RU188260U1 - SYSTEM BASED ON THERMOELECTRIC RECEIVERS OF INFRARED RADIATION AND PHYSIOLOGICAL SENSORS FOR DETERMINING THE RELIABILITY OF HUMAN RESPONSES - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

Изобретение относится к системам для измерения температуры поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) с помощью термоэлектрических приемников инфракрасного излучения, и съема одного или нескольких физиологических показателей человека посредством контактного датчика, для последующего определения оператором системы «истинности» или «ложности» ответов человека.Устройство состоит из инфракрасной системы, позволяющей регистрировать бесконтактно и без построения тепловизионного изображения температуру поверхностного слоя кожи лица человека в областях интереса; контактного блока, позволяющего получать информацию о физиологическом состоянии человека посредством подключения к нему одного или нескольких контактных датчиков; блока предварительного анализа информации, предназначенного для фильтрации и дискретизации сигналов, получаемых от контактного блока и анализа данных, получаемых от инфракрасной системы; и компьютера, для отображения информации, по которой оператор делает вывод о достоверности ответов человека.Технический результат изобретения заключается в достоверности проведения исследований по определению обмана, проводимых в психофизиологической практике за счет применения наряду с контактным способом регистрации физиологических показателей человека, дополнительно бесконтактного способа регистрации температуры поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса). 8 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to systems for measuring the temperature of the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) using thermoelectric infrared detectors, and taking one or more physiological indicators of a person using a contact sensor, for subsequent determination by the operator of the system of “truth” or “falsity” of human responses The device consists of an infrared system that allows to record the surface temperature without contact and without building a thermal imaging image. of human skin layer in the areas of interest; a contact block, which allows to obtain information about the physiological state of a person by connecting one or more contact sensors to it; a preliminary information analysis unit for filtering and sampling signals received from the contact unit and analyzing data received from the infrared system; and a computer for displaying information by which the operator makes a conclusion about the reliability of human responses. The technical result of the invention is the reliability of studies to determine the deception conducted in psychophysiological practice through the use of a contactless method for recording the physiological parameters of a person, in addition to a contactless method of recording temperature surface layer of human skin (in areas of interest). 8 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к устройствам для:The invention relates to devices for:

- измерения температуры поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) с помощью термоэлектрических приемников инфракрасного излучения;- measuring the temperature of the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) using thermoelectric infrared detectors;

- построения динамик температурных изменений и сравнения их с имеющимися эталонами температурных изменений характерными для различных психофизиологических состояний человека;- building the dynamics of temperature changes and comparing them with existing standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions of a person;

- а также съема одного или нескольких физиологических показателей человека посредством контактных датчиков, для последующего определения оператором системы «истинности» или «ложности» ответов человека;- as well as the removal of one or more physiological indicators of a person through contact sensors, for subsequent determination by the operator of the system of "truth" or "falsity" of the person's answers;

- и может найти применение в исследованиях по определению достоверности сообщаемой человеком информации, проводимых в психофизиологической практике.- and may find application in studies to determine the reliability of information communicated by a person in psychophysiological practice.

Известно устройство с таким назначением, описанное в патенте на изобретение «Тепловизионная психологическая оценка изменений температуры кожи, вызванная действием вегетативной нервной системы» [US 5771261 В], в котором предлагается применение тепловизионой камеры для получения информации о температурных изменениях кожного покрова человека.A device with this purpose is known, described in the patent for the invention "Thermal psychological assessment of changes in skin temperature caused by the action of the autonomic nervous system" [US 5771261 B], which proposes the use of a thermal imaging camera to obtain information about temperature changes in the skin of a person.

Авторы изобретении предлагают применение тепловизионной камеры для опосредованного определения достоверности ответов человека, вследствие взаимодействия системы терморегуляции и кровеносной системы человека, которые управляются отделами центральной нервной системой, что предполагает взаимосвязь различного психофизиологического состояния человека и температурными изменениями на поверхности его кожи.The inventors propose the use of a thermal imaging camera for indirectly determining the reliability of human responses, due to the interaction of the thermoregulation system and the human circulatory system, which are controlled by the departments of the central nervous system, which suggests the relationship of various psychophysiological states of a person and temperature changes on the surface of his skin.

В патенте указано, что тепловизионная камера записывает около 256 или 512 тепловизионных изображений, далее с помощью специальной программы распознавания образов определяет нос и области глаз человека, как биологические маркеры и оцентровывает по ним каждое изображение. Затем компьютер определяет 6 областей на лице по 200 мм², а именно: верх лица, нос, верх бровей справа и слева, щеки и подбородок. Также устройством контролируется количество моргания глаз. Анализ изменения температуры с областей на лице производится, после речевого ответа испытуемого через 10 секунд.The patent states that the thermal imaging camera records about 256 or 512 thermal imaging images, then using a special image recognition program it determines the nose and areas of the human eye as biological markers and centers each image on them. Then the computer determines 6 areas on the face of 200 mm² , namely: the top of the face, nose, top of the eyebrows on the right and left, cheeks and chin. Also, the device controls the amount of blinking of the eyes. Analysis of changes in temperature from areas on the face is performed after the test subject's speech response after 10 seconds.

Недостатками данного устройства является:The disadvantages of this device are:

- сложность и низкая скорость обработки данных программным обеспечением при анализе 256 или 512 тепловых изображений;- the complexity and low speed of data processing by software when analyzing 256 or 512 thermal images;

- определение областей интереса на лице человека только по тепловизионному изображению имеет существенную погрешность;- the determination of areas of interest on a person’s face only by thermal imaging image has a significant error;

- нецелесообразность применения тепловизионной камеры в качестве самостоятельного устройства для определения достоверности ответов человека, так как точность исследования подобным методом не является достоверной для подобного рода исследований;- the inappropriateness of using a thermal imaging camera as an independent device for determining the reliability of human responses, since the accuracy of the study by this method is not reliable for this kind of research;

- высокая стоимость тепловизионной камеры.- the high cost of the thermal imaging camera.

Известно также устройство «Система обнаружения и метод анализа теплового изображения» [US 6996256 В2]. В данном патенте тепловизионная камера регистрирует изменения значений температуры кожного покрова в областях глаз и щек и сравнивает полученные данные с наработанной базой эталонных температурных изменений. В состав устройства входят тепловизионная камера, которая получает информацию о температуре поверхности кожи лица, и компьютер с программными компонентами.Also known device "Detection System and method of analysis of thermal images" [US 6996256 B2]. In this patent, a thermal imaging camera records changes in the temperature of the skin in the areas of the eyes and cheeks and compares the obtained data with the established base of reference temperature changes. The device includes a thermal imaging camera, which receives information about the surface temperature of the skin of the face, and a computer with software components.

Программные компоненты включают в себя: компонент сегментации лица, компонент отслеживания положения лица, и компонент сравнения получаемых данных с наработанной базой эталонных значений.Software components include: a face segmentation component, a face position tracking component, and a component for comparing received data with an established base of reference values.

Предлагаемый способ и система могут быть использованы для определения различных физиологических состояний человека. Например, депрессии, периодов слабоумия, беспокойства и также применяться к определению достоверности ответов человека.The proposed method and system can be used to determine various physiological conditions of a person. For example, depression, periods of dementia, and anxiety also apply to determining the reliability of human responses.

Недостатками рассмотренного устройства являются:The disadvantages of the considered device are:

- программные средства, используемые в данном устройстве, по выделению и отслеживанию областей интереса по тепловизионному изображению в виде алгоритмов распознавания лица дают существенную погрешность;- software tools used in this device to isolate and track areas of interest in a thermal image in the form of face recognition algorithms give a significant error;

- а также нецелесообразность применения тепловизионной камеры в качестве самостоятельного устройства для определения достоверности ответов человека, так как точность исследования подобным методом не является надежной в этом виде исследований.- and also the inappropriateness of using a thermal imaging camera as an independent device for determining the reliability of human responses, since the accuracy of the study by this method is not reliable in this type of research.

Известно также «Метод оценки уровня тревожности человека по температуре кожи» [US 6837615 В2]. В данном патенте тепловизионная камера регистрирует значение изменения температуры кожного покрова в трех областях интереса на лице человека (все лицо, шею и верхнюю часть лица) и сравнивает полученные данные с наработанной базой эталонов температурных изменений для идентификации субъекта как «лжеца» или «говорящего правду».Also known is the "Method for assessing the level of human anxiety by skin temperature" [US 6837615 B2]. In this patent, a thermal imaging camera registers the value of changes in skin temperature in three areas of interest on a person’s face (the entire face, neck and upper face) and compares the data obtained with the established base of standards for temperature changes to identify the subject as a “liar” or “telling the truth” .

Недостатками данного устройства является:The disadvantages of this device are:

- низкая достоверность данных, введу больших областей на лице человека для получения значений температур, наиболее достоверные данные получают с областей на поверхности кожи лица человека, в местах под которыми находятся крупные кровеносные сосуды;- low reliability of the data, I will introduce large areas on the face of a person to obtain temperature values, the most reliable data is obtained from areas on the surface of the skin of a person’s face, in the places under which there are large blood vessels;

- но основным недостатком данного устройства является нецелесообразность использования тепловизионной камеры в качестве самостоятельного устройства для определения достоверности ответов испытуемого, так как в этом случае точность съема показаний не является достоверной для подобного рода исследований.- but the main disadvantage of this device is the inappropriateness of using a thermal imaging camera as an independent device for determining the reliability of the test subject's answers, since in this case the accuracy of taking readings is not reliable for this kind of research.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению по использованию, технической сущности и достигаемому техническому результату является выбранное в качестве прототипа устройство «Система и способ использования анализа термоизображений для полиграфной проверки» [US 6854879 В2 15.02.2005]. Оно и принято за прототип изобретения.The closest technical solution to the claimed invention in terms of use, technical nature and technical result achieved is the device "System and method for using thermal image analysis for polygraph testing" selected as a prototype [US 6854879 B2 02.15.2005]. It is taken as a prototype of the invention.

«Система и способ использования анализа термоизображений для полиграфной проверки» состоит из компьютеризированной тепловизионной камеры, которая преобразует значения температур, получаемых при обработке термоизображения, в данные скорости кровотока, которые далее анализируется компьютером по эталонным значениям.“The system and method of using thermal image analysis for polygraph verification” consists of a computerized thermal imaging camera that converts the temperatures obtained by processing the thermal image into blood flow velocity data, which are then analyzed by the computer using reference values.

Предлагаемая система состоит из тепловизионной камеры для измерения температуры поверхностного слоя кожи лица, вычислительное устройство для преобразования данных термоизображения в данные скорости кровотока посредством термодинамического моделирования и вычислительного устройства способного определять достоверность ответов испытуемого; также устройства для отслеживания положения головы. Данная система предназначена для определения достоверности ответов человека в качестве самостоятельного устройства или как дополнительный модуль для тестирования на полиграфе.The proposed system consists of a thermal imaging camera for measuring the temperature of the surface layer of the facial skin, a computing device for converting thermal image data into blood flow velocity data through thermodynamic modeling and a computing device capable of determining the reliability of the test person's answers; also head tracking devices. This system is designed to determine the reliability of human responses as an independent device or as an additional module for testing on a polygraph.

Такой подход существенно повышает надежность результатов исследований по определению истинности ответов человека, проводимых в психофизиологической практике.Such an approach significantly increases the reliability of research results to determine the truth of human responses conducted in psychophysiological practice.

Однако у технического решения «Система и способ использования анализа термоизображений для полиграфной проверки» имеются существенные недостатки, а именно:However, the technical solution "System and method of using thermal image analysis for polygraph testing" has significant disadvantages, namely:

- применение сложных алгоритмов распознавания лица вносит погрешность в определении области интереса на лице человека и соответственно данные о температуре в ней, что неприемлемо при решении определенных задач;- the use of complex face recognition algorithms introduces an error in determining the area of interest on a person’s face and, accordingly, data on the temperature in it, which is unacceptable in solving certain problems;

- при изменении плоскости положения лицевого контура человека (при повороте, наклоне головы) тепловое изображение дает существенную погрешность, что не позволяет качественно проводить исследование;- when you change the plane of the position of the facial contour of a person (when turning, tilting the head), the thermal image gives a significant error, which does not allow a high-quality study;

- высокая стоимость тепловизионной камеры необходимой для решения системой предлагаемых задач. Цена на оборудование для полиграфной проверки достаточно высока, а дополнение его тепловизионной камерой увеличивает стоимость подобного комплекса в 2-3 раза.- the high cost of the thermal imaging camera necessary to solve the system of proposed problems. The price of equipment for printing testing is quite high, and the addition of its thermal imaging camera increases the cost of such a complex by 2-3 times.

Поэтому основной задачей заявляемой системы является: повышение достоверности проведения исследований по определению обмана в психофизиологической практике за счет применения наряду с контактным способом регистрации физиологических показателей человека, посредством контактных физиологических датчиков; дополнительно бесконтактного способа регистрации температуры поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) термоэлектрическими приемниками инфракрасного излучения для построения динамик температурных изменений (в областях интереса), которые сравниваются с эталонами температурных изменений, характерными для различных психофизиологических состояний человека.Therefore, the main objective of the claimed system is: increasing the reliability of research to determine fraud in psychophysiological practice through the use, along with the contact method of recording physiological parameters of a person, through contact physiological sensors; an additional non-contact method of recording the temperature of the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) by thermoelectric infrared detectors to construct a dynamics of temperature changes (in areas of interest), which are compared with standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions of a person.

Применение термоэлектрических приемников инфракрасного излучения и отсутствие в основе работы программного обеспечения системы, сложных алгоритмов распознавания лица - повысит точность определения температуры поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса), а применение термоэлектрических приемников инфракрасного излучения снизит общую стоимость системы по сравнению с подобными комплексами, использующими в качестве дополнительного канала получения информации тепловизионную камеру.The use of thermoelectric receivers of infrared radiation and the absence of the system software and complex face recognition algorithms at the base of the operation will increase the accuracy of determining the temperature of the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest), and the use of thermoelectric receivers of infrared radiation will reduce the total cost of the system compared to similar complexes, using a thermal imaging camera as an additional channel for obtaining information.

Эта задача решена следующим образом. В соответствии с прототипом заявляемая система:This problem is solved as follows. In accordance with the prototype of the inventive system:

- регистрирует физиологические показатели человека, посредством одного или нескольких контактных датчиков и выводит данные в виде полигамм на монитор компьютера оператора, для последующего анализа им достоверности ответов человека;- registers the physiological parameters of a person through one or more contact sensors and displays the data in the form of polygams on the operator’s computer monitor, for subsequent analysis of the reliability of the person’s answers;

- дистанционно и без построения тепловизионного изображения регистрирует температуру кожного покрова лица человека (в областях интереса), посредством термоэлектрических приемников инфракрасного излучения, каждый из которых (приемников) направлен строго на заданную область на лице человека (диаметром 5-10 мм), и количество приемников соответствует количеству областей интереса;- remotely and without constructing a thermal imaging image, registers the temperature of the skin of a person’s face (in areas of interest), using thermoelectric infrared detectors, each of which (receivers) is directed strictly to a given area on the person’s face (5-10 mm in diameter), and the number of receivers corresponds to the number of areas of interest;

- строит динамику температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) за счет непрерывного или периодического измерения температуры;- builds the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) due to continuous or periodic temperature measurement;

- сравнивает динамику температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) с эталонами температурных изменений, характерными для различных психофизиологических состояний человека;- compares the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) with the standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions of a person;

- результат сравнения в виде таблицы значений температур выводится на монитор компьютера оператора для анализа достоверности ответов человека.- the comparison result in the form of a table of temperature values is displayed on the computer monitor of the operator to analyze the reliability of human responses.

Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

Фиг. 1. Блок-схема комплекса инфракрасная система - контактный блок съема физиологических показателей человека.FIG. 1. The block diagram of the complex infrared system is a contact block for removing the physiological parameters of a person.

Фиг. 2. Блок-схема одного из дублирующих поворотных блоков и, расположенного в нем шарнирного контейнера.FIG. 2. A block diagram of one of the duplicate rotary blocks and the articulated container located therein.

Фиг. 3. Области интереса на лице человека.FIG. 3. Areas of interest on the face of a person.

Фиг. 4. Настройка инфракрасной системы перед проведением исследования.FIG. 4. Set up the infrared system before conducting the study.

Описание сущности изобретения сводится к следующему.Description of the invention is as follows.

Предлагаемая система в соответствии с Фиг. 1 и Фиг. 2 состоит из:The proposed system in accordance with FIG. 1 and FIG. 2 consists of:

- инфракрасной системы 1, позволяющей регистрировать бесконтактно (дистанционно) и без построения тепловизионного изображения температуру поверхностного слоя кожи лица человека в областях интереса;-infrared system 1, which allows to record, without contact (remotely) and without constructing a thermal image, the temperature of the surface layer of the skin of a person’s face in areas of interest;

- контактного блока 2, позволяющего получать информацию о физиологическом состоянии человека посредством подключения к нему одного или нескольких контактных датчиков, которые регистрируют параметры электрической активности кожи либо функционирования сердца, либо дыхания человека, либо иные физиологические параметры человека, как по отдельности, так и в комплексе;-contact block 2, which allows to obtain information about the physiological state of a person by connecting one or more contact sensors to it, which record the parameters of the electrical activity of the skin or the functioning of the heart, or human breathing, or other physiological parameters of a person, both individually and in combination ;

- блока предварительного анализа информации 3, который производит:- block preliminary analysis ofinformation 3, which produces:

- фильтрацию и дискретизацию сигналов, получаемых от контактного блока 2;- filtering and discretization of signals received from thecontact block 2;

- анализ данных, получаемых от инфракрасной системы 1, путем построения динамик температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) и сравнения их с эталонами температурных изменений характерными для различных психофизиологических состояний человека;- analysis of data obtained frominfrared system 1 by constructing the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) and comparing them with standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions of a person;

- компьютера 4, который:- computer 4, which:

- отображает данные физиологических показателей человека (в виде полиграмм), получаемые от контактного блока 2, которые анализируются оператором для определения достоверности ответов человека;- displays data of physiological indicators of a person (in the form of polygrams) received fromcontact block 2, which are analyzed by the operator to determine the reliability of human responses;

- отображает данные результата сравнения динамик температурных изменений с эталонами температурных изменений характерными для различных психофизиологических состояний человека (в виде таблицы значений температур), получаемые от инфракрасной системы 1 и блока предварительного анализа информации 3, которые также анализируются оператором для определения достоверности ответов человека;- displays the data of the result of comparing the dynamics of temperature changes with standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions of a person (in the form of a table of temperature values) received from theinfrared system 1 and the preliminaryinformation analysis unit 3, which are also analyzed by the operator to determine the reliability of human responses;

- с помощью компьютера 4 оператором производится управление и настройка инфракрасной системы 1 и контактного блока 2.- using a computer 4, the operator controls and adjusts theinfrared system 1 and thecontact block 2.

При этом инфракрасная система 1 состоит из:In this case, theinfrared system 1 consists of:

- видеокамеры 5, предназначенной для отслеживания положения головы человека и передачи сигнала изображения для анализа в блок видеоанализа 6;-video camera 5, designed to track the position of the human head and transmit the image signal for analysis to thevideo analysis unit 6;

- блока видеоанализа 6, представляющего собой микрокомпьютер, который производит анализ положения головы и выработку управляющих сигналов в дублирующие поворотные блоки 7, а также передачу видеосигнала на монитор компьютера 4;-video analysis unit 6, which is a microcomputer that analyzes the position of the head and generates control signals in duplicaterotary units 7, as well as transmits the video signal to the computer monitor 4;

- при этом в каждом дублирующем поворотном блоке 7 находятся электромеханические рычаги 8 и шарнирный контейнер 9, в последнем размещены оптическая система 10 и термоэлектрический приемник инфракрасного излучения 11 таким образом, чтобы оптическая система 10 фокусировала инфракрасное излучение от человека на термоэлектрический приемник инфракрасного излучения 11.- at the same time, in each duplicaterotary block 7 there areelectromechanical levers 8 and a hingedcontainer 9, in the latter there is anoptical system 10 and a thermoelectricinfrared receiver 11 so that theoptical system 10 focuses infrared radiation from a person to a thermoelectricinfrared receiver 11.

- электронного блока предварительной обработки информации 12, где производится фильтрация и дискретизация сигналов получаемых от каждого термоэлектрического приемника инфракрасного излучения 11.- electronicinformation pre-processing unit 12, where the filtering and sampling of signals received from each thermoelectricinfrared radiation detector 11 is performed.

При этом каждый дублирующий поворотный блок 7 посредством электромеханических рычагов 8 регулирует положение, находящегося в данном дублирующем поворотном блоке 7, шарнирного контейнера 9 для поддержания постоянного направления фокуса его оптической системы 10 на одну из областей интереса на поверхности кожи лица человека.Moreover, each duplicaterotary unit 7 by means ofelectromechanical levers 8 adjusts the position of the hingedcontainer 9 located in this duplicaterotary unit 7 to maintain a constant focus direction of itsoptical system 10 to one of the areas of interest on the surface of the skin of a person's face.

При этом шарнирные контейнеры 9 выполнены в виде шаровой конструкции и способны вращаться вокруг своей центральной оси в заданных пределах, что позволяет задавать и регулировать направление фокуса оптической системы 10 на выбранную область интереса на лице человека.At the same time, the hingedcontainers 9 are made in the form of a spherical structure and are able to rotate around their central axis within predetermined limits, which allows you to set and adjust the focus direction of theoptical system 10 to the selected area of interest on the person’s face.

При этом фокусы оптических систем 10 каждого шарнирного контейнера 9 настроены таким образом, чтобы инфракрасное излучение с поверхности кожи лица человека регистрировалось термоэлектрическими приемниками инфракрасного излучения 11 с областей интереса диаметром 5-10 миллиметров.At the same time, the tricks of theoptical systems 10 of each hingedcontainer 9 are configured so that infrared radiation from the surface of the skin of a person’s face is detected by thermoelectric receivers ofinfrared radiation 11 from areas of interest with a diameter of 5-10 millimeters.

Количество дублирующих поворотных блоков 7 и размещенных в них шарнирных контейнеров 9 определяется количеством областей интереса на лице человека.The number of duplicate rotary blocks 7 and the hingedcontainers 9 placed in them is determined by the number of areas of interest on the person's face.

Инфракрасная система 1 регистрирует значения температур и строит динамики температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека, как минимум, в восьми областях интереса, которые распределены преимущественно с правой стороны лица (Фиг. 3), а также шеи:Infrared system 1 records the temperature values and builds the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face in at least eight areas of interest, which are distributed mainly on the right side of the face (Fig. 3), as well as the neck:

- область 1 - низ брови (справа);- area 1 - the bottom of the eyebrow (right);

- область 2 - край глаза (справа);- region 2 - the edge of the eye (right);

- область 3 - глазница (справа);- region 3 - the orbit (on the right);

- область 4 - щека (справа);- area 4 - cheek (right);

- область 5 - нос (посередине);- area 5 - nose (in the middle);

- область 6 - верхняя губа (посередине);- region 6 - upper lip (in the middle);

- область 7 - подбородок (посередине);- area 7 - chin (in the middle);

- область 8 - шея (справа);- area 8 - neck (right);

и регистрирует значение температуры в одной контрольной области, расположенной не на лице человека для отслеживания фонового изменения температуры.and records the temperature value in one control area located not on the person’s face to track the background temperature change.

Области интереса на поверхности кожи лица человека являются областями, под которыми находятся крупные кровеносные сосуды, а также областями наиболее чувствительными к влиянию психофизиологического состояния человека при обмане на изменение в них температуры поверхностного слоя кожи, за счет влияния отделов центральной нервной системы на кровеносную систему и систему терморегуляции человека.Areas of interest on the surface of the skin of a person’s face are the areas under which large blood vessels are located, as well as the areas that are most sensitive to the influence of a person’s psychophysiological state when cheating on changes in the temperature of the surface layer of the skin, due to the influence of the central nervous system on the circulatory system and system human thermoregulation.

В блоке предварительного анализа информации 3 строятся динамики температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) на основе изменения (за определенный промежуток времени) температур, которые затем сравниваются с имеющимися эталонами температурных изменений характерными для различных психофизиологических состояний человека.In the preliminaryinformation analysis unit 3, dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) is built on the basis of changes (over a certain period of time) of temperatures, which are then compared with the available standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions of a person.

Эталоны температурных изменений характерных для определенных психофизиологических состояний человека представляют собой базу данных усредненных значений динамик температурных изменений поверхностного слоя кожи лица в областях интереса для различных физиологических и психологических состояний человека при обмане, но обязательно включающие следующих четыре состояния:Standards of temperature changes characteristic of certain psychophysiological conditions of a person are a database of average values of the dynamics of temperature changes of the surface layer of the skin of the face in areas of interest for various physiological and psychological states of a person with deception, but necessarily including the following four conditions:

1. Когда человек говорит не правду и испытывает сильное эмоциональное напряжение (негативные эмоции).1. When a person is not telling the truth and experiencing a strong emotional stress (negative emotions).

2. Когда человек говорит не правду и не испытывает сильное эмоциональное напряжение (негативные эмоции).2. When a person does not tell the truth and does not experience strong emotional stress (negative emotions).

3. Когда человек говорит правду и испытывает сильное эмоциональное напряжение (негативные эмоции).3. When a person speaks the truth and experiences intense emotional stress (negative emotions).

4. Когда человек говорит правду и не испытывает сильное эмоциональное напряжение (негативные эмоции).4. When a person speaks the truth and does not experience strong emotional stress (negative emotions).

Пример осуществления изобретения сводится к следующему.An example embodiment of the invention is as follows.

Человек садится на стул лицом напротив инфракрасной системы 1 на расстоянии 0,5-1,0 метра от нее. К человеку подсоединяется контактный блок 2, представляющий собой контактный(-ые) датчик(-и) съема физиологического(-их) параметра(-ов) человека, который подсоединяется к блоку предварительного анализа информации 3. Инфракрасная система 1 также подключается к блоку предварительного анализа информации 3, при этом, последний - подключается к компьютеру 4.A person sits on a chair facing theinfrared system 1 at a distance of 0.5-1.0 meters from it. Acontact block 2 is connected to a person, which is a contact sensor (s) for taking a physiological parameter (s) of a person, which is connected to a preliminaryinformation analysis unit 3. Theinfrared system 1 is also connected to a preliminaryanalysis unit information 3, while the latter is connected to computer 4.

Затем на лице у человек отмечается ярким маркером четыре точки (Фиг 4, а), которые постоянно отслеживаются видеокамерой 5 для контроля положения головы.Then, four points are marked on the face of a person with a bright marker (Fig. 4, a), which are constantly monitored byvideo camera 5 to control the position of the head.

Далее, производится нацеливание расположенных в шарнирных контейнерах 8 термоэлектрических приемников инфракрасного излучения 11 на выбранные области интереса на лице человека. Для этого на мониторе компьютера 4 показаны метки наведения фокусов оптических систем 10 каждого шарнирного контейнера 9. Далее посредством команд, задаваемых через компьютер 4, оператором регулируется положение шарнирных контейнеров 9 до такого положения, пока метки наведения фокусов оптических систем 10 каждого шарнирного контейнера 9 на мониторе компьютера 4 не будут совпадать с выбранными областями интереса на лице человека (Фиг 4, б, в). После настройки положения всех шарнирных контейнеров 8 блок видеоанализа 6 запоминает положение отмеченных ярких маркером четырех точек и областей интереса на лице человека.Further, the thermoelectricinfrared detectors 11 located in the hingedcontainers 8 are targeted at selected areas of interest on the person’s face. For this purpose, the focus marks of theoptical systems 10 of each hingedcontainer 9 are shown on the monitor of the computer 4. Next, using the commands specified through the computer 4, the operator adjusts the position of the hingedcontainers 9 to such a position as the focus marks of theoptical systems 10 of each hingedcontainer 9 on the monitor computer 4 will not coincide with the selected areas of interest on the person's face (Fig 4, b, c). After adjusting the position of all articulatedcontainers 8, thevideo analysis unit 6 remembers the position of the four points and areas of interest on the person’s face marked with a bright marker.

При изменении положения головы изменяется положение отмеченных ярким маркером четырех точек на лице человека. Информация об этом изменении передается, посредством сигнала изображения от видеокамеры 5, в блок видеоанализа 6. Блок видеоанализа 6 представляет собой микрокомпьютер, в котором производится анализ положения головы и выработка управляющих сигналов в дублирующие поворотные блоки 7, которые подстраивают, посредством электромеханических рычагов 8, положения шарнирных контейнеров 9 для постоянного направления их фокусов оптических систем 10 на заданные ранее области интереса на лице человека.When the position of the head changes, the position of the four points on the person’s face marked with a bright marker changes. Information about this change is transmitted, through the image signal from thevideo camera 5, to thevideo analysis unit 6. Thevideo analysis unit 6 is a microcomputer in which the head position is analyzed and control signals are generated in duplicaterotary units 7, which adjust, by means ofelectromechanical levers 8, the positions articulatedcontainers 9 for the constant direction of their foci ofoptical systems 10 to previously specified areas of interest on the person's face.

Термоэлектрические приемники инфракрасного излучения 11 регистрируют инфракрасное излучение с поверхности кожи лица человека в областях интереса, при этом фокусы оптических систем 10 каждого шарнирного контейнера 9 настроены таким образом, чтобы инфракрасное излучение с поверхности кожи лица человека регистрировались с областей диаметром 5-10 мм.Thermoelectricinfrared detectors 11 detect infrared radiation from the surface of the skin of a person’s face in areas of interest, while the foci of theoptical systems 10 of each hingedcontainer 9 are configured so that infrared radiation from the surface of the skin of a person’s face is detected from areas with a diameter of 5-10 mm.

Далее сигнал, получаемый от каждого приемника инфракрасного излучения 11, передается в электронный блок предварительной обработки информации 12, где производится его фильтрация и дискретизация.Next, the signal received from each receiver ofinfrared radiation 11 is transmitted to the electronicinformation preprocessing unit 12, where it is filtered and discretized.

На выходе из электронного блока предварительной обработки информации 12 сигнал от инфракрасной системы 1 передается в блок предварительного анализа информации 3, при этом сигнал имеет вид цифровых значений температуры поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса).At the exit of the electronicinformation processing unit 12, the signal from theinfrared system 1 is transmitted to the preliminaryinformation analysis unit 3, and the signal has the form of digital values of the temperature of the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest).

В блоке предварительного анализа информации 3 строятся динамики температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса), которые затем сравниваются с эталонами температурных изменений характерными для различных психофизиологических состояний человека, но не менее четырех состояний.In the preliminaryinformation analysis unit 3, the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) are built, which are then compared with standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological states of a person, but not less than four states.

Измерение температуры поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) и построение динамик температурных изменений производится инфракрасной системой 1 непрерывно или через заданный промежуток времени (3, 5, 10 минут или произвольно).The temperature measurement of the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) and the dynamics of temperature changes are built by theinfrared system 1 continuously or after a specified period of time (3, 5, 10 minutes or randomly).

При этом, построение динамик температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) производится по формуле:In this case, the construction of the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) is carried out according to the formula:

Где S_i - динамика температурного изменения поверхностного слоя кожи лица человека (для области i);Where S_i - the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face (for region i);

T_cpi - начальное среднее значение температуры поверхностного слоя кожи лица человека (в области i);T_cpi is the initial average temperature of the surface layer of the skin of a person’s face (in region i);

Т_срА - начальное среднее значение температуры в контрольной области не на лице человека;T_cfA is the initial average temperature in the control region not on the face of a person;

- измененное среднее значение температуры поверхностного слоя кожи лица человека (в области г);

- a changed average value of the temperature of the surface layer of the skin of a person’s face (in region g);

- измененное среднее значение температуры в контрольной области не на лице человека;

- the changed average temperature in the control area is not on the face of a person;

i - количество интересующих областей.i is the number of areas of interest.

Динамики температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса) сравниваются с эталонами температурных изменений характерными для различных психофизиологических состояний человека, но обязательно включающие следующих четыре состояния:The dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest) are compared with standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions of a person, but necessarily including the following four conditions:

1. Когда человек говорит не правду и испытывает сильное эмоциональное напряжение (негативные эмоции).1. When a person is not telling the truth and experiencing a strong emotional stress (negative emotions).

2. Когда человек говорит не правду и не испытывает сильное эмоциональное напряжение (негативные эмоции).2. When a person does not tell the truth and does not experience strong emotional stress (negative emotions).

3. Когда человек говорит правду и испытывает сильное эмоциональное напряжение (негативные эмоции).3. When a person speaks the truth and experiences intense emotional stress (negative emotions).

4. Когда человек говорит правду и не испытывает сильное эмоциональное напряжение (негативные эмоции).4. When a person speaks the truth and does not experience strong emotional stress (negative emotions).

Результат сравнения динамик температурных изменений с эталонами температурных изменений характерными для различных психофизиологических состояний человека, получаемый от инфракрасной системы 1 и блока предварительного анализа информации 3, представленный в виде таблицы значений температур и данные от контактного блока 2, представленные в виде полиграмм физиологических показателей человека, отображаются на мониторе компьютера 4.The result of comparing the dynamics of temperature changes with standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions of a person, obtained from theinfrared system 1 and the preliminaryinformation analysis unit 3, presented in the form of a table of temperature values and data from thecontact unit 2, presented in the form of diagrams of human physiological indicators, are displayed on the computer monitor 4.

Вся получаемая информация анализируется оператором, который на основе получаемых данных делает вывод о достоверности ответов человека.All information received is analyzed by the operator, which, on the basis of the data received, concludes that the answers of the person are reliable.

Технический результат изобретения заключается в повышение надежности и достоверности проведения исследований по определению обмана, проводимых в психофизиологической практике за счет применения:The technical result of the invention is to increase the reliability and reliability of research to determine fraud conducted in psychophysiological practice through the use of:

- наряду с контактным способом регистрации физиологических показателей человека;- along with the contact method for registering physiological parameters of a person;

- дополнительно бесконтактного способа регистрации температуры термоэлектрическими приемниками инфракрасного излучения для построения динамик температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека (в областях интереса), которые сравниваются с эталонами температурных изменений, характерными для различных психофизиологических состояний человека.- an additional non-contact method of temperature registration by thermoelectric infrared detectors for constructing the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face (in areas of interest), which are compared with standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions of a person.

Применение термоэлектрических приемников инфракрасного излучения и отсутствие в основе работы программного обеспечения системы - сложного алгоритма распознавания лиц повысит точность определения температуры в областях интереса и снизит стоимость устройства по сравнению с подобными комплексами использующих в качестве дополнительного канала съема информации тепловизионную камеру.The use of thermoelectric receivers of infrared radiation and the absence of a complex face recognition algorithm at the base of the system software will increase the accuracy of determining the temperature in areas of interest and reduce the cost of the device compared to similar complexes that use a thermal imaging camera as an additional information acquisition channel.

Claims (9)

Translated fromRussian

1. Устройство для определения достоверности сообщаемой человеком информации, в состав которой входят инфракрасная система, позволяющая бесконтактно получать динамику температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека в областях интереса, дополненное контактным блоком, представленным датчиками съема физиологических параметров человека для оценки достоверности его ответов, при этом инфракрасная система позволяет бесконтактно получать динамику температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека в областях интереса без построения тепловизионного изображения, за счет применения в составе инфракрасной системы термоэлектрических приемников инфракрасного излучения, причем динамики температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека в областях интереса, получаемые от инфракрасной системы сравниваются в блоке предварительного анализа информации с эталонами температурных изменений характерными для различных психофизиологических состояний человека, результат сравнительного анализа выводится на монитор компьютера оператора в виде таблицы значений температур для определения достоверности ответов человека.1. A device for determining the reliability of information communicated by a person, which includes an infrared system that allows you to contactlessly obtain the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face in areas of interest, supplemented by a contact block provided by sensors for taking physiological parameters of a person to assess the reliability of his answers, the infrared system allows you to contactlessly obtain the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face in areas of teresa without constructing a thermal imaging image, due to the use of infrared thermoelectric detectors of infrared radiation, and the dynamics of temperature changes in the surface layer of the skin of a person’s face in areas of interest obtained from the infrared system are compared in the preliminary information analysis unit with standards of temperature changes characteristic of various psychophysiological conditions human, the result of the comparative analysis is displayed on the computer monitor of the operator in de table temperature values to determine the authenticity of human responses.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что термоэлектрические приемники инфракрасного излучения расположены в шарнирных контейнерах, и каждый из шарнирных контейнеров находится в отдельном дублирующем поворотном блоке.2. The device according to claim 1, characterized in that the thermoelectric infrared detectors are located in articulated containers, and each of the articulated containers is located in a separate duplicate rotary unit.3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что шарнирные контейнеры выполнены в виде шаровой конструкции и могут вращаться вокруг своей центральной оси в заданных пределах для наведения направления фокуса оптических систем шарнирных контейнеров на области интереса на лице человека, и количество шарнирных контейнеров равняется количеству областей интереса и минимальное их количество составляет восемь.3. The device according to claim 2, characterized in that the hinged containers are made in the form of a spherical structure and can rotate around their central axis within specified limits to direct the direction of focus of the optical systems of the hinged containers on the area of interest on the person’s face, and the number of hinged containers is equal to the number areas of interest and their minimum number is eight.4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что областями интереса на лице человека являются: правый низ брови, правый край глаза, правая глазница, правая щека, середина носа, середина верхней губы, середина подбородка, правая сторона шеи.4. The device according to p. 3, characterized in that the areas of interest on the person's face are: the right bottom of the eyebrow, the right edge of the eye, the right eye socket, the right cheek, the middle of the nose, the middle of the upper lip, the middle of the chin, and the right side of the neck.5. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что инфракрасная система оборудована видеокамерой, позволяющей отслеживать положение головы человека посредством блока видеоанализа по намеченным маркерам для последующей корректировки направления фокуса оптических систем шарнирных контейнеров.5. The device according to paragraphs. 1-3, characterized in that the infrared system is equipped with a video camera that allows you to track the position of the human head by means of a video analysis unit for the intended markers for subsequent adjustment of the focus direction of the optical systems of articulated containers.6. Устройство по пп. 3 и 5, отличающееся тем, что корректировки направления фокуса оптических систем шарнирных контейнеров осуществляется за счет дублирующих поворотных блоков, представленными электромеханическими рычагами, и управляемыми блоком видеоанализа.6. The device according to paragraphs. 3 and 5, characterized in that the focus direction adjustment of the optical systems of the articulated containers is carried out by duplicate rotary units, represented by electromechanical levers, and controlled by the video analysis unit.7. Устройство по пп. 1-6, отличающееся тем, что информация о температуре поверхностного слоя кожи лица человека в областях интереса, регистрируемая каждым термоэлектрическим приемником инфракрасного излучения, и информация о физиологическом состоянии человека, получаемая посредством контактного блока, представленным датчиками съема физиологических параметров человека, передается для обработки и анализа в блок предварительного анализа информации.7. The device according to paragraphs. 1-6, characterized in that information on the temperature of the surface layer of the skin of a person’s face in areas of interest recorded by each thermoelectric infrared detector, and information on the physiological state of a person obtained through a contact block represented by sensors for removing physiological parameters of a person, is transmitted for processing and analysis into the preliminary information analysis unit.8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что в блоке предварительного анализа производится фильтрация и дискретизация сигнала от контактного блока, после чего информация выводится на мониторе компьютера оператора в виде полиграмм физиологических показателей.8. The device according to p. 7, characterized in that in the preliminary analysis unit, the signal from the contact unit is filtered and discretized, after which the information is displayed on the operator’s computer monitor in the form of physiological index polygrams.9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что в блоке предварительного анализа строятся динамики температурных изменений поверхностного слоя кожи лица человека в областях интереса на основе данных об изменении температур за определенный промежуток времени (3, 5, 10 минут).9. The device according to p. 7, characterized in that in the preliminary analysis block the dynamics of temperature changes of the surface layer of the skin of a person’s face in areas of interest are built on the basis of data on temperature changes over a certain period of time (3, 5, 10 minutes).

Images