CN104364824A - 物体检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的物体检测装置具备：图像获取部，其以规定的时间间隔从拍摄规定的摄像区的摄像机依次获取上述摄像区的图像；差分图像制作部，其求出由上述图像获取部连续地获取到的图像间的差分图像；以及判断部，其针对将上述差分图像沿横向和纵向分别分割为多个而得到的各个区块判断是存在正在移动的检测对象的移动区域还是存在停止的物体的停止区域。上述判断部构成为，针对多个上述区块中的每个区块，根据构成上述区块的多个像素的像素值来判断上述区块是上述移动区域还是上述停止区域。

Description

物体检测装置

技术领域

本发明涉及一种物体检测装置。

背景技术

以往，存在如下一种移动物体检测装置：取入时间上连续的两张图像，在对两张图像进行微分之后，将进行微分得到的两张图像进行比较来求出差分图像，根据该差分图像来检测移动物体(例如参照文献1[日本公开专利公报第平6-201715号])。

在上述文献1的物体检测装置中，在作为感测对象的人物穿着了与背景部分相似那样的颜色的衣服的情况下，认为作为感测对象的人物与背景部分之间的亮度的差变小。因此，在对灰度图像进行微分来求出轮廓线的情况下，人物的轮廓线难以成为连续的线，有可能以被分割为多个的形式被检测出。因此，需要进行将被分割为多个的区域相接合的处理，存在图像处理的负担增大或者难以进行使分割出的多个区域无误地整合的处理之类的问题。

另外，作为根据灰度图像检测人物等检测对象的方法，存在背景差分法，在该方法中，通过求出灰度图像与背景图像的差分图像来提取由背景图像发生了变化的部分。在背景差分法中，在两张灰度图像中按每个像素求出差分，因此例如在作为检测对象的人物穿着了与背景部分相似的颜色的衣服的情况下，作为比较对象的灰度图像与背景图像之间的差分值变小。其结果，难以将人物的全身作为一个区域来进行检测，与上述例子同样地，人体有可能以被分割为多个区域的形式被检测出，因此需要进行将被分割为多个的区域相接合的处理，存在图像处理的负担增大或者难以进行使分割出的多个区域无误地整合的处理之类的问题。

因此，提出了如下一种移动检测装置：将两张图像帧分别沿水平方向分割为m个、沿垂直方向分割为n个来生成多个区块，通过将处于相同位置的区块进行比较，来按每个区块检测是否存在移动(例如参照文献2[日本公开专利公报第2008-257626号])。

在该移动检测装置中，将依次输入的图像帧中的期望的背景帧和背景帧后面的移动检测对象帧分别沿水平方向分割为m个、沿垂直方向分割为n个，来生成多个区块，在各个区块中求出像素的亮度平均值。然后，求出移动检测对象帧的各区块与所对应的背景帧的区块的亮度平均值的差分，如果该差分值是规定的阈值以上，则判断为在该区块中存在移动。

在上述移动检测装置中，在背景帧与移动检测对象帧中比较处于相同位置的区块的亮度平均值，如果亮度平均值变化了阈值以上，则判断为在该区块中存在移动。

在此，在将4×4像素的区域设为一个区块的情况下，考虑如图39和图40所示那样背景帧的区块C1与移动检测对象帧的区块C2的像素值不同的情况。区块C1、C2的方格表示像素，方格内的数字表示各像素的像素值。在图39和图40的例子中，在背景帧和移动检测对象帧中，尽管各像素的像素值发生了变化，但亮度平均值相同，因此判断为在两个帧之间不存在移动。

另外，考虑如图41和图42所示那样在背景帧的区块C3与移动检测对象帧的区块C4中由于噪声等的影响导致仅一个像素的像素值不同的情况。在这种情况下，尽管除了一个像素以外其它像素的亮度值为相同的值，但由于在区块C3、C4之间亮度平均值不同，因此判断为在两个帧之间存在移动。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不增加图像处理的处理量就能够可靠地进行移动区域和停止区域的辨别的物体检测装置。

本发明所涉及的第一方式的物体检测装置具备图像获取部、差分图像制作部以及判断部。上述图像获取部构成为以规定的时间间隔从拍摄规定的摄像区的摄像机依次获取上述摄像区的图像。上述差分图像制作部构成为求出由上述图像获取部连续地获取到的图像间的差分图像。上述判断部构成为针对将上述差分图像沿横向和纵向分别分割为多个而得到的各个区块，判断是存在正在移动的检测对象的移动区域还是存在停止的物体的停止区域。上述判断部构成为针对多个上述区块中的每个区块，根据构成上述区块的多个像素的像素值来判断上述区块是上述移动区域还是上述停止区域。

在本发明所涉及的第二方式的物体检测装置中，在第一方式中，上述判断部构成为：针对多个上述区块中的每个区块，比较构成上述区块的多个像素的差分值与规定的阈值的高低，根据差分值超过上述阈值的像素数来判断上述区块是上述移动区域还是上述停止区域。

在本发明所涉及的第三方式的物体检测装置中，在第一方式或者第二方式中，上述物体检测装置具备物体检测部，该物体检测部从被判断为上述移动区域的区域对检测对象进行检测。上述物体检测部构成为将被判断为上述移动区域的一个至多个上述区块中的连续的上述区块分别设为感测对象区域。上述物体检测部构成为如果是以下情况中的任一情况则判断为上述检测对象静止并将上次的感测对象区域设为存在上述检测对象的区域：本次求出的感测对象区域被包含在上次求出的感测对象区域内；本次的感测对象区域与上次的感测对象区域重叠且本次的感测对象区域的面积相对于上次的感测对象区域的面积的比率小于规定的阈值；以及在本次的感测对象区域与上次的感测对象区域中完全不存在互相重叠的部分。

在本发明所涉及的第四方式的物体检测装置中，在第三方式中，上述物体检测部构成为如果上次求出的感测对象区域与本次求出的感测对象区域重叠则判断为存在同一个检测对象。上述物体检测部构成为：根据是否判断为存在于上次求出的感测对象区域的上述检测对象静止，来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出上述检测对象的当前位置的判断条件，另外在判断为存在于上次求出的感测对象区域的上述检测对象未静止的情况下，根据表示上述检测对象的移动的参数来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出上述检测对象的当前位置的判断条件。

在本发明所涉及的第五方式的物体检测装置中，在第三方式或者第四方式中，上述物体检测部构成为：如果上次的第一感测对象区域与本次的感测对象区域重叠且本次的感测对象区域没有与上次的第二感测对象区域重叠，则判断为存在于上述第一感测对象区域的检测对象移动到本次的感测对象区域。

在本发明所涉及的第六方式的物体检测装置中，在第三方式～第五方式中的任一方式中，上述物体检测部构成为：在本次的感测对象区域分别与上次的第一感测对象区域和第二感测对象区域重叠、且判断为存在于上述第一感测对象区域的检测对象静止的情况下，判断为存在于上述第一感测对象区域的检测对象停留在上述第一感测对象区域。

在本发明所涉及的第七方式的物体检测装置中，在第三方式～第六方式中的任一方式中，上述物体检测部构成为：在本次的感测对象区域分别与上次的第一感测对象区域和第二感测对象区域重叠、且判断为存在于上述第一感测对象区域的第一检测对象和存在于上述第二感测对象区域的第二检测对象二者都正在移动的情况下，如果上述第一检测对象的速度比上述第二检测对象的速度快，则判断为上述第一检测对象移动到本次的感测对象区域。上述物体检测部构成为：在本次的感测对象区域分别与上次的第一感测对象区域和第二感测对象区域重叠、且判断为存在于上述第一感测对象区域的第一检测对象和存在于上述第二感测对象区域的第二检测对象二者都正在移动的情况下，如果上述第一检测对象的速度等于或小于上述第二检测对象的速度，则判断为上述第一检测对象停留在第一感测对象区域。

在本发明所涉及的第八方式的物体检测装置中，在第三方式～第七方式中的任一方式中，上述物体检测部构成为：在本次的感测对象区域分别与上次的第一感测对象区域和第二感测对象区域重叠、且判断为存在于上述第一感测对象区域的第一检测对象正在移动、且判断为存在于上述第二感测对象区域的第二检测对象静止的情况下，判断为上述第一检测对象移动到本次的感测对象区域。

在本发明所涉及的第九方式的物体检测装置中，在第三方式～第八方式中的任一方式中，上述物体检测部构成为：在判断为在某一时间点求出的第一感测对象区域中存在的检测对象静止、且在此之后求出的第二感测对象区域的至少一部分与上述第一感测对象区域重叠的情况下，保持上述第二感测对象区域即将进行重叠之前的上述第一感测对象区域的图像来作为模板图像。上述物体检测部构成为：在上述第一感测对象区域与上述第二感测对象区域的重叠消失的时间点，进行该时间点的上述第一感测对象区域的图像与上述模板图像的匹配处理并求出二者的相关值。上述物体检测部构成为如果上述相关值高于规定的判断值则判断为上述检测对象停留在上述第一感测对象区域。上述物体检测部构成为如果上述相关值低于上述判断值则判断为上述检测对象移动到上述第一感测对象区域的外侧。

在本发明所涉及的第十方式的物体检测装置中，在第一方式～第九方式的任一方式中，上述物体检测装置具备摄像装置来作为上述摄像机。上述摄像装置具备摄像元件、光控制单元、图像生成单元以及调整单元。上述摄像元件构成为具有各自累积有电荷的多个像素，将各上述像素中累积的电荷量转换为像素值并进行输出。上述光控制单元构成为对以供在上述摄像元件中进行光电转换的光的量进行控制。上述图像生成单元构成为以规定的帧频从上述摄像元件读出上述像素值且按每个上述帧频根据所读出的上述像素值生成一帧的图像。上述调整单元构成为利用以数值定义的评价值来评价上述一帧的图像中的上述像素值的一部分或者全部，对上述光控制单元和上述图像生成单元中的至少一方进行控制来调整上述像素值，使得该评价值收敛在规定的适当范围内。上述调整单元构成为：在按每个上述帧频生成的上述图像的上述评价值偏离上述适当范围规定水平以上的情况下，使上述图像生成单元转变为以高于上述帧频的调整用帧频生成上述图像的调整模式，在上述图像生成单元以上述调整用帧频生成上述图像之后，使上述图像生成单元恢复为以上述帧频生成上述图像的通常模式。

在本发明所涉及的第十一方式的物体检测装置中，在第一方式～第九方式的任一方式中，上述物体检测装置具备摄像装置来作为上述摄像机。上述摄像装置具备摄像部、曝光调整部、放大部以及控制部。上述摄像部构成为以规定的帧频拍摄摄像范围的图像。上述曝光调整部构成为调整上述摄像部的曝光条件。上述放大部构成为按每个像素将从上述摄像部输出的图像数据的亮度值放大并输出到外部。上述控制部构成为对上述曝光调整部的曝光条件和上述放大部的放大率中的至少一方进行调整，使得通过对上述图像数据的多个像素的亮度值进行统计处理而求出的亮度评价值与规定的目标值一致。上述控制部构成为：在上述亮度评价值收敛在能够对从上述放大部输出的图像数据进行图像处理的亮度范围内的情况下，限制调整量使得通过对上述曝光条件和上述放大率中的至少一方进行调整而产生的上述亮度评价值的变化率为规定的基准值以下，并且在上述亮度评价值处于上述亮度范围外的情况下不进行调整量的限制。

附图说明

图1是实施方式1的物体检测装置的框图。

图2是说明实施方式1的物体检测装置的动作的流程图。

图3是实施方式1的物体检测装置的动作的说明图。

图4是实施方式1的物体检测装置的动作的说明图。

图5是说明实施方式1的物体检测装置的动作的说明图。

图6是由实施方式1的物体检测装置进行的追踪动作的说明图。

图7是由实施方式1的物体检测装置进行的追踪动作的说明图。

图8是由实施方式1的物体检测装置进行的追踪动作的说明图。

图9是由实施方式1的物体检测装置进行的追踪动作的说明图。

图10是由实施方式1的物体检测装置进行的追踪动作的说明图。

图11是由实施方式1的物体检测装置进行的追踪动作的说明图。

图12是表示实施方式1的物体检测装置中的摄像机的设置例的说明图。

图13是在实施方式1的物体检测装置中使用了窄角透镜时的图像例。

图14是在实施方式1的物体检测装置中使用了广角透镜时的图像例。

图15是用实施方式1的物体检测装置中的设置于墙壁的摄像机拍摄到的图像的说明图。

图16是说明区块的大小的说明图。

图17是说明区块的大小的说明图。

图18是实施方式2的摄像装置的框图。

图19是用于说明帧频的变更的说明图。

图20是实施方式2的摄像装置的动作说明图。

图21是实施方式2的摄像装置的动作说明图。

图22是实施方式2的摄像装置的动作说明图。

图23是实施方式2的摄像装置的动作说明图。

图24是实施方式2的摄像装置的动作说明图。

图25是实施方式2的摄像装置的动作说明图。

图26是实施方式2的摄像装置的动作说明图。

图27是实施方式3的照明控制系统的框图。

图28是实施方式3的照明控制系统的流程图。

图29是说明实施方式3的照明控制系统的调整动作的图。

图30是说明实施方式3的照明控制系统的调整动作的图。

图31是说明实施方式3的照明控制系统的调整动作的图。

图32是说明实施方式3的照明控制系统的调整动作的图。

图33是说明实施方式3的照明控制系统的调整动作的图。

图34是说明实施方式3的照明控制系统的调整动作的图。

图35是说明实施方式3的照明控制系统的调整动作的图。

图36是表示实施方式4的人体传感器的框图。

图37是表示实施方式4的负载控制系统的系统结构图。

图38是实施方式4的感测区域的说明图。

图39是示出背景帧的区块的像素值的图。

图40是示出移动检测对象帧的区块的像素值的图。

图41是示出背景帧的区块的像素值的图。

图42是示出移动检测对象帧的区块的像素值的图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1示出物体检测装置1的框图。物体检测装置1具备摄像机2、图像获取部3、运算处理部4、图像存储器5以及输出部6，当检测到作为检测对象(搜索物体)的人体时，从输出部6输出检测信号。此外，物体检测装置1的检测对象并不限定于人体，也可以是车等移动物体。此外，在本实施方式中，物体检测装置1未必需要具备摄像机2。图像获取部3、运算处理部4、图像存储器5以及输出部6构成对来自摄像机2的图像进行处理的图像处理装置。

摄像机2由CCD摄像机、CMOS图像传感器构成，对规定的监视区进行拍摄。

图像获取部3以规定的采样间隔从摄像机2取入图像数据，将取入的图像数据输出到运算处理部4。也就是说，图像获取部3构成为以规定的时间间隔(采样间隔)从拍摄规定的摄像区的摄像机2依次获取摄像区的图像。

运算处理部4由微型计算机构成，通过执行安装的程序来实现差分图像制作部4a、判断部4b、物体检测部4c等的功能。

差分图像制作部4a构成为制作(求出)由图像获取部3连续地获取到的图像间的差分图像。

判断部4b构成为针对将差分图像沿横向和纵向分别分割为多个而生成的各个区块，判断是存在正在移动的检测对象的移动区域还是存在停止的物体的停止区域。

物体检测部4c构成为从被判断为移动区域的区域对检测对象进行检测。

图像存储器5构成为被运算处理部4控制数据的写入、读出，对例如由图像获取部3从摄像机2取入的图像数据、在图像处理的过程中制作出的差分图像等图像数据进行存储。

输出部6构成为，将从运算处理部4输入的感测信号输出到负载设备(未图示)，从而使负载设备进行动作，或者将上述感测信号输出到上位的监视装置(未图示)。

该物体检测装置1根据用摄像机2拍摄规定的监视区而得到的灰度图像来检测作为检测对象的物体，基于图2的流程图来说明其检测动作。

图像获取部3以规定的时间间隔从摄像机2对图像数据进行采样，将从摄像机2获取到的图像数据输出到运算处理部4(步骤S1)。

运算处理部4使从图像获取部3输入的灰度图像的图像数据依次存储到图像存储器5。当图像获取部3获取到灰度图像时，差分图像制作部4a从图像存储器5读入上次的灰度图像，来制作上次的灰度图像与图像获取部3本次获取到的灰度图像的差分图像(步骤S2)。

此外，在本实施方式中以规定的时间间隔制作帧间的差分图像，但不需要帧间差分的时间间隔是固定的，差分图像制作部4a也可以进行按时间序列拍摄到的两个灰度图像的帧间差分。

之后，判断部4b将在步骤S2中得到的差分图像沿横向和纵向分别分割为多个来生成规定大小的区块，针对每个区块判断是移动区域还是停止区域(步骤S3)。

此外，移动区域是指存在正在移动的检测对象(移动物体)(在本实施方式中为人)的区域，停止区域是指存在停止的物体(静止物体)的区域。

这样，步骤S1、S2、S3是如下步骤：根据N张灰度图像制作(N-1)张帧间差分图像，利用(N-1)张帧间差分图像来判断各区块是移动区域还是停止区域。

然后，物体检测部4c根据判断部4b的判断结果来进行检测作为检测对象的物体的处理(步骤S4～步骤S14)。此外，步骤S4是提取存在移动物体的感测对象区域的步骤，提取被判断为移动区域的一个至多个区块中的连续的区块来作为一个感测对象区域。步骤S5是进行静止物体的提取和追踪的步骤。另外，步骤S6～S14是进行追踪移动物体的处理的步骤。

在此，参照附图来说明步骤S3的处理，在该步骤S3的处理中，判断部4b针对将在步骤S2中制作出的差分图像纵横地分割为多个而生成的区块，分别判断各区块是移动区域还是停止区域。

图像获取部3以规定的时间间隔(帧频)从摄像机2取入图像数据。在图3中，(a)是表示从摄像机取入的灰度图像的说明图，(b)是表示根据灰度图像制作出的差分图像的说明图，(c)是表示对移动区域和停止区域进行了判断而得到的判断结果的说明图。如图3的(a)所示，当在时刻(t-2)取入灰度图像A1、在之后的时刻(t-1)取入灰度图像A2时，差分图像制作部4a制作连续地拍摄到的两个灰度图像A1、A2的差分图像B1。此外，在两个灰度图像A1、A2中拍进了移动中的人物X1。

在由差分图像制作部4a制作出差分图像B1时，判断部4b将该差分图像B1沿横向和纵向分别分割为多个来制作规定大小(m×n)像素的区块C1、C2、C3、…(参照图3的(b))。此外，在以下的说明中，在对各个区块进行说明的情况下，记为区块C1、C2、C3、…，在没有特定区块进行说明的情况下，记为区块C。

例如差分图像B1的大小是横向300像素，纵向240像素，当将该差分图像B1沿横向分割为40个、沿纵向分割为30个时，总共制作出1200个8×8像素的区块C，判断部4b针对各个区块C判断是移动区域还是停止区域。

在此，区块C由8×8＝64(个)像素构成，因此判断部4b将各区块C的差分值作为64维空间的点来进行处理。判断部4b根据预先准备的学习用的数据(移动区域和停止区域的数据)，利用辨别分析、SVM(支持向量机：support vectormachine)等以往周知的方法来进行学习。而且，判断部4b预先求出将64维空间分为存在正在移动的检测对象的空间(移动空间)和存在停止的物体的空间(停止空间)的分界面。

之后，当对判断部4b实际输入各区块C的数据时，判断部4b判断该数据在64维空间中相对于上述分界面处于移动区域侧还是处于停止区域侧，由此判断该区块C是移动区域还是停止区域。

图3的(c)示出了判断每个区块是移动区域还是停止区域而得到的结果，将与检测对象X1对应的区域判断为移动区域D1，将除此以外的区域判断为停止区域D2。

此外，判断部4b也可以根据由连续地拍摄到的N张(N为2以上的整数)灰度图像制作出的(N-1)张差分图像，来判断处于相同位置的(m×n)像素的区块C是移动区域还是停止区域。

在这种情况下，判断部4b将在(N-1)张差分图像中处于相同位置的区块C的差分值作为[(N-1)×m×n]维空间的点来进行处理。例如如果在4张差分图像中区块C的大小为8×8像素，则作为4×8×8＝256维空间的点来进行处理。然后，与上述同样地，判断部4b根据预先准备的学习用的数据，利用辨别分析、SVM等方法来进行学习，预先求出将[(N-1)×m×n]维空间划分为移动空间和停止空间的分界面。

之后，当根据连续地拍摄到的N张灰度图像来制作(N-1)张差分图像时，判断部4b将(N-1)张差分图像分别分割为多个区块C。然后，判断部4b将在(N-1)张差分图像中处于相同位置的区块C的差分值作为[(N-1)×m×n]维空间的点来进行处理，并判断该点相对于上述分界面处于移动空间侧还是处于停止空间侧。

另外，在上述说明中，对利用了辨别分析、SVM等方法的判断方法进行了说明，但判断部4b也可以利用主成分分析来判断是移动区域还是停止区域。判断部4b将(m×n)像素的区块C的差分值作为(m×n)维空间的点来进行处理。然后，判断部4b根据预先准备的学习用的数据(被判断为移动区域和停止区域的区块C的数据)来预先求出用于将各区块C分成移动区域或者停止区域的主成分系数和主成分得分Z的阈值。例如在区块C的大小是8×8像素的情况下，将各区块C的差分值作为64维空间的点来进行处理。而且，当对判断部4b输入差分图像的数据时，判断部4b针对每个区块利用Z＝a1×b1+a2×b2+a3×b3+…+a64×b64的公式计算主成分得分Z。在此，将通过主成分分析求出的主成分系数设为a1、a2、a3…a64，将构成区块C的64像素的像素值设为b1、b2、b3…b64。而且，判断部4b通过将根据实际的差分图像求出的主成分得分Z与预先设定的阈值进行比较，来判断作为判断对象的区块是移动区域还是停止区域。

此外，在利用了主成分分析的判断中，也可以根据由连续地拍摄到的N张灰度图像制作出的(N-1)张差分图像来判断处于相同位置的(m×n)像素的区块C是移动区域还是停止区域。仅维数不同，处理本身与上述的处理相同，因此说明详细的说明。

如上述说明那样，本实施方式的物体检测装置1具备图像获取部3、差分图像制作部4a以及判断部4b。图像获取部3依次获取规定的摄像区的图像。差分图像制作部4a求出由图像获取部3连续地获取到的两张图像A1、A2的差分图像B1。判断部4b针对将差分图像B1沿横向和纵向分别分割为多个而得到的多个区块C中的每个区块，判断是存在正在移动的检测对象的移动区域还是存在停止的物体的停止区域。然后，判断部4b针对多个区块C中的每个区块，根据构成该区块C的多个像素的像素值判断该区块C是移动区域还是停止区域。

这样，判断部4b针对将差分图像分割为多个而生成的区块C中的每个区块C，根据构成该区块C的多个像素的像素值判断该区块C是移动区域还是停止区域。

在从利用帧间差分、背景差分得到的差分图像提取移动物体(例如人物)的情况下，当作为检测对象的人物穿着与背景相似的颜色的衣服时，人体以被分割为多个区域的形式被检测出，需要进行将被分割为多个的区域相接合的处理。与此相对地，在本实施方式中针对每个区块判断是移动区域还是停止区域，不需要进行将被分割为多个的区域相接合的处理，因此能够减轻图像处理的负担。

另外，在根据构成各区块的多个像素的像素值的代表值(例如平均值)判断各区块是移动区域还是停止区域的情况下，当受到噪声等的影响而一部分像素值发生变动从而代表值发生变化时，有可能弄错判断结果。与此相对地，在本实施方式中，判断部4b根据多个像素的像素值以区块为单位判断是移动区域还是停止区域。因此，即使由于噪声等的影响而一部分像素值发生变动，判断部4b也能够根据没受噪声等的影响的大部分像素值进行判断，因此能够降低误判断的可能性。

另外，即使设为构成各区块的多个像素的像素值的代表值相同，也存在构成区块的多个像素的像素值不同的情况，在仅根据代表值判断该区块是移动区域还是停止区域的情况下，有可能进行误判断。与此相对地，在本实施方式中，判断部4b根据构成区块的多个像素的像素值来判断该区块是移动区域还是停止区域，因此能够降低误判断的可能性。

另外，在本实施方式中，差分图像制作部4a根据由图像获取部3连续地获取到的N张图像来制作(N-1)张差分图像。判断部4b将(N-1)张差分图像中的每个差分图像沿横向和纵向分别分割为多个，来生成多个横向为m像素、纵向为n像素的区块。判断部4b针对在(N-1)张差分图像中处于相同位置的区块，将构成区块的[(N-1)×m×n]个像素的差分值作为[(N-1)×m×n]维空间上的点来进行处理。判断部4b根据预先收集到的学习用的图像进行多变量分析，预先求出将[(N-1)×m×n]维的空间划分为存在移动的检测对象的空间和存在停止的物体的空间的分界面。然后，判断部4b判断构成各区块的[(N-1)×m×n]个像素值所示的点相对于上述分界面处于移动区域侧还是处于停止区域侧，由此判断该区块是移动区域还是停止区域。

此外，在上述说明中，判断部4b进行多变量分析来判断各区块是移动区域还是停止区域，但宗旨并非是将判断部4b的判断方法限定为上述方法，也可以利用如下的方法来判断是移动区域还是停止区域。

例如判断部4b针对多个区块中的每个区块，如果构成各区块的多个像素中的、差分值超过规定的阈值的像素数为规定的判断基准以上，则将该区块判断为移动区域，如果构成各区块的多个像素中的、差分值超过阈值的像素数小于判断基准，则将该区块判断为停止区域。

如果是存在正在移动的感测对象的移动区域，则认为在连续地拍摄到的两张灰度图像A1、A2中像素值的变化大，构成区块的像素的差分值大。因而，通过比较差分值超过阈值的像素数与规定的判断基准的高低，能够判断是移动区域还是停止区域，能够通过简单的处理来判断是移动区域还是停止区域。

另外，在根据连续地拍摄到的三张以上的灰度图像制作多张差分图像、并根据多张差分图像判断各区块是移动区域还是停止区域的情况下，可以利用如下方法判断是移动区域还是停止区域。

图4是根据连续地拍摄到的5张灰度图像A1～A5制作4张差分图像B1～B4、并根据这4张差分图像判断各区块是移动区域还是停止区域的情况的说明图。在图4中，(a)是从摄像机取入的灰度图像的说明图，(b)是根据灰度图像制作出的差分图像的说明图。此外，在图4的(a)的例子中，在5张灰度图像A1～A5中拍进了移动中的人物X1。

图像获取部3在时刻(t-2)从摄像机2取入灰度图像A1，在时刻(t-1)从摄像机2取入灰度图像A2，在时刻t从摄像机2取入灰度图像A3，在时刻(t+1)从摄像机2取入灰度图像A4，在时刻(t+2)从摄像机2取入灰度图像A5。图像获取部3当从摄像机2取入灰度图像的图像数据时，将所取入的图像数据输出到运算处理部4。运算处理部4当从图像获取部3被输入图像数据时，使该图像数据存储到图像存储器5。

每当图像获取部3取入灰度图像时，差分图像制作部4a都制作该灰度图像与前一定时取入的灰度图像的差分图像，根据连续地拍摄到的5张灰度图像A1～A5制作4张差分图像B1～B4。

当利用差分图像制作部4a制作出差分图像时，判断部4b将差分图像沿横向和纵向分别进行分割，来制作规定大小(例如8×8＝64像素)的区块。

然后，判断部4b对构成在4张差分图像B1～B4中处于相同位置的区块的256(＝64×4)个像素的差分值与阈值的高低分别进行比较，基于差分值超过阈值的像素数的总和来判断该区块是移动区域还是停止区域。

如果是移动区域，则认为在连续的两张灰度图像中像素值的变化大，差分值超过阈值的像素多。由此，在构成在4张差分图像B1～B4中处于相同位置的区块的256个像素中，如果差分值超过阈值的像素数为规定的判断值以上，则判断部4b将该区块判断为移动区域，如果差分值超过阈值的像素数小于判断值，则判断部4b将该区块判断为停止区域。

这样，当图像获取部3从摄像机2取入连续地拍摄到的N张灰度图像时，差分图像制作部4a根据连续地拍摄到的N张灰度图像制作(N-1)张差分图像(N为2以上的整数。)。判断部4b针对(N-1)张差分图像中的每张差分图像，将差分图像沿横向和纵向分别分割为多个，来生成横向为m像素、纵向为n像素的区块(m、n为2以上的整数)。然后，判断部4b对构成在(N-1)张差分图像中处于相同位置的区块的[(N-1)×m×n]个像素的差分值与规定的阈值的高低分别进行比较，根据差分值超过阈值的像素数来判断该区块是移动区域还是停止区域。

另外，也可以在判断在多张差分图像中处于相同位置的区块是移动区域还是停止区域的情况下，在各个差分图像中判断对象区块是移动区域还是停止区域，利用该判断结果来最终判断作为对象的区块是移动区域还是停止区域。

例如图4所示，在图像获取部3从摄像机2连续地取入5张灰度图像A1～A5、且差分图像制作部4a制作出4张差分图像B1～B4的情况下，判断部4b每当制作出差分图像时都将差分图像沿横向和纵向分别分割为多个来制作规定大小的区块。

判断部4b在差分图像B1～B4的各个差分图像中，将构成处于相同位置的区块的像素的差分值与规定的阈值分别进行比较。在此，如果差分值超过阈值的像素数为规定的判断基准以上，则判断部4b判断为该区块是移动区域，如果差分值超过阈值的像素数小于判断基准，则判断部4b判断为该区块是停止区域。

下述表1示出了针对差分图像B1～B4的各个差分图像判断处于相同位置的区块是移动区域还是停止区域而得到的结果的一例。

在例1中，在一半的差分图像B1、B2中将相同位置的区块判断为移动区域，在剩余一半的差分图像B3、B4中将相同位置的区块判断为停止区域。

在例2中，在三个差分图像B1～B3中将相同位置的区块判断为移动区域，仅在差分图像B4中将相同位置的区块判断为停止区域。

在例3中，仅在差分图像B4中将相同位置的区块判断为移动区域，在剩余的差分图像B1～B3中将相同位置的区块判断为移动区域。

在此，在判断部4b基于差分图像B1～B4中的判断结果来最终判断处于相同位置的区块是移动区域还是停止区域的方式中存在择多判定方式和移动优先的OR判断方式，在表1中示出两种方式下的判断结果。

[表1]

在利用择多判定方式进行判断的情况下，在例1、例2中，在差分图像B1～B4中的半数以上的差分图像中将相同位置的区块判断为移动区域，因此判断部4b最终将该区块判断为移动区域，但在例3中，移动区域的判断结果不足半数，因此判断部4b将该区块判断为停止区域。另一方面，在利用移动优先的OR判断方式进行判断的情况下，在例1～例3中，在差分图像B1～B4中的至少一个差分图像中将相同位置的区块判断为移动区域，因此判断部4b在任一个例子中均将该区块最终判断为移动区域。

也就是说，判断部4b在判断区块是移动区域还是停止区域的处理中执行第一处理和第二处理。在第一处理中，判断部4b针对(N-1)张差分图像中的每张差分图像分别比较构成区块的(m×n)个像素的差分值与规定的阈值的高低，根据差分值超过阈值的像素数来判断区块是移动区域还是停止区域。在第二处理中，判断部4b针对在(N-1)张差分图像中处于相同位置的区块，基于第一处理的结果，在(N-1)张差分图像中判断作为对象的区块是移动区域还是停止区域。

这样，判断部4b针对多张差分图像中的每张差分图像分别判断各区块是移动区域还是停止区域。然后，判断部4b基于各差分图像中的判断结果来判断在多个差分图像中处于相同位置的区块是移动区域还是停止区域，因此能够更加可靠地判断是移动区域还是停止区域。

另外，判断部4b针对将差分图像分割为多个而得到的各个区块C判断是移动区域还是停止区域，基于以下条件预先决定区块C的大小。

作为决定区块C的大小的条件，包括检测对象的大小、从摄像机2到检测对象的距离、检测对象的移动速度、图像获取部3获取摄像机2的图像的时间间隔(帧频)等。如下那样决定这些条件中的帧频。

物体检测部4c将在连续地拍摄的两张灰度图像中局部地重叠的区域判断为移动中的检测对象并进行追踪，因此决定帧频，使得在连续地拍摄的两张灰度图像中在存在人的区域产生重叠。

此外，在设计阶段，根据检测对象的标准大小(例如成人的标准身高)和从摄像机2到检测对象的距离和摄像机2的视角、透镜的倍率，某种程度地确定图像中出现的检测对象的大小。

而且，设计者根据图像中出现的检测对象的大小和检测对象的标准的移动速度(例如人步行的速度)来决定帧频，使得在连续地拍摄的两张灰度图像中在存在人的区域产生重叠，并对物体检测装置1进行设定。

此外，如下面那样估计从摄像机2到检测对象的距离、图像中出现的检测对象的大小。

如图12所示，在设置于顶棚9的摄像机2拍摄下方的摄像区的情况下，如果摄像机2的透镜是窄角透镜，则从摄像机2到检测对象的距离在图像的中心附近和周边部几乎不变。

图13是在使用窄角透镜的情况下用摄像机2拍摄到的图像的一例。在此，摄像机2的设置高度、作为检测对象的人(例如成人)的标准身高、落座时的检测对象的高度已知，因此设计者能够根据这些信息在某种程度的范围内决定从摄像机2到检测对象的距离。

而且，如果获知从摄像机2到检测对象的距离，则设计者能够根据作为检测对象的人(例如成人)的标准的大小以及摄像机2的像素数、视角、透镜倍率等已知的数据来估计图像中出现的检测对象的大小。

在图12的例子中，将摄像机2设置于顶棚9，但也可以将摄像机2安装于墙壁，在这种情况下利用摄像机2从横向拍摄检测对象。

图15是利用设置于墙壁的摄像机2拍摄到的图像的一例。在这种情况下，不能确定从摄像机2到检测对象X1、X2的距离，因此设计者将对检测对象进行检测的位置设定在某一范围内，将从摄像机2到该位置的距离设定为到检测对象的距离。

当如上述那样估计图像中出现的检测对象的大小时，设计者将检测对象的移动方向上的区块C的宽度尺寸设定为移动方向上的检测对象的宽度尺寸的(1/z)倍以上且1倍以下的尺寸。

此外，在如图15那样将摄像机2设置于墙壁，作为检测对象的人物在图像内在左右方向上移动的情况下，将与拍摄相距规定距离的位置处的人物时图像内出现的人物的像的横向宽度相当的尺寸设定为移动方向上的检测对象的宽度尺寸。

另外，在如图12那样将摄像机2设置于顶棚，人在图像内在自由的方向上移动的情况下，将包围图像内出现的人物的像的矩形区域的一边的长度设定为移动方向上的检测对象的宽度尺寸。

另外，变量z是判断是移动区域还是停止区域时使用的差分图像的张数。例如在判断中使用的差分图像的张数为4张的情况下，移动方向上的区块C的宽度尺寸被设定为移动方向上的检测对象的宽度尺寸的(1/4)倍以上且1倍以下。

在此，根据如下的理由，优选将区块C的大小设定为移动方向上的检测对象的宽度尺寸的(1/4)倍以上且1倍以下。

在与图像的采样率相比检测对象的移动速度快的情况下(即在连续地拍摄到的图像之间，检测对象的重叠少的情况下)，在为了制作用于判断的z张差分图像而由图像获取部3获取到的(z+1)张灰度图像中，存在检测对象的像的区块的数量变少。由此，仅存在背景的区块的数量增加，连续地拍摄到的图像的差分值变小，有可能发生漏检测。

另一方面，在与图像的采样率相比检测对象的移动速度慢的情况下(即在连续地拍摄到的图像之间，检测对象的重叠多的情况下)，在连续地拍摄到的图像之间，检测对象停留在大致相同的位置。因此，为了制作用于判断的z张差分图像而由图像获取部3获取到的(z+1)张灰度图像成为相似的图像，差分值变小，因此仍有可能发生漏检测。

另外，当移动方向上的区块C的宽度尺寸比上述设定范围大时，在区块C内背景所占的比例增加，差分值变小，因此有可能发生漏检测。

另外，当移动方向上的区块C的宽度尺寸比上述设定范围小时，各个区块C成为窄区域的图像，因此在为了制作用于判断的z张差分图像而由图像获取部3获取到的(z+1)张灰度图像中，各区块C成为相似的图案。因此，差分值变小，有可能发生漏检测。

根据以上说明，优选在存在移动中的检测对象的区块中的想要判断为移动区域的区块C中设定区块C的大小，使得用于判断是移动区域还是停止区域的像素数的大致全部成为检测对象的定时为1～几(2或者3)帧左右。

实际上检测对象的速度并不固定，如上所述，根据从摄像机到检测对象的距离、透镜的视角以及图像中的检测对象的位置等的不同，图像中的检测对象的大小也发生变化，因此不能唯一地决定区块C的大小，但如果将检测对象的移动方向上的区块C的宽度尺寸设为移动方向上的检测对象的宽度尺寸的(1/z)倍以上且1倍以下，则根据实验的结果明确了存在检测对象的区块中的哪一个区块被判断为移动区域。

通过将区块的大小设定为这种大小，无论检测对象的移动速度是低速还是高速都能够抑制漏检测，从而能够可靠地对检测对象进行检测。

在此，图16示出了灰度图像的一例，图17示出了对每个区块判断是移动区域还是停止区域而得到的结果。图16、图17是将摄像机2设置于墙壁的情况下的图像，检测对象X2站在比检测对象X1更靠近摄像机2的位置，因此在图像内，检测对象X2的大小比检测对象X1大。与检测对象X1相匹配地设定区块C的大小，因此检测对象X1整体上作为一个移动区域D2而被检测出。与此相对地，检测对象X2的大小比检测对象X1大，因此与检测对象X2相比，区块的大小相对较小，因此，与检测对象X2对应的移动区域D2以被分割的形状被检测出。

此外，在摄像机2的透镜是广角透镜的情况下，如图14所示，在图像的中心附近和周边部，图像中出现的检测对象的大小不同，因此还优选使区块的大小在图像的中心附近和周边部也不同。

另外，在上述说明中，在将差分图像沿横向和纵向分别分割为多个来生成区块之后，判断各区块是移动区域还是停止区域，但也可以首先将灰度图像A1、A2分别沿横向和纵向分割为多个来生成区块。然后，可以针对处于相同位置的每个区块求出相应的像素的差分值，根据差分值为阈值以上的像素数来判断是移动区域还是停止区域。

如上所述，当由判断部4b进行了是移动区域还是停止区域的判断时，物体检测部4c将被判断为移动区域的一个至多个区块中的连续的区块汇总为一个来作为感测对象区域，并提取一个至多个感测对象区域。然后，物体检测部4c提取各个感测对象区域来作为存在作为感测对象的移动物体的区域(图2的步骤S4)。

另外，将被判断部4b判断为停止区域的区域分为不存在检测对象的背景区域和存在检测对象但该检测对象处于静止的静止区域。因而，为了准确地对检测对象进行检测，需要从停止区域提取静止区域，并检测静止的检测对象(例如人、车)。

一般难以从停止区域检测静止的人、车，因此本实施方式的物体检测装置1关注到在正在移动的检测对象变为不移动的过程中移动区域随时间而变化，根据该变化来检测静止区域。

即，物体检测装置1对在过去的某个时间点是移动区域的部分在当前时间点变为不是移动区域这样的变化进行检测，由此进行静止区域(静止物体)的提取和追踪，下面，说明其具体的方法。

物体检测部4c将在被判断部4b判断为移动区域的一个至多个区块中的连续的区块分别设为一个感测对象区域。

每当图像获取部3从摄像机2取入图像时，判断部4b进行移动区域和停止区域的判断处理，并且物体检测部4c进行对检测对象进行检测的处理。即，在步骤S5中，根据上次求出的感测对象区域与本次求出的感测对象区域的关系进行如下选择：作为存在静止物体的区域，是直接继承上次的感测对象区域并删除本次的感测对象区域，还是采用本次的感测对象区域。

在此，如果以下所述的条件1、条件2、条件3中的任一条件成立，则物体检测部4c判断为存在于上次的感测对象区域的检测对象静止。然后，物体检测部4c删除本次求出的感测对象区域，将上次求出的感测对象区域判断为存在检测对象的静止区域，由此追踪静止物体。

在此，条件1是指本次求出的感测对象区域被包含在上次求出的感测对象区域内。条件2是指本次求出的感测对象区域与上次求出的感测对象区域重叠，且本次求出的感测对象区域的面积相对于上次求出的感测对象区域的面积的比率小于规定的阈值。条件3是指在本次求出的感测对象区域和上次求出的感测对象区域中完全不存在互相重叠的部分。

也就是说，物体检测部4c构成为如果是以下情况(条件)中的任一种则判断为检测对象静止并将上次的感测对象区域设为存在搜索物体(检测对象)的区域：本次求出的感测对象区域被包含在上次求出的感测对象区域的情况(条件1)；本次的感测对象区域与上次的感测对象区域重叠且本次的感测对象区域的面积相对于上次的感测对象区域的面积的比率小于规定的阈值的情况(条件2)；以及在本次的感测对象区域和上次的感测对象区域中完全不存在互相重叠的部分的情况(条件3)。

例如考虑图5的(a)、(b)所示那样上次与本次的检测对象区域发生了变化的情况。图5的(a)示出了上次检测出的感测对象区域D1、E1，图5的(b)示出了本次检测出的感测对象区域D2、E2。

在该感测例中，本次的感测对象区域D2、E2分别与上次的感测对象区域D1、E1重叠，且本次的感测对象区域D2、E2的面积相对于上次的感测对象区域D1、E1的面积的比率小于规定的阈值。

认为这是由于存在于上次的感测对象区域D1、E1的检测对象开始停止，该检测对象的移动的部位变少，因此物体检测部4c将上次的感测对象区域D1、E1判断为存在检测对象的静止区域，继承该区域，并且删除在本次检测中得到的感测对象区域D2、E2。

接着，下面对追踪移动物体的步骤S6～S14的处理进行说明。

如果上次求出的感测对象区域和本次求出的感测对象区域重叠，则物体检测部4c判断为存在同一个检测对象。

而且，物体检测部4c根据是否判断为存在于上次求出的感测对象区域的检测对象静止，来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出检测对象的当前位置的判断条件。另外，物体检测部4c在判断为存在于上次求出的感测对象区域的检测对象没有静止的情况下，根据表示检测对象的移动的参数来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出检测对象的当前位置的判断条件。

下面，参考具体例来说明具体使该判断条件如何变化。

此外，表示检测对象的移动的参数例如是检测对象的速度。物体检测部4c求出存在检测对象的感测对象区域的重心位置，根据该重心位置的随时间的变化来求出检测对象的速度。

首先，物体检测部4c判断与本次求出的感测对象区域F2重叠的上次的感测对象区域是仅一个还是多个(图2的步骤S6)。

如图6所示，如果本次求出的感测对象区域F2仅与上次求出的感测对象区域(第一感测对象区域)F1重叠、没有与上次求出的其它感测对象区域(第二感测对象区域)(未图示)重叠，则物体检测部4c判断为存在于感测对象区域F1的检测对象移动到感测对象区域F2并进行追踪(图2的步骤S7)。

在这种情况下，不论上次检测出的感测对象区域F1是移动区域还是静止区域，物体检测部4c都判断为检测对象移动到本次检测出的感测对象区域F2。

另外，在步骤S6中判断为上次求出的感测对象区域(第一感测对象区域)F1a和感测对象区域(第二感测对象区域)F1b分别与本次求出的感测对象区域F2重叠的情况下(参照图7～图10)，物体检测部4c判断存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象是否静止(步骤S8)。

在此，如果存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象静止(步骤S8为“是”)，则物体检测部4c判断为如图7所示那样存在于第一感测对象区域F1a的检测对象停留在第一感测对象区域F1a(步骤S9)。

另外，物体检测部4c在判断为存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象正在移动的情况下(步骤S8为“否”)，判断存在于第二感测对象区域F1b的第二检测对象是否静止(步骤S10)。

在此，如果第二检测对象正在移动(步骤S10为“否”)，则物体检测部4c将第一检测对象的速度V1与第二检测对象的速度V2进行比较(步骤S11)，根据其结果来判断移动到本次的感测对象区域F2的检测对象。

如果第一检测对象的速度V1比第二检测对象的速度V2快，则物体检测部4c判断为如图8所示那样在上次检测时存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象移动到本次的感测对象区域F2(步骤S12)。

如果第一检测对象的速度(移动速度)V1为第二检测对象的速度(移动速度)V2以下，则物体检测部4c判断为如图9所示那样在上次检测时存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象停留在第一感测对象区域F1a(步骤S13)。

另外，物体检测部4c在步骤S10中判断为存在于第二感测对象区域F1b的第二检测对象静止时，判断为如图10所示那样存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象移动到本次的感测对象区域F2(步骤S14)。

如果概括以上的判断处理，则如果上次的感测对象区域(第一感测对象区域)F1与本次的感测对象区域F2重叠，且本次的感测对象区域F2没有与上次的其它感测对象区域(第二感测对象区域)重叠，则物体检测部4c判断为存在于感测对象区域F1的检测对象移动到本次的感测对象区域F1。

另外，在本次的感测对象区域F2分别与上次的第一感测对象区域F1a和第二感测对象区域F1b重叠、且判断为存在于第一感测对象区域F1a的检测对象静止的情况下，物体检测部4c判断为存在于第一感测对象区域F1a的检测对象停留在第一感测对象区域F1a。

另外，在本次的感测对象区域F2分别与上次的感测对象区域(第一感测对象区域)F1a和感测对象区域(第二感测对象区域)F1b重叠、且判断为存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象和存在于第二感测对象区域F1b的第二检测对象二者都正在移动的情况下，物体检测部4c进行以下的判断处理。

如果第一检测对象的速度V1比第二检测对象的速度V2快，则物体检测部4c判断为第一检测对象移动到本次的感测对象区域F2。如果第一检测对象的速度V1等于或小于第二检测对象的速度V2，则物体检测部4c判断为第一检测对象停留在第一感测对象区域F1a。

另外，在本次的感测对象区域F2分别与上次的感测对象区域(第一感测对象区域)F1a和感测对象区域(第二感测对象区域)F1b重叠、且判断为存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象正在移动、且判断为存在于第二感测对象区域F2的第二检测对象静止的情况下，物体检测部4c判断为第一检测对象移动到本次的感测对象区域F2。

这样，物体检测部4c根据存在于上次求出的感测对象区域的检测对象是否静止来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出检测对象的当前位置的判断条件，另外在存在于上次求出的感测对象区域的检测对象没有静止的情况下，物体检测部4c根据表示检测对象的移动的参数(例如速度)来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出检测对象的当前位置的判断条件，因此能够更为详细地判断检测对象的位置。

另外，如图11所示，在某一时间点提取出的感测对象区域(第一感测对象区域)G1中存在的检测对象g1静止、且在此之后提取出的感测对象区域(第二感测对象区域)H1的至少一部分在时刻T与该第一感测对象区域G1重叠的情况下，物体检测部4c进行如下的处理。

此外，在图11中记载在第二感测对象区域H1的区域中的文字示出了第二感测对象区域H1处于该位置时的时刻。在图11中图示了时刻(T-2)、(T-1)、T、(T+1)、(T+2)时的第二感测对象区域H1的位置，第二感测对象区域H1随着时间的经过而从图11的左上向右下移动。

在时刻T，移动过来的第二感测对象区域H1的一部分与第一感测对象区域G1重叠，但物体检测部4c保持第二感测对象区域H1即将进行重叠之前的时刻(T-1)时的第一感测对象区域G1的图像来作为模板图像。

也就是说，在判断为在某一时间点求出的第一感测对象区域G1中存在的检测对象g1静止、且在此之后求出的第二感测对象区域H1的至少一部分与第一感测对象区域G1重叠的情况下，物体检测部4c保持第二感测对象区域H1即将进行重叠之前的第一感测对象区域G1的图像来作为模板图像。

之后，物体检测部4c在第一感测对象区域G1与第二感测对象区域H1的重叠消失的时间点(时刻(T+2))，进行该时间点的第一感测对象区域G1的图像与模板图像的匹配处理，并求出二者的相关值。

如果该相关值高于规定的判断值，则物体检测部4c判断为检测对象g1停留在第一感测对象区域G1内，如果相关值低于判断值，则物体检测部4c判断为检测对象g1移动到第一感测对象区域G1的外侧。

由此，物体检测装置1能够更加准确地对检测对象的位置进行检测。

当如上述那样检测静止物体(例如人体的静止的部位)和移动物体(例如人体的移动的部位)时，通过将静止物体与移动物体二者相结合，能够更加准确地对检测对象(例如人体)进行检测。

如上所述，本实施方式的物体检测装置1具有以下第一特征。在第一特征中，物体检测装置1具备图像获取部3、差分图像制作部4a以及判断部4b。图像获取部3构成为依次获取规定的摄像区的图像。差分图像制作部4a构成为求出由图像获取部3连续地获取到的图像的差分图像(例如两张图像A1、A2的差分图像B1)。判断部4b构成为针对将差分图像B1沿横向和纵向分别分割为多个而得到的多个区块C中的各个区块判断是存在正在移动的检测对象的移动区域还是存在停止的物体的停止区域。判断部4b构成为针对多个区块C中的每个区块，根据构成该区块C的多个像素的像素值来判断该区块C是移动区域还是停止区域。

另外，本实施方式的物体检测装置1除了具有第一特征以外，还具有以下第二特征～第五特征中的任一个。此外，第二特征～第五特征是任意的特征。

在第二特征中，差分图像制作部4a构成为根据由图像获取部3连续地获取到的N张图像制作(N-1)张差分图像。判断部4b构成为将(N-1)张差分图像中的每张差分图像沿横向和纵向分别分割为多个，来生成多个横向为m像素、纵向为n像素的区块。判断部4b构成为，针对在(N-1)张差分图像中处于相同位置的区块，将构成区块的[(N-1)×m×n]个像素的差分值作为[(N-1)×m×n]维空间上的点来进行处理。判断部4b构成为，根据预先收集到的学习用的图像进行多变量分析，预先求出将[(N-1)×m×n]维空间划分为存在移动的检测对象的空间和存在停止的物体的空间的分界面。判断部4b构成为，在[(N-1)×m×n]维空间中判断构成区块的[(N-1)×m×n]个像素的差分值所示的点相对于分界面处于哪一侧，由此判断区块是移动区域还是停止区域。

在第三特征中，判断部4b构成为，针对多个上述区块中的每个区块，比较构成区块的多个像素的差分值与规定的阈值的高低，根据差分值超过阈值的像素数来判断区块是移动区域还是停止区域。

在第四特征中，差分图像制作部4a构成为根据由图像获取部3连续地获取到的N张灰度图像制作(N-1)张差分图像(N是2以上的整数)。判断部4b构成为，将(N-1)张差分图像中的每张差分图像沿横向和纵向分别分割为多个，来生成多个横向为m像素、纵向为n像素的区块(m、n是2以上的整数)。判断部4b构成为，对构成在(N-1)个差分图像中处于相同位置的区块的[(N-1)×m×n]个像素的差分值与规定的阈值的高低分别进行比较，基于差分值超过阈值的像素数的总和来判断区块是移动区域还是停止区域。

在第五特征中，差分图像制作部4a构成为根据由图像获取部3连续地获取到的N张图像制作(N-1)张差分图像。判断部4b构成为，将(N-1)张差分图像中的每张差分图像沿横向和纵向分别分割为多个，来生成多个横向为m像素、纵向为n像素的区块。判断部4b构成为，针对(N-1)张差分图像中的每张差分图像，分别比较构成区块的(m×n)个像素的差分值与规定的阈值的高低，根据差分值超过阈值的像素数来判断区块是移动区域还是停止区域。判断部4b构成为，针对在(N-1)张差分图像中处于相同位置的区块，基于在各个差分图像中判断作为对象的区块是移动区域还是停止区域而得到的结果，来在(N-1)张差分图像中最终判断作为对象的区块是移动区域还是停止区域。

另外，本实施方式的物体检测装置1具有以下的第六特征。在第六特征中，物体检测装置1具备物体检测部4c，该物体检测部4c从被判断为移动区域的区域对检测对象进行检测。物体检测部4c构成为将被判断为移动区域的一个至多个区块中的连续的区块分别设为感测对象区域。物体检测部4c构成为，如果是以下情况中的任一情况则判断为检测对象静止并将上次的感测对象区域设为存在检测对象的区域：本次求出的感测对象区域被包含在上次求出的感测对象区域；本次的感测对象区域与上次的感测对象区域重叠且本次的感测对象区域的面积相对于上次的感测对象区域的面积的比率小于规定的阈值；以及在本次的感测对象区域和上次的感测对象区域中完全不存在互相重叠的部分。此外，第六特征是任意的特征。

另外，本实施方式的物体检测装置1除了具有第六特征以外，还具有以下的第七特征。在第七特征中，物体检测部4c构成为如果上次求出的感测对象区域与本次求出的感测对象区域重叠则判断为存在同一个检测对象。物体检测部4c构成为，根据是否判断为存在于上次求出的感测对象区域的检测对象静止，来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出检测对象的当前位置的判断条件，另外，在判断为存在于上次求出的感测对象区域的检测对象没有静止的情况下，根据表示检测对象的移动的参数来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出检测对象的当前位置的判断条件。此外，第七特征是任意的特征。

另外，本实施方式的物体检测装置1除了具有第七特征以外，还具有以下的第八特征。在第八特征中，参数是检测对象进行移动的速度。物体检测部4c构成为根据感测对象区域的重心位置的随时间的变化来计算检测对象进行移动的速度。此外，第八特征是任意的特征。

另外，本实施方式的物体检测装置1除了具备第六特征以外，还具备下述的第九特征～第十三特征。此外，第九特征～第十三特征是任意的特征。

在第九特征中，物体检测部4c构成为，如果上次的第一感测对象区域F1与本次的感测对象区域F2重叠，且本次的感测对象区域F2没有与上次的第二感测对象区域重叠，则判断为存在于第一感测对象区域F1的检测对象移动到本次的感测对象区域F2。

在第十特征中，物体检测部4c构成为，在本次的感测对象区域F2分别与上次的第一感测对象区域F1a和第二感测对象区域F1b重叠、且判断为存在于第一感测对象区域F1a的检测对象静止的情况下，判断为存在于第一感测对象区域F1a的检测对象停留在第一感测对象区域F1a。

在第十一特征中，物体检测部4c构成为，在本次的感测对象区域F2分别与上次的第一感测对象区域F1a和第二感测对象区域F1b重叠、且判断为存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象和存在于第二感测对象区域F1b的第二检测对象二者都正在移动的情况下，如果第一检测对象的速度比第二检测对象的速度快，则判断为第一检测对象移动到本次的感测对象区域F2。物体检测部4c构成为，在本次的感测对象区域F2分别与上次的第一感测对象区域F1a和第二感测对象区域F1b重叠、且判断为存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象和存在于第二感测对象区域F1b的第二检测对象二者都正在移动的情况下，如果第一检测对象的速度等于或小于第二检测对象的速度，则判断为第一检测对象停留在第一感测对象区域F1a。

在第十二特征中，物体检测部4c构成为，在本次的感测对象区域F2分别与上次的第一感测对象区域F1a和第二感测对象区域F1b重叠、且判断为存在于第一感测对象区域F1a的第一检测对象正在移动、且判断为存在于第二感测对象区域F1b的第二检测对象静止的情况下，判断为第一检测对象移动到本次的感测对象区域F2。

在第十三特征中，物体检测部4c构成为，在判断为在某一时间点求出的第一感测对象区域G1中存在的检测对象g1静止、且在此之后求出的第二感测对象区域H1的至少一部分与第一感测对象区域G1重叠的情况下，保持第二感测对象区域H1即将进行重叠之前的第一感测对象区域G1的图像来作为模板图像。物体检测部4c构成为，在第一感测对象区域G1与第二感测对象区域H1的重叠消失的时间点，进行该时间点的第一感测对象区域G1的图像与模板图像的匹配处理并求出二者的相关值。物体检测部4c构成为如果相关值高于规定的判断值则判断为检测对象停留在第一感测对象区域G1。物体检测部4c构成为如果相关值低于判断值则判断为检测对象移动到第一感测对象区域G1的外侧。

根据如上所述的本实施方式的物体检测装置1，判断部4b针对将差分图像分割为多个而生成的各个区块，根据构成该区块的多个像素的像素值来判断该区块是移动区域还是停止区域。

在从利用帧间差分、背景差分得到的差分图像提取移动物体(例如人物)的情况下，当作为检测对象的人物穿着与背景相似的颜色的衣服时，人体以被分割为多个区域的形式被检测出，需要进行将被分割为多个的区域相接合的处理。与此相对地，在本实施方式中，按每个区块判断是移动区域还是停止区域，不需要进行将被分割为多个的区域相接合的处理，因此能够减轻图像处理的负担。

另外，在根据构成各区块的多个像素的像素值的代表值(例如平均值)来判断各区块是移动区域还是停止区域的情况下，当受到噪声等的影响而一部分像素值发生变动从而代表值发生变化时，有可能进行误判断。与此相对地，在本实施方式中，判断部4b根据多个像素的像素值以区块为单位判断是移动区域还是停止区域。由此，即使由于噪声等的影响使一部分像素值发生变动，判断部4b也能够根据没有受噪声等的影响的大部分像素值进行判断，因此能够降低误判断的可能性。

另外，即使设为构成各区块的多个像素的像素值的代表值相同，也存在构成区块的多个像素的像素值不同的情况，在仅根据代表值判断该区块是移动区域还是停止区域的情况下，有可能进行误判断。与此相对地，在本实施方式中，判断部4b根据构成区块的多个像素的像素值来判断该区块是移动区域还是停止区域，因此能够降低误判断的可能性。

(实施方式2)

本实施方式的物体检测装置1具备图18所示的摄像装置10来作为摄像机2。另外，与实施方式1同样地，本实施方式的物体检测装置1具备图像获取部3、运算处理部4、图像存储器5以及输出部6。也就是说，本实施方式主要涉及摄像装置10。此外，省略说明图像获取部3、运算处理部4、图像存储器5以及输出部6。

以往，在为了记录影像、各种图像处理而拍摄图像(运动图像或者静止图像)的摄像装置中，通常进行曝光量的调整以使图像的曝光量(明亮度)收敛在恰当的范围内(例如，参照文献3[日本公开专利公报第2009-182461号])。

另外，在被摄体的明亮度大且急剧地变化的情况下，有时摄像装置的曝光量调整没跟上该变化而使图像的一部分或者全部变为全白或者全黑。特别是在以与慢速录制、图像处理之类的使用目的相匹配的帧频进行拍摄的摄像装置中，调整突变的曝光量所需的帧数变多，因此担心出现不适于使用目的的状况。

另一方面，在帧频高的摄像装置中，即使设为曝光量的调整所需的帧数相同，拍摄不恰当的曝光状态的图像的时间也能够大幅缩短。然而，帧频越高则摄像元件的电荷累积时间越短，因此低照度下的曝光量容易不足。另外，读出摄像元件的累积电荷的周期变短，因此存在如下问题：电荷读出用的电路的动作频率变高，导致电力消耗、发热量增大。

本实施方式是鉴于上述问题而完成的，其目的在于在抑制电力消耗、发热量增大的同时实现曝光量调整的响应性提高。

下面，参照附图来详细地说明本实施方式所涉及的摄像装置10。如图18所示，本实施方式的摄像装置10具备摄像元件11、相当于光控制单元的光学模块12、图像生成部13、调整部14等。

摄像元件11具有各自累积有电荷的多个像素，将各像素中累积的电荷量转换为像素值并进行输出，例如由CCD图像传感器、CMOS图像传感器等固体摄像元件构成。此外，该摄像元件11搭载有基于使电荷累积时间可变的所谓电子快门的功能。

将透镜120、光圈121、减光滤波器122等光学构件收纳于壳体123内来构成光学模块12，被透镜120会聚的光通过光圈121的开口，并且在被减光滤波器122减光(衰减)之后入射到摄像元件11。光圈121例如由多片光圈叶片构成，通过改变各光圈叶片的重叠情况来增大和减小开口直径，由此控制所要通过的光的量。减光滤波器122由透过型的液晶面板构成，通过改变液晶面板的透过率来控制所要通过的光的量(以供在摄像元件11中进行光电转换的光的量)。

图像生成部13以规定的帧频从摄像元件11读出像素值，且对读出的像素值进行放大等信号处理，并按每个帧频(＝1/T11)生成一帧的图像P1、P2、…(参照图19)。其中，摄像元件11基于来自图像生成部13的指示将各像素中累积的电荷量转换为像素值并进行输出。

调整部14利用数值来评价一帧的图像Pn(n＝1、2、…)中的像素值的一部分或者全部，对光学模块12的光圈121或者减光滤波器122、摄像元件11的电荷累积时间、图像生成部13的放大率等进行控制来调整像素值，使得该评价值收敛在规定的适当范围内。此外，用数值定义评价值。评价值例如既可以是将摄像元件11的所有像素的像素值进行平均而得到的平均值，或者也可以是摄像元件11的所有像素的像素值中的最高(大)的像素值。另外，评价值的适当范围被设定为与评价值的种类(平均值、最大像素值)相应的范围。

进一步详细地说明调整部14的动作。此外，图20～图22中的横轴表示时间，纵轴表示评价值，划阴影线的范围表示评价值的适当范围。

例如，如图21所示，在图像P4的评价值增大到前一帧的图像P3的评价值的2倍而超过适当范围的上限的情况下，调整部14对光圈121和减光滤波器122中的至少一方或者摄像元件11的电荷累积时间进行控制，来将入射到摄像元件11的光量减少到一半。其结果，能够将下一帧的图像P5的评价值收敛在适当范围内。

然而，如图22所示，在图像P4的评价值达到像素值的上限值而饱和的情况下，调整部14例如使经由光圈121和减光滤波器122入射到摄像元件11的光量减少，并且缩短摄像元件11的电荷累积时间，从而使像素值减小。其结果，下一帧的图像P5的评价值有可能低于适当范围的下限。

而且，在图像P5的评价值低于适当范围的下限的情况下，调整部14使经由光圈121和减光滤波器122入射到摄像元件11的光量增加，并且延长摄像元件11的电荷累积时间，从而使像素值增大。其结果，下一帧的图像P6的评价值有可能略微超出适当范围的上限。

在图像P6的评价值略微超出适当范围的上限的情况下，调整部14对光圈121和减光滤波器122中的至少一方进行控制来减少入射到摄像元件11的光量。其结果，能够使下一帧的图像P7的评价值收敛在适当范围内。此外，也可以通过将图像生成部13的像素值的放大率与光圈121、减光滤波器122或者摄像元件11的电荷累积时间一起进行调整，或者代替光圈121、减光滤波器122、摄像元件11的电荷累积时间而调整图像生成部13的像素值的放大率，来使像素值增大或者减小。

在评价值像这样大幅且急剧地变化的情况下，为了使评价值收敛在适当范围内，需要几帧的调整期间(例如，在图22的例子中为T11×3的时间)。而且，在该调整期间内，由图像生成部13生成的图像P5、P6有可能成为画面过于明亮或者反之画面过暗之类的不恰当的图像。

因此，在图像P4的评价值偏离适当范围规定水平以上的情况下，调整部14控制图像生成部13，使其转变为以高于帧频(通常帧频)(＝1/T11)的调整用帧频(＝1/T12,T12＜＜T11)生成图像P41、P42、…的调整模式(参照图19)。

此外，规定水平例如被设定为适当范围的上限值的4倍且适当范围的下限值的4分之1。但是，规定水平的值并不限定于此，例如，在用8比特(256级灰阶)的数字值表示像素值的情况下，可以将像素值为128以上或者8以下设为规定水平。

然而，如上所述那样设为图像P4的评价值达到像素值的上限值而饱和、即使直到调整部14使评价值收敛在适当范围内为止需要3帧的调整期间，调整期间也成为T12×3(＜＜T11×3)而大幅缩短(参照图20)。

而且，如果调整模式下生成的图像P43的评价值收敛在适当范围内，则调整部14使图像生成部13从调整模式恢复为通常模式(帧频为1/T11的模式)。因而，与如以往技术所说明那样提高通常模式下的帧频的情况相比，电力消耗增加的调整模式的期间(调整期间)为极短的时间即可，因此能够在抑制电力消耗、发热量增大的同时实现曝光量调整的响应性提高。

这样，调整部14使图像生成部13在将帧频设定为通常帧频(＝1/T11)的通常模式和将帧频设定为高于通常帧频的调整用帧频(＝1/T12)的调整模式中的某一模式下进行动作。而且，在按每一帧频生成的图像的评价值偏离适当范围规定水平以上的情况下，调整部14使图像生成部13转变为以高于帧频(通常帧频)的调整用帧频生成图像的调整模式，在图像生成部13以调整用帧频生成了图像之后，恢复为以帧频(通常帧频)生成图像的通常模式。如果在调整模式下生成的图像的评价值收敛在适当范围内，则调整部14使图像生成部13从调整模式恢复为通常模式。

另外，在图像生成部13的帧频暂时变高的情况下，有可能与显示由摄像装置拍摄到的图像的显示装置、对拍摄到的图像进行图像处理的图像处理装置等接收侧的设备之间产生不匹配。因而，如果接收侧的设备能够允许帧的缺失(帧丢失)，则图像生成部13优选不将调整模式下生成的图像输出到外部。

另一方面，在接收侧的设备不能允许帧缺失的情况下，即使在调整模式下，也需要图像生成部13以与通常模式时相同的帧频输出图像。因此，优选如果在调整模式下生成的图像达到规定的帧数(在与通常模式的帧周期T11相同的时间内所能生成的帧数)，则调整部14使图像生成部13从调整模式恢复为通常模式。

例如，当假设将通常模式的帧频设为30fps(帧/秒)、将调整模式的调整用帧频设为120fps时，如果在调整模式下生成3帧的图像之后恢复为通常模式，则能够以30fps的帧频输出图像。

或者，也可以代替对调整模式下生成的图像的帧数进行计数，而在从转变为调整模式的时间点起的经过时间达到规定时间(与通常模式的帧周期T11相同的时间)时，调整部14使图像生成部13从调整模式恢复为通常模式。也就是说，如果从转变为调整模式的时间点起的经过时间达到规定时间，则调整部14可以使图像生成部13从调整模式恢复为通常模式。

在此，在调整模式下，图像生成部13从摄像元件11读出像素值的时间比通常模式下的时间短。因此，在调整模式下图像生成部13不向外部输出图像的情况下，调整部14优选在调整模式下控制图像生成部13以使其仅读出摄像元件11的一部分像素的像素值。

例如，如图23所示，调整部14使图像生成部13仅读出摄像元件11的多个像素中的除周边部分以外的中央的矩形的范围内的像素的像素值即可。或者，如图24所示那样间隔剔除纵横排列的像素的像素值而使图像生成部13读出即可。这样，在调整模式下，如果调整部14控制图像生成部13以使其仅读出摄像元件11的一部分像素的像素值，则不提高图像生成部13的动作频率就能够容易地从通常模式的帧频提高到调整用帧频。

另外，当从通常模式转变为调整模式时，摄像元件11的电荷累积时间的最大值变小(短)，因此在即将转变之前在通常模式下设定的电荷累积时间有时在转变后的调整模式下无法实现。

例如，在转变后的调整模式下，减少到将通常模式下设定的电荷累积时间除以调整模式的电荷累积时间的最大值而得到的值(商)(参照图25)。

因而，为了在通常模式和调整模式下将低照度时的评价值维持为相同程度，需要调整除电荷累积时间以外的参数，对伴随电荷累积时间的减少而引起的像素值的减少量进行补偿。此时，与调整光圈121和减光滤波器122时的响应性相比，调整图像生成部13的放大率时的响应性优良，因此优选在调整图像生成部13的放大率之后补偿像素值。

于是，优选在通常模式下调整后的电荷累积时间超过调整模式下的电荷累积时间的上限值的情况下，调整部14将调整模式下的电荷累积时间设定为上限值，控制光学模块12或者图像生成部13来变更除电荷累积时间以外的参数，从而调整像素值。例如，在向调整模式转变时增大放大率，使得成为将通常模式下设定的电荷累积时间除以调整模式的电荷累积时间的最大值而得到的值的倒数的比率即可。

另外，优选当在调整模式下利用图像生成部13的放大率补偿电荷累积时间的最大值降低量时，将放大率的上限设定为比通常模式下的放大率的上限高的值。例如，当假设将通常模式下的电荷累积时间的最大值设为调整模式下的电荷累积时间的最大值的4倍时，将调整模式下的放大率的上限设定为通常模式下的放大率的4倍即可(参照图26)。通过这样，能够在通常模式和调整模式下将低照度时的评价值维持为相同程度。

此外，当从调整模式恢复为通常模式时，利用调整模式的电荷累积时间的上限和放大率的上限设定的电荷累积时间和放大率有时在通常模式下并不合适。因此，当恢复为通常模式时，期望调整部14利用通常模式的电荷累积时间的上限和放大率的上限来决定恰当的电荷累积时间和放大率，与所决定的电荷累积时间和放大率相应地调整其它参数(光圈120和减光快门121)。例如，调整部14构成为一恢复为通常模式就控制光学模块12来再次调整电荷累积时间。在再次调整后的电荷累积时间与调整模式下的最后的电荷累积时间不同的情况下，调整部14控制光学模块12或者图像生成部13来变更除电荷累积时间以外的参数，从而调整像素值。

如上所述，本实施方式的摄像装置10具备摄像元件11、光控制单元(光学模块12)、图像生成单元(图像生成部13)以及调整单元(调整部14)。摄像元件11构成为具有各自累积有电荷的多个像素，将各像素中累积的电荷量转换为像素值并进行输出。光控制单元(光学模块12)构成为对以供在摄像元件11中进行光电转换的光的量进行控制。图像生成单元(图像生成部13)构成为以规定的帧频从摄像元件11读出像素值且按每个帧频根据读出的像素值生成一帧的图像。调整单元(调整部14)构成为，利用以数值定义的评价值来评价一帧的图像中的像素值的一部分或者全部，对光控制单元(光学模块12)和图像生成单元(图像生成部13)中的至少一方进行控制来调整像素值，使得该评价值收敛在规定的适当范围内。调整单元(调整部14)构成为，在按每个帧频生成的图像的评价值偏离适当范围规定水平以上的情况下，使图像生成单元(图像生成部13)转变为以高于帧频(通常帧频)的调整用帧频生成图像的调整模式，在图像生成单元(图像生成部13)以调整用帧频生成图像之后，恢复为以帧频(通常帧频)生成图像的通常模式。

即，本实施方式的物体检测装置1除具有上述第一特征以外，还具有以下的第十四特征。此外，本实施方式的物体检测装置1也可以选择性地具有上述的第二特征～第十三特征。

在第十四特征中，物体检测装置1具备摄像装置10来作为摄像机2(参照图1)。摄像装置10具备摄像元件11、光控制单元(光学模块12)、图像生成单元(图像生成部13)以及调整单元(调整部14)。摄像元件11构成为，具有各自累积有电荷的多个像素，将各像素中累积的电荷量转换为像素值并进行输出。光控制单元(光学模块12)构成为对以供在摄像元件11中进行光电转换的光的量进行控制。图像生成单元(图像生成部13)构成为以规定的帧频从摄像元件11读出像素值且按每个帧频根据读出的像素值生成一帧的图像。调整单元(调整部14)构成为，利用以数值定义的评价值来评价一帧的图像中的像素值的一部分或者全部，对光控制单元(光学模块12)和图像生成单元(图像生成部13)中的至少一方进行控制来调整像素值，使得该评价值收敛在规定的适当范围内。调整单元(调整部14)构成为，在按每个帧频生成的图像的评价值偏离适当范围规定水平以上的情况下，使图像生成单元(图像生成部13)转变为以高于帧频(通常帧频)的调整用帧频生成图像的调整模式，在图像生成单元(图像生成部13)以调整用帧频生成图像之后，恢复为以帧频(通常帧频)生成图像的通常模式。

另外，本实施方式的物体检测装置1也可以除具有第十四特征以外，还具有以下的第十五特征～第十七特征中的至少一个。

在第十五特征中，调整单元(调整部14)构成为，如果在调整模式下生成的图像的评价值收敛在适当范围内，则使图像生成单元(图像生成部13)从调整模式恢复为通常模式。

在第十六特征中，调整单元(调整部14)构成为，如果在调整模式下生成的图像达到规定的帧数，则使图像生成单元(图像生成部13)从调整模式恢复为通常模式。

在第十七特征中，调整单元(调整部14)构成为，如果从转变为调整模式的时间点起的经过时间达到规定时间，则使图像生成单元(图像生成部13)从调整模式恢复为通常模式。

另外，本实施方式的物体检测装置1还可以选择性地具有以下的第十八特征～第二十二特征。

在第十八特征中，调整单元(调整部14)构成为，在通过在通常模式下控制光控制单元(光学模块12)而进行调整后的电荷累积时间超过调整模式下的电荷累积时间的上限值的情况下，将调整模式下的电荷累积时间设定为上限值，控制光控制单元(光学模块12)或者图像生成单元(图像生成部13)来变更除电荷累积时间以外的参数，从而调整像素值。

在第十九特征中，调整单元(调整部14)构成为一恢复为通常模式就控制光控制单元(光学模块12)来再次调整电荷累积时间。调整单元(调整部14)构成为，在再次调整后的电荷累积时间与调整模式下的最后的电荷累积时间不同的情况下，控制光控制单元(光学模块12)或者图像生成单元(图像生成部13)来变更除电荷累积时间以外的参数，从而调整像素值。

在第二十特征中，调整单元(调整部14)构成为，在调整模式下，在使通过控制图像生成单元(图像生成部13)来增大像素值时的放大率增大或减小的情况下，使放大率的上限高于通常模式下的放大率的上限。

在第二十一特征中，图像生成单元(图像生成部13)构成为不将调整模式下生成的图像输出到外部。

在第二十二特征中，调整单元(调整部14)构成为，在调整模式下，控制图像生成单元(图像生成部13)以使其仅读出摄像元件11的一部分像素的像素值。

如上所述，在本实施方式的摄像装置10和物体检测装置1中，与提高通常模式下的帧频的情况相比，电力消耗增加的调整模式的期间(调整期间)为极短时间即可，因此具有以下效果：能够在抑制电力消耗、发热量增大的同时实现曝光量调整的响应性提高。

(实施方式3)

本实施方式的物体检测装置1具备图27所示的摄像装置21来作为摄像机2。另外，本实施方式的物体检测装置1具备与实施方式1的图像处理装置相同的物体感测装置22。即，本实施方式主要涉及摄像装置21。

以往，提出了一种照明系统，其具备：图像传感器，其拍摄控制区域的图像；运算部，其根据由图像传感器拍摄到的图像信息来确定控制区域中存在的人的位置；以及控制部，其基于运算部的运算结果来控制光源的点亮(例如参照文献4[日本公开专利公报第2011-108417号])。运算部通过求出由图像传感器拍摄到的图像的帧间差分，来求出帧之间的亮度值发生了变化的像素，从而求出要处理的对象，即人所在的位置。

一般使用的图像传感器用于人观察其图像，因此在由于某种原因导致被摄体的亮度发生变化时，快速地进行如下的曝光调整：自动调整曝光量使得被摄体的亮度与规定的亮度范围一致。

在上述照明系统中，通过求出由图像传感器拍摄到的图像的帧间差分来确定人的位置，因此当通过曝光调整使帧之间的曝光量发生变化时，帧之间的各像素的亮度值发生变化，有可能无法准确地进行人的检测。

本实施方式是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，减少在摄像区域的明亮度发生变化的情况下调整图像的亮度值的处理对图像处理造成的影响。

摄像装置21对预先设定的摄像区域的图像进行拍摄。如图27所示，该摄像装置21具备摄像部211、放大部212、曝光调整部213以及控制部214。

摄像部211例如具备：CCD图像传感器、CMOS图像传感器之类的固体摄像元件、使来自摄像区域的光会聚到固体摄像元件的透镜、将固体摄像元件的模拟的输出信号转换为数字的图像信号(图像数据)的A/D转换器。摄像部211以规定的帧频(Frame Rate)拍摄后述的照明器具24的照明范围，将该照明范围的图像数据随时输出到放大部212。此外，从摄像部211输出的图像数据包括用黑白的灰度(例如256级灰阶)表现各像素的明亮度的黑白灰度图像的图像数据。

放大部212按每个像素将从摄像部211输出的图像数据的亮度值放大并输出到外部(在本实施方式中为物体感测装置22)。

曝光调整部213通过改变摄像部211的曝光时间来调整曝光条件。此外，在摄像部211具备能够调整F值(光圈)的光圈机构的情况下，曝光调整部213既可以通过控制光圈机构改变F值来控制曝光条件，也可以通过改变曝光时间和F值二者来控制曝光条件。

控制部214将摄像部211的多个像素的亮度值进行平均，求出该平均值来作为亮度评价值，为了使该亮度评价值与规定的目标值一致，对曝光调整部213的曝光条件(在本实施方式中为曝光时间)和放大部212的放大率进行调整。

为了使亮度评价值与规定的目标值一致，控制部214改变曝光条件和放大率二者，但既可以通过仅改变曝光条件来调整亮度评价值，也可以通过仅改变放大率来调整亮度评价值。

另外，控制部214求出评价对象区域中包含的多个像素的亮度值的平均值来作为亮度评价值，但也可以将评价对象区域分割为多个并按每个区域求出平均值，对它们进行统计处理来求出亮度评价值。另外，控制部214也可以通过实施除平均处理以外的统计处理，来求出代表多个像素的亮度值的亮度评价值。

另外，控制部214还具备对摄像部211拍摄图像的周期(帧频)进行切换的功能。在本实施方式中，控制部214能够将帧频切换为5fps(frame per second)和13.3fps中的任一个，通常将帧频设定为5fps。

该摄像装置21用于如图27所示那样的负载控制系统(照明控制系统)。该负载控制系统具备上述摄像装置21、物体感测装置22、照明控制装置23以及照明器具24。

在该负载控制系统中，摄像装置21设置在照明器具24所照射的照明空间的上方(例如顶棚)，拍摄俯视下方的照明空间的图像。

物体感测装置22根据由摄像装置21拍摄到的图像来感测在感测区域(即照明器具24的照明空间)内是否存在感测对象(例如人)，并将其感测结果输出到照明控制装置23。照明控制装置23在从物体感测装置22被输入了存在人的感测结果的情况下，使照明器具24点亮，在从物体感测装置22被输入了不存在人的感测结果的情况下，使照明器具24熄灭。

物体感测装置22具备输入部221、图像处理部222、图像存储器223以及输出部224。

输入部221将以规定的帧频从摄像装置21输入的图像数据输出到图像处理部222。输入部221对应于实施方式1的图像获取部3。

图像存储器223由DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机访问存储器)之类的大容量的易失性存储器构成，通过图像处理部222来控制数据的写入、读出。图像存储器223例如对从摄像装置21输入的一帧至几帧的图像数据、在图像处理的过程中制作的差分图像等数据进行存储。图像存储器223对应于实施方式1的图像存储器5。

图像处理部222例如由专用于图像处理的微型计算机构成，通过执行安装的程序来实现判断图像数据中是否拍进了人的功能。

图像处理部222当以规定的帧频从输入部221被输入图像信号时，从图像存储器223读入前一帧的图像数据，进行帧间差分，由此提取帧之间的亮度值变化了规定的阈值以上的像素区域。图像处理部222例如将提取出的像素区域的面积与根据拍进图像的人的大小而设定的规定的范围进行比较，由此判断摄像区域内是否存在人，并将判断结果输出到输出部224。另外，图像处理部222使从输入部221输入的图像数据存储到图像存储器223，图像存储器223中存储有一帧至几帧的图像数据。

图像处理部222对应于实施方式1的运算处理部4。图像处理部222通过进行与运算处理部4相同的处理，来判断摄像区域内是否存在人。

输出部224具有与经由信号线相连接的照明控制装置23之间进行通信的功能，当从图像处理部222被输入判断是否存在人而得到的结果时，将该判断结果发送到照明控制装置23。输出部224对应于实施方式1的输出部6。

照明控制装置23基于从物体感测装置22的输出部224输入的判断结果来控制多台照明器具24的点亮、熄灭。

在没有从物体感测装置22输入存在人这样的判断结果的情况下，照明控制装置23使作为控制对象的照明器具24熄灭。当从物体感测装置22输入存在人这样的判断结果时，照明控制装置23使作为控制对象的照明器具24点亮。之后，当没有从物体感测装置22输入存在人这样的判断结果时，照明控制装置23在经过了规定的点亮保持时间的时间点使照明器具24熄灭。由此，在照明空间内存在人的期间将照明器具24点亮，因此能够确保必要的明亮度，当人从照明空间消失时，在经过了规定的点亮保持时间的时间点熄灭照明器具24，因此能够降低多余的电力消耗。

另外，在由于某种原因导致摄像区域的明亮度发生变化的情况下，如果是用于人观察的图像，则需要将画面的亮度快速调整为适于人眼的亮度范围。与此相对地，在本实施方式中，摄像装置21的图像不是用于人观察的图像，而是在用于动体感测的图像处理中使用的图像，因此不需要快速调整画面的亮度。反而，在通过变更曝光条件等使画面亮度快速变化的情况下，有可能在其影响下无法准确地进行动体感测。

因此，在本实施方式中，在画面亮度变暗或者变亮到不能进行用于动体感测的图像处理的程度的情况下，控制部214改变曝光调整部213的曝光条件和放大部212的放大率以使亮度评价值立即与规定的目标值一致。另一方面，即使在画面亮度变化的情况下，只要是能够无障碍地进行图像处理那样的画面亮度，控制部214就会缓慢地改变曝光条件和放大率以使亮度评价值接近规定的目标值，从而避免对用于动体感测的图像处理造成不良影响。

在此，参照图28的流程图对控制部214根据画面的明亮度(亮度评价值)调整画面的亮度值的动作进行说明。

摄像部211以规定的帧频(通常时为5fps)拍摄摄像区域，每当拍摄摄像区域时将图像数据输出到放大部212。当摄像部211将按各帧拍摄到的图像数据输出到放大部212时，放大部212以规定的放大率将图像数据的各像素的亮度值放大，并输出到物体感测装置22。

控制部214在按每一帧取入从放大部212输出的图像数据时(图28的步骤S21)，求出多个像素的亮度值的平均值，并将该平均值设为亮度评价值L1。

控制部214当求出亮度评价值L1时，求出该亮度评价值L1与规定的目标值T1的差分，调整放大部212的放大率和曝光调整部213的曝光条件以使该差分变小。在本实施方式中，各像素的亮度值是256级灰阶(0～255)，通常将亮度评价值L1的目标值T1设为64。

另外，本实施方式的摄像装置21并不拍摄用于人观察的图像，而是用于拍摄由后级的物体感测装置22进行动体感测的图像处理的图像。因而，虽然是相对于人眼过明或过暗的图像，但如果是能够无问题地进行图像处理的亮度范围，控制部214就限制曝光条件和放大率的调整量，以避免由于调整曝光条件和放大率而导致亮度评价值L1大幅变化。下面，将能够无问题地进行图像处理的亮度范围的下限值设为LM1(例如32)，将上限值设为LM4(例如128)来说明控制部214的动作。

控制部214当步骤S21中求出亮度评价值L1时，比较上述亮度范围的上限值LM4与亮度评价值L1的高低(步骤S22)。

如果亮度评价值L1超过上限值LM4(步骤S22为“是”)，则控制部214进一步比较亮度评价值L1与规定的阈值(第二阈值)LM5(例如160)的高低(步骤S23)。

如果亮度评价值L1为阈值LM5以下，即LM4<L1≤LM5(步骤S23为“否”)，则控制部214变更曝光时间和放大率使得亮度评价值L1成为目标值T1(步骤S26)。

另一方面，如果亮度评价值L1超过阈值LM5(步骤S23为“是”)，则控制部214使帧频高速化为13.3fps(步骤S24)，将亮度评价值L1的目标值T1切换为比通常时低的值T2(例如56)(步骤S25)。

控制部214在提高帧频并将目标值切换为比通常时低的值T2之后，变更曝光时间和放大率使得亮度评价值L1成为目标值T2(步骤S26)，在短时间(下一帧)内将亮度评价值L1调整为目标值T2。

此外，在亮度评价值L1超过上限值LM4的情况下，控制部214不进行为了将亮度评价值L1的变化率限制为后述的基准值以下而限制曝光时间和放大率的调整量的处理，调整曝光时间和放大率使得亮度评价值L1立即与目标值一致。因而，控制部214能够在短时间内使亮度评价值L1与目标值一致，能够缩短直到能够进行期望的图像处理为止的时间。

另外，在步骤S22中亮度评价值L1小于上限值LM4的情况下(步骤S22为“否”)，控制部214比较上述亮度范围的下限值LM1与亮度评价值L1的高低(步骤S27)。

如果亮度评价值L1低于下限值LM1(步骤S27为“是”)，则控制部214进一步比较亮度评价值L1与规定的阈值(第一阈值)LM0(例如28)的高低(步骤S28)。

如果亮度评价值L1为阈值LM0以上，即LM0≤L1<LM1(步骤S28为“否”)，则控制部214变更曝光时间和放大率使得亮度评价值L1成为目标值T1(步骤S26)。

另一方面，如果亮度评价值L1小于阈值LM0(步骤S28为“是”)，则控制部214将帧频高速化为13.3fps(步骤S29)，将亮度评价值L1的目标值T1切换为比通常时高的值T3(例如104)(步骤S30)。

控制部214在提高帧频并将目标值切换为比通常时高的值T3之后，变更曝光时间和放大率使得亮度评价值L1成为目标值T3(步骤S26)，能够在短时间(下一帧)内将亮度评价值L1调整为目标值T3。

此外，在亮度评价值L1低于下限值LM1的情况下，控制部214不进行为了将亮度评价值L1的变化率限制为后述的基准值以下而限制曝光时间和放大率的调整量的处理，调整曝光时间和放大率使得亮度评价值L1立即与目标值一致。因而，控制部214能够在短时间内使亮度评价值L1与目标值一致，能够缩短直到能够进行期望的图像处理为止的时间。

另外，如果在步骤S27中亮度评价值L1为下限值LM1以上(步骤S27为“否”)，则控制部214比较亮度评价值L1与规定的阈值LM3(例如66)的高低(步骤S31)。

如果亮度评价值L1大于阈值LM3，即LM3<L1≤LM4(步骤S31为“是”)，则控制部214变更曝光时间和放大率使得亮度值仅变小128分之1，来对亮度评价值L1进行微调整(步骤S32)。

另外，如果在步骤S31中亮度评价值L1为阈值LM3以下(步骤S31为“否”)，则控制部214比较亮度评价值L1与阈值LM2(例如62)的高低(步骤S33)。

如果亮度评价值L1小于阈值LM2，即LM1≤L1<LM2(步骤S33为“是”)，则控制部214变更曝光时间和放大率使得亮度值仅变大128分之1，来对亮度评价值L1进行微调整(步骤S34)。

另外，在步骤S33中亮度评价值L1为阈值LM2以上、即LM2≤L1≤LM3的情况下，控制部214判断为亮度评价值L1与目标值T1大致一致，不改变曝光时间和放大率就结束处理。

此外，控制部214在亮度评价值L1超出阈值LM5时将帧频高速化，但也可以在亮度评价值L1超出上限值LM4时将帧频高速化。

另外，控制部214在亮度评价值L1超出阈值LM5时将目标值切换为比通常时小的值T2，但也可以在亮度评价值L1超出上限值LM4时将目标值切换为比通常时小的值T2。

另外，控制部214在亮度评价值L1低于阈值LM0时将帧频高速化，但也可以在亮度评价值L1低于下限值LM1时将帧频高速化。

另外，控制部214在亮度评价值L1低于阈值LM0时将目标值切换为比通常时高的值T3，但也可以在亮度评价值L1低于下限值LM1时将目标值切换为比通常时高的值T3。

由控制部214进行的画面亮度的调整处理如上所述，参照图29～图35来详细地说明控制部214根据亮度评价值L1调整画面亮度的情形。

图29示出了亮度评价值L1收敛在能够无问题地进行图像处理的亮度范围内时、即亮度评价值L1为下限值LM1以上且上限值LM4以下时的调整动作。

在亮度评价值L1为下限值LM1以上且小于阈值LM2的情况下，控制部214变更曝光时间和放大率，按每一帧将亮度值变大128分之一，由此使亮度评价值L1逐渐接近目标值T1。另外，在亮度评价值L1大于阈值LM3且为上限值LM4以下的情况下，控制部214变更曝光时间和放大率，按每一帧将亮度值变小128分之一，由此使亮度评价值L1逐渐接近目标值T1。

在图29的例子中，从时刻t1到时刻t2的期间，照明器具24逐渐熄灭，由此画面亮度逐渐变暗。在此期间，控制部214调整曝光时间和放大率，使得按每一帧将亮度值变大128分之一，但画面亮度随着逐渐熄灭而变暗的步调快，因此曝光时间和放大率的调整跟不上，画面亮度逐渐变暗。

在时刻t2照明器具24完全熄灭时，之后，控制部214调整曝光时间和放大率，使得按每一帧将亮度值变大128分之一，由此亮度评价值L1逐渐变大，在时刻t3与目标值T1一致。

这样，在亮度评价值L1收敛在能够无问题地进行图像处理的亮度范围内的情况下，控制部214改变曝光时间和放大率，使得亮度评价值L1的变化率不超过规定的基准值(例如每一帧变化128分之一)。因而，即使在由于改变曝光时间和放大率使亮度评价值L1发生变化的情况下，其变化率收敛在规定的基准值以下，因此能够利用调整亮度值后的图像数据无问题地进行图像处理。

此外，在本实施方式中亮度值是256级灰阶，因此在控制部214改变曝光条件和放大率使得每一帧的亮度值的变化率不超过128分之一的情况下，由于调整曝光条件和放大率使帧之间产生的亮度值的变化为2以下。这样，由于调整曝光条件和放大率而产生的亮度值的变化缓慢，因此能够减轻调整亮度值的处理对利用了图像数据的图像处理造成的影响，能够无问题地进行图像处理。

另外，图30示出在拍摄人要观察的图像的情况下校正画面亮度的动作，在该动作例中，没有限制由于改变曝光时间和放大率而产生的亮度值的变化率。在该动作例中，在时刻t10至时刻t15的期间，例如通过使照明器具24逐渐熄灭来逐渐降低画面亮度。

在时刻t11和时刻t13，当与适于用于人观察的图像的亮度范围相比亮度评价值L1变暗时，控制部214通过调整曝光条件和放大率，使亮度评价值L1在下一帧与目标值T1一致。在这种情况下，在时刻t11至时刻t12期间和时刻t13至时刻t14期间，画面亮度急剧变化，难以与由于存在动体而产生的亮度变化相区分，因此不能进行用于动体感测的图像处理。

与此相对地，在本实施方式中，在亮度评价值L1收敛在能够无问题地进行图像处理的亮度范围内的情况下，控制部214将由改变曝光时间和放大率导致的亮度值的变化率限制为128分之一，使亮度值的变化缓慢。由此，能够将由于改变曝光条件和放大率而产生的亮度值的变化降低至不妨碍图像处理的大小，能够无障碍地进行图像处理。

图31示出了亮度评价值L1低于能够无问题地进行图像处理的亮度范围的下限值LM1时的动作。在时刻t20至时刻t23期间，例如照明器具24逐渐熄灭，由此摄像区域的明亮度逐渐变暗。

在时刻t20至时刻t21期间，控制部214调整了曝光时间和放大率，使得按每一帧将亮度值变大128分之一。但是，画面亮度随着逐渐熄灭而变暗的步调快，因此曝光时间和放大率的调整跟不上，画面亮度逐渐变暗。

此外，控制部214调整曝光条件和放大率，使得亮度值的变化率为规定的基准值以下，从而使亮度评价值L1接近目标值T1，因此由于调整处理而产生的亮度值的变化变小，能够无障碍地进行图像处理。

另一方面，在时刻t21亮度评价值L1低于下限值LM1时，控制部214改变曝光时间和放大率使得亮度评价值L1在下一帧与目标值T1一致。在此，在亮度评价值L1低于下限值LM1的帧(时刻t21)与下一帧(时刻t22)之间，亮度值大幅变化，因此不能进行用于动体感测的图像处理。但是，在时刻t22之后，亮度评价值L1为下限值LM1以上且上限值LM4以下，因此由改变曝光时间和放大率而引起的亮度值的变化率被限制为128分之一，能够无障碍地进行图像处理。

之后，控制部214也调整曝光时间和放大率，使得按每一帧将亮度值变大128分之一，但在时刻t22至时刻t23，画面亮度随着逐渐熄灭而变暗的步调快，画面亮度逐渐变暗。然后，在时刻t23照明器具24完全熄灭时，控制部214调整曝光时间和放大率使得按每一帧将亮度值变大128分之一，由此亮度评价值L1转为上升，与目标值T1一致。

另外，图32示出了亮度评价值L1低于比能够无障碍地进行图像处理的亮度范围小的规定的阈值LM0时的动作。在时刻t30至时刻t33期间，例如照明器具24逐渐熄灭，由此摄像区域的明亮度逐渐变暗。

在时刻t30至时刻t31期间，控制部214调整了曝光时间和放大率，使得按每一帧将亮度值变大128分之一，但画面亮度随着逐渐熄灭而变暗的步调快，画面亮度逐渐变暗。

在时刻t31，在亮度评价值L1低于比下限值LM1低的阈值LM0时，控制部214将帧频从5fps高速化为13.3fps，且将目标值T1切换为更大的值T3(＝104)。然后，控制部214在下一帧改变曝光时间和放大率，使得亮度评价值L1成为目标值T3。

在此，在亮度评价值L1低于阈值LM0的帧(时刻t31)与下一帧(时刻t32)之间亮度值大幅变化，因此不能进行用于动体感测的图像处理。但是，在时刻t32之后，亮度评价值L1为下限值LM1以上且上限值LM4以下，由曝光时间和放大率的调整引起的亮度值的变化率被限制为128分之一以下，因此能够无障碍地进行图像处理。此外，当亮度评价值L1收敛在能够无问题地进行图像处理的亮度范围(下限值LM1以上且上限值LM4以下)时，控制部214将帧频和目标值恢复为原来的值。

之后，控制部214调整了曝光时间和放大率，使得按每一帧将亮度值变大128分之一，但在时刻t32至时刻t33，画面亮度随着逐渐熄灭而变暗的步调快，因此画面亮度逐渐变暗。然后，在时刻t33照明器具24完全熄灭时，控制部214调整曝光时间和放大率使得按每一帧将亮度值变大128分之一，由此亮度评价值L1转为上升，与目标值T1一致。

在此，图33示出了不改变目标值T1时的调整动作，在时刻t40至时刻t45，照明器具24逐渐熄灭，与之相应地摄像区域的明亮度逐渐降低。

在时刻t40至时刻t41期间，控制部214调整了曝光时间和放大率，使得按每一帧将亮度值变大128分之一，但画面亮度随着逐渐熄灭而变暗的步调快，画面亮度逐渐变暗。在时刻t41亮度评价值L1低于下限值LM1时，控制部214通过改变曝光时间和放大率来调整亮度值，使得亮度评价值L1成为目标值T1。

但是，在图示例中亮度评价值L1伴随逐渐熄灭而降低的步调大，因此在时刻t43亮度评价值L1再次低于下限值LM1。因此，控制部214在时刻t43改变曝光时间和放大率，使得亮度评价值L1为目标值T1，在时刻t41～t42期间和时刻t43～t44期间这两个期间内，不能进行用于动体感测的图像处理。

与此相对地，在本实施方式中，当亮度评价值L1低于比下限值LM1小的阈值LM0时，控制部214将亮度评价值L1的目标值切换为更大的值T2。因而，与不改变目标值的情况相比，在将亮度评价值L1调整为目标值T2之后，亮度评价值L1伴随逐渐熄灭而逐渐减小，直到低于下限值LM1为止所需的时间延长。

在图32的动作例中，在时刻t31调整曝光时间和放大率以使亮度评价值L1变化为目标值T2之后，直到逐渐熄灭结束的时刻t33为止的期间，亮度评价值L1不会低于下限值LM1。由此，控制部214调整曝光时间和放大率以使亮度值与目标值一致的次数变少，能够缩短不能进行用于调整画面亮度的图像处理的期间。

另外，图34表示在亮度评价值L1偏离能够无问题地进行图像处理的亮度范围的情况下提高帧频时的调整动作，图35表示不改变帧频时的调整动作。在如图35所示那样帧频固定的情况下，如果亮度评价值L1偏离能够无问题地进行图像处理的亮度范围，则直到亮度评价值L1收敛在上述亮度范围为止需要比较长的时间D12，在此期间亮度值大幅变化，因此不能进行图像处理。

与此相对地，在本实施方式中，如果亮度评价值L1偏离能够无问题地进行图像处理的亮度范围，则控制部214将帧频高速化，与帧频固定的情况相比，能够缩短直到亮度评价值L1收敛在上述亮度范围为止的时间D11。由此，亮度评价值L1不适于图像处理的期间变短，能够尽早再次开始图像处理。

此外，能够根据图像处理的内容等适当变更上述阈值LM0～LM5的值。

如上述说明那样，本实施方式的摄像装置21具备：摄像部211，其以规定的帧频拍摄摄像范围的图像；曝光调整部213，其调整摄像部211的曝光条件；放大部212，其按每个像素将从摄像部211输出的图像数据的亮度值放大并输出到外部；以及控制部214，其对曝光调整部213的曝光条件和放大部212的放大率中的至少一方进行调整，使得通过对图像数据的多个像素的亮度值进行统计处理而求出的亮度评价值与规定的目标值一致。控制部214构成为，在亮度评价值收敛在能够将从放大部212输出的图像数据用于图像处理的亮度范围的情况下，限制调整量使得由于调整曝光条件和放大率中的至少一方而产生的亮度评价值的变化率为规定的基准值以下，并且在亮度评价值处于上述亮度范围外的情况下不进行调整量的限制。

即，本实施方式的物体检测装置1除了具有上述第一特征以外，具有以下第二十三特征。此外，本实施方式的物体检测装置1可以选择性地具有上述第二特征～第十三特征。

在第二十三特征中，物体检测装置1具备摄像装置21来作为摄像机2。摄像装置21具备摄像部211、曝光调整部213、放大部212以及控制部214。摄像部211构成为以规定的帧频拍摄摄像范围的图像。曝光调整部213构成为调整摄像部211的曝光条件。放大部212构成为按每个像素将从摄像部211输出的图像数据的亮度值放大并输出到外部。控制部214构成为，对曝光调整部213的曝光条件和放大部212的放大率中的至少一方进行调整，使得通过对图像数据的多个像素的亮度值进行统计处理而求出的亮度评价值与规定的目标值一致。控制部214构成为，在亮度评价值收敛在能够将从放大部212输出的图像数据用于图像处理的亮度范围的情况下，限制调整量使得由于对曝光条件和放大率中的至少一方进行调整而产生的亮度评价值的变化率为规定的基准值以下，并且在亮度评价值处于上述亮度范围外的情况下不进行调整量的限制。

由此，在亮度评价值收敛在能够对图像数据进行图像处理的亮度范围的情况下，控制部214限制调整量，使得由于对曝光条件和放大率中的至少一方进行调整而产生的亮度评价值的变化率为规定的基准值以下。因而，能够减轻用于调整图像的明亮度的处理对图像处理造成的影响。

另外，控制部214构成为在亮度评价值处于上述亮度范围外的情况下不进行调整量的限制，因此能够在短时间内使亮度评价值与目标值一致，能够缩短直到能够进行期望的图像处理为止的时间。此外，所谓能够对图像数据进行图像处理的亮度范围，是指除了由于亮度值过暗而不能进行图像处理的亮度范围、亮度值过于明亮而不能进行图像处理的亮度范围以外的亮度范围。

另外，本实施方式的物体检测装置1也可以除具有第二十三特征以外，还具有以下第二十四特征～第三十二特征中的至少一个。

在第二十四特征中，控制部214构成为，在亮度评价值L1低于上述亮度范围(下限值LM1以上且上限值LM4以下)的情况下，与亮度评价值L1收敛在上述亮度范围的情况相比将目标值变大。

由此，当亮度评价值L1减小而低于上述亮度范围时，将亮度评价值L1调整至被设定为比亮度评价值L1收敛在亮度范围时的目标值大的值的目标值。由此，在之后亮度评价值L1仍继续减小的情况下，直到亮度评价值L1再次低于上述亮度范围为止的时间变长。

在第二十五特征中，控制部214构成为，在亮度评价值L1低于比上述亮度范围低的规定的阈值LM0的情况下，与亮度评价值L1为阈值LM0以上的情况相比将目标值变大。

由此，当亮度评价值L1减小而低于阈值LM0时，将亮度评价值L1调整至被设定为比亮度评价值L1为阈值LM0以上时的目标值大的值的目标值。由此，在之后亮度评价值L1仍继续减小的情况下，能够延长直到亮度评价值L1再次低于上述亮度范围为止的时间。

在第二十六特征中，控制部214构成为，在亮度评价值L1低于上述亮度范围的情况下，与亮度评价值L1收敛在上述亮度范围的情况相比提高帧频。

由此，能够缩短直到亮度评价值L1收敛到上述亮度范围为止所需的时间，能够缩短亮度评价值L1与控制部214的调整动作相应地变化的期间，因此能够缩短不能进行图像处理的时间。

在第二十七特征中，控制部214构成为，在亮度评价值L1低于比上述亮度范围低的规定的阈值LM0的情况下，与亮度评价值L1为阈值LM0以上的情况相比提高帧频。

由此，能够缩短直到亮度评价值L1收敛到上述亮度范围为止所需的时间，能够缩短亮度评价值L1与控制部214的调整动作相应地变化的期间，因此能够缩短不能进行图像处理的时间。

在第二十八特征中，控制部214构成为，在亮度评价值L1超出上述亮度范围的情况下，与亮度评价值L1收敛在上述亮度范围的情况相比将目标值变小。

由此，当亮度评价值L1增加而超出上述亮度范围时，将亮度评价值L1调整至被设定为比亮度评价值L1收敛在亮度范围时的目标值小的值的目标值。由此，在之后亮度评价值L1仍继续增加的情况下，能够延长直到亮度评价值L1再次超出上述亮度范围为止的时间。

在第二十九特征中，控制部214构成为，在亮度评价值超出比上述亮度范围高的规定的阈值LM5的情况下，与亮度评价值为阈值LM5以下的情况相比将目标值变小。

由此，当亮度评价值L1增加而超出阈值LM5时，将亮度评价值L1调整至被设定为比亮度评价值L1为阈值LM5以下时的目标值小的值的目标值。由此，在之后亮度评价值L1仍继续增加的情况下，能够延长直到亮度评价值L1再次超出上述亮度范围为止的时间。

在第三十特征中，控制部214构成为，在亮度评价值L1超出上述亮度范围的情况下，与亮度评价值L1收敛在上述亮度范围的情况相比提高帧频。

由此，能够缩短直到亮度评价值L1收敛到上述亮度范围为止所需的时间，能够缩短亮度评价值L1与控制部214的调整动作相应地变化的期间，因此能够缩短不能进行图像处理的时间。

在第三十一特征中，控制部214构成为，在亮度评价值L1超出比上述亮度范围高的规定的阈值LM5的情况下，与亮度评价值L1为阈值LM5以下的情况相比提高帧频。

由此，能够缩短直到亮度评价值L1收敛到上述亮度范围为止所需的时间，能够缩短亮度评价值L1与控制部214的调整动作相应地变化的期间，因此能够缩短不能进行图像处理的时间。

在第三十二特征中，控制部214还构成为，在亮度评价值L1低于比上述亮度范围低的规定的第一阈值LM0的情况下，与亮度评价值L1为第一阈值LM0以上的情况相比将目标值变大且提高帧频。控制部214构成为，在亮度评价值L1超出比上述亮度范围高的规定的第二阈值LM5的情况下，与亮度评价值L1为第二阈值LM5以下的情况相比将目标值变小且提高帧频。

由此，当亮度评价值L1减小而低于第一阈值LM0时，将亮度评价值L1调整至被设定为比亮度评价值L1为第一阈值LM0以上时的目标值大的值的目标值。由此，在之后亮度评价值L1仍继续减小的情况下，能够延长直到亮度评价值L1再次低于上述亮度范围为止的时间。

另外，当亮度评价值L1增加而超出第二阈值LM5时，将亮度评价值L1调整至被设定为比亮度评价值L1为第二阈值LM5以下时的目标值小的值的目标值。由此，在之后亮度评价值L1仍继续增加的情况下，能够延长直到亮度评价值L1再次超出上述亮度范围为止的时间。

并且，当亮度评价值L1低于第一阈值LM0或者超出第二阈值LM5时，控制部214提高帧频，因此能够缩短直到亮度评价值L1收敛到上述亮度范围为止所需的时间。因而，能够缩短亮度评价值L1与控制部214调整亮度值的动作相应地变化的期间，因此能够缩短不能进行图像处理的时间。

(实施方式4)

本实施方式涉及对感测区域内的人的存在进行感测的人体传感器以及根据人体传感器的感测结果来控制负载的负载控制系统。

作为以往的人体传感器和负载控制系统，例如存在文献5[日本公开专利公报第2008-270103号]中记载的带热射线传感器的自动开关。文献5所记载的带热射线传感器的自动开关利用热电元件检测从人体放射的热射线，基于由热电元件检测的热射线的变化来感测人的存在，从而对照明负载进行调光控制。

然而，在文献5所记载的以往例中，当人静止时，由热电元件检测的热射线不变，因此不能感测这个人。另外，在想要将感测区域进行分割并根据每个感测区域是否存在人来控制负载的情况下，在文献5所记载的以往例中，必须按分割出的各个感测区域来设置人体传感器(带热射线传感器的自动开关)。

本实施方式是鉴于上述问题而完成的，其目的在于还能够检测静止的人，并且能够按多个区域中的每个区域感测人的存在。

下面，参照附图来详细地说明本实施方式所涉及的人体传感器(物体检测装置)31和负载控制系统的实施方式。此外，本实施方式涉及将负载设为照明负载的负载控制系统，但控制对象的负载并不限定于照明负载，例如也可以是空调负载(调整室内的温湿度的空调设备)等。

如图37所示，本实施方式的负载控制系统由人体传感器31、控制装置32以及多个照明负载33构成。

控制装置32根据从人体传感器31经由传送线传送来的人体感测信息(后述)来生成针对各照明负载33的控制指令，将生成的控制指令经由信号线传送到各照明负载33。

照明负载33具有白炽灯、荧光灯或者LED灯等光源(未图示)和根据控制指令对光源进行点亮和熄灭以及调光的点亮装置(未图示)，并配设在照明空间(例如，写字楼的一个楼层)的顶棚。

如图36所示，人体传感器31具备摄像部310、图像处理部311、通信部312、设定部313以及存储部314等。

摄像部310具备CMOS图像传感器、CCD图像传感器等摄像元件、透镜、将摄像元件的模拟的输出信号转换为数字的图像信号(图像数据)的A/D转换器等。作为摄像部310，能够利用实施方式1的摄像机2、实施方式2的摄像装置10以及实施方式3的摄像装置21。

存储部314由快闪存储器等能够重写的非易失性半导体存储器构成，如后文所述那样存储有图像处理部311的图像处理以及判断处理所需的各种信息。

通信部312经由传送线与控制装置32之间进行数据传送。

设定部313包括用于对存储部314中存储的各种信息进行设定的开关、或者用于取入从未图示的设定器提供的上述信息的接口。

此外，人体传感器31设置在能够拍摄由照明负载33照射的整个照明空间的位置、例如照明空间的顶棚、墙壁等。

图像处理部311由微型计算机或者DSP等构成，对从摄像部310取入的图像数据执行各种图像处理，且利用图像处理的结果执行判断人的存在等的判断处理。

例如，在感测区域(照明空间)不存在人的状况下拍摄到的感测区域的图像数据作为背景图像数据而被存储到存储部314中。图像处理部311求出从摄像部310取入的感测区域的图像数据与背景图像数据的差分，根据其差分图像来试着提取与人的轮廓、人的区域对应的像素区域(以下，称为人体像素区域。)，如果提取出人体像素区域，则判断为存在人。但是，也能够代替背景差分而根据帧间差分提取人体像素区域。

另外，图像处理部311求出人体像素区域内的代表位置，将该代表位置在规定时间(规定的帧数)内位移的距离与阈值进行比较，由此判断人的行动(停留、静止、移动等)。也就是说，当该距离小于阈值时，判断为这个人在相同的场所停留或者静止，当该距离为阈值以上时，判断为这个人正在移动。其中，代表位置是指人体像素区域的重心位置、人体的特定的部位(例如，头部)的位置。此外，在人静止的情况下，也有可能无法利用基于帧间差分的提取方法来提取人体像素区域，但能够利用基于背景差分的提取方法来提取人体像素区域。

图像处理部311进一步判断所提取出的人体像素区域的位置(坐标)和数量(人数)。此外，这些判断结果、即感测区域内是否存在人以及存在的人数、位置、人的行动(停留、静止或者移动)作为上述信息(人体感测信息)从通信部312经由传送线被发送到控制装置32。

例如，与实施方式1同样地，图像处理部311具备图像获取部3、运算处理部4、图像存储器5以及输出部6。此外，在本实施方式中，省略说明图像获取部3、运算处理部4、图像存储器5以及输出部6。

控制装置32根据从人体传感器31接收到的人体感测信息来控制照明负载33。例如，控制装置32在多个照明负载33中对照明范围与人的存在位置重叠的照明负载33施加控制指令以使其完全点亮，对照明范围与人的存在位置不重叠的照明负载33施加控制指令以使其熄灭或者以低于完全点亮(100％)的调光率对其进行调光点亮。另外，控制装置32在人正在移动的期间施加控制指令而使照明负载33以相对低的调光率进行调光点亮，在人停留的期间，控制装置32对停留场所(人的存在位置)的照明负载33施加控制指令以使其完全点亮。

在此，从摄像部310取入的图像数据的各像素值与感测区域的明亮度对应，在图像处理部311中，能够根据图像数据的像素值来判断感测区域内的明亮度(照度)。然后，由图像处理部311求出的明亮度的判断结果(明亮度的水平)与人体感测信息一起从通信部312经由传送线被传送到控制装置32。

控制装置32施加控制指令来改变照明负载33的调光率，使得从人体传感器31接收到的明亮度的水平与期望的值一致。由此，能够使存在人时的照明空间始终保持为合适的明亮度。此外，在由于从窗户入射的户外的阳光(例如，日光)的影响而即使将照明负载33的调光率降低至下限值也过于明亮的情况下，控制装置32有时也使照明负载33熄灭。

另外，在图像处理部311中，优先将感测区域的图像分割为多个区域并按每个区域判断是否存在人以及存在的人数、位置、人的行动、明亮度等。

图38示出了作为照明空间的写字楼的一个楼层的布局的一例，楼层整体为感测区域100，在其中央设置有通路113，在通路113的两侧设置有用间壁隔开的多个(在图示例中各为6个)的分割区域101～112。这多个(在图示例中为12个)分割区域101～112分别与不同的照明负载33的照明范围重叠。而且，在人体传感器31中，利用设定部313对多个分割区域101～113的位置信息、例如各分割区域101～113的四个顶点的坐标进行设定，将所设定的位置信息存储到存储部314中。

图像处理部311基于存储部314中存储的位置信息来针对各分割区域101～113中的每个分割区域判断是否存在人以及存在的人数、位置、人的行动、明亮度等，将各分割区域101～113的人体感测信息和明亮度水平从通信部312传送到控制装置32。

也就是说，在本实施方式的人体传感器31中，图像处理部311和设定部313相当于判断单元。但是，不需要针对所有分割区域101～113感测人的存在等，例如对于书架等所占有的分割区域，可以从感测人的存在等的对象中排除。

在控制装置32中，根据从人体传感器31传送来的各分割区域101～113的人体感测信息和明亮度水平来控制与各分割区域101～112对应的照明负载33。例如，在仅分割区域101存在人的情况下，控制装置32仅对与该分割区域101对应的照明负载33施加控制指令以使其完全点亮。或者，在仅相当于通路的分割区域113存在人的情况下，控制装置32对与其它分割区域101～112对应的照明负载33施加控制指令以使其以相对低的调光率进行调光点亮。但是，也可以在通路(分割区域113)中设置照明负载33，控制装置32根据分割区域113是否存在人来控制该照明负载33。

如上所述，本实施方式的人体传感器31具备摄像单元(摄像部310)、判断单元(图像处理部311和设定部313)以及(通信部312)。摄像单元(摄像部310)构成为拍摄感测区域的图像。判断单元(图像处理部311和设定部313)构成为根据由摄像单元(摄像部310)拍摄的图像来判断感测区域内是否存在人以及存在的人数、位置、人的行动。传送单元(通信部312)构成为将判断单元(图像处理部311和设定部313)的判断结果传送到进行负载控制的控制装置32。判断单元(图像处理部311和设定部313)构成为将感测区域的图像分割为多个区域并按每个区域判断是否存在人以及存在的人数、位置、人的行动，且从区域提取人的像素区域，并且基于人在像素区域内的代表位置在规定时间内位移的距离来判断人的行动。

此外，也可以在人体传感器31中，判断单元(图像处理部311和设定部313)能够选择与感测区域的图像相应的区域的数量、配置以及是否需要针对区域感测人。

本实施方式的负载控制系统具有人体传感器31和根据从人体传感器31传送来的判断结果来控制一个至多个负载的控制装置32。

此外，在该负载控制系统中，负载也可以是设置于照明空间的照明负载33。判断单元(图像处理部311和设定部313)也可以根据感测区域的图像的像素值来判断感测区域的明亮度。传送单元(通信部312)也可以将明亮度的判断结果与是否存在人以及存在的人数、位置、人的行动的判断结果一起传送到控制装置32。控制装置32也可以控制照明负载33，使得从人体传感器31接收的明亮度与期望的明亮度一致。

如上所述，根据本实施方式的人体传感器31和负载控制系统，根据由摄像部310拍摄的感测区域的图像来感测是否存在人，因此与利用热电元件的以往例不同，能够还感测静止的人的存在。而且，还能够按由感测区域100分割出的多个区域101～113中的每个区域感测人的存在。也就是说，本实施方式的人体传感器31和负载控制系统具有以下效果：还能够检测静止的人，且能够按多个区域中的每个区域感测人的存在。

在本实施方式中，人体传感器31可以具有与实施方式1的物体检测装置1相同的结构。即，本实施方式的人体传感器(物体检测装置)31具有上述第一特征。并且，本实施方式的人体传感器31可以除具有上述第一特征以外，还选择性地具有上述第二特征～第十三特征。

另外，本实施方式的摄像部310可以具有与实施方式2的摄像装置10相同的结构。即，本实施方式的人体传感器31可以选择性地具有上述第十四特征～第二十二特征。

或者，本实施方式的摄像部310可以具有与实施方式3的摄像装置21相同的结构。即，本实施方式的人体传感器31可以选择性地具有上述第二十三特征～第三十二特征。

Claims (11)

1.一种物体检测装置，其特征在于，具备：

图像获取部，其构成为以规定的时间间隔从拍摄规定的摄像区的摄像机依次获取上述摄像区的图像；

差分图像制作部，其构成为求出由上述图像获取部连续地获取到的图像间的差分图像；以及

判断部，其构成为针对将上述差分图像沿横向和纵向分别分割为多个而得到的各个区块，判断是存在正在移动的检测对象的移动区域还是存在停止的物体的停止区域，

其中，上述判断部构成为针对多个上述区块中的每个区块根据构成上述区块的多个像素的像素值来判断上述区块是上述移动区域还是上述停止区域。

2.根据权利要求1所述的物体检测装置，其特征在于，

上述判断部构成为：针对多个上述区块中的每个区块比较构成上述区块的多个像素的差分值与规定的阈值的高低，根据差分值超过上述阈值的像素数来判断上述区块是上述移动区域还是上述停止区域。

3.根据权利要求1所述的物体检测装置，其特征在于，

还具备物体检测部，该物体检测部从被判断为上述移动区域的区域对检测对象进行检测，

上述物体检测部构成为将被判断为上述移动区域的一个至多个上述区块中的连续的上述区块分别设为感测对象区域，

上述物体检测部构成为如果是以下情况中的任一情况则判断为上述检测对象静止并将上次的感测对象区域设为存在上述检测对象的区域：本次求出的感测对象区域被包含在上次求出的感测对象区域内；本次的感测对象区域与上次的感测对象区域重叠且本次的感测对象区域的面积相对于上次的感测对象区域的面积的比率小于规定的阈值；以及在本次的感测对象区域和上次的感测对象区域中完全不存在互相重叠的部分。

4.根据权利要求3所述的物体检测装置，其特征在于，

上述物体检测部构成为如果上次求出的感测对象区域与本次求出的感测对象区域重叠则判断为存在同一个检测对象，

上述物体检测部构成为：根据是否判断为存在于上次求出的感测对象区域的上述检测对象静止，来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出上述检测对象的当前位置的判断条件，另外在判断为存在于上次求出的感测对象区域的上述检测对象未静止的情况下，根据表示上述检测对象的移动的参数来变更用于根据上次和本次的感测对象区域求出上述检测对象的当前位置的判断条件。

5.根据权利要求3所述的物体检测装置，其特征在于，

上述物体检测部构成为：如果上次的第一感测对象区域与本次的感测对象区域重叠，且本次的感测对象区域没有与上次的第二感测对象区域重叠，则判断为存在于上述第一感测对象区域的检测对象移动到本次的感测对象区域。

6.根据权利要求3所述的物体检测装置，其特征在于，

上述物体检测部构成为：在本次的感测对象区域分别与上次的第一感测对象区域和第二感测对象区域重叠、且判断为存在于上述第一感测对象区域的检测对象静止的情况下，判断为存在于上述第一感测对象区域的检测对象停留在上述第一感测对象区域。

7.根据权利要求3所述的物体检测装置，其特征在于，

上述物体检测部构成为：在本次的感测对象区域分别与上次的第一感测对象区域和第二感测对象区域重叠、且判断为存在于上述第一感测对象区域的第一检测对象和存在于上述第二感测对象区域的第二检测对象二者都正在移动的情况下，如果上述第一检测对象的速度比上述第二检测对象的速度快，则判断为上述第一检测对象移动到本次的感测对象区域，

上述物体检测部构成为：在本次的感测对象区域分别与上次的第一感测对象区域和第二感测对象区域重叠、且判断为存在于上述第一感测对象区域的第一检测对象和存在于上述第二感测对象区域的第二检测对象二者都正在移动的情况下，如果上述第一检测对象的速度等于或者小于上述第二检测对象的速度，则判断为上述第一检测对象停留在第一感测对象区域。

8.根据权利要求3所述的物体检测装置，其特征在于，

上述物体检测部构成为：在本次的感测对象区域分别与上次的第一感测对象区域和第二感测对象区域重叠、且判断为存在于上述第一感测对象区域的第一检测对象正在移动、且判断为存在于上述第二感测对象区域的第二检测对象静止的情况下，判断为上述第一检测对象移动到本次的感测对象区域。

9.根据权利要求3所述的物体检测装置，其特征在于，

上述物体检测部构成为：在判断为在某一时间点求出的第一感测对象区域中存在的检测对象静止、且在此之后求出的第二感测对象区域的至少一部分与上述第一感测对象区域重叠的情况下，保持上述第二感测对象区域即将进行重叠之前的上述第一感测对象区域的图像来作为模板图像，

上述物体检测部构成为：在上述第一感测对象区域与上述第二感测对象区域的重叠消失的时间点，进行该时间点的上述第一感测对象区域的图像与上述模板图像的匹配处理并求出二者的相关值，

上述物体检测部构成为：如果上述相关值高于规定的判断值，则判断为上述检测对象停留在上述第一感测对象区域，

上述物体检测部构成为：如果上述相关值低于上述判断值，则判断为上述检测对象移动到上述第一感测对象区域的外侧。

10.根据权利要求1所述的物体检测装置，其特征在于，

还具备摄像装置来作为上述摄像机，

上述摄像装置具备：

摄像元件，其构成为具有各自累积有电荷的多个像素，将各上述像素中累积的电荷量转换为像素值并进行输出；

光控制单元，其构成为对以供在上述摄像元件中进行光电转换的光的量进行控制；

图像生成单元，其构成为以规定的帧频从上述摄像元件读出上述像素值且按每个上述帧频根据所读出的上述像素值生成一帧的图像；以及

调整单元，其构成为利用以数值定义的评价值来评价上述一帧的图像中的上述像素值的一部分或者全部，对上述光控制单元和上述图像生成单元中的至少一方进行控制来调整上述像素值，使得该评价值收敛在规定的适当范围内，

其中，上述调整单元构成为：在按每个上述帧频生成的上述图像的上述评价值偏离上述适当范围规定水平以上的情况下，使上述图像生成单元转变为以高于上述帧频的调整用帧频生成上述图像的调整模式，在上述图像生成单元以上述调整用帧频生成上述图像之后，使上述图像生成单元恢复为以上述帧频生成上述图像的通常模式。

11.根据权利要求1所述的物体检测装置，其特征在于，

还具备摄像装置来作为上述摄像机，

上述摄像装置具备：

摄像部，其构成为以规定的帧频拍摄摄像范围的图像；

曝光调整部，其构成为调整上述摄像部的曝光条件；

放大部，其构成为按每个像素将从上述摄像部输出的图像数据的亮度值放大并输出到外部；以及

控制部，其构成为对上述曝光调整部的曝光条件和上述放大部的放大率中的至少一方进行调整，使得通过对上述图像数据的多个像素的亮度值进行统计处理而求出的亮度评价值与规定的目标值一致，

其中，上述控制部构成为：在上述亮度评价值收敛在能够对从上述放大部输出的图像数据进行图像处理的亮度范围的情况下，限制调整量使得通过对上述曝光条件和上述放大率中的至少一方进行调整而产生的上述亮度评价值的变化率为规定的基准值以下，并且在上述亮度评价值处于上述亮度范围外的情况下不进行调整量的限制。