xù)擷取一使用者的多個(gè)膚色影像。身份辨識(shí)單元接收來自使用者的一生理特征并據(jù)此比對(duì)存取單元中的使用者數(shù)據(jù)庫，以辨識(shí)出使用者。頻率萃取單元根據(jù)這些膚色影像在連續(xù)時(shí)間下不同色光的亮度變化部分，以分離出這些膚色影像中所代表的一位移訊號(hào)，并據(jù)以獲得一頻率訊號(hào)，其中頻率訊號(hào)代表位于一特定頻率區(qū)間的頻率，且頻率訊號(hào)為使用者的一心跳信息。本發(fā)明亦提供一種適用上述系統(tǒng)的方法。
文檔編號(hào)A61B5/0245GK103120581SQ20111037000
公開日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者古人豪, 高銘璨, 黃森煌 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司