Изобретение относится к медицине и предназначено для получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта. Получают изображение объекта. Проецируют изображения на фотоприемное устройство. Преобразуют изображения объекта в электрический сигнал, Производят обработку указанного сигнала. Обработка сигнала включает в себя получение виброизображения, построенного на основе частотной составляющей вибрации точек живого объекта. Способ позволяет получить информацию о психофизическом состоянии живого объекта.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к областям биометрии, электроники, медицины и психологии и может быть использовано для получения психофизиологической информации о живых объектах и оценки, контроля и коррекции психофизиологического состояния человека по его виброизображению.
Первые научно обоснованные предположения о неразрывной связи между психикой и физиологией человека были сделаны еще в 1890-1895 г. З.Фрейдом [1], основателем аналитической психологии. Тезис о том, что любое изменение психики неразрывно связано с соответствующей физиологической реакцией организма в настоящее время является общепризнанным, хотя интерфейс этой связи не определен до сих пор и существуют различные подходы его определения [2].
Известен ряд конкретных контактных способов, устройств и систем получения интегральной психофизиологической информации о человеке, использующих известные физиологические параметры человеческого организма для оценки его эмоционального, психического состояния и медицинской диагностики.
Наиболее известен класс систем, которые условно можно назвать "детекторами лжи", использующих получаемую по разным каналам физиологическую информацию для оценки изменения психофизиологических (психосоматических) параметров человека при его реакции на определенное внешнее воздействие, прежде всего речевое воздействие [3]. Такой анализ состояния человека обычно занимает несколько часов, сопряжен с жестким креплением датчиков на теле испытуемого и требует обязательного активного участия квалифицированного специалиста, проводящего тестирование. Все это существенно ограничивает возможности массового применения таких систем для психофизиологической диагностики человека.
Известны и высокоинформативные пульсовые системы, применявшиеся еще в древности на востоке для медицинской диагностики по результатам измерений пульсовой волны в нескольких точках тела. Современная система регистрации объемного пульса [4] позволяет получать несколько сот тысяч отсчетов пульсовых волн в кончиках пальцев человека и достаточно точно регистрировать любое изменение психофизиологического состояния человека.
Данные способы и системы достаточно информативны с точки зрения анализа общего состояния человека, однако требуют контакта датчика с телом, что ограничивает их применение, причем анализ интегральной информации, получаемой с локального места, достаточно сложен.
Другая группа контактных способов, устройств и систем, которые условно можно назвать "визуализаторами ауры" [5], [6], использует физиологическую информацию, извлекаемую из руки [5] или пальцев пациента [7], для условного построения ауры (интегральной психофизиологической характеристики человека) вокруг пациента. При этом, конечно, электрофизические параметры кожи ладони или газоразрядное свечение вокруг пальцев при эффекте Кирлиана непосредственно никак не связаны с биоэнергетическим излучением всего организма, хотя за счет большой насыщенности руки и пальцев нервными окончаниями и определенной взаимосвязи всех органов человека данная информация может косвенно отражать реальное изменение психофизиологического состояния организма человека. Также недостатком контактных методов является то, что использование контактных детекторов состояния технически невозможно проводить незаметно для испытуемого. Человек, который проходит контактное психофизиологическое тестирование, всегда знает об этом, что накладывает дополнительные сложности на анализ результатов тестирования, т.к. люди, которые хотят что-то скрыть, стараются скрыть информацию, а те, кто ни в чем не виноваты, все равно испытывают волнение и стресс при тестировании. Примерно половина сайтов в Интернете из общего количества, посвященных детекторам лжи, рассказывают о том, как обмануть детектор лжи, и известно большое количество случаев, когда это успешно удается.
Бесконтактные детекторы состояния человека позволяют осуществлять контроль за психофизиологическим состоянием человека, когда он об этом не догадывается и не старается скрыть свое состояние, что позволяет избежать дополнительных проблем и погрешностей при анализе и диагностике состояния человека.
Известен способ бесконтактного получения информации о психофизиологическом состоянии объекта [8]. Способ состоит из преобразования изображения объекта, включающего проецирование изображения объекта на фоточувствительный многоэлементный прибор, преобразование изображения объекта в электрический сигнал, представляющий собой последовательность телевизионных кадров, нахождение межкадровой разности указанной последовательности кадров и использование накопленной межкадровой разности для получения информации об объекте.
Устройство для осуществления этого способа содержит фоточувствительный многоэлементный преобразователь и средство накопления межкадровой разности, выполненные на одном кристалле, а также средства анализа и обработки полученного изображения.
Данный способ [8] взят нами за прототип. Прототип позволяет бесконтактно в режиме реального времени и незаметно для объекта исследования (человека) получать информацию о психофизиологическом состоянии человека, однако получаемая информация не всегда адекватно отражает изменение состояния человека. Прежде всего это связано с тем, что накопленная межкадровая разность отражает только амплитуду перемещения и не всегда правильно отражает разницу между макро и микро перемещением объекта, т.е. затрудняет анализ объектов, совершающих даже незначительные перемещения в пространстве, что снижает чувствительность и надежность определения психофизиологических параметров объекта.
Данное изобретение решает задачу надежного и точного определения психофизиологического состояния объекта.
Заявляемый способ обладает повышенной чувствительностью и надежностью и позволяет получать информацию о психофизиологическом состоянии объекта исследования, прежде всего человека, с помощью особого изображения, названного авторами "виброизображением".
Задача решается тем, что в известном способе получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта путем преобразования изображения объекта, включающем проецирование изображения на фотоприемное устройство, преобразование изображения объекта в электрический сигнал, последующую обработку указанного сигнала и получение информации о психофизиологическом состоянии живого объекта на основании результатов его обработки, обработка сигнала включает в себя получение виброизображения, построенного на основе измерения частотной составляющей вибрации точек живого объекта.
В другом варианте изобретения виброизображение отображают вокруг реального изображения объекта, получаемого при обработке указанного сигнала.
В следующем варианте изобретения при построении виброизображения значения измеренной частоты привязывают к данным точкам, совершающим перемещение.
В следующем варианте изобретения виброизображение получают с помощью цветовой шкалы.
В другом варианте изобретения виброизображение получают с помощью цветовой шкалы, соответствующей кривой видности глаза человека.
В следующем варианте изобретения получают виброизображение, построенное на основе измерения частотной составляющей вибрации точек живого объекта, и отображают его одновременно с виброизображением, построенным на основе измеренной амплитудной составляющей.
В следующем варианте изобретения виброизображение получают с помощью устройства, включающего фоточувствительный многоэлементный преобразователь, к выходу которого подключено средство для обработки сигнала изображения, при этом средство обработки сигнала изображения включает в себя процессор, выполненный с возможностью определения частоты и амплитуды перемещения точек изображения живого объекта для построения его виброизображения.
Предположение о единстве физического и биологического мира позволяет высказать гипотезу, что в мире живых существ действуют аналогичные законы и энергия, излучаемая каждой точкой живого организма, пропорциональна частоте колебаний данной точки в пространстве. Следовательно, для регистрации энергии, излучаемой биологическим объектом, необходимо зарегистрировать колебания его точек (в пространстве или относительно друг друга), что можно сделать с помощью бесконтактных телевизионных систем, обладающих достаточной разрешающей способностью и быстродействием, причем именно частотная составляющая получаемого виброизображения (т.е. частота вибрации (перемещения, флуктуации) каждой точки живого объекта) является наиболее информационной в биоэнергетической, а значит, и психофизиологической характеристике наблюдаемого живого объекта. Анализ получаемого виброизображения может осуществляться как человеком, так и математически с помощью программной обработки полученного цифрового виброизображения и/или его составляющих. Для составления алгоритмов математической обработки и анализа целесообразно представлять виброизображение в виде, удобном для визуального анализа, например, как псевдоцветное изображение на экране монитора.
Авторы экспериментально установили, что получаемое виброизображение и особенно его частотная составляющая, представленная в виде виброизображения вокруг объекта, позволяет устойчиво и наглядно характеризовать психофизиологическое состояние человека, уровень его эмоционального состояния, различать изменение состояния человека при различных воздействиях на него, а также предложили наглядные варианты для регистрации и вывода получаемого виброизображения.
Оказалось, что древнее изображение биоэнергетического поля человека в виде ауры, расположенной вокруг тела, позволяет более быстро и точно провести визуальную оценку психофизиологического состояния человека, чем другие отображения. Давнее использование термина аура в ненаучной литературе создает определенные проблемы для его технического восприятия, поэтому авторы считают правильным использовать новый термин - виброизображение для характеристики психофизиологического состояния живого объекта вместо термина аура, допускающего различное толкование.
Эмоциональное состояние человека может изменяться достаточно быстро, практически в течение доли секунды, обычный человек не может находиться в одном состоянии длительное время. Любая мысль, движение или восприятие события приводят к определенному изменению состояния человека, следовательно, очень важно регистрировать мгновенное изменение состояния человека (каждый кадр виброизображения), причем необходимо искать оптимальное соотношение между количеством информации (прежде всего разрешающей способностью камеры) получаемого виброизображения и быстродействием системы.
Учитывая сложность восприятия терминов типа "амплитудная составляющая виброизображения, имеющая топологическую привязку к соответствующим точкам обычного изображения", авторы предлагают использовать термин "внутреннее виброизображение" или просто "виброизображение" взамен приведенного словосочетания. Вместо термина "частотная составляющая виброизображения, расположенная вокруг обычного изображения", использовать термин «внешнее виброизображение».
Цветовая модуляция максимальной частоты вибрации объекта, дополненная амплитудной модуляцией размера внешнего виброизображения средним значением частоты или амплитуды перемещений на определенном участке тела, позволяет наглядно и моментально фиксировать любое отклонение в психофизиологическом состоянии человека. Известно, что фрактальные флюктуации головного мозга играют существенную роль в процессах обучения, запоминания и решения различных задач [2]. Экспериментально установлено, что наиболее интенсивные вибрации совершает именно голова человека и, в большинстве случаев, частотная составляющая виброизображения располагается только вокруг головы человека и/или значительно превышает таковую вокруг тела человека. Изменение в состоянии человека проявляется в виде определенных провалов в виброизображении, несимметричностью цвета и формы в получаемом внешнем виброизображении.
Топологическая привязка элементов виброизображения к элементам реального изображения имеет как плюсы, так и минусы. Экспериментально установлено, что наиболее информативно эмоциональное состояние человека передается максимальной частотой вибраций, а средний уровень частоты или фоновый уровень расположенных рядом точек может смазывать и скрывать истинное состояние человека при визуальном восприятии виброизображения. Поэтому топологическая привязка частотной составляющей виброизображения к реальному внутреннему изображению оказалась менее эффективной, чем отображение частотной составляющей виброизображения в виде внешнего виброизображения, расположенного вокруг реального изображения. При топологической привязке частотной составляющей виброизображения к реальному изображению элементы с максимальной частотой вибрации оказываются, практически, невидимыми на общем фоне при цветочастотной модуляции внутреннего виброизображения, а для отработки различных вариантов математического анализа виброизображения необходим предварительный визуальный контроль получаемого виброизображения. Предложенное авторами отображение частотной составляющей виброизображения вокруг реального изображения соответствует физическому смыслу биоэнергетического излучения и позволяет визуально контролировать и анализировать состояние объекта.
В отличие от частотной составляющей использование амплитудной составляющей виброизображения является эффективным при поэлементной топологической привязке. Прежде всего топологически привязанная к точкам вибрации амплитудная составляющая виброизображения позволяет оценить качество получаемого виброизображения и установить правильные параметры настройки системы. В отличие от моментально изменяющегося состояния человека и значительных отличий, которые могут наблюдаться между отдельными кадрами виброизображения, накопленная за определенное время гистограмма распределения частотной составляющей виброизображения достаточно стабильно и интегрально отражает состояние человека за данный момент времени. Установлено, что математические параметры данного распределения (М - математическое ожидание, D - дисперсия) достаточно стабильны, если на человека не оказывается постороннее воздействие. Однако при реальном изменении состояния человека параметры накопления частотной составляющей виброизображения изменяются существенно. Следовательно, указанная методика может успешно применяться для регистрации статических (долговременных) изменений, происходящих в человеческом организме, например, при медикаментозном медицинском лечении или воздействии патогенных факторов.
Проведенные на данное время исследования не выявили четких зависимостей между другими параметрами вибрации (например, фазой) и психофизиологическими параметрами человека, однако авторы не исключают получения указанных зависимостей при дальнейших исследованиях.
Так как получаемое с помощью предлагаемого изобретения виброизображение человека является новым, то авторы считали одной из своих основных задач создание первичных принципов регистрации данного изображения для того, чтобы в дальнейшем виброизображение могло быть использовано для получения адекватной характеристики психофизиологических параметров человека.
Предлагаемые способы позволяют получать несколько вариантов новых изображений, каждое из которых по-своему информативно.
Для получения виброизображения и его использования можно применять как стандартные аппаратные средства, так и создавать новые специальные устройства и системы.
Применения предлагаемого способа получения информации о психофизиологическом состоянии живого объекта могут быть самые разнообразные, например, для бесконтактной оценки его психофизиологического состояния, уровня агрессии, для выявления людей, настроенных на совершение противоправных действий или террористических актов.
Система, основанная на данном способе, может применяться для коррекции состояния человека за счет влияния на него с помощью других факторов (слов, медикаментов, излучений и др.) и реализации обратной связи за счет контроля психофизиологического состояния человека по его виброизображению.
Естественно, что конструкция устройства не ограничивается приведенной структурной схемой. Возможно выполнение устройства с применением логичных решений, вытекающих из существующего уровня техники, например реализация данного устройства не в корпусе сотового телефона (5), а цифрового фотоаппарата или компьютера с web камерой.
Проведенные исследования показали, что существует корреляция между максимальными частотными ритмами, получаемыми с помощью ЭЭГ и виброизображения, причем, если при получении виброизображения отсутствуют аппаратные ограничения (частота обработки кадров более 20 Гц), то нормальному состоянию человека соответствует частота виброизображения порядка 5-10 Гц.
Наличие оперативно поступающей информации о состоянии организма позволяет за счет обратной связи корректировать определенные воздействия на организм человека. В одном из вариантов реализации системы воздействие на человека может быть оказано в виде изображений картинок, показываемых по монитору, причем частота смены картинок может быть низкой (менее 20 Гц) для восприятия сознанием (фиг.7), так и более
