Akuter mentaler Stress ist ein alltägliches Phänomen, dass sich im Laufe der vergangenen Jahrzehnte nachweislich intensiviert hat und ein Risiko für die Gesundheit darstellt. Herkömmliche Methoden zur Stressbewertung sind nicht alltagstauglich. Sie eignen sich nur für Klinik und Labor, da sie volle Aufmerksamkeit erfordern, Bewegungsfreiheit einschränken (Sensoren, Kabel), zumeist Fachpersonal oder Spezialausrüstung voraussetzen und entsprechend kostenintensiv sind. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der kamerabasierten Photoplethysmographie (cbPPG), einer kontaktlosen Technik zum Monitoring kardiovaskulärer Vitalparameter, als alltagstaugliche Alternative zur Bewertung der physiologischen Reaktion auf akuten mentalen Stress. Als kontaktlose Technologie gilt cbPPG allerdings als artefaktanfällig. Um Limitationen bestehender Methoden zu überwinden, umfasst diese Arbeit neben der Stressbewertung mit cbPPG essenzielle Weiterentwicklungen zur robusten Extraktion kontaktloser Vitalparameter. Um eine Datenbasis für cbPPG mit zahlreichen Referenzmessverfahren (z. B. Elektrokardiografie, Hautleitfähigkeit, Speichelkortisolkonzentration) zu schaffen, wurde eine Experimentalstudie mit 65 gesunden Probanden aufgesetzt. Daraus resultierte das „Dresden Multimodal Biosignal Dataset for the Mannheim Multi-component Stress Test“ (DMBD). Zusätzlich fand die „Binghamton-Pittsburgh-RPI Multimodal Spontaneous Emotion Database“ (BP4D+) Anwendung. Für die robuste Extraktion von Vitalparametern mit cbPPG wurde eine neuartige Methodik zur Signalextraktion entwickelt: O3C. O3C optimiert die Kombination der Farbkanäle einer RGB-Kamera in einer spezialisierten, systematischen Rastersuche anhand einer Evaluationsmetrik. Die Untersuchung zentraler Eigenschaften von O3C zeigte, dass stets ein globales Optimum der Rastersuche existiert und die neue Methode robust gegenüber verschiedenen Hauttönen und Evaluationsmetriken ist. Zeitliche Normalisierung der RGB-Farbkanäle verbesserte die Übertragbarkeit von O3C zwischen verschiedenen Datensätzen (DMBD, BP4D+). Am Beispiel der Atemratenmessung wurde gezeigt, dass die Methodik von O3C auf andere Vitalparameter übertragbar ist. Darüber hinaus wurde eine neue Methode zur referenzfreien Identifikation fehlerhafter Messungen mittels Signalqualitätsindizes (SQIs) entwickelt. Die Entwicklungen zur robusten Extraktion von Vitalparametern leisten einen grundlegenden Beitrag für das alltagstaugliche kardiovaskuläre Monitoring mit cbPPG. Damit schaffen sie unter anderem die Voraussetzung für die kontaktlose Stressbewertung mit cbPPG. Die Referenzmessverfahren der Experimentalstudie (DMBD) zeigten bei akutem mentalem Stress deutliche Veränderungen psychometrischer Variablen, chemischer Biomarker und kontaktbasiert erfasster Vitalparameter. Die Ergebnisse stehen in weitreichender Übereinstimmung mit bisheriger Literatur und wiesen die erfolgreiche Aktivierung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse und die sympathische Aktivierung des autonomen Nervensystems aus. Eine Besonderheit dieser Untersuchung zur Stressbewertung liegt in der Vielfalt synchronisierter Referenzparameter, mit der sich die Effektivität verschiedener Referenzmessverfahren direkt gegenüberstellen lässt. Für die kontaktlose Bewertung der physiologischen Reaktion auf akuten mentalen Stress wurden zehn cbPPG Vitalparameter analysiert. Die cbPPG Vitalparameter erfassten positive Chronotropie, periphere Vasokonstriktion und veränderte Atmung, und zeigten damit ebenfalls die sympathische Aktivierung des autonomen Nervensystems erfolgreich an. Die cbPPG Vitalparameter eigneten sich darüber hinaus zur zuverlässigen automatisierten Detektion der unmittelbaren Stressreaktion mit einer hohen zeitlichen Auflösung von 30 s. Die Untersuchungen sind einzigartig in ihrem Umfang und der Möglichkeit, diverse Referenzmessverfahren zum Vergleich heranzuziehen. Sie liefern damit wertvolle Erkenntnisse über Möglichkeiten und Leistungsfähigkeit von cbPPG zur kontaktlosen Stressbewertung. Die Ergebnisse dieser Arbeit ebnen den Weg für ein robustes kontaktloses Monitoring mittels cbPPG. Am Beispiel akuten mentalen Stresses wurde eine Methode zur alltagstauglichen Bewertung physiologischer Zustände aufgezeigt. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten, das große Potenzial von cbPPG für zahlreiche Anwendungsfälle (z. B. adaptive Mensch-Maschine-Schnittstellen, telemedizinische Videokonsultationen) alltagstauglich zu erschließen.