用于测量化学浓度、化学饱和度和生物物理参数的光学传感器装置和图象处理单元

摘要

本发明提供了用于检测生物物理参数、化学浓度、化学饱和度、生命征及生理信息如恶性条件的光学传感器装置、图象处理装置、方法和计算机可读代码及计算机可读存储介质。在一些实施例中，光学传感器包括光探测器阵列，其中每一光探测器构造为检测光谱。在一些实施例中，图象处理装置接收现场静态或视频电子图象，或者，电子图象从电子图象介质提供。示例性的生理参数包括但不限于脉搏率、皮肤的生物物理或生理特性、心脏血管特性、与器官如肝或肾有关的特性、及温度波动。在一些实施例中，生理参数是疾病的指示，包括但不限于自体免疫疾病、癌症、营养不良、骨髓的恶性条件、存在传染性微生物如真菌、存在肝炎、及心脏血管障碍、肺部障碍。示例性的化学浓度包括但不限于化学饱和度、pH水平、血管如毛细管或皮肤中的pH水平、葡萄糖水平如血糖水平、尿素氮水平如血液尿素氮水平、CO2水平如血液CO2水平或CO2饱和程度、及氧水平如血氧水平或血氧饱和程度。在一些实施例中，生物物理参数、生理参数或化学浓度从哺乳动物实验对象的组织反射的光获得。或者，这些参数的一个或多个从食品检测，如食品组织、可消费饮料如含酒精饮料、乳制品、葡萄酒、焙烤品、水果和蔬菜。与食品有关的示例性参数包括但不限于烹饪或腐败的参数指示、pH、抗氧化剂的浓度、及消炎剂的浓度。

说明书

技术领域

本发明涉及从光探测器阵列或从包括保存的视频图象数据的视频图象数据获得生物物理、生物化学、生理及生命征信息的图象处理单元和光学传感器装置。

背景技术

诊断医疗装置

通过观察皮肤特别是面部的颜色、纹理和外貌诊断生理条件是医生世代使用的技术并至今保持重要角色。因而，由国家健康研究院提供的联机医学文献分析和检索系统加医学百科全书建议医生在诊断镰状细胞贫血时“察看苍白面色的存在”。NHS直接在线健康百科全书指出“面色暗淡”是心脏病即将发作的症状。来自Joseph F.Smith医生的医学图书馆的在线出版物公开了“在许多情况下，黄疸可由病人眼睛及面色的外貌暗示”。由Adam公司提供的一般健康百科全书指出“过于红润的面色(多血症)”是粘滞性过高的症状。

前述技术要求实际的医生观察病人或病人的图象并进行诊断。医生在日光下或在有照明的屋中观察病人、使用其视网膜内的感光器感知皮肤的颜色、纹理和外貌、及分析皮肤对自然连续光(日光)或人工连续或不连续光谱的生物反馈以进行诊断。不幸地，医生被限于可见光谱的光，且花费高昂及趋于差错。

在历史上，医学诊断是人类医生没有电子装置协助的领域。在上一世纪，随着电气及电子诊断装置的出现，这些装置已扮演了更重要的角色。这样的诊断装置的一个例子是用于测量血氧状态的血氧计。相比于构造为检测连续或不连续光谱的人类视网膜，血氧计提供了用于发出预定波长的光的相干光源及用于检测该波长的光的检测器。

脉搏测氧法是用于测量动脉血液的氧饱和程度的广泛接受的非侵害方法，所述氧饱和程度是氧供给的指示。脉搏测氧法系统通常包括附着到病人的探针、监视器、及连接探针和监视器的电缆。传统上，脉搏测氧法探针具有用于发出预定波长的红和/或红外光的相干光源如LED及光电二极管检测器。探针通常附着到病人的手指或脚趾上或太小病人的脚上。对于手指，探针被构造为使得发射器将光透过指甲、动脉、脉管、微血管、组织和骨头。光电二极管放在与LED相对的位置以在LED传送的光从手指组织出来时检测该光。

脉搏测氧法监视器(脉搏血氧计)通过分析动脉血液对探针发出的两个波长的不同吸收确定氧饱和度。脉搏血氧计交替启动探针LED发射器及读所得的、由光电二极管检测器产生的电流。该电流正比于所检测光的强度。脉搏血氧计计算所检测的红及红外强度的比，及动脉氧饱和度值基于所得到的比以经验为主进行确定。脉搏血氧计包含用于控制探针、处理探针信号和显示病人的氧饱和度及脉搏频率的电路。

脉搏血氧计在美国专利5,632,272中描述，其通过引用全部组合于此。US 2003/0009090公开了测氧装置，其据称结合了由于红血球的光散射引起的效应。

血氧计基于比尔朗伯定律，其由下述等式给出：

$\frac{c_{\mathrm{Hb}{O}_2}}{c_{\mathrm{Hb}{O}_2}+c_{\mathrm{Hb}}}=\frac{A_{1}I-A_2}{B_{1}I-B_2}---\left(1a\right)$

参数A₁、A₂、B₁和B₂取决于在两个不同波长λ₁和λ₂的光吸收，两个不同吸收比之间的比由I给出

$I=\frac{\log \left(I_1{e}^{-<\bar{A},\bar{C}>}\right)}{\log \left(I_2{e}^{-<\bar{B},\bar{C}>}\right)}.---\left(1b\right)$

符号代表氧合血红蛋白浓度(HbO₂)及c_Hb代表减少的血红蛋白浓度Hb。

脉搏可通过观察瞬间测量的动脉血氧饱和程度的暂时图案进行确定。

存在对用于检测实验对象的生理信息的非侵害装置的现实医学需要。优选地，这些装置应结合低成本、容易获得的组件。优选地，这些非侵害装置还应在距离实验对象一定距离处运行，从而不需将特定探针物理附着到实验对象。优选地，这些非侵害装置应可检测较宽范围的生理指示。

用于估计食品和饮料中的相应生物物理和生物化学参数的装置

存在对用于分析食品和饮料的相应生物物理和生物化学参数的技术的现实需要，特别是容易腐烂的物品如水果和蔬菜生产、容易腐烂的牛奶产品、肉和鱼产品、及较不易腐烂的物品如酒，如密封瓶内提供的酒。尽管众所周知，在一些情形下，酒的颜色是酒质量的良好预示因素，但从酒的可视特征评价酒质量需要经过训练的专家，其限于主观上报告定性特征，而不是酒质量的定量指示如pH。此外，众所周知，食品如肉的腐败状态也与肉颜色有关。对于牛肉的特定情形，在牛肉表面的嗜冷菌导致肉色素氧化，从而导致可接受的红色的渐进恶化及不定程度的棕色表面脱色的外貌。

存在对用于检测食品和饮料的生物物理特性的方法和装置的现实需要。

用于估计环境污染中的相应生物物理和/或生物化学参数的装置和方法

化学污染和环境污染随时随地威胁我们的生存。存在对环境危险检测器的现实需要，特别是效能成本合算、容易操作的环境危险检测器。例如，存在对用于检测液体和/或气体中的污染物质水平的装置和方法的现实需要。例如，存在对用于检测空气污染水平的装置和方法的现实需要。

发明内容

部分或所有前述需要及其它需要均可由本发明的几个方面满足。

本发明公开了用于根据从光探测器阵列产生的电信号测量生物、生物物理、生理和/或化学参数的方法和装置。

根据一些实施例，光探测器构造为检测光谱。

根据一些实施例，光探测器构造为接收从物体或物质散射和/或反射(或部分反射)的光和/或穿过物体或物质的光-例如，实验对象的组织(如哺乳动物实验对象)和/或生物物质(例如生物组织或无组织生物物质)和/或液体和/或食品和/或饮料。

根据一些实施例，所产生的电信号被处理(例如由信号处理或图象处理单元)，及参数值的电输出指示得以产生，例如，使用一个或多个在此公开的程序。

光探测器可测量从所测量物体反射和/或部分穿过其的光。光源可以是人造光或日光，图象传感器是具有覆盖UV和IR区域的宽频范围的常规图象传感器(如CMOS或CCD)。

根据一些实施例，生物物理标志是生物化学浓度。

示例性的测量参数包括但不限于O2饱和度、及Co2饱和度、pH、糖类如葡糖的水平、物质浓度、红细胞数量(估计的每立方毫米红细胞的数量)、皮肤危险诊断参数、湿度、干度、透明度、颜色明亮度和饱和度。

皮肤危险诊断参数

根据一些实施例，“皮肤危险诊断参数”是皮肤或其它软组织区域当遭受直接和/或非直接光如日光特定时间段时将产生特定生理条件(例如，将展现新的色素沉着点和/或将出现疾病(例如患癌症条件)或将展现疾病可疑性(例如癌症前期条件))的概率或可能性的指示，例如，所述光为给定数量和/或类型的光。例如，在热天，白种人或高加索人皮肤组织比黑人皮肤组织平均具有更高的产生色素沉着点(或任何其它皮肤疾病如黑素瘤)的风险。

本发明第一次公开了用于从视频图象和/或光探测器阵列产生的电信号测量皮肤危险诊断参数的方法、装置和计算机可读代码。

可选地，可产生建议的治疗制度的电子输出指示，其用于治疗和/或防止和/或降低皮肤产生新的色素沉着点和/或生病和/或处于疾病前期状态的风险。在一些实施例中，分析提供对当前皮肤色素沉着生物物理状态的分析，以建议减少色素沉着点数量的疗法。

因而，在一些实施例中，色素沉着诊断提供未来危险概率从而用于建议防晒。基于系统皮肤生理分析和通过估计包括热条件的日光频率，在此公开的系统可用于在皮肤暴露一定时间时提出一个或多个当前危险因素及用于推荐一定的日光防护(或防护任何其它光源)。

总论

所测量的示例性生理条件和/或参数包括但不限于心脏血管条件如脉搏、血压和脉搏过渡时间(PTT)；红细胞数量(估计的每立方毫米红细胞数量)；与血液生理学有关的条件如O2血液饱和程度、血液葡糖水平、血液CO2水平、血液pH和血液脲氮水平；与肾功能有关的条件如血液脲氮水平；与肝功能有关的条件如胆红素水平；与皮肤疾病有关的条件如干癣或黑素瘤由几个皮肤生理参数如氧和二氧化碳浓度、局部皮肤血液心脏收缩和舒张血压、搏出量变化(即每搏泵出的血液量)参数(例如，每一搏或多搏的绝对量的参数指示、或多搏泵出的各个量的函数的参数指示，例如搏出量平均值、搏出量变化、或更高阶的瞬间搏出量)皮肤pH、皮肤湿度(油)及干度(水)、局部皮肤毛细管葡糖、皮肤颜色明亮度、皮肤饱和度和皮肤局部变形及与皮肤生理有关的用于化妆品治疗的条件如皮肤的油湿量、皮肤干度、皮肤吸收潜力、皮肤色素沉着、红细胞浓度、血压、皮肤pH、皮肤盐度、皮肤饱和度、皮肤活力及皮肤明亮度。

不希望束缚于任何理论，应注意，在存在某些疾病如癌症、心脏血管疾病和自身免疫疾病时，某些化学浓度从正常水平变化，如癌细胞，因而在此公开的用于测量化学浓度和饱和度及特殊生物物理参数的装置、软件和方法可用于检测这些疾病的生物物理参数指示，因而可用于检测这些疾病。

因此，应注意，异常血红蛋白水平可由一些因素造成。一些常见原因包括营养不良、结肠疾病如出血性结肠癌、某些肿瘤、骨髓紊乱如红细胞增多症血瘀、及滥用药物如重组人红细胞生成素(epogen)。

在一些实施例中，部分或所有光探测器构造为检测光谱。在一些实施例中，每一光探测器特征在于衰变超过有限范围的吸收分布功能。来自许多波长的视频图象适于适当的发明。适当的光谱包括但不限于可见光谱、IR光谱、及UV光谱和热光谱。

不希望束缚于理论，现在公开人类皮肤的视频输入提供人体物理及其它无组织状况的大量信息。皮肤细胞是人体的一部分，因此包含关于人体物理状态的信息。因而，来自包括脸部的不同位置的人体视频图象信号的时空色空间是所涉及人的生理状态的指示。

根据一些实施例，参数从食品确定，其包括但不限于饮料、可消费的含酒精饮料如酒、发酵饮料、啤酒、烈性酒及威士忌酒、产物如水果和蔬菜、肉类、鱼、蛋、烤制品。根据一些实施例，光从无组织的物质如液体接收。

在一些实施例中，测量的参数涉及酒或饮料，如可消费的含酒精饮料如酒，包括但不限于酒的pH值、酒葡糖、酒透明度、酒颜色明亮度及化学饱和度。

在一些实施例中，测量参数涉及生物现象如食品质量、食品腐败、及食品烹饪。

示例性的食品和饮料包括但不限于包括动物和/或蔬菜组织的食品及无组织饮料。

本发明第一次公开了用于从实验对象的电子静态或视频图象提取该相应生理特征的装置和方法。因而，提供用于检测至少两个不同光谱范围波长的光学传感器的实施例使能从图象检测生物物理生理数据。

在一些实施例中，光学传感器装置阵列包括图象传感器。

示例性的图象传感器包括但不限于不同波长灵敏度的CMOS图象传感器和CCD图象传感器，所述波长如可见范围(380nm到800nm)、比可见范围更低或更高如从紫外线(280nm或更低)到NIR(接近IR1200nm或高于1200nm)。

本发明公开的光学传感器装置构造为通过检测任何波长的光获得关于实验对象的生物物理生理信息。在一些实施例中，在此公开的装置的光探测器或图象传感器构造为感测波长在280nm到1200nm之间的光。在一些实施例中，在此公开的装置的光探测器或图象传感器构造为感测波长低于300nm的光。在一些实施例中，在此公开的装置的光探测器或图象传感器构造为感测波长大于1200nm的光。

其还公开了所公开的光学传感器装置还可通过感测从实验对象的软组织、皮肤或内部组织如内皮组织反射和/或穿过其的环境光进行运行，而不需要提供光源。尽管如此，在一些实施例中，提供用于传输将从实验对象的皮肤、软组织反射的光谱的可选光源。

尽管在一些实施例中，本发明提供光学感测装置，但本发明不限于感测装置。根据一些实施例，提供图象处理单元和/或包含指令数据的计算机可读存储器。在一些实施例中，图象处理单元和/或可选的指令数据构造为检测先前获得的实验对象图象的生物物理生理条件，从而产生实验对象的生理条件的输出指示时不需要提供实际的实验对象。

在一些实施例中，光探测器和/或光学检测器用于接收从所测量物体(例如，哺乳动物实验对象和/或生物物质和/或液体等)散射的光。

如在此使用的，“散射的光”指或从物体反射的光和/或穿过物体的光和/或部分穿过物体的光和/或部分反射自物体的光的任意组合。

在一些实施例中公开了所公开的光学传感器装置可用于从实验对象的软组织(例如，皮肤或内部组织如内皮组织或血液组织)感测散射的环境光。因而，在一些实施例中，不需要提供特殊光源及环境光(例如日光和/或室光)。作为备选或另外地，提供特殊光源，且可检测来自光源和/或环境光的散射光。因而，在一些实施例中，可提供可选的光源、在一些实施例中，该可选光源构造为传输将由软组织散射(即反射和/或穿过和/或其组合)的光。

应注意，对光源与将要分析的目标组织和/或液体和/或物体之间的距离没有限制。因而，在示例性实施例中，光源可接触(或几乎接触，即距离小于1cm或1mm)所述物体。在其它实施例中，光和物体之间可以为任何距离。

在一些实施例中，图象处理单元和/或指令数据构造为基于归档的数字图象数据静态图片或视频获得生物物理生理条件，所述图象数据可选地提供在非易失性存储器如硬盘中、闪存装置中、视频磁带等中。应注意，图象处理单元和/或可选的指令数据不必提供关于实验对象的当前生理信息，而是提供与实验对象在产生所述图象时的生理条件一致的历史信息。

因而，应注意，实验对象甚至不必须是活体，且图象处理单元和/或可选的指令数据构造为提供实验对象在图象形成时的历史生理信息。

现在第一次公开了用于获得生物物理生理信息的图象处理装置。根据一些实施例，所公开的图象处理装置包括用于接收实验对象的软组织、皮肤或无组织的视频数字图象的图象接收单元和用于产生实验对象的生物物理生理条件的视频数字图像输出指示的图象处理单元，其中生物物理生理条件选择下组：心脏血管条件、与血液生理学有关的条件、与皮肤有关的生理条件、皮肤温度、与肾及肝功能有关的生理条件。

此外，应注意，在一些实施例中，视频数字图象包括单一静态视频数字图象。或者，视频数字图象包括实验对象的软组织、皮肤或无组织的动态、随时间而定的视频片断。

现在第一次公开了用于获得关于实验对象的生理信息的、包含可选指令数据的计算机可读存储介质。根据一些实施例，可选的指令数据包括处理实验对象的组织、食品、液体的视频数字图象的指令，及产生哺乳动物实验对象、液体、饮料或食品的生物物理生理条件的输出指示的指令。

在一些实施例中，所公开的光学传感器装置和/或图象处理装置还包括数据库，其包括生物物理生理条件的预期值指示。可选地，所述装置还包括报警装置，用于在至少一生物物理生理条件的测量值指示偏离预期值时给出指示。

在此公开的装置和方法还用于基于测量的生理特性识别被检查的个体或检查某些食品或液体质量。

因而，在一些实施例中，光学传感器装置用于识别实验对象，因而可连接到用于保存先前获得的、多个实验对象的生理信息的生理信息数据库，及比较模块，用于将实验对象的至少一生理条件的所产生输出指示与先前获得的生理信息比较。

现在第一次公开了用于识别实验对象的方法。所公开的方法包括产生实验对象的视频图象、从视频图象得到实验对象的生物物理生理条件的信息指示、及将所述信息与先前保存的与实验对象的生理条件有关的信息进行比较。

应注意，所公开的装置和方法的无数应用均未逃脱本发明人的注意。因而，应注意，本发明的装置、软件和方法为重要的医学生命征提供最低程度侵害的诊断工具。此外，应注意，本发明的装置、软件和方法为改进和定制化妆品治疗用于确定皮肤状态条件。最后，应注意，距离一定距离监视生命征在医学和安全应用中非常重要。

在一些实施例中，光阵列传感器(如CCD照相机)和所涉及物体之间的距离最远为可对物体特写的光学变焦距。因此，对于物体放在距离光阵列传感器1km远处的应用，也可测量生物物理生理状态条件。因而，第一次示出了用于检测所涉及物体的生物物理生理条件的远距离无接触系统。

尽管一些实施例提供无接触系统(即光学或光传感器或探测器例如阵列不接触所测量的物体，并可以是从几乎接触到无穷远之间的任何距离)，这不是本发明的限制。

在一些实施例中，所测量的物体可与光源和/或传感器阵列“零”距离-物体可覆盖(部分或全部)传感器或传感器透镜或传感器玻璃。在一些实施例中，在“零”距离时，穿过物体的光被检测。在一些实施例中，光的一部分穿过物体及一部分光被反射。

根据一些实施例，“光探测器阵列”提供为摄像机的一部分。

在一些实施例中，根据来自光探测器和/或视频图象的电输出，可测量与各种污染物质的化学、物质及拓扑结构有关的参数。在一些实施例中，可测量空气污染参数(例如，空气污染物饱和度)。

这些及进一步的实施例将从下面的详细描述和例子明显看出。

附图说明

图1描述了穿过物体并由图象传感器阵列检测的环境光。物体到光源的距离取决于光源：对于日光情形，距离很大；对于人造光源，距离可以是几毫米。物体到图象传感器阵列的距离可以是任何正的距离，包括零距离。

图2描述了来自由物体反射并由图象传感器阵列检测的光源环境光。物体到光源的距离取决于光源：对于日光情形，距离很大；对于人造光源，距离可以是几毫米。物体到图象传感器阵列的距离可以是任何正的距离，包括零距离。

图3A为根据本发明的一些实施例，使用来自光探测器的视频图象和/或电输出进行血压测量及测得的血压误差分布(见例子14A)。

图3B为根据本发明的一些实施例，使用来自光探测器的视频图象和/或电输出进行心跳测量及心跳测量误差(见例子14B)。

图3C为根据本发明的一些实施例，使用来自光探测器的视频图象和/或电输出进行血氧水平测量及血氧水平测量误差(见例子14C)。

图3D为根据本发明的一些实施例，使用来自光探测器的视频图象和/或电输出进行皮肤pH值测量及皮肤pH值测量误差(见例子14A)。

图4提供测得的脉搏及葡糖水平的曲线图(见例子16)。

图5A-5C为根据本发明的一些实施例，使用来自光探测器的视频图象和/或电输出进行黑素瘤的实验测量(见例子18)。

具体实施方式

本发明现在将依据特定实施例进行描述。应当理解，本发明不限于所公开的实施例。还应当理解，不是用于检测和/或诊断的系统、方法和计算机可读代码的每一特征对实施所附权利要求中的任一特定权利要求所限定的发明均是必须的。装置的不同元件和特征均被描述以完全使能本发明。还应当理解，在本说明书中描述或展示过程或方法的地方，方法的步骤可以任何顺序或同时执行，除非上下文明确一步骤依赖于先执行的另一步骤。

皮肤细胞和内皮细胞是身体的一部分并由血液和/或其它体液养育。血液养育的皮肤和内皮细胞响应于连续和/或非连续光谱的生物反馈受细胞的生理和/或生物物理特性的影响，如细胞中的物质浓度或养育细胞的液体中的物质浓度。各个细胞或细胞团的颜色特性(如红、绿和蓝色特性)受细胞的生物物理特性的影响。因而，可通过明断地分析细胞的颜色特性而测量这些生理、生物物理和生物化学参数。

此外，通过测量所得到的、与细胞的生物物理特性有关的变量的时间变化，甚至可获得更多的生物物理特性，如向细胞提供血液或其它体液的循环系统的生物物理特性。示例性的循环系统生物物理特性包括但不限于脉搏、血压、红细胞数量、搏出量变化、及脉搏传输时间。因而，血压在身体的任何局部区域上局部反映，包括间接产生心脏收缩和心脏舒张颜色势能(color potential)的任何局部皮肤表面。

现在可测量的相应生理或生物物理特性包括但不限于组织或体液如血液中的O2、CO2、尿素氮、CO2、红细胞数量、pH及葡萄糖的局部水平。这些生理或生物物理特性均间接与时空红、绿、蓝色、及它们的势能、强度、不规则性、规则性、明亮度、饱和度、变形、关联性、自动关联、交叉关联、直方图、查阅表、扩散、势能、热量、吸收、及导数相联系。因此，实验对象的任何足够静止的图象或视频胶片均可提供人体条件的足够信息。本发明现在第一次公开可从电子图象数据估计生理及生物物理测量，所述电子图象数据包括在单一时刻获得的静态图象数据及包括在不同时刻获得的一系列图象的图象数据。

考虑更一般的情形，其中光源是产生连续光谱的太阳自然光或产生离散光谱序列或某一带宽限制的人造光如白色荧光灯管。相反，使用单色光源，带宽聚焦到狭窄的间隔。白光占较宽的光谱。当使用两种光源时，在此公开的装置和方法均适用。

本发明的发明人已发现，通过数学上分析某一软组织对自然光或人造光的生物反馈，可测量实验对象内的生理相关化合物的浓度、及测量与实验对象的生理有关的生物物理参数。在此公开的技术的应用很多，包括应用于卫生保健、化妆品、安全、辩论领域及军事应用。

此外，本发明的发明人已发现，通过监视和分析暴露给自然或人造光的哺乳动物实验对象的某一软组织的生物反馈的时间发展，可测量某些源自生物物理参数的时间发展的生理参数。应注意，可用血痒计测量的任何时间生物物理参数也可使用在此公开的方法和装置进行测量。

本发明还公开在在此公开的装置和方法的大量应用。辩论应用包括确定死亡时间的方法和装置。军事应用包括确定哺乳动物实验对象是活的还是死的的方法和装置。

还应注意，本发明不限于检测哺乳动物实验对象的生物物理参数。在一些实施例中，公开了用于测量植物、液体及蔬菜的生物物理参数的装置和方法。在一些实施例中，本发明提供用于测量包括食物和饮料的食品的生物物理参数的装置和方法。示例性的饮料包括但不限于含酒精饮料如葡萄酒、啤酒和烈性酒、及牛奶。示例性的食品包括但不限于水果或蔬菜产品、肉类如牛肉、鸡肉、猪肉、羊肉或鱼肉、及乳制品如牛奶、酸奶酪和干酪。

一些简要定义

根据一些实施例，光谱指光的某一分布函数，或为连续光谱的函数或为一系列离散光谱的函数。

应注意，在此公开的、产生或处理的任何电或电子信号指数字电子信号和模拟信号。

根据一些实施例，“想得到的”参数是正被测量或检测的参数，如生物物理参数、化学浓度或饱和度、及生理参数。

根据一些实施例，“皮肤”组织指与皮肤有关的任何组织，包括但不限于真皮组织和外皮组织。

根据一些实施例，“色素”指在植物或动物组织中产生特有颜色的物质，如叶绿素或黑色素。

根据一些实施例，“时间参数”指在时间期间估计的生理或生物物理参数，如心跳脉搏情形或从心跳脉搏产生的过渡波、或从呼吸过程或从脉管循环等。

如在此使用的，穿过所测量物体(如液体和/或生物组织)的光指一种、两种或三种情形-情形1：一部分光穿过物体及一部分光由物体反射到光探测器阵列上及其内；情形2：光完全穿过物体，之后散射到光探测器阵列上及其内(即，当物体完全覆盖光探测器阵列时)；情形3：光全部从物体反射到光探测器阵列上及其内。在所有情形中光源可以是自然光和/或人造光。

如在此使用的，确定“浓度”或浓度分布包括确定实际浓度(或浓度分布)和/或确定已知的浓度(或浓度分布)函数。

如在此使用的，确定“参数”(例如，生理参数或生物物理参数)包括确定实际参数和/或确定已知的参数函数。

总论

本发明的一些实施例提供用于检测哺乳动物实验对象中或其上的化学或物质浓度的光学传感器装置，该装置包括：

a)光探测器阵列，每一光探测器构造为检测光谱，所述阵列用于接收从哺乳动物实验对象的第一组织反射的光和/或穿过(即至少部分穿过)其的光及产生电信号；及

b)处理单元，其适于接收和电子处理所述电信号以产生哺乳动物实验对象内或之上的物质浓度的输出指示。

在一些实施例中，光完全穿过所测量的物体和/或液体和/或生物组织。

在一些实施例中，光部分穿过所测量的物体和/或液体和/或生物组织并部分由物体反射。

在一些实施例中，光完全由物体反射。

根据一些实施例，每一光探测器构造为检测连续或不连续光谱。

根据一些实施例，哺乳动物实验对象是人类实验对象。

根据一些实施例，处理包括产生电子图象。

根据一些实施例，化学浓度选自由分子浓度和化学饱和度构成的组。

根据一些实施例，化学浓度为局部浓度。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的第二组织内的所述物质的所述局部浓度的输出指示。

根据一些实施例，可选自由第一组织和第二组织构成的组的组织选自下组：软组织、硬组织、皮肤、表面组织、外组织、内组织(例如，软组织、硬组织如骨头、及液体组织(即悬浮在液体中的组织如血液组织))、膜、胎儿组织及内皮组织。

根据一些实施例，处理单元构造为产生选自下组的参数的输出指示：葡萄糖水平、pH水平、CO2水平、氧水平、氧饱和程度、红细胞浓度、CO2饱和程度、胆红素水平、皮肤饱和程度、盐浓度或饱和度、油性物质饱和度、及尿素氮水平。

根据一些实施例，处理单元适于产生胶原浓度的输出指示，其与皮肤表面的光滑度有关。因而，在一些实施例中，皮肤表面的光滑度(因而胶原浓度)可通过对光探测器和/或光学传感器获得的图象进行光滑度或锐度分析而量化。继而光滑度诊断在胶原治疗的情况下非常有效。光滑度运算的一个非限制性例子是为估计皮肤组织光滑度而进行的卷积运算(如高斯滤波器)。

此外，应注意，在一些实施例中，皮肤光滑度可在给定时间段内分析多次(例如，在至少几天的时间段内、或至少一周、或至少几周、或至少一个月、或几个月)。

在特定实施例中，其胶原分布(即胶原浓度和/或胶原浓度曲线和/或胶原物理和/或化学参数的曲线如交联)得以计算的实验对象可以是经受治疗(例如皮肤治疗，如皮肤绷紧)的实验对象。

因而，在示例性实施例中，提供了用于确定治疗法(例如，皮肤治疗如皮肤绷紧，例如手术治疗和/或电磁辐射提供的治疗)和/或营养疗法(例如，与胶原有关)的功效的方法和装置。选择经受治疗的病人，随时间消逝监视胶原参数(例如，胶原浓度和/或胶原曲线)，例如，在各种胶原治疗之前及之后监视胶原。通过监视该胶原参数，治疗的有效性可得以监视。不希望束缚于理论，应注意，在此公开的方法和装置在监视皮肤光滑度和/或胶原参数时可消除对使用超声技术的需要。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的体液内的所述浓度的输出指示。

根据一些实施例，体液选自由血液和汗水构成的组。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的循环系统内的所述浓度的输出指示。

根据一些实施例，处理单元用于产生所述哺乳动物实验对象的血管内的所述浓度的输出指示。

根据一些实施例，处理单元用于产生所述哺乳动物实验对象的毛细管(所述哺乳动物实验对象的血管的拓扑变形)内的所述局部浓度的输出指示。

根据一些实施例，所述物质溶解或部分溶解在哺乳动物实验对象内的体液内。

根据一些实施例，溶解或部分溶解的物质是离子。

根据一些实施例，处理单元用于产生pH的输出指示。

根据一些实施例，所述物质是色素。

根据一些实施例，所述物质是排泄物。

根据一些实施例，所述物质是聚合物。

根据一些实施例，所述物质是合成聚合物。

根据一些实施例，所述物质是生物聚合物。

根据一些实施例，所述物质是蛋白质。

根据一些实施例，所述物质是合成蛋白质。

根据一些实施例，合成蛋白质选自下组：血红蛋白-氧络合物及血红蛋白-二氧化碳络合物。

根据一些实施例，所述物质是糖类。

根据一些实施例，所述糖类为葡萄糖。

根据一些实施例，所述物质的局部浓度是实验对象中选自下组的生理条件的指示：肝的条件、肾癌的条件、皮肤癌、血癌、营养不良、缺血、骨髓的恶性条件、脱水、心脏血管条件、肝炎、肌肉的生理条件、存在微生物、存在传染性微生物、自体免疫条件、存在真菌、及肺部条件。

根据一些实施例，传感器装置包括图象传感器。

根据一些实施例，图象传感器选自下组：CMOS图象传感器和CCD图象传感器。

根据一些实施例，图象传感器选自下组：热传感器、IR传感器、可见光传感器、和UV传感器。

根据一些实施例，光探测器阵列构造成感测波长在280nm到4500nm之间的光。

根据一些实施例，光探测器阵列构造成感测波长在280nm到3800nm之间的光。

根据一些实施例，光学传感器装置还包括用于将光谱传给所述实验对象的外部组织(例如，皮肤)的光源。

根据一些实施例，光学传感器装置还包括用于将光谱传给所述实验对象的内部组织(例如，血液组织和/或内皮组织)的光源。

光源的非限制性例子包括但不限于自然日光和/或发射连续和/或不连续光谱的人造光源，如白光光源、宽谱光源(滤过的和/或未滤过的)、可见光、近IR光、IR光、远IR光、钨丝灯光源、紫外光源、及煤气灯光源(例如，萤光光源)。

根据一些实施例，光学传感器装置还包括报警装置，用于在所述至少一所述浓度的测量值指示偏离所述局部浓度的预期值时发出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算和访问查阅表、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换和实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于获得哺乳动物实验对象中或之上的化学浓度的图象处理装置，所述图象处理装置包括：

a)用于接收哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象的图象接收单元；及

b)图象处理单元，用于电子地处理所述图象并产生哺乳动物实验对象内或之上的物质的浓度的输出指示。

根据一些实施例，哺乳动物实验对象是人类实验对象。

根据一些实施例，化学浓度选自下组：分子浓度及化学饱和度。

根据一些实施例，化学浓度是局部浓度。

根据一些实施例，图象接收单元包括非易失性存储装置。

根据一些实施例，图象接收单元构造为从非易失性存储装置接收所述电子图象。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的第二组织内的所述物质的所述局部浓度的输出指示。

根据一些实施例，选自由第一组织和第二组织构成的组的组织选自下组：软组织、硬组织、皮肤、表面组织、外组织、内组织、膜、胎儿组织及内皮组织。

根据一些实施例，处理单元构造为产生选自下组的参数的输出指示：葡萄糖水平、pH水平、CO2水平、氧水平、氧饱和程度、红细胞浓度、CO2饱和程度、胆红素水平、皮肤饱和程度、盐浓度或饱和度、油性物质浓度、及尿素氮水平。

根据一些实施例，处理单元构造为提供皮肤危险诊断。

根据一些实施例，皮肤危险诊断是皮肤表面上及其下的色素生物物理诊断，用于例如建议色素减少治疗。

根据一些实施例，危险诊断是将皮肤暴露给光和热的暂时危险因素，如用于建议适当的防晒的直接和/或非直接太阳光线。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的体液内的所述浓度的输出指示。

根据一些实施例，体液选自由血液和汗水构成的组。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的循环系统内的所述浓度的输出指示。

根据一些实施例，处理单元用于产生所述哺乳动物实验对象的血管内的所述浓度的输出指示。

根据一些实施例，处理单元用于产生所述哺乳动物实验对象的毛细管内的所述局部浓度的输出指示。

根据一些实施例，所述物质溶解或部分溶解或悬浮(即血细胞)在哺乳动物实验对象内的体液内。

根据一些实施例，光学传感器装置还包括用于将光谱传到所述实验对象的所述内部内皮组织和/或穿过其的光源。

根据一些实施例，溶解或部分溶解的物质是离子。

根据一些实施例，处理单元用于产生pH的输出指示。

根据一些实施例，所述物质是色素。

根据一些实施例，所述物质是排泄物。

根据一些实施例，所述物质是聚合物。

根据一些实施例，所述物质是合成聚合物。

根据一些实施例，所述物质是生物聚合物。

根据一些实施例，所述物质是蛋白质。

根据一些实施例，所述物质是合成蛋白质。

根据一些实施例，合成蛋白质选自下组：血红蛋白-氧络合物及血红蛋白-二氧化碳络合物。

根据一些实施例，所述物质是糖类。

根据一些实施例，所述糖类为葡萄糖。

根据一些实施例，所述物质的局部浓度是实验对象中选自下组的生理条件的指示：内部器官(如肾、肝和/或心脏等)的条件、肝的条件、肾的条件(例如肾衰竭、或肾衰竭前体条件)、心脏条件(例如，心脏衰竭或心脏衰竭前体条件)、肺部条件(例如呼吸条件)、癌症、皮肤癌、血癌、营养不良、缺血、骨髓的恶性条件、脱水、心脏血管条件、肝炎、肌肉的生理条件、存在微生物、存在传染性微生物、自体免疫条件、存在真菌、及肺部条件。

根据一些实施例，电子图象选自下组：热图象、IR图象、可见光图象、及UV图象。

根据一些实施例，光学传感器阵列产生电子图象且还包括报警装置，用于在所述至少一所述浓度的测量值指示偏离所述局部浓度的预期值时发出指示。

根据一些实施例，电子图象由对穿过物体或由物体反射或二者结合的不同光源的连续和不连续光谱敏感的光学传感器阵列观察。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算和访问查阅表、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供计算机可读的存储介质，其包含用于获得哺乳动物实验对象中或之上的化学浓度的指令数据，所述指令数据包括指令：

a)处理哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象：及

b)从所处理的图象产生哺乳动物实验对象内或之上的物质浓度的输出指示。

根据一些实施例，哺乳动物实验对象为人类实验对象。

根据一些实施例，化学浓度选自下组：分子浓度和化学饱和度。

根据一些实施例，化学浓度为物质的化学反应的局部浓度。

根据一些实施例，物质浓度是单位体积如立方毫米中的红细胞数量。根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供测量哺乳动物实验对象中或之上的化学浓度的方法，所述方法包括：

a)提供哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象；及

b)电子地处理所述图象以产生哺乳动物实验对象内或之上的物质浓度的输出指示。

根据一些实施例，哺乳动物实验对象为人类实验对象。

根据一些实施例，化学浓度选自下组：分子浓度和化学饱和度。

根据一些实施例，化学浓度为局部浓度。

根据一些实施例，处理包括以对哺乳动物实验对象的种族不敏感的方式处理所述电子图象。

根据一些实施例，提供步骤包括从非易失性存储装置接收所述图象。

根据一些实施例，提供步骤包括从物理印制图象获得所述电子图象。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于检测食品中或之上的化学浓度的光学传感器装置，所述装置包括：

a)光探测器阵列，每一光探测器构造为检测光谱，所述阵列接收从选自下组的食品反射的光和/或穿过其的光：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费的含酒精饮料，所述阵列还产生电信号；及

b)处理单元，其适于接收和电子地处理所述电信号以产生食品内或之上的物质浓度的输出指示。

根据一些实施例，每一光探测器构造为检测连续或不连续光谱。

根据一些实施例，化学浓度选自由分子浓度和化学饱和度构成的组。

根据一些实施例，化学浓度为局部浓度。

根据一些实施例，饮料为包括果汁的饮料。

根据一些实施例，乳制品选自由干酪、牛奶和酸乳酪构成的组。

根据一些实施例，食品组织选自下组：水果、焙烤品、面包、蛋糕、包括酵母的产品、可食用植物、蔬菜、多叶蔬菜、植物根茎、大豆制品、死的动物组织、肉、鱼和蛋。

根据一些实施例，可消费的含酒精饮料选自下组：葡萄酒、啤酒、烈性酒、威士忌酒、浪姆酒、源自啤酒花的饮料、麦芽饮料、及发酵饮料。

根据一些实施例，浓度选自下组：花青素浓度、抗氧化剂浓度、植物色素浓度、动物色素、消炎剂浓度、黄酮类浓度、肌红蛋白浓度、正铁肌红蛋白浓度、及蛋白质浓度。

根据一些实施例，食品组织为容易腐烂的物品。

根据一些实施例，浓度是选自下组的过程的指示：烹饪和腐败。

根据一些实施例，浓度是选自下组的过程的指示：肉或鱼或蛋的腐败、乳制品的腐败、及肉或鱼或蛋的烹饪。

根据一些实施例，浓度是葡萄成熟的指示。

根据一些实施例，浓度选自下组：环境物质化学指标。

根据一些实施例，浓度选自下组：液体如水、海水、河水、湖水、饮用水及物质如金属、木头、金、银及气体如空气污染的环境拓扑结构。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于检测液体中或之上的化学浓度的光学传感器装置，所述装置包括：

a)光探测器阵列，每一光探测器构造成检测光谱，所述阵列接收从液体反射的光和/或穿过其的光并产生电信号；及

b)处理单元，适于接收并电子地处理所述电信号以产生液体内或之上的物质浓度的输出指示。

根据一些实施例，每一光探测器构造成检测连续或不连续光谱。

根据一些实施例，液体为有机液体。

根据一些实施例，液体为水溶液。

根据一些实施例，物质选自下组：有机物质及生物物质。

根据一些实施例，选自由液体和物质构成的组的物品源自石化产品。

根据一些实施例，选自由液体和物质构成的组的物品为毒药。

根据一些实施例，处理包括产生电子图象。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于获得食品中或之上的化学浓度的图象处理装置，所述图象处理装置包括：

a)用于接收选自下组的食品的静态或视频电子图象的图象接收单元：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料；及

b)图象处理单元，用于电子地处理所述图象并产生食品内或之上的物质浓度的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于获得液体中或之上的化学浓度的图象处理装置，所述图象处理装置包括：

a)用于接收液体的静态或视频电子图象的图象接收单元；及

b)图象处理单元，用于电子地处理所述图象并产生液体内或之上的物质浓度的输出指示。

根据一些实施例，液体为有机液体。

根据一些实施例，液体为水溶液。

根据一些实施例，物质选自下组：有机物质及生物物质。

根据一些实施例，选自由液体和物质构成的组的物品源自石化产品。

根据一些实施例，选自由液体和物质构成的组的物品为毒药。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供包含指令数据的计算机可读存储介质，所述指令数据用于获得食品中或之上的化学浓度，所述指令数据包括指令：

a)处理选自下组的食品的静态或视频电子图象：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料：及

b)从所述所处理图象产生选自下组的食品内或之上的物质浓度的输出指示：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供包含指令数据的计算机可读存储介质，所述指令数据用于获得液体中或之上的化学浓度，所述指令数据包括指令：

a)处理液体的静态或视频电子图象；及

b)从所述所处理图象产生液体内或之上的物质浓度的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供测量食品中或之上的化学浓度的方法，该方法包括：

a)提供选自下组的食品的静态或视频电子图象，食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料；及

b)电子地处理所述图象以产生食品内或之上的物质浓度的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供测量液体中或之上的化学浓度的方法，该方法包括：

a)提供液体的静态或视频电子图象；及

b)电子地处理所述图象以产生液体内或之上的物质浓度的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于检测哺乳动物实验对象的生物物理信息的光学传感器装置，该装置包括：

a)光探测器阵列，每一光探测器构造为检测光谱，所述阵列用于接收从哺乳动物实验对象的第一组织反射的光和/或穿过其的光，所述阵列还用于产生电信号；及

b)处理单元，其适于接收并电子地处理所述电信号以产生哺乳动物实验对象的生物物理参数的输出指示。

根据一些实施例，每一光探测器构造为检测连续或不连续光谱。

根据一些实施例，哺乳动物实验对象是人类实验对象。

根据一些实施例，生物物理参数是时间参数。

根据一些实施例，生物物理参数选自下组：心跳、脉搏传输时间(PTT)、搏出量变化、脉管变形参数、及血压。

根据一些实施例，生物物理参数是实验对象内某一位置处的温度。

根据一些实施例，生物物理参数是实验对象内某一位置的温度波动。

根据一些实施例，生物物理参数是实验对象的皮肤上或之中的温度波动。

根据一些实施例，生物物理参数选自下组：心脏收缩压力和心脏舒张压力。

根据一些实施例，生物物理参数与哺乳动物实验对象的心跳有关。

根据一些实施例，处理单元构造为产生选自下组的参数的输出指示：葡萄糖水平、pH水平、CO2水平、氧水平、氧饱和程度、红细胞浓度、CO2饱和程度、胆红素水平、皮肤饱和程度、盐浓度或饱和度、油性物质饱和度、及尿素氮水平。

根据一些实施例，生物物理参数是选自下组的生理条件的指示：皮肤的生理条件、心脏血管条件、肺部条件、内部器官的生理条件、与消化系统有关的器官的生理条件、肾的生理条件、肝的生理条件、及血液的生理条件。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的体液的生物物理参数的输出指示。

根据一些实施例，体液选自由血液和汗水构成的组。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的循环系统的生物物理参数的输出指示。

根据一些实施例，生物物理参数是实验对象中选自下组的生理条件的指示：肝的条件、皮肤的生理条件、内部器官的生理条件、与消化系统有关的器官的生理条件、肾的条件、血液生理条件、肝的条件、癌症、皮肤癌、血癌、营养不良、缺血、骨髓的恶性条件、脱水、心脏血管条件、肌肉的生理条件、存在微生物、存在传染性微生物、自体免疫条件、存在真菌、及肺部条件。

根据一些实施例，电子图象选自下组：热图象、IR图象、可见光图象、及UV图象。

根据一些实施例，生物物理参数选自下组：皮肤的油性保湿含量、皮肤干度、皮肤吸收潜力、皮肤色素沉着、红细胞浓度、血压、皮肤pH、皮肤盐分水平、与皮肤饱和度有关的条件、与皮肤活力有关的条件、与汗水有关的条件、与皮肤变形有关的条件、与局部皮肤变形有关的条件、及与皮肤皱纹有关的条件。

根据一些实施例，生物物理参数选自下组：O2血液饱和程度、血糖水平、血液pH水平、红细胞浓度、血液CO2水平、及血液尿素氮水平。

根据一些实施例，所述装置还包括报警装置，用于在所述至少一所述生物物理参数的测量值指示偏离所述生物物理参数的预期值时发出指示。

根据一些实施例，传感器装置包括图象传感器。

根据一些实施例，图象传感器选自下组：CMOS图象传感器和CCD图象传感器。

根据一些实施例，图象传感器选自下组：热传感器、IR传感器、可见光传感器、和UV传感器。

根据一些实施例，光探测器阵列构造成感测波长在280nm到4500nm之间的光。

根据一些实施例，光探测器阵列构造成感测波长在280nm到3800nm之间的光。

根据一些实施例，所述装置还包括用于将光谱传给所述实验对象的所述组织的光源。

根据一些实施例，光源选自下组：自然光源(日光)或用于发出连续或不连续光谱的人造光源。

根据一些实施例，生物物理参数是恶性生理条件。

根据一些实施例，恶性条件选自下组：自体免疫紊乱、干癣、过敏条件、炎性条件、增殖紊乱、癌症、黑素瘤、存在传染性微生物、真菌感染、心脏血管条件、内部器官疾病。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于获得哺乳动物实验对象的生物物理信息的图象处理装置，所述图象处理装置包括：

a)用于接收哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象的图象接收单元；及

b)图象处理单元，用于电子地处理所述图象并产生哺乳动物实验对象的生物物理参数的输出指示。

根据一些实施例，哺乳动物实验对象是人类实验对象。

根据一些实施例，生物物理参数是时间参数。

根据一些实施例，生物物理参数选自下组：心跳、脉搏传输时间(PTT)、搏出量变化、脉管变形参数、及血压。

根据一些实施例，生物物理参数是实验对象内某一位置处的温度。

根据一些实施例，生物物理参数是实验对象内某一位置的温度波动。

根据一些实施例，生物物理参数是实验对象的皮肤上或之中的温度波动。

根据一些实施例，图象接收单元包括非易失性存储装置。

根据一些实施例，图象接收单元构造为从非易失性存储装置接收所述电子图象。

根据一些实施例，处理单元构造为产生选自下组的参数的输出指示：葡萄糖水平、pH水平、CO2水平、氧水平、氧饱和程度、红细胞浓度、CO2饱和程度、胆红素水平、皮肤饱和程度、盐浓度或饱和度、油性物质饱和度、红细胞浓度、及尿素氮水平。

根据一些实施例，生物物理参数是选自下组的生理条件的指示：皮肤的生理条件、心脏血管条件、肺部条件、内部器官的生理条件、与消化系统有关的器官的生理条件、肾的生理条件、肝的生理条件、及血液的生理条件。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的体液的生物物理参数的输出指示。

根据一些实施例，体液选自由血液和汗水构成的组。

根据一些实施例，处理单元用于产生哺乳动物实验对象的循环系统的生物物理参数的输出指示。

根据一些实施例，生物物理参数是实验对象中选自下组的生理条件的指示：肝的条件、皮肤的生理条件、内部器官的生理条件、与消化系统有关的器官的生理条件、肾的条件、血液生理条件、肝的条件、癌症、皮肤癌、血癌、营养不良、缺血、骨髓的恶性条件、脱水、心脏血管条件、肌肉的生理条件、存在微生物、存在传染性微生物、自体免疫条件、存在真菌、及肺部条件。

根据一些实施例，电子图象选自下组：热图象、IR图象、可见光图象、及UV图象。

根据一些实施例，生物物理参数选自下组：皮肤的油性保湿含量、皮肤干度、皮肤吸收潜力、皮肤色素沉着、红细胞浓度、皮肤pH、皮肤盐分水平、与皮肤饱和度有关的条件、与皮肤活力有关的条件、与汗水有关的条件、及与皮肤皱纹有关的条件。

根据一些实施例，生物物理参数选自下组：O2血液饱和程度、血糖水平、血液pH水平、红细胞浓度、血液CO2水平、及血液尿素氮水平。

根据一些实施例，所述装置还包括：c)报警装置，用于在所述至少一所述生物物理参数的测量值指示偏离所述生物物理参数的预期值时发出指示。

根据一些实施例，生物物理参数选自下组：心脏收缩压力和心脏舒张压力。

根据一些实施例，生物物理参数与哺乳动物实验对象的心跳有关。

根据一些实施例，生物物理参数是恶性生理条件。

根据一些实施例，恶性条件选自下组：自体免疫紊乱、干癣、过敏条件、炎性条件、增殖紊乱、癌症、黑素瘤、存在传染性微生物、真菌感染、心脏血管条件、内部器官疾病。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供包含指令数据的计算机可读存储介质，所述指令数据用于获得哺乳动物实验对象的生物物理信息，所述指令数据包括指令：

a)处理哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象；及

b)从所述所处理的图象产生哺乳动物实验对象内或之上的生物物理条件的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供测量哺乳动物实验对象的生物物理信息的方法，该方法包括：

a)提供哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象；及

b)电子地处理所述图象以产生哺乳动物实验对象的生物物理条件的输出指示。

根据一些实施例，哺乳动物实验对象为人类实验对象。

根据一些实施例，处理包括以对哺乳动物实验对象的种族不敏感的方式处理所述电子图象。

根据一些实施例，提供步骤包括从非易失性存储装置接收所述图象。

根据一些实施例，提供步骤包括从物理印制图象获得所述电子图象。

根据一些实施例，提供阶段包括在壳体内接收光探测器内的光，所述壳体距离所述第一组织一定距离。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于检测关于食品的生物物理信息的光学传感器装置，所述装置包括：

a)光探测器阵列，每一光探测器构造为检测光谱，所述阵列接收从选自下组的食品反射的光和/或穿过其的光：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费的含酒精饮料，所述阵列还产生电信号；及

b)处理单元，其适于接收和电子地处理所述电信号以产生选自下组的食品的生物物理参数的输出指示：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费的含酒精饮料。

根据一些实施例，每一光探测器构造为检测连续或不连续光谱。

根据一些实施例，饮料为包括果汁的饮料。

根据一些实施例，乳制品选自由干酪、牛奶和酸乳酪构成的组。

根据一些实施例，食品组织选自下组：水果、可食用植物、蔬菜、多叶蔬菜、植物根茎、大豆制品、死的动物组织、肉、鱼和蛋。

根据一些实施例，可消费的含酒精饮料选自下组：葡萄酒、啤酒、烈性酒、威士忌酒、浪姆酒、源自啤酒花的饮料、麦芽饮料、及发酵饮料。

根据一些实施例，生物物理参数选自下组：花青素浓度、抗氧化剂浓度、植物色素浓度、动物色素、消炎剂浓度、黄酮类浓度、肌红蛋白浓度、正铁肌红蛋白浓度、及蛋白质浓度。

根据一些实施例，食品组织为容易腐烂的物品。

根据一些实施例，生物物理参数是选自下组的过程的指示：烹饪和腐败。

根据一些实施例，生物物理参数是选自下组的过程的指示：肉或鱼或蛋的腐败、乳制品的腐败、及肉或鱼或蛋的烹饪。

根据一些实施例，生物物理参数是葡萄成熟的指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于检测关于液体的生物物理信息的光学传感器装置，该装置包括：

a)光探测器阵列，某一光探测器构造为检测光谱，所述阵列接收从液体反射的光和/或穿过其的光并产生电信号；及

b)处理单元，适于接收并电子地处理所述电信号以产生液体的生物物理条件的输出指示。

根据一些实施例，每一光探测器构造为检测连续或不连续光谱。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于获得关于食品的生物物理信息的图象处理装置，所述图象处理装置包括：

a)用于接收选自下组的食品的静态或视频电子图象的图象接收单元：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料；及

b)图象处理单元，用于电子地处理所述图象并产生选自下组的食品的生物物理条件的输出指示：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程；计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于获得关于液体的生物物理信息的图象处理装置，所述图象处理装置包括：

a)用于接收液体的静态或视频电子图象的图象接收单元；及

b)图象处理单元，用于电子地处理所述图象并产生液体的生物物理条件的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

根据一些实施例，在此公开的任何光学传感器的至少一个所述光探测器选自下组：构造为检测波长小于421nm的光的光探测器、构造为检测波长大于423nm但小于452nm的光的光探测器、构造为检测波长大于454nm但小于498nm的光的光探测器、构造为检测波长大于500nm但小于528nm的光的光探测器、构造为检测波长大于530nm但小于545nm的光的光探测器、构造为检测波长大于547nm但小于568nm的光的光探测器、构造为检测波长大于570nm但小于583nm的光的光探测器、构造为检测波长大于585nm但小于600nm的光的光探测器。

本发明的一些实施例提供包含指令数据的计算机可读存储介质，所述指令数据用于获得关于食品的生物物理信息，所述指令数据包括指令：

a)处理选自下组的食品的静态或视频电子图象：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料；及

b)从所述所处理的图象产生选自下组的食品的生物物理条件的输出指示：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供包含指令数据的计算机可读存储介质，所述指令数据用于获得关于液体的生物物理信息，所述指令数据包括指令：

a)处理液体的静态或视频电子图象；及

b)从所述所处理的图象产生液体内或之上的生物物理条件的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

现在第一次公开了用于测量关于食品的生物物理信息的方法，该方法包括：

a)提供选自下组的食品的静态或视频电子图象：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料；及

b)电子地处理所述图象以产生选自下组的食品的生物物理条件的输出指示：食品组织、乳制品、源自食品组织的饮料、及可消费含酒精饮料。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供测量关于液体的生物物理信息的方法，该方法包括：

a)提供液体的静态或视频电子图象；及

b)电子地处理所述图象以产生液体的生物物理条件的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于检测关于哺乳动物实验对象的生理信息的光学传感器装置，该装置包括：

a)光探测器阵列，每一光探测器构造为检测光谱，所述阵列接收从哺乳动物实验对象的第一组织反射的光和/或穿过其的光，及所述阵列产生电信号；及

b)处理单元，适于接收并电子地处理所述电信号以产生哺乳动物实验对象的生理条件的输出指示。

根据一些实施例，每一光探测器构造为检测连续或不连续光谱。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供用于获得关于哺乳动物实验对象的生理信息的图象处理装置，所述图象处理装置包括：

a)用于接收哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象的图象接收单元；及

b)图象处理单元，用于电子地处理所述图象并产生哺乳动物实验对象的生理条件的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供包含指令数据的计算机可读存储介质，所述指令数据用于获得关于哺乳动物实验对象的生理信息，所述指令数据包括指令：

a)处理哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象；及

b)从所述所处理的图象产生哺乳动物实验对象内或之上的生理条件的输出指示。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供测量关于哺乳动物实验对象的生理信息的方法，该方法包括：

a)提供哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象；及

b)电子地处理所述图象以产生哺乳动物实验对象的生理条件的输出指示。

根据一些实施例，哺乳动物实验对象为人类实验对象。

根据一些实施例，处理包括以对哺乳动物实验对象的种族不敏感的方式处理所述电子图象。

根据一些实施例，提供步骤包括从非易失性存储装置接收所述图象。

根据一些实施例，提供步骤包括从物理印制图象获得所述电子图象。

根据一些实施例，提供阶段包括在壳体内接收光探测器内的光，所述壳体距离所述第一组织一定距离。

根据一些实施例，处理包括计算参数以调节环境光。

根据一些实施例，处理包括实现选自下组的过程：实现颜色坐标变换及实现降噪。

根据一些实施例，处理包括计算一组线性或非线性等式的解向量，其中所述等式选自下组：代数或函数方程、微分方程和偏微分方程。

根据一些实施例，处理包括从所述解向量计算想得到的参数，其中所述想得到的参数的所述计算包括至少一选自下组的过程：计算关联、计算交叉关联、计算自动关联、实现降噪、实现功能比计算、计算和访问查阅表、实现时空导数运算及实现迭代计算。

本发明的一些实施例提供获得关于哺乳动物实验对象的生理信息的方法，该方法包括：

a)在壳体内提供光探测器阵列；

b)接收从实验对象的软组织反射和/或穿过其而到所述光探测器阵列的光以产生电信号，其中所述壳体距离所述实验对象一定距离布置；及

c)处理所述电信号以产生选自下组的参数的输出指示：物质浓度及实验对象的生物物理参数。

本发明的一些实施例提供用于确定实验对象的兴奋期的多道生理记录仪，包括：

a)用于接收实验对象在一时间段的一系列视频数字图象的图象接收单元；

b)用于从所述视频数字图象产生实验对象在所述时间段的生理条件的输出指示的图象处理单元；及

c)生理条件变化检测模块，用于检查所述输出并确定生理条件变化是否是实验对象处于兴奋状态的指示。

本发明的一些实施例提供用于确定实验对象的兴奋期的多道生理记录仪，包括：

a)用于接收实验对象的视频数字图象的图象接收单元；

b)用于从所述视频数字图象产生实验对象的生理条件的输出指示的图象处理单元；及

c)生理条件比较模块，用于确定所述生理条件的所述输出指示何时偏离与放松的人相关联的值。

本发明的一些实施例提供用于确定化妆品疗法的装置，该装置包括：

a)用于接收实验对象的视频数字图象的图象接收单元；

b)用于从所述视频数字图象产生所述实验对象的生理条件的输出指示的图象处理单元；及

c)治疗输出模块，用于接收所述所产生的输出并产生用于改进所述实验对象的所述皮肤的所述生理条件的化妆品疗法的输出描述。

根据一些实施例，生理条件选自下组：皮肤pH、皮肤湿度及皮肤干度。

本发明的一些实施例提供用于检测葡萄酒的pH的装置，该装置包括：

a)用于接收葡萄酒的静态或视频电子图象的图象接收单元；

b)用于处理所述电子图象并产生所述葡萄酒的pH的输出指示的图象处理单元。

根据一些实施例，电子图象为容器内的葡萄酒的视频或静态图象。

根据一些实施例，容器为密封容器。

根据一些实施例，容器为透明容器，且所述处理包括以对所述容器的存在不敏感的方式处理视频图象。

本发明的一些实施例提供确定哺乳动物实验对象的生命状态的方法，该方法包括：

a)获得实验对象的静态或视频电子图象；

b)电子地处理所述图象以产生选自下组的生命参数的输出指示：哺乳动物实验对象内或之上的生物物理参数和物质浓度；

c)从所述输出推导生命状态。

根据一些实施例，生命状态选自下组：哺乳动物实验对象是活着或死亡及死亡时间。

本发明的一些实施例提供用于确定哺乳动物实验对象的生命状态的装置，该装置包括：

a)用于接收哺乳动物实验对象的第一组织的静态或视频电子图象的图象接收单元；

b)用于电子地处理所述图象并产生选自下组的生命参数的输出指示的图象处理单元：哺乳动物实验对象内或之上的物质的浓度及生物物理参数；及

c)用于从所述输出确定生命状态的生命状态单元。

根据一些实施例，生命状态选自下组：哺乳动物实验对象是活着或死亡及死亡时间。

本发明的一些实施例提供用于检测哺乳动物实验对象中或之上的至少一物质的浓度的光学传感器装置，该装置包括：

a)光探测器阵列，每一光探测器构造为检测光谱，所述阵列用于接收从哺乳动物实验对象的第一组织反射的光和/或穿过其的光，且所述阵列产生电信号；及

b)处理单元，适于接收并电子地处理所述电信号以产生哺乳动物实验对象或其区域内或之上的至少一物质的浓度(即给定位置)及浓度曲线中的至少一个(例如化学浓度)的输出指示。

根据一些实施例，所述装置是包括自然光源(太阳光)或人造光源的系统的一部分。

根据一些实施例，浓度曲线选自下组：空间浓度曲线(例如，通过一象素一象素地计算浓度，用计算的每象素或每组象素的不同浓度获得)及时间浓度曲线(例如，通过计算多个时间的浓度以导出时间浓度曲线)。

根据一些实施例，物质的浓度为化学浓度，及所述处理单元适于产生所述化学浓度的输出指示。

根据一些实施例，所述物质的浓度为在所述第一组织的表面之下的浓度、

根据一些实施例，所述物质的浓度为在所述第一组织的固定区域中的浓度。

根据一些实施例，所述物质的浓度为在一层所述第一组织中的浓度。

根据一些实施例，所述物质的浓度为所述第一组织的子组织中的浓度。

根据一些实施例，物质的浓度为表面下物质浓度如胶原的组织表面光滑度指示。

根据一些实施例，电子处理包括计算光滑度函数。

根据一些实施例，i)所述光探测器阵列适于接收包括从所述第一组织反射的光的光并根据所述所接收的反射光产生所述电信号；及ii)所述处理单元适于根据源自所述反射光的所述电信号产生所述指示输出。

根据一些实施例，i)所述光探测器阵列适于接收包括穿过所述第一组织的光的光并根据所述所接收的穿过光产生所述电信号；及ii)所述处理单元适于根据源自所述穿过光的所述电信号产生所述指示输出。

根据一些实施例，组织包括胞间质(例如胶状组织)和大量固体组织(例如统一的固体组织)中的至少一个。

根据一些实施例，所述组织包括悬浮在液体中的组织元素。

根据一些实施例，所述组织包括悬浮在体液中的组织元素。

根据一些实施例，所述组织包括血液组织(例如悬浮在血浆中的血细胞)。

现在第一次公开了用于检测哺乳动物实验对象中或之上的至少一物质的浓度的光学传感器装置，该装置包括：a)光探测器阵列，用于接收从哺乳动物实验对象的组织反射的光和/或穿过其的光，且用于产生电信号；及b)处理单元，适于接收并电子地处理所述电信号以产生哺乳动物实验对象或其区域内或之上的至少一物质的浓度及浓度曲线中的至少一个的输出指示。

根据一些实施例，所述物质不同于含氧气体。

根据一些实施例，所述物质不同于溶解在血液中的气体。

现在第一次公开了用于检测哺乳动物实验对象中或之上的至少一物质的浓度的方法，该方法包括：

a)检测从哺乳动物实验对象的组织反射的光和/或穿过其的光以产生电信号；

b)电子地处理所述电信号以产生哺乳动物实验对象或其区域内或之上的至少一物质的浓度和浓度曲线中的至少一个的输出指示。

根据一些实施例，所述物质不同于含氧气体。

根据一些实施例，所述物质不同于溶解在血液中的气体。

根据一些实施例，所述物质为胶原。

现在第一次公开了测量软组织的医疗过程的效能的方法，该方法包括：

a)使病人经受医疗过程至少一次；

b)在每一所述医疗过程之后，通过根据所检测的从哺乳动物实验对象的组织反射的光和/或穿过其的光产生电信号而测量软组织的表面之上、之中或之下的至少一物质的浓度和浓度曲线中的至少一个；

c)从至少一相应的所述测得的浓度或浓度曲线推导所述医疗过程的效能的参数指示。

根据一些实施例，所述物质为胶原。

根据一些实施例，所述病人经受所述医疗多次以产生多个相应的测量，及所述效能的所述参数指示源自所述多个相应的测量。

根据一些实施例，所述效能的所述参数指示的所述推导包括计算所述相应的测量的趋势函数。

根据一些实施例，所述多次中的每一次间隔至少一小时。

现在第一次公开了用于检测哺乳动物实验对象的软组织位置处或区域中的胶原的浓度和/或浓度曲线的光学传感器装置，该装置包括：

a)光探测器阵列，用于接收从哺乳动物实验对象的软组织反射的光和/或穿过其的光并用于产生电信号；及

b)处理单元，适于接收并电子地处理所述电信号以产生哺乳动物实验对象的软组织位置处或区域中的胶原的浓度和浓度曲线中的至少一个的输出指示。

现在第一次公开了用于检测哺乳动物实验对象的软组织位置处或区域中的胶原的浓度和/或浓度曲线的光学传感器装置，该装置包括：

a)光探测器阵列，用于接收从哺乳动物实验对象的软组织反射的光和/或穿过其的光并用于产生电信号；及

b)处理单元，适于接收并电子地处理所述电信号以产生哺乳动物实验对象的软组织位置处或区域中的胶原的浓度和浓度曲线中的至少一个的输出指示。

现在第一次公开了测量物质中或之上的化学浓度的方法，该方法包括：

a)提供液体的静态或视频电子图象；及

b)电子地处理所述图象以产生物质内或物质上的浓度的输出指示。

根据一些实施例，所述物质选自下组：液体、气体、固体、及其任何组合的混合物。

根据一些实施例，所述物质选自下组：水、海水、河水、湖水、及饮用水。

根据一些实施例，所述物质选自下组：金属、木头、金和银。

根据一些实施例，所述化学浓度是环境物质化学生物标志的浓度。

现在第一次公开了用于检测物质之中或之上的化学浓度的方法，该方法包括：

a)检测从物质的组织反射的光和/或穿过其的光以产生电信号；

b)电子地处理所述电信号以产生物质之中或之上的化学浓度和化学浓度曲线中的至少一个的输出指示。

根据一些实施例，第一组织选自下组：软组织、硬组织、皮肤组织、表面组织、外组织、内组织、膜、胎儿组织、液体组织、及内皮组织。

根据一些实施例，处理单元适于产生其特征尺寸大于0.1微米并小于20微米的物质(例如血细胞)的浓度的输出指示。

根据一些实施例，所述处理单元适于产生其特征尺寸大于1微米并小于20微米的物质的浓度的输出指示。

根据一些实施例，所述处理单元适于产生其特征尺寸大于1微米并小于10微米的物质(例如血细胞)的浓度的输出指示。

根据一些实施例，所述处理单元适于产生至少一种类型的细胞的浓度的输出指示。

根据一些实施例，所述处理单元适于产生至少一种类型的血细胞(例如，红血细胞、白血细胞及其组合)的浓度的输出指示。

根据一些实施例，所述处理单元适于产生红血细胞的浓度的输出指示。

下述例子应仅被视为说明性的而非限制性的例子。对本领域技术人员显而易见的是，可对本发明进行许多修改、改变和变化，而不背离本发明的范围。

例1-RBG视频输入

设R(t)、G(t)和B(t)为时空可见视频RGB颜色空间，及设P_ij(R(t)，G(t)，B(t))＝(R_ij(t)，G_ij(t)，B_ij(t))代表时空视频象素信息。P视为通过眼睛观察的红、绿和蓝色象素亮度信息的混合颜色象素值。

通常，视频信号输入格式化为YCbCr，且其直系地与RGB空间有关。如果视频输入在不同的颜色空间(格式)如YUV、YCrCb、YIQ、HIQ等，则存在线性或非线性变换以在任何颜色空间和RGB颜色空间之间变换。因此，为不降低在此公开的图象处理技术的一般性，所述技术根据普通时空RGB颜色空间呈现。

尽管前述颜色空间根据可见光谱的亮度信息呈现，但本发明涉及用于处理可见光谱之外的光谱的亮度信息的方法和装置。任何波长的辐射均适于本发明。在一些实施例中，从200nm到4500nm范围的光谱辐射被检测和分析。在一些实施例中，检测和分析波长低于4000nm的光谱。

此外，应注意，在此公开的例子涉及具有重叠波长的三个光谱即红、绿和蓝的特定情形。在一些实施例中，颜色空间仅包括两个波长范围。在一些实施例中，颜色空间包括三个或更多个波长范围。

例2-视频输入的预处理

在一些实施例中，将在此公开的算法应用于变换后的颜色值，而不是直接应用于感测的或记录的颜色空间值。因而，可选地，物理感测的或测量的值经过下述变换产生R’、G’、B’：

R′＝E_r(R，G，B，A_R)

G′＝E_g(R，G，B，A_G)    (2)

B′＝E_b(R，G，B，A_B)

其定义为测量的R、G、B的变换值，且其中A_R，A_G，A_B为技术人员选择的自由常数。

本发明的发明人已发现下述示例性的颜色变换对本发明有用：

$R^{\prime }=\frac{\overline{A_r}·(R-B)·R^2}{G·B}$

$G^{\prime }=\frac{\overline{A_g}·(R-G)·G^2}{R·B}---\left(3a\right)$

$B^{\prime }=\frac{\overline{A_b}·(G-B)·B^2}{G·R}$

$R^{\prime }=\frac{\overline{A_r}·R^2}{G·B}$

$G^{\prime }=\frac{\overline{A_g}·G^2}{R·B}---\left(3b\right)$

$B^{\prime }=\frac{\overline{A_b}·B^2}{G·R}$

$R^{\prime }=\frac{\overline{A_r}·R}{\mathrm{sqrt}(R^2+G^2+B^2)}$

$G^{\prime }=\frac{\overline{A_g}·G}{\mathrm{sqrt}(R^2+G^2+B^2)}---\left(3c\right)$

$B^{\prime }=\frac{\overline{A_b}·B}{\mathrm{sqrt}(R^2+G^2+B^2)}$

$R^{\prime }=\frac{\overline{A_r}·R}{(R+G+B)}$

$G^{\prime }=\frac{\overline{A_g}·G}{(R+G+B)}---\left(3d\right)$

$B^{\prime }=\frac{\overline{A_b}·B}{(R+G+B)}$

R′＝A_r·R

G′＝A_g·G    (3e)

B′＝A_b·B

R′＝R

G′＝G        (3f)

B′＝B

技术人员将意识到，基于所使用的照相机或CCD的物理说明书、局部照明条件或其它图象参数可适当地选择特定变换。

包括向量空间RGB到新的向量空间R’G’B’的恒等式信息的线性及非线性变换均适合。在一些实施例中，最好应用正交方法如RGB颜色向量到R’G’B’的Karhunen-Loe’ve(KL)变换以获得更好的颜色分离。不希望束缚于任何特定理论，应注意，为获得更好的颜色分离及实现对光波动更低的敏感性(即更坚固)，有时需要颜色坐标变换。然而，在一些情况下，需要根据当前环境进行预先颜色调节如白和/或黑平衡或一般的颜色平衡，从而获得更准确和坚固的结果。这样的平衡可人工或自动完成，且这些技术在本领域是众所周知的。

此外，应注意，对于某些情形，一个以上的变换同等适合，及可进行一个以上的选择。

对于上述特定情形，R、G和B代表A和B为实数的有限范围[A...B]中的象素值。因而，在没降低一般性的情况下上面已呈现了几个例子。

例3-用于元生物物理参数的一组方程式

在示例性实施例中，寻求仅在首次获得生物物理元参数的一组向量在给定时间t的值后获得生理参数或生物物理参数或物质浓度，

$\left\{\overline{C\left(t\right)}\right\}=\{(C_0^1\left(t\right),...,C_0^1\left(t\right)),(C_1^1\left(t\right),...,C_L^1\left(t\right)),(C_1^2\left(t\right),...,C_L^2\left(t\right)),...,(C{\left(t\right)}_1^N,...,C{\left(\right(t)}_L^N)\}$。应注意，符号C_ij(t)将与C_i^j(t)可交换地使用。

用于获得未知生物物理元参数的该组向量的值的一组示例性方程式为：

F_ij(C_ij(t))＝G_ij(R′，G′，B′)  i＝1，2，..L

                                                (4)

                                 j＝1，2，..N

在一些实施例中，为求解未知元生物物理参数，(4)被补充关于{C(t)}的边界条件。两个示例性的边界条件为：

$\underset{i=0}{\overset{L}{\Sigma }}{C}_{\mathrm{ij}}\left(t\right)=1$for j＝1，2，..N    (5a)

和

$\underset{i=0}{\overset{L}{\Sigma }}{\left[C_{\mathrm{ij}}\left(t\right)\right]}^2=1$for j＝1，2，..N    (5b)

另外的众所周知的情形为测量函数是恒等式，即m(C)＝1，及范数是欧几里得范数，其将参数组C变换到球形单位球S^L上。

技术人员将意识到，其它边界条件也适于本发明。

本发明的发明人已发现，(4)中的变换函数的明智选择使能获得生物物理元参数的解，从而随后推导的生理参数或生物物理参数或浓度的值能更好地接近其真实值。

应注意，在(4)中指明的方程式组仅是用于获得生物物理元参数的值的示例性方程式形式。因而，在(4)中列举的方程式组是下述一般方程式组的特定球形：

F_ij(C_ij(t))＝G_ij(R′，G′，B′，C_ij(t)，D，t) i＝1，2，..L

                                                           (4’)

                                              j＝1，2，..N

其中，参数向量由D＝(D₁，..，D_L)给出。

因而，通过使用更一般的方程式组(4’)获得的生物物理元参数的任何解均落在本发明的精神和范围内。

例4-选择适当的生物物理变换F_ij算符

本发明的发明人已发现有用的一个示例性变换F_ij为：

$F_{\mathrm{ij}}\left(C_{\mathrm{ij}}\right)=\frac{C_{0j}}{C_{0j}+C_{\mathrm{ij}}}---\left(6\right)$

我们注意到，由(6)提供的函数形式等同于在1(a)左手侧出现的函数形式。

例5-选择适当的颜色空间变换G_ij

函数G_ij定义照相机图象颜色传感器感测的两个或多个波长范围内未知生物物理元参数{C(t)}和集聚波长分布之间的关系。

在一些实施例中，颜色空间变换设为置换算符，即：

G_ij(R′，G′，B′)＝P_ij(R′，G′，B′)  (7a)

本发明的发明人已发现，在一些实施例中，下述置换有用：

$P_1(R^{\prime },G^{\prime },B^{\prime })=\frac{R^{\prime }}{B^{\prime }}$

$P_2(R^{\prime },G^{\prime },B^{\prime })=\frac{G^{\prime }}{R^{\prime }},---\left(7b\right)$

$P_3=(R^{\prime },G^{\prime },B^{\prime })=\frac{B^{\prime }}{G^{\prime }}$

$P_4(R^{\prime },G^{\prime },B^{\prime })=\frac{R^{\prime }}{G^{\prime }}$

$P_5(R^{\prime },G^{\prime },B^{\prime })=\frac{G^{\prime }}{B^{\prime }}$

$P_6(R^{\prime },G^{\prime },B^{\prime })=\frac{B^{\prime }}{R^{\prime }}$

可选地，7(b)的置换可减少到三个主要置换P₁、P₂和P₃。

例6-生物物理元参数的示例性的解

在例6中，所呈现的示例性的解是下述特定情形的解，其中L＝6、N＝1、F_ij由方程式(6)给出，选择边界条件5(b)。采用记法r＝R’、g＝G’和b＝B’，产生：

C₀＝1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*b*g

C₀＝-1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*b*g

C₁＝1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*b*g*(b-r)

C₁＝-1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*b*g*(b-r)

C₂＝-1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*b*(g-r)

C₂＝1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*b*(g-r)

C₃＝1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*g*(g-b)

C₃＝-1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*g*(g-b)

C₄＝1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*b*g*(g-r)

C₄＝-1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*b*g*(g-r)

C₅＝-1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*b*(g-b)

C₅＝1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*b*(g-b)

C₆＝-1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*g*(b-r)

C₆＝1/(7*g^2*b^2*r^2+g^2*b^4-2*g^2*b^3*r-2*g*r^3*b^2+r^4*b^2+g^4*r^2-2*g^3*r^2*b+g^4*b^2-2*g^3*b^2*r-2*g*b^3*r^2+b^4*r^2-2*g^2*b*r^3+g^2*r^4)^(1/2)*r*g*(b-r)

(8)

例7-从生物物理元参数提取生物物理和/或生物化学和/或物质测量数据

在该例子中，想得到的生物化学、生物物理和/或生理特性s_u(t)从生物物理元参数计算，其中下标u指计算的特性的名称(如葡萄糖水平、O2水平等)。为实现此，对于每一局部生物物理或生理参数s_u，在象素(I，J)，迭代计算过程定义如下：

其中M为选择的常数，迭代次数m由m＝1，2，，，M给出，s_u^I，J(t)指对于象素(I，J)计算的生物物理或生理参数，{C^I′，J′(t)}指在象素(I’，J’)的生物物理元参数向量组。在一些实施例中，象素(I’，J’)邻近象素(I，J)。算符R_m^u定义空间、时间或时空迭代过程，Q算符根据所考虑的特定R_m^u进行选择。应注意，算符R_m^u和Q中的每一个均对所考虑的生物物理、生物化学或生理参数(心跳、血压、氧合血红蛋白、pH、二氧化碳、潮湿、透明度、葡萄糖、颜色明亮度和/或饱和度等)进行特别选择。例如，对于迭代过程的所有空间或时间或时空结果，Q均选择为归一化整数。时间向量t代表当前状态t的一组时间解t₁，t₂…。

对于下标u指心跳生命符号(如脉搏)的特定情形的示例性R_m^u是推导和临时关联过程之后的对向量C的空间取平均值的降噪过程，以发现用于检测心跳信号的临时序列C中的不规则性。

在(9)中定义的一般过程对每一生物物理或生理估计参数包括下述过程，其包括为获得生物物理、生物化学或生理参数组进行的结合数学运算的空间、时间或时空分析，所述数学运算如代数、导数、迭代、关联、交叉关联、自动关联、取平均值、乘法、加法、函数合成、线性或非线性组合、降噪等。

将计算的其它生命符号如皮肤组织毛细管氧或二氧化碳浓度或皮肤毛细管心脏收缩或心脏舒张血压、皮肤pH、湿度、干度等具有不同组的解C_ijⁿ(t)(n＝1，2，，，L)，其中L根据将从信号估计的生物物理或生理参数的数量确定。过程R_m^u根据所考虑的参数设计。u的选择表明将要应用的过程的类型，例如，皮肤毛细管氧浓度、或二氧化碳浓度等。

例8-从生物物理元参数提取生物物理和/或生物化学测量数据-特殊情形

本发明的发明人已发现，特定方程式(9)可用于从生物物理元参数提取估计的生物物理和/或生物化学和/或生理测量值。特定表达式为：

$s_u^{I,J}\left(t\right)=Q\{H_1+H_6\frac{H_2+H_3\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}\underset{i=0}{\overset{L}{\Sigma }}{W}_i^u\left(j\right)C_{\mathrm{ij}}^{I^{\prime },J^{\prime }}\left(t^{\prime }\right)}{H_4+H_5\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}\underset{i=0}{\overset{L}{\Sigma }}{V}_i^u\left(j\right)C_{\mathrm{ij}}^{I^{\prime },J^{\prime }}\left(t^{\prime }\right)}\}---\left(10A\right)$

在该例子中，Q为所考虑的所有时空象素(I’，J’，t’)的平均值。H₁、H₂、H₃、H₄、H₅和H₆为根据特定u或将确定的参数确定的实数自由常数。W^u和V^u为定义特定u或将要确定的参数的线性组合的两组不同参数组，所述将要确定的参数如皮肤毛细管氧浓度和皮肤毛细管二氧化碳浓度、或皮肤毛细管心脏收缩或心脏舒张血压等。应特别注意，估计的参数仅反映在时间t在象素(I，J)的局部测量。换言之，在我们测量2×2平方毫米的面部皮肤面积上的皮肤毛细管心脏收缩或心脏舒张血压参数时，估计的结果将仅反映在该特定面积的测量值。在该例子中，象素I’，J’在2×2平方毫米的面部皮肤面积内。

例9-查阅表

本发明的发明人现在公开，一个有用的特定等式(9)使用的R_m^u为基于某一时间段和所考虑的所有象素的所计算{C^I′，J′(t)}及Q平均的直方图查阅表。设m＝1，具有一次迭代，及假设考虑方程式(8)的C₀，C₁，，，C₆，在从(9)可观察

$s_u\left(t\right)=Q\left(R_1^u(C_0^{I^{\prime },J^{\prime }}\left(t^{\prime }\right),C_1^{I^{\prime },J^{\prime }}\left(t^{\prime }\right),...C_6^{I^{\prime },J^{\prime }}\left(t^{\prime }\right))\right)---\left(10B\right)$

例如设u代表葡萄糖生物标志。Su提供Cs强调的对穿过软组织的UV到远IR光谱的颜色吸收。Su查阅表的形状和宽度提供与血糖变化有关的信息。

有多种方法产生不同的直方图，其中每一直方图可以是整个组织的给定吸收和/或光分布的指示，及可用于监视浓度和/或生物物理参数。应注意，其可用于计算直方图/查阅表中的时间变化(例如，用于测量搏出量和/或血压)。

上述例子用于临时确定血糖水平。

例10-测量皮肤氧饱和度的特定情形的系数

对于下述非正规化皮肤毛细管氧饱和度的特定例子，所述饱和度间接与红色有关，使用Sony型号为PCB-EX780的、具有光学变焦的照相机及白天室内光，方程式9、10的下述特定形式被使用：

$S_{\mathrm{skin}\_\mathrm{oxygen}\_\mathrm{saturation}}^{I,J}\left(t\right){=C}_{\mathrm{2,1}}^{I,J}\left(t\right)+C_{\mathrm{5,1}}^{I,J}\left(t\right)+C_{\mathrm{6,1}}^{I,J}\left(t\right)-C_{\mathrm{3,1}}^{I,J}\left(t\right)---\left(11\right)$

上面的特定解不是唯一的，另外的变化也是可能的。

例11-选择系数H₁-H₆及向量V_αⁿ、W_αⁿ

在该例子中，给出了选择系数H₁-H₆及向量V_αⁿ、W_αⁿ的一般规则。

具有先验信息如侵入血液测试或来自非侵入装置如血氧计、血压计、pH试纸条等，通过求解其向量组合满足有关先验测量的代数或函数方程式可简单地发现。

$A\_\mathrm{Priori}\_\mathrm{Result}\left(t\right)=Q[H_1+H_6\frac{H_2+H_3\underset{n}{\Sigma }\underset{\alpha =0}{\overset{L}{\Sigma }}{W}_{\alpha }^u\left(n\right)C_{\alpha }^n\left(t\right)}{H_4+H_5\underset{n}{\Sigma }\underset{\alpha =0}{\overset{L}{\Sigma }}{V}_{\alpha }^u\left(n\right)C_{\alpha }^n\left(t\right)}]---\left(12\right)$

特别应理解的是，向量C的作用，其提供实验对象颜色如皮肤和未知生理/生物物理参数之间的某些关系。例如，在间接影响蓝色的CO2增加的情况下，建议将系数C1、C2和C5作为CO2水平的指示察看。

再次地，等式(9)反映从向量C计算未知生理/生物物理参数的一般过程。等式(9)可代表包括内插、导数、代数运算等的过程。

例12-使用血氧计测量脉搏率

为计算心跳，必须有足够的时间采样。根据Nyquist采样理论，假设心跳率高达240BPM(每分钟跳)，为从信息向量C推导心跳率，需要至少8帧每秒。在一些实施例中，推荐使用更大的采样率。

心跳脉搏从R’G’B’颜色空间直接估计或从向量C的解间接估计。下面是从解向量C计算心跳脉搏的例子(可直接应用在R’G’B’空间上)：

a、根据Nyquist速率采样局部皮肤面积5秒持续时间。

b、对局部皮肤帧中的每一象素计算解(7)。

c、取局部皮肤帧中的所有象素解的空间平均值。

d、降噪。

e、搜索临时脉搏图案，可使用FFT识别循环图案。

f、例如使用导数、FIR或IIR、最大及最小运算。

g、筛选脉搏行为及一分钟期间的脉搏总数。

对新的暂时持续时间重复所述过程。

例13-多个所测量参数的讨论

正如血氧计中那样，氧水平以百分比提供，即多少血红蛋白氧饱和或氧不饱和。相当地，对于CO2或O2的情形，多少皮肤毛细管细胞CO2或O2饱和或不饱和。现在如果说O2是100％，则意味着皮肤毛细管细胞100％氧饱和。在说CO2100％的情况下，意味着皮肤毛细管细胞100％CO2饱和，这是不可能的，除非人实际上已死亡。已发现对于CO2的正常范围在2％到20％之间。低于2％和高于20％均为异常情形。而氧的正常范围是80％到100％。超出这个范围意味着局部皮肤区域的不正常。

干度：x％(0…100或0…1)意为所测量局部区域(如皮肤区域)的干度水平。例如x＝40％，则所测量的局部区域过于脱水。正常范围是15…25％。在25％到30％之间的范围为轻度干燥，高于30％为脱水。应注意，由于pH和油性，皮肤中的水吸收并不是直接吸收，其需要某些分子将水传入皮肤中。这因人而异。

湿度泛油/正常/干燥：x％(0…100或0…1)意为所测量局部区域的油性水平。在检测皮肤油性时通常说泛油、正常或干燥。皮肤油性由特殊的皮下油腺产生。在x＝5％的情形下，局部区域(如皮肤局部区域)非常干。典型的正常范围为10％到30％油性水平，低于10％为太干，高于30％为太油。

局部区域总是为闭合区域如正方形、圆形或椭圆形区域。在这些情形下，尺寸可以是cm2或mm2或pr2。如果从两个不同的源(如两个照相机)进行测量，则能提供立体局部区域。

下面是可根据本发明的实施例进行测量的特性的示例性列表。

与哺乳动物实验对象有关的特性

a、氧及二氧化碳浓度

b、尿素氮

c、心脏收缩和心脏舒张血压

d、湿度

e、干度

f、盐度

g、葡萄糖

h、pH

i、组织饱和度(例如，外部皮肤组织、内部肌肉)

j、组织活力(例如，内部肿瘤组织或代表不同皮肤活力的外部皮肤黑素瘤)

k、红细胞数量(每立方毫米的细胞数量或浓度)

l、搏出量变化(每搏从心脏喷出的血液量)；及

m、皮肤脉管变形

皮肤疾病如干癣或黑素瘤、身体疾病如肝炎、肾、心脏衰竭均影响皮肤细胞颜色。使用下面的黑素瘤例子，可以看到指示皮肤疾病的不同测量。在每家中使用本发明将提供关于身体条件的首先诊断。

因此，实验对象的动脉硬化程度或血压可基于所确定的脉波增殖速度非常准确地评估。

与食品、饮料和/或植物物质有关的特性

通过选择特定系数向量W^α和V^α可从等式(12)评估局部皮肤表面或其它局部无组织区域如密封瓶中的酒。计算那些特定向量的方法是通过获得关于所涉及实验对象的先验信息。例如，酒氧浓度需要不同。

例14-实验数据

14a、皮肤组织血压

病人编号：33

年龄：13-58

参考：血压比较指示：自动血压计A & D日本型号UA767

光条件：室内日光

摄像机：Sony NTSC摄像机型号PCB-EX780

误差：参考装置和我们的数字系统之间的距离

间隔距离误差：5

14b、面部皮肤组织心跳

病人编号：33

年龄：13-58

参考：与Compumedics SOMTE’心跳血氧计及血压计A & D日本型号UA767比较

光条件：室内日光

摄像机：Sony NTSC摄像机型号PCB-EX780

误差：参考装置和我们的测量数字系统之间的距离

间隔距离误差：5

14c、皮肤组织氧

病人编号：33

年龄：13-58

参考：与Compumedics SOMTE’心跳血氧计比较

光条件：室内日光

摄像机：Sony NTSC摄像机型号PCB-EX780

误差：参考装置和我们的数字系统之间的距离

间隔距离误差：动态、0.4、0.6、1、1.2

14d、皮肤组织pH

病人编号：33

年龄：13-58

参考：由德国Riedel-DeHaen制造的pH试纸条指示(4.5-10)

光条件：室内日光

摄像机：Sony NTSC摄像机型号PCB-EX780

误差：参考装置和我们的测量数字系统之间的距离

间隔距离误差：动态、0.4、0.6、1

例15-从历史数据确定生物物理和生物化学参数

例如，40岁的人，有其在10岁时的录像带，且录像带保存完好，则可提供40岁的人在其10岁时的生理信息。这样的能力对于在遗传疾病如癌症、心脏衰竭等时从录像带追踪历史的、难以获得的生理记录非常重要。

因而，应注意，实验对象甚至不必是活体，及图象处理单元和/或可选的指令数据构造为提供关于实验对象在图像形成时的历史生理信息。

例16-(独立的实验确认)

对28个志愿者单独执行心跳及葡萄糖测试。测试在两个分开的房间中进行，每一志愿者首先用本发明使用简单的摄像机没有任何接触地测试，然后志愿者到第二房间并通过EMT测试。由于实验不是同时进行，因此产生测量差距。然而结果预示并表明本发明有效。

例17

皮肤吸收潜力是例如至少依赖于局部湿度水平和pH水平的参数(pH水平反映与局部皮肤区域的电介质特性的某一联系，其代表某一电阻)。其它参数可包括例如CO2和O2水平。这些参数的加权组合代表皮肤吸收不同的皮肤治疗的局部潜力。

例18-(黑素瘤的实验测试)

相互相当接近的三个长方形皮肤组织点(图18a、18b和18c)已被测试。点之一(图18c)具有相对高于另两个点的氧和pH生物物理测量值。在医学诊断之后，特定点被检测为黑素瘤。

光探测器的简要讨论

下面描述由称为锥形探头的人视网膜光探测器感测的光的分布函数。我们聚焦在圆锥细胞上。

设a_i(C)代表由分别具有光谱吸收分布S_i(λ)i＝1，2，3的视网膜三个圆锥细胞受体观察的光谱颜色响应，其中在吸收分布函数之间具有某些重叠，具体地，在S₁和S₂之间，即红和绿之间。空间的颜色感觉定义在下面范围：

$\left(A1\right),{\lambda }_{\min }\le \lambda \le {\lambda }_{\max }\mathrm{and}{\lambda }_{\min }\cong 380\mathrm{nmand}{\lambda }_{\max }\cong 780\mathrm{nm}$

及由光谱响应描述：

$\left(A2\right),a_j\left(C\right)=\underset{0}{\overset{\infty }{\int }}{S}_i\left(\lambda \right)C\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }$

视网膜圆锥细胞可视光谱分布S₁、S₂和S₃在光谱带宽[λ_min，λ_max]之外衰变。从等式(A2)可知道，两个光谱分布C(λ₁)和C(λ₂)可产生同等的光谱响应a_i(C₁)＝a_i(C₂)₂ i＝1，2，3。这意味着看上去一样的两种颜色可具有不同的光谱分布。

使用从(A2)观察的主要颜色，颜色匹配系数h_ij计算如下：

$\left(A3\right),h_{\mathrm{ij}}=a_i\left(P_k\right)=\underset{0}{\overset{\infty }{\int }}{S}_i\left(\lambda \right)P_k\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda },k=\mathrm{1,2,3}$

其中，某一主要颜色分布(即k＝1，2，3)代表基本颜色(即R、G或B)之一或任何其它适当的基本颜色组。此外，假设每一基本颜色具有合一能量分布，即在范围λmin到λmax的积分为1。颜色匹配过程包括求解下述方程式：

$\left(A4\right),\underset{k=1}{\overset{3}{\Sigma }}{ϵ}_k{h}_{\mathrm{ik}}=a_i\left(C\right)=\underset{0}{\overset{\infty }{\int }}{S}_i\left(\lambda \right)C\left(\lambda \right)\mathrm{d\lambda }$

这意味着，例如给定三种主要颜色P₁、P₂和P₃及三种类型的视网膜(圆锥细胞)分布函数S_i(λ)，系数矩阵可从(A2)和(A3)中给出的交叉关联分布响应计算。给定三个数ε_k，(A4)中的线性组合组将感知的颜色描述为C(λ)。

有生物光探测器阵列(视网膜圆锥细胞)中的颜色匹配的思想，我们继续物理的光探测器阵列如CCD。在不损失一般性的情况下，我们假设光探测器阵列对于标记为R、G、B(也可以是黄、品红或青或任何其它有限的颜色组或等价的分布函数)的三光探测器阵列具有D_i(x，y，λ)颜色分布函数(i＝1，2，3)。设I(λ，x，y)为颜色强度分布式物体。坐标系统(x，y)代表光探测器坐标系统或胶片坐标系统，其中每一空间点(X，Y，Z)代表3D实时簇或实时场景或环境投射到具有下述投射坐标关系的胶片坐标系统上：

(A5)$\left(\begin{array}{c}x=\xi \frac{X}{Z}\\ y=\xi \frac{Y}{Z}\end{array}\right)$其中ξ代表胶片平面的焦距

光探测器阵列分布响应函数通过对(A2)进行必要的变更后给出如下：

$\left(A6\right),\underset{k=1}{\overset{3}{\Sigma }}{v}_k(x,y)q_{\mathrm{ik}}(x,y)=g_i(x,y,I)=\underset{0}{\overset{\infty }{\int }}{D}_i(x,y,\lambda )I(x,y,\lambda )\mathrm{d\lambda }$

其中g_i(x，y，I)代表对物体I的(x，y)光探测器细胞响应。通过R＝g₁(x，y，I)，G＝g₂(x，y，I)and B＝g₃(x，y，I)标记相对于光探测器阵列的颜色分布D₁(R)、D₂(G)和D₃(B)对物体的细胞响应。分布函数在有限范围之外衰变，通常约300nm-800nm，在IR的情况下超过1200nm，在热情况下大约4000nm。

在本发明的说明书和权利要求书中，动词“包括”、“包含”及“具有”及其变化的每一个均用于指动词的宾语不必然是动词的主语的成员、组件、元素或零件的完整列表。

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