CN107392960B - 床区域提取方法和床区域提取设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及床区域提取方法和床区域提取设备。一种床区域提取方法包括：由计算机基于从图像中提取的第一线段来指定该图像中的床候选区域的第一部分；参照基于床候选区域的指定的第一部分而确定的床候选区域，设置用于搜索第二线段的搜索范围；以及基于包括在所设置的搜索范围中的第二线段的布置来校正床候选区域。

Description

床区域提取方法和床区域提取设备

技术领域

本文中所讨论的实施方式涉及一种床区域提取方法和床区域提取设备。

背景技术

近年来，在医疗机构和护理设施中，存在使用摄像机的监视系统而不是医疗福利工作者例如护士或护理工作者用于观察躺在床上的患者、需护理的人等的起床、离床以及其他行为的情况。这样的监视系统替代患者等用于在以下情况下通知异常的目的：发生行为例如患者等的起床和离床导致跌倒或坠落事故的情况；或患者正在遭受痛苦并且不能按下护士呼叫按钮的异常情况。

在监视系统中，因为当从由摄像机捕捉的图像中识别在床上的人的行为时，图像中的床区域的范围被用作参考，所以公开了一种用于从图像中提取床区域的技术。

日本待决专利公开第2012-71003号和日本待决专利公开第2008-167931号是现有技术的示例。

取决于床的周围中的配件的形状，例如床头板的形状，在使用现有技术时，实际床位置与从图像中提取的床区域的位置之间可能发生检测错误。

发明内容

相应地，本发明的一个方面的目的是提供一种即使当床头板附接至床上时仍提高从图像中提取床区域的准确度的方法和设备。

根据本发明的一方面，床区域提取方法包括：由计算机基于从图像中提取的第一线段来指定图像中的床候选区域的第一部分；参照基于床候选区域的所指定的第一部分而确定的床候选区域，设置用于搜索第二线段的搜索范围；以及基于包括在所设置的搜索范围中的第二线段的布置来校正床候选区域。

附图说明

图1是示出床区域提取设备的安装示例的图；

图2是示出床区域提取设备的配置示例的图；

图3A是示出从床图像中提取的线段的示例的图；

图3B是示出从床图像中提取的U形部分的示例的图；

图3C是示出床区域的示例的图；

图4是示出搜索范围的设置示例的图；

图5是示出床区域的校正示例的图；

图6是示出在使计算机实现床区域提取设备的情况下的配置示例的图；

图7是示出床区域提取处理的流程的示例的流程图；

图8A和图8B是示出床头板的示意图；

图9是示出与床头板对应的线段的提取示例的图；

图10是示出与床头板对应的线段的提取示例的图；

图11是用于说明床头板和与床头板对应的线段的最大偏差角的示意图；

图12是用于说明与最大偏差角对应的床区域的偏移的示意图；

图13是示出设置范围、搜索范围和非搜索范围的示例的图；

图14是示出第一区域的范围的示例的图；

图15是示出第二区域的范围的示例的图；

图16是示出第三区域的范围的示例的图；

图17是示出线段信息确定处理的流程的示例的流程图；

图18是示出包括在闭合区域中的点的示例的图；

图19是示出校正确定处理的流程的示例的流程图；

图20是示出校正处理的流程的示例的流程图；

图21是示出在旋转之前床区域与轮廓候选线段之间的位置关系的示例的图；

图22是示出在旋转期间床区域与轮廓候选线段之间的位置关系的示例的图；

图23是示出在旋转期间床区域与轮廓候选线段之间的位置关系的示例的图；

图24是示出得分相对于旋转角的改变的示例的曲线图；以及

图25是示出旋转处理的流程的示例的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述所公开的技术的实施方式的示例。此外，在以下的描述中，在全部附图中，对具有相同功能的组成元件或处理赋予相同的附图标记，并且适当省略重复的说明。

如图1所示，根据本实施方式的床区域提取设备1的摄像机2被布置在从床5沿天花板方向附接的支架4上。摄像机2从床5上方对床5进行成像，以便包括整个矩形床区域6，该区域是患者所躺的区域，并且在成像范围内对矩形床区域6施加点。此外，所使用的摄像机2的类型不限于此，但在本实施方式中，使用通常比复眼摄像机便宜的单目摄像机。此外，在以下的描述中，假设床5的形状为矩形。

为了抑制患者等的头部滑落，在许多情况下，将床头板3附接至患者的头部放置在床5中安装有医疗设施和护理设施等的一侧的短边。因此，将基于床头板3附接至床5的前提来执行下面的描述。

接下来，将参照图2来描述床区域提取设备1的配置示例。床区域提取设备1包括成像单元10、床区域估计单元20、搜索范围设置单元30、线段信息获取单元40、校正确定单元50、校正单元60和输出单元70。

摄像机2连接至成像单元10。成像单元10控制摄像机2，使摄像机2捕捉包括床5的图像(下文中称为“床图像”)，并且将捕捉的床图像输出至床区域估计单元20。

床区域估计单元20通过对接收到的床图像应用公知的线段提取方法例如Canny方法或霍夫变换来从床图像中提取线段。存在床图像可以包括配件例如床5上的毯子、安装在床5邻近的电视机以及除了床5之外围绕床5的周围的帘的图像的情况。因此，除了与床5的轮廓对应的线段之外，由床区域估计单元20提取的线段可以包括与毯子、窗帘等的褶皱和轮廓对应的线段。

在图3A中，从床图像7中提取的线段的示例被示出为在两端处绘制有圆圈的线段8。如图3A所示，在所提取的线段8包括除了与床5的轮廓对应的线段之外的线段的情况下，难以估计哪些线段8是指示床区域6的线段8。首先，床区域估计单元20将从床图像7中提取的线段8转换成在作为从正上方观察床5的三维正交坐标系的真实空间坐标系上的线段8。

图3B是示出图3A所示的线段8中的每条线段的一部分被转换成真实空间坐标系上的线段的示例的图。如图3B所示，真实空间坐标系由相应的X、Y和Z轴表示。真实空间坐标系上的原点Q是作为表面的房间的地面与从摄像机2朝向安装有床5的地板绘制的垂直线之间的交点。在由摄像机2捕捉的成像范围中，X轴是通过原点Q并且向左右方向延伸的轴，Y轴是通过原点Q并且向竖直方向延伸的轴，而Z轴是通过原点Q并且沿垂直线延伸的轴。图3B中的Z轴的方向与X轴和Y轴中的每一个正交。

床区域估计单元20从真实空间坐标系上的相应线段8中提取与表示床5的一部分的形状的特征部分对应的线段的组合。特别地，例如，提取与具有通过去除矩形的一条边而获得的形状的部分11对应的线段的组合。部分11形成为具有与床头板3的上侧边对应的线段和从床头板3的两端处的角部沿床5的纵向方向延伸的线段。在下面的描述中，具有通过去除矩形的一条边而获得的形状的部分11被称为“U形部分11”。

在图3B的示例中，线段8H是与床头板3的上侧边对应的线段。线段8R和8L是与床5的侧面的上侧边对应并且与床头板3正交的线段。此外，线段8R和8L通常仅从床5的不被毯子覆盖的长边的一部分中提取。

另一方面，因为床5的尺寸是已知的，所以真实空间坐标系上的床区域6的尺寸也是已知的。因此，床区域估计单元20指定床区域6的位置，使得包括床头板3的两端处的角部的床区域6的轮廓尽可能与估计的U形部分11交叠，并且在真实空间坐标系上设置床区域6的候选(参见图3C)。此外，床区域估计单元20是本实施方式中的指定单元的示例。

然而，根据与床头板3对应的线段8H的提取状态，床5的U形部11的检测准确度降低，并且在床区域6的估计位置中可能包括误差。在这种情况下，认为与实际床5的轮廓对应的线段8存在于床区域6的周围中。

因此，如图4所示，搜索范围设置单元30计算根据床头板3的形状估计的床区域6的最大估计误差，并且分别沿床区域6的一对长边设置针对与床5的轮廓对应的线段8的搜索范围12R和12L。

线段信息获取单元40从包括在由搜索范围设置单元30设置的搜索范围12R和12L中的线段8中的每条线段中获取与被认为和床5的轮廓对应的线段8的候选有关的信息。

校正确定单元50基于由线段信息获取单元40获取的线段8的方向和长度来确定所获取的线段8是否是与床5的轮廓对应的线段8。

在确定由线段信息获取单元40获取的线段8是作为由校正确定单元50确定的结果的与床5的轮廓对应的线段8的情况下，校正单元60校正床区域6的位置，使得床区域6的方向接近线段8的方向(参见图5)。在这种情况下，校正单元60通过使床区域6围绕指示床区域6的与床头板3对应的边的中点的点P旋转，来校正床区域6的位置。

另一方面，在确定由线段信息获取单元40获取的线段8不是作为由校正确定单元50确定的结果的与床5的轮廓对应的线段8的情况下，校正单元60不校正由床区域估计单元20估计的床区域6的位置。

输出单元70将获得的与床区域6有关的位置信息输出至另一装置，例如参照床区域6观察患者等的状态的状态检测装置。

图2所示的床区域提取设备1可以由图6所示的计算机100来实现。

计算机100或处理器包括CPU 102、存储器104和包括非易失性存储器的存储单元106。CPU 102、存储器104和存储单元106经由总线108彼此耦接。此外，计算机100包括用于将摄像机2、通信IF 112和输入装置114与计算机100耦接的输入/输出(I/O)110，并且I/O110与总线108耦接。

通信IF 112例如与连接有外部装置例如用于观察患者等的状态的状态检测装置的网络耦接，并且向外部装置发送数据以及从外部装置接收数据。连接有通信IF 112的网络的类型不受限制并且可以是有线或无线的，而不管线的类型例如因特网、内联网、专用线等。

输入装置114例如包括用于将操作者的指令通知床区域提取设备1的输入装置例如按钮、开关、触摸面板等。此外，输入装置114可以包括读取被记录在记录介质116例如致密盘(CD)、数字通用盘(DVD)、存储卡等上的程序等的读取装置。

此外，除了摄像机2、通信IF 112和输入装置114之外的装置可以与I/O 110耦接。例如，显示由摄像机2捕捉的床图像7等的显示装置可以与I/O 110耦接。

存储单元106由闪速存储器或硬盘驱动器(HDD)等实现，并且存储单元106存储用于使计算机100用作图2所示的床区域提取设备1的床区域提取程序120。

床区域提取程序120包括成像处理122、床区域估计处理124、搜索范围设置处理126、线段信息获取处理128、校正确定处理130、校正处理132和输出处理134。

亦即，CPU 102执行成像处理122，并且计算机100作为如图2所示的成像单元10进行操作。此外，CPU 102执行床区域估计处理124，并且计算机100作为图2所示的床区域估计单元20进行操作。此外，CPU 102执行搜索范围设置处理126，并且计算机100作为图2所示的搜索范围设置单元30进行操作。此外，CPU 102执行线段信息获取处理128，并且计算机100作为图2所示的线段信息获取单元40进行操作。此外，CPU 102执行校正确定处理130，并且计算机100作为图2所示的校正确定单元50进行操作。此外，CPU 102执行校正处理132，并且计算机100作为图2所示的校正单元60进行操作。此外，CPU 102执行输出处理134，并且计算机100作为图2所示的输出单元70进行操作。

此外，处理器或计算机100还可以通过例如半导体集成电路、更具体地专用集成电路(ASIC)等来实现。

接下来，对根据本实施方式的床区域提取设备1的动作或操作进行描述。床区域提取设备1在床区域提取设备1启动之后执行床区域提取程序120，并且以预定时间间隔执行图7所示的床区域提取处理。

首先，在步骤S10中，成像单元10向摄像机2输出成像开始指令,以捕捉床图像7并且确定是否从摄像机2获取捕捉的床图像7。在确定由于摄像机2的故障等未获取捕捉的床图像7的情况下，这种情况为否定确定，并且结束图7中所示的床区域提取处理。另一方面，在确定从摄像机2获取捕捉的床图像7的情况下，这种情况为肯定确定，并且处理进行至步骤S20。

在步骤S20中，床区域估计单元20通过应用公知的线段提取方法例如Canny方法或霍夫变换来提取与在步骤S10中获取的床图像7给出的对象的轮廓、褶皱、图案等对应的线段8。

在步骤S30中，床区域估计单元20将从床图像7中提取的线段8转换成真实空间坐标系上的线段8。

文中，摄像机2在真实空间坐标系中的安装位置和包括摄像机2的滚转角α、俯仰角β和横摆角γ的安装角是已知的。因此，通过使用由已知参数限定的坐标变换公式，床图像7中的线段8中的每条线段的两端的坐标可以被转换成真实空间坐标。此外，滚转角α是摄像机2绕X轴的旋转角，俯仰角β是摄像机2绕Y轴的旋转角，而横摆角γ是摄像机2的绕Z轴的旋转角。

床区域估计单元20将在步骤S30中获取的真实空间坐标系上的线段8中的每条线段的两端的坐标存储到例如存储器104的预定区域。

在本实施方式中，如图1所示，因为摄像机2安装在附接有床头板3的床5之上，所以患者的头部被放置在床图像7的下侧，即在近侧，并且患者的脚出现在床图像7的上侧，即在远侧。

例如，照明装置等(未示出)附接至摄像机2，并且通过在成像时用光照射床5，床5容易地被成像成床图像7。然而，因为摄像机2附接在床头板3侧，所以随着从摄像机2沿Y轴方向的距离增大，由照明装置(未图示)照射的光的强度降低。因此，在床图像7中，因为存在与床头板3侧的轮廓相比患者脚侧的床5的轮廓变得不清晰的情况，所以通常难以从床图像7中提取指示床区域6的整条边界线。

因此，在步骤S40中，床区域估计单元20从在步骤S30中获取的真实空间坐标系上的线段8之中提取与形成为包括床5的两个角部分的U形部分11对应的线段的组合。

特别地，床5的U形部分11具有由与床5的长边中的每条边的一部分对应的线段8和床头板3的与两条长边正交的侧面形成的形状。在上述图3B的示例中，线段8H是与床头板3对应的线段，而线段8R和8L分别是床5的与床头板3正交的长边中的每条长边对应的线段。U形部分11由线段8H、8R和8L形成。

以这种方式，因为U形部分11是表示具有矩形形状的床5的形状的特征部分，所以从被提取的线段8中的每条线段中提取形成U形部分11的线段8的组合。

此外，在从线段8中的每条线段中提取形成U形部分11的线段8的多个组合的情况下，选择比其他U形部分11具有更小的线段8中的每条线段的Y坐标值的由线段8的组合形成的U形部分11。

如上所述，因为摄像机2安装在床头板3之上，所以包括具有小的Y坐标值的线段8的U形部分11更可能是与包括床头板3的床5的轮廓对应的U形部分11。此外，因为从摄像机2的安装位置向床5施加照射，所以包括具有小的Y坐标值的线段8的U形部分11可以比其他U形部分11更准确地从床图像7中提取。

如图8A所示，为了确保床头板3在床头板3上的强度，床头板3沿床5的纵向方向具有例如约几厘米的厚度。如图8B所示，当从正上方观察床5时，可以确认床头板3的更靠近患者头部(内侧)的上侧边3A和床头板3的远离患者头部的上侧边3B(外侧)。因此，存在提取与真实空间坐标系上的上侧边3A、3B对应的两条线段8H的情况。

然而，取决于床图像7的成像条件，会发生沿床头板3的侧边不清晰地提取线段8H的情况，并且如图9所示，床头板3的上侧边3A和3B可以由间断段例如多条线段8Ha和8Hb表示。

因此，当从真实空间坐标系上的线段8中的每条线段的布置中提取U形部分11时，床区域估计单元20将多条线段8H合并成一条线段8H并且设置与床头板3对应的线段8H。

如图9所示，当与上侧边3A的一部分对应的线段8H_a和与上侧边3B的一部分对应的线段8H_b沿上侧边3A的方向彼此交叠时，床区域估计单元20使线段8H_a或8H_b中的一条延伸并且将包括在延长线上的线段合并。这是因为考虑包括在线段8H_a或8H_b的延长线中的线段8被合并的情况比具有不同Y坐标值的线段8H_a和8H_b被认为仅是线段8的相对于X轴在倾斜方向上延伸并被合并的一部分的情况更理所当然。

然而，如图10的示例所示，在线段8H_a和线段8H_b沿上侧边3A的方向不交叠并且在线段8H_a和线段8H_b的延长线上不存在其他线段8的情况下，床区域估计单元20在倾斜方向上将线段8H_a和线段8H_b合并，以获得线段8H。这是因为不存在可以合并在线段8H_a或8H_b的延长线上的线段8并且也不存在沿线段8H_a和线段8H_b中的上侧边3A的方向的交叠部分，所以自然地认为线段8H_a和线段8H_b原本是一条线段8H的一部分。

在步骤S50中，床区域估计单元20根据在步骤S40中提取的U形部分11估计真实空间坐标系上的床区域6。在这种情况下，因为床5的尺寸是已知的，所以真实空间坐标系上的床区域6的尺寸也是已知的。当床区域估计单元20将具有预定尺寸的床区域6的角部分布置成匹配U形部分11的情况下，可以估计真实空间坐标系上的床区域6的位置。

然而，如上所述，由于床头板3的厚度，所以存在与U形部分11的床头板3的上侧边对应的线段8H相对于实际床头板3倾斜并且被提取的情况。因此，存在估计的床区域6包括床5的实际位置的误差的情况。在这种情况下，因为与床5的轮廓对应的线段8存在于床区域6的周围，所以当可以指定与床5的轮廓对应的线段8时，可以进行校正，使得在步骤S50中估计的床区域6接近床5的实际位置。

为了指定与实际床5的轮廓对应的线段8，在步骤S60中，搜索范围设置单元30针对长边中的每一条设置线段8的搜索范围12R和12L，以便以包括估计的床区域6的长边。

搜索范围12R和12L是通过例如下述方法基于床头板3的形状进行设置的。

图11是床5的床头板3的一部分的放大图。通过合并线段8获得的与床头板3对应的线段8H与实际的床头板3之间的位置的偏差或错位由例如在线段8H与上侧边3A或上侧边3B之间形成的角度(偏差角)θ表示。

另一方面，在合并之前的线段8H_a或线段8H_b与合并之后的线段8H之间形成的角度比上侧边3A或上侧边3B与床头板3的横截面上的对角线13之间形成的角度大的情况下，床区域估计单元20不合并线段8H_a和线段8H_b。因此，床5的实际位置和估计的床区域6的最大偏差由床头板3的上侧边3A或上侧边3B和床头板3的对角线13形成的角度(下文中称为最大偏差角θ_max)表示。

当床头板3沿床5的横向方向的长度(下文中称为“床头板3的长度”)为“H₁”并且床头板3的横截面的厚度为“W1”时，最大偏差角θ_max由表达式(1)表示。

θ_max＝arctan(W₁/H₁)...(1)

因此，如图12所示，估计的床区域6相对于床5的实际位置的最大偏差被限制在通过使床区域6以点P作为旋转中心沿顺时针以及逆时针方向旋转最大偏差角θ_max所获得的范围，其中，点P在床区域6的与床头板3对应的边6_D上。图12示出了由边6R_U、边6R_L、边6R_D和边6R_R围绕的床区域6R是在步骤S50中估计的床区域6沿顺时针方向绕作为旋转中心的点P旋转的情况下的床区域。此外，由边6L_U、边6L_L、边6L_D和边6L_R围绕的床区域6L是在步骤S50中估计的床区域6沿逆时针方向绕作为旋转中心的点P旋转的情况下的床区域。

例如，如图13所示，搜索范围设置单元30对由床区域6L的长边6L_L、床区域6R的长边6R_L以及通过在面对床区域6的床头板3的相反侧上延长短边6_U获得的线所围绕的设置范围14L进行设置。虽然设置范围14L可以包括与实际床5的左侧的侧面的轮廓对应的线段8，但搜索范围设置单元30还在设置范围14L内设置搜索范围12L，以缩小线段8的搜索范围。

以相同的方式，例如，搜索范围设置单元30设置由床区域6R的纵向方向上的右边6R_R、床区域6L的纵向方向上的右边6L_R以及通过将床区域6的边6_U延长获得的线所围绕的设置范围14R。尽管设置范围14R可以包括与实际床5的右侧的侧面的轮廓对应的线段8，但搜索范围设置单元30还在设置范围14R内设置搜索范围12R，以便缩小线段8的搜索范围。

在本实施方式中，作为示例，位于通过点P_R和点P_L的直线上方的范围被设置为设置范围14R和14L中的搜索范围12R和12L，其中，点P_R指示边6_R的中点，而点P_L指示边6L的中点。边6_R和6_L是估计的床区域6的边。下面将描述搜索范围设置单元30如上所描述的那样设置搜索范围12R和12L的原因。

因为设置范围14R和14L是三角形，所以位于设置范围14R和14L之中的通过点P_R和P_L的直线下方的范围15R和15L是与边6_R或边6_L的距离等于或小于H₃的区域。

包括在距边6_R或边6_L的距离等于或小于H₃的范围中的线段8趋向于为床5附近的配件，例如床5上的毯子的轮廓。该范围下文中称为边6_R或边6_L的邻近。

此外，因为床5可能在室内配件方面具有大尺寸的装备，所以在许多情况下，表示床5的轮廓的线段8是具有相对长线段的线段8，其长度等于或长于规定或某一长度。然而，范围15R和15L具有比搜索范围12R和12L更小的面积。因此，在范围15R或15L包括具有等于或长于规定或某一长度的长度的线段8的情况下，线段8与边6_R或边6_L之间形成的角趋向于比包括在搜索范围12R和12L中的线段8中的角更小。

亦即，存在下述许多情况：等于或长于包括在范围15R或15L中的规定或某一长度的线段8的方向看似等于估计的床区域6的边6_R和边6_L的方向。

因此，即使当线段8等于或长于包括在范围15R或15L中的规定或某一长度时，也难以准确地校正床区域6与线段8的偏差。相应地，搜索范围设置单元30将搜索范围12R和12L设置成线段8的搜索范围。下文中，范围15R和15L分别被称为“非搜索范围15R”和“非搜索范围15L”。

例如，当长度W_bed是床区域6的长边6_L时，搜索范围12R和12L中的长度H₂和H₃分别由表达式(2)和表达式(3)表示。

H₂＝W_bed×tanθ_max...(2)

H₃＝(W_bed×tanθ_max)/2...(3)

在本实施方式中，虽然位于通过设置范围14R和14L中的点P_R和点P_L的直线上方的范围被设置成搜索范围12R和12L，但搜索范围12R和12L的设置方法不限于此。在设置范围14R和14L的范围内，搜索范围12R和12L可以被设置成宽的或窄的。

在步骤S70中，线段信息获取单元40在步骤S20中从床图像7中提取的线段8之中获取被认为指示床5的轮廓的线段8(下文中称为“轮廓候选线段”)。

为此，线段信息获取单元40对在步骤S50中估计的床区域6的边6_R和边6_L的每个周围设置三个区域。

图14是示出第一区域16R₁和16L₁的范围的示例的图。第一区域16R₁是具有被设置成包括在步骤S50中估计的床区域6的边6_R的矩形形状的区域。第一区域16R₁的长边的长度是边6_R的长度W_bed，第一区域16R₁的短边的长度是通过点P_R的搜索范围12R的边的长度，即两倍于长度H3的长度。

另一方面，第一区域16L₁是具有被设置成包括在步骤S50中估计的床区域6的边6_L的矩形形状的区域。第一区域16L₁的每条边的长度等于与第一区域16L₁对应的第一区域16R₁的每条边的长度。

图15是示出第二区域16R₂和16L₂的范围的示例的图。第二区域16R₂是由在步骤S50中估计的床区域6的边6_R和边6_U以及在床区域6沿逆时针方向绕作为旋转中心的点P旋转至最大偏离角θ_max的情况下的床区域6L的边6L_R围绕的三角形区域。

另一方面，第二区域16L₂是由边6_L和通过将在步骤S50中估计的床区域6的边6_U延伸而获得的线以及在床区域6沿逆时针方向绕作为旋转中心的点P旋转至最大偏离角θ_max的情况下的床区域6L的边6L_L围绕的三角形区域。

此外，图16是示出第三区域16R₃和16L₃的范围的示例的图。第三区域16R₃是由边6_R和通过使在步骤S50中估计的床区域6的边6_U延伸而获得的线以及在床区域6沿顺时针方向绕作为旋转中心的点P旋转至最大偏离角θ_max的情况下的床区域6R的边6R_R围绕的三角形区域。

另一方面，第三区域16L₃是由边6_L和在步骤S50中估计的床区域6的边6_U以及床区域6沿顺时针方向绕作为旋转中心的点P旋转至最大偏离角θ_max的情况下的床区域6R的边6R_L围绕的三角形区域。

线段信息获取单元40确定哪个区域包括在针对线段8中的每一条的搜索范围12R或12L中包括的线段8中的每一条并且在线段8之中获取被认为指示床5的轮廓的轮廓候选线段。

如图14至图16所示，在设置在床区域6的边6_R的周围的第一区域16R₁与第二区域16R₂之间以及第一区域16R₁与第三区域16R₃之间存在交叠部分。此外，在设置在床区域6的边6_L的周围的第一区域16L与第二区域16L₂之间以及第一区域16L₁与第三区域16L₃之间也存在交叠部分。

文中，线段8包括在搜索范围12R和第i区域(i＝1、2和3)中的情况意味着线段8的两端均包括在搜索范围12R和第i区域中的情况。此外，当线段8的一端包括在搜索范围12R中而线段8的另一端包括在非搜索范围15R中时线段8的两端包括在第i区域中的情况也意味着线段8包括在搜索范围12R和第i区域中的情况。

下文中，将线段8的两端处的具有较大Y坐标值的一端称为“端8A”，并且将具有较小的Y坐标值的一端称为“端8B”。

以相同的方式，线段8包括在搜索范围12L和第i区域(i＝1、2和3)中的情况意味着线段8的两端均包括在搜索范围12L和第i区域中。此外，当线段8的端8A包括在搜索范围12L中并且线段8的端8B包括在非搜索范围15L中时，线段8的两端包括在第i区域中的情况也意味着线段8包括在搜索范围12L和第i区域中的情况。

通过执行图17所示的线段信息确定处理来确定哪个区域包括线段8。为了便于说明，文中将描述一个搜索范围——特别地搜索范围12R——中的线段信息确定处理，但线段信息获取单元40也以与搜索范围12R相同的方式对搜索范围12L执行处理。

首先，在步骤S200中，线段信息获取单元40确定未选择的线段8是否包括在图7的步骤S20中从床图像7中提取的线段8之中，并且在肯定确定的情况下，处理进行至步骤S210。

在步骤S210中，线段信息获取单元40在未选择的线段8之中选择一条线段8。下文中，在步骤S210中选择的线段8特别地被称为“代表线段8”。

在步骤S220中，线段信息获取单元40确定代表线段8的长度是否等于或长于规定或某一长度M。在否定确定的情况下，处理返回至步骤S200，并且在步骤S210中选择下一未选择的线段8。

规定或某一长度M例如表示与床5的轮廓对应的线段8的长度的下限。如上所述，表示床5的轮廓的线段8是具有相对长的线段的线段8。在代表线段8的长度小于规定或某一长度M的情况下，认为代表线段8不是床5的轮廓。相应地，在步骤S220的确定处理是否定确定的情况下，当前代表线段8不包括在轮廓候选线段中。

此外，规定或某一长度M通过实际床区域提取设备1进行的实验、通过基于床区域提取设备1的设计规格的计算机模拟等预先获得，并且可以被存储在例如存储器104的预定区域中。

另一方面，在步骤S220的确定处理是肯定确定的情况下，处理进行至步骤S230。

在步骤S230中，线段信息获取单元40将变量i初始化为“1”。在步骤S240中，线段信息获取单元40确定变量i是否等于或大于“4”。

因为确定三个区域即第一区域16R₁、第二区域16R₂和第三区域16R₃中的哪一个包括代表线段8，所以线段信息获取单元40执行区域确定至多三次。变量i是指示待确定是否包括代表线段8的确定的区域编号的变量，并且变量i指示区域确定的重复次数。当变量i等于或大于“4”时，这意味着线段8不包括在任何区域中。

在步骤S240的确定处理是肯定确定的情况下，处理返回至步骤S200，并且在步骤S210中选择下一个未选择的线段8。亦即，当前代表线段8不包括在轮廓候选线段中。

另一方面，在步骤S240的确定处理是否定确定的情况下，处理进行至步骤S250。

在步骤S250中，线段信息获取单元40确定代表线段8的端8A是否包括在搜索范围12R和第i区域16R_i中。

文中，例如，将描述用于确定代表线段8的一端是否包括在某一区域中的方法。

如图18所示，例如，考虑与代表线段8的一端对应的点E包括在由真实空间坐标系上的矩形ABCD围绕的闭合区域中。此外，假设矩形ABCD的Z坐标值和点E的Z坐标值相同。

首先，线段信息获取单元40从每个顶点在逆时针方向上沿矩形ABCD的边中的每条边设置向量。特别地，线段信息获取单元40对矩形ABCD设置从顶点A朝向顶点B的向量AB、从顶点B朝向顶点C的向量BC、从顶点C朝向顶点D的向量CD以及从顶点D朝向顶点A的向量DA。

接下来，线段信息获取单元40设置从每个顶点朝向点E的向量。特别地，线段信息获取单元40设置从顶点A朝向点E的向量AE、从顶点B朝向点E的向量BE、从顶点C朝向点E的向量CE以及从顶点D朝向点E的向量DE。

然后，线段信息获取单元40基于表达式(4)至(7)进行计算。

(B.x-A.x)*(E.y-A.y)-(B.y-A.y)*(E.x-A.x)...(4)

(C.x-B.x)*(E.y-B.y)-(C.y-B.y)*(E.x-B.x)...(5)

(D.x-C.x)*(E.y-C.y)-(D.y-C.y)*(E.x-C.x)...(6)

(A.x-D.x)*(E.y-D.y)-(A.y-D.y)*(E.x-D.x)...(7)

此处，表达式(4)是向量AB和向量AE的叉积的算术表达式，表达式(5)是向量BC和向量BE的叉积的算术表达式，表达式(6)是向量CD和向量CE的叉积的算术表达式，并且表达式(7)是向量DA和向量DE的叉积的算术表达式。此外，符号“λ.x”(λ＝A、B、C、D和E)指示点λ的X坐标的值，并且符号“λ.y”指示点λ的Y坐标的值。

当表达式(4)至(7)的计算结果中的每一个等于或大于“0”时，线段信息获取单元40确定点E包括在矩形ABCD的闭合区域内。此外，当表达式(4)至(7)的计算结果中的至少一个小于“0”时，线段信息获取单元40确定点E不包括在矩形ABCD的闭合区域内。在图18中，示出了使用矩形ABCD作为示例来确定是否包括点E的方法，但是通过对除了矩形之外的多边形应用方法，可以确定该点是否包括在多边形中。

亦即，线段信息获取单元40可以根据表达式(4)至(7)的计算结果来确定代表线段8的端8A是否包括在搜索范围12R和第i区域16Ri中。此外，代表线段8的端8A和8B是否包括在闭合区域中不限于此，并且可以使用已知的确定方法例如交叉数算法、卷绕数算法等。

在步骤S250的确定处理是否定确定的情况下，代表线段8的端8A不包括在由搜索范围12R内的当前变量i表示的第i区域16R_i中，使得处理进行至步骤S260。

在步骤S260中，线段信息获取单元40将变量i加“1”，并且处理进行至步骤S240。然后，线段信息获取单元40确定代表线段8的端8A是否包括在与在先前步骤S250中确定的区域不同的搜索范围12R内的第i区域16R_i中。

在步骤S250中，在代表线段8的端8A不包括在搜索范围12R中的情况下，处理可以不进行至步骤S260，而是直接进行至步骤S200，以便确认当前代表线段8不是轮廓候选线段。

在步骤S250的确定处理是肯定确定的情况下，处理进行至步骤S270。

在步骤S270中，线段信息获取单元40确定代表线段8的端8B是否包括在搜索范围12R和第i区域16R_i中。在否定确定的情况下，处理进行至步骤S280。

在步骤S280中，线段信息获取单元40确定代表线段8的端8B是否包括在非搜索范围15R和第i区域16R_i中。在否定确定的情况下，处理返回至步骤S200，并且在步骤S210中选择下一个未选择的线段8，以便确认当前代表线段8不是轮廓候选线段。

另一方面，在步骤S270的确定处理或步骤S280的确定处理为肯定确定的情况下，代表线段8包括在第一区域16R₁、第二区域16R₂和第三区域16R₃中的一个以及搜索范围12R中。

然后，处理进行至步骤S290。在步骤S290中，线段信息获取单元40例如将指定代表线段8的信息和指示代表线段8的特性的信息与代表线段8相关联地存储在存储器104的预定区域中。特别地，线段信息获取单元40将用于指定代表线段8的ID号、代表线段8的端8A和8B在真实空间坐标系上的坐标值、代表线段8的长度以及指示包括代表线段8的搜索范围12R内的区域的变量i。

然后，处理返回到步骤S200，并且线段信息获取单元40重复步骤S200至S290的处理，直至在图7的步骤S20中提取的所有线段8均被选择为止。

另一方面，在步骤S20中提取的所有线段8被选择的情况下，步骤S200的确定处理变为否定确定，并且处理进行至步骤S300。

在步骤S300中，线段信息获取单元40确定是否存在与在步骤S290中存储在存储器104的预定区域中的线段8有关的信息。在否定确定的情况下，认为在步骤S20中提取的线段8之中不存在成为轮廓候选线段的线段8，并且结束图17所示的线段信息确定处理。

另一方面，在步骤S300的确定处理是肯定确定的情况下，处理进行至步骤S310。

在步骤S310中，线段信息获取单元40基于与在步骤S290中存储在存储器104中的线段8有关的信息在轮廓候选线段之中获取被认为与床5的轮廓最相似的轮廓候选线段。特别地，线段信息获取单元40在步骤S290中存储在存储器104中的线段8之中选择最长线段8，并且将搜索范围12R中的最长线段8作为最终轮廓候选线段存储在存储器104中。在下文中，“轮廓候选线段”指示在步骤S310中选择的最终轮廓候选线段。

最长线段8是轮廓候选线段的原因在于：如上所述，在许多情况下，表示床5的轮廓的线段8被提取为相对长的线段8。

此外，如图17所示，线段信息获取单元40以第一区域16R₁、第二区域16R₂和第三区域16R₃的次序确定包括线段8的区域。在线段8包括在第一区域16R₁与第二区域16R₂之间的交叠区域或第一区域16R₁与第三区域16R₃之间的交叠区域中的情况下，线段信息获取单元40确定线段8包括在第一区域16R₁中。

因此，图17所示的线段信息确定处理结束。

接下来，在图7的步骤S80中，校正确定单元50确定在步骤S70中获取的搜索范围12R和12L的轮廓候选线段中的每一条是否是与床5的轮廓对应的线段8。校正确定单元50确定是否基于确定结果来校正在步骤S50中估计的床区域6。

图19是示出在步骤S80中由校正确定单元50执行的校正确定处理的示例的流程图。

首先，在步骤S400中，校正确定单元50确定轮廓候选线段是否分别存在于搜索范围12R和12L中。

在床5的位置与估计的床区域6之间发生偏差的情况下，与床5的纵向方向上的轮廓对应的轮廓候选线段存在于搜索范围12R和12L中的每一个中。在轮廓候选线段不存在于搜索范围12R和12L中并且轮廓候选线段存在于搜索范围12R和12L中的仅一个搜索范围中的情况下，认为轮廓候选线段不是与床5的轮廓对应的线段8。在步骤S400的确定处理为否定确定的情况下，认为床5的位置与在步骤S50中估计的床区域6之间不存在偏差，并且处理进行至步骤S460。

在步骤S460中，校正确定单元50将例如存储在存储器104的预定区域中的校正标记设置成“0”。校正标记的值指示校正的存在或不存在。例如，“0”表示不期望校正。

另一方面，在步骤S400的确定处理是肯定确定的情况下，处理进行至步骤S410。

在步骤S410中，校正确定单元50确定在图7的步骤S70中获取的搜索范围12L的轮廓候选线段是否包括在第二区域16L₂中。可以通过参照在图17的步骤S290中与轮廓候选线段相关联的变量i来确定哪个区域包括轮廓候选线段。在步骤S410的确定处理是肯定确定的情况下，处理进行至步骤S420。

在步骤S420中，校正确定单元50确定在步骤S70中获取的搜索范围12R的轮廓候选线段是否包括在第二区域16R₂中。在否定确定的情况下，处理进行至步骤S430。在步骤S430中，校正确定单元50将校正标记设置成“0”。另一方面，在肯定确定的情况下，处理进行至步骤S440。在步骤S440中，校正确定单元50将校正标记设置成“1”。

在轮廓候选线段包括在搜索范围12L的第二区域16L₂中的情况下，当轮廓候选线段是表示床5的轮廓的线段8时，与轮廓候选线段相对的轮廓候选线段很可能被包括在搜索范围12R的第二区域16R₂中。因为床5的形状为矩形，所以当与床5的左侧面的轮廓对应的轮廓候选线段相对于床区域6向左侧偏移时，与床5的右侧面的轮廓对应的轮廓候选线段也相对于床区域6向左侧偏移。

在轮廓候选线段分别包括在第二区域16R₂和16L₂中的情况下，校正确定单元50通过在步骤S440中将校正标记设置为“1”来通知期望校正以使在步骤S50中估计的床区域6向左侧偏移。

另一方面，虽然轮廓候选线段包括在搜索范围12L的第二区域16L₂中，但在轮廓候选线段不包括在搜索范围12R的第二区域16R₂中的情况下，包括在搜索范围12L的第二区域16L₂中的轮廓候选线段被认为是表示除了床5的轮廓之外的部分的线段8。在步骤S430中，校正确定单元50通过将校正标记设置为“0”来通知不期望对在步骤S50中估计的床区域6进行校正。

此外，在步骤S410的确定处理是否定确定的情况下，处理进行至步骤S450。

在步骤S450中，校正确定单元50确定在图7的步骤S70中获取的搜索范围12L的轮廓候选线段是否包括在第三区域16L₃中。在否定确定的情况下，因为在搜索范围12L中可能没有找到与床5的轮廓对应的轮廓候选线段，所以认为在步骤S50中估计的床区域6不表示床5的实际位置。处理进行至步骤S460，并且如上所述，通过将校正标记设置为“0”来通知不期望对在步骤S50中估计的床区域6进行校正。

另一方面，在步骤S450的确定处理是肯定确定的情况下，处理进行至步骤S470。

在步骤S470中，校正确定单元50确定在步骤S70中获取的搜索范围12R的轮廓候选线段是否包括在第三区域16R₃中。在否定确定的情况下，因为考虑到由于上述原因包括在搜索范围12L的第三区域16L₃中的轮廓候选线段是表示除了床5的轮廓之外的线段8，所以处理进行至步骤S460，并且校正标记被设置为“0”。

另一方面，在步骤S470的确定处理是肯定确定的情况下，轮廓候选线段中的每一条包括在搜索范围12R的第三区域16R₃和搜索范围12L的第三区域16L₃中。处理进行至步骤S480。然后，在步骤S480中，校正确定单元50通过将校正标记设置为“2”来通知期望对在步骤S50中估计的床区域6向右侧进行校正。

因此，校正确定处理结束。

尽管床区域6的边6_R和边6_L的邻近以及第一区域16R₁和16L₁示出相同的区域，但是如上所述，包括在床区域6的边6_R或边6_L的邻近中的线段8趋向于为床5附近的配件等的轮廓。亦即，包括在第一区域16R₁或16L₁中的轮廓候选线段可以被认为不是与床5的轮廓对应的线段8。

在校正确定处理时，在轮廓候选线段包括在第一区域16R₁和16L₁中的至少一个中的情况下，校正确定单元50将校正标记设置为“0”，并且确定不期望校正床区域6。

接下来，在图7的步骤S90中，校正确定单元50确定是否通过参照在步骤S80中设置的校正标记的值来执行对床区域6的校正。在否定确定的情况下，即在校正标记为“0”的情况下，校正确定单元50不执行对床区域6的校正并且确定在步骤S50中估计的床区域6中存在床5。另一方面，在肯定确定的情况下，即在校正标记为“1”或“2”的情况下，处理进行至用于执行对床区域6的校正的步骤S100。

在步骤S100中，校正单元60执行图20所示的校正处理。

首先，在步骤S500中，校正单元60确定在图7的步骤S80中设置的校正标记的值是否为“1”。在肯定确定的情况下，即在轮廓候选线段分别包括在搜索范围12R的第二区域16R₂和搜索范围12L的第二区域16L₂中的情况下，可以确定床5的实际位置相对于床区域6向左方向倾斜。处理进行至步骤S510，并且对床区域6执行左旋转处理，使得床区域6的边6_R沿包括在搜索范围12R内的第二区域16R₂中的轮廓候选线段的方向并且床区域6的边6_L沿包括在搜索范围12L内的第二区域16L₂中的轮廓候选线段的方向。

另一方面，在否定确定的情况下，即，在轮廓候选线段分别包括在搜索范围12R内的第三区域16R₃和搜索范围12L内的第三区域16L₃中的情况下，可以确定床5的实际位置相对于床区域6向右方向倾斜。处理进行至步骤S520，并且对床区域6执行右旋转处理，使得床区域6的边6_R沿搜索范围12R内的第三区域16R₃中包括的轮廓候选线段的方向并且床区域6的边6_L沿搜索范围12L内的第三区域16L₃中包括的轮廓候选线段的方向。

因为除了在步骤S510和S520中床区域6的旋转方向不同之外执行相同的旋转处理，所以参照图21至图25将床区域6的旋转处理描述为步骤S510的左旋转处理或逆时针方向处理的示例。

如图21所示，假设轮廓候选线段8D_R和轮廓候选线段8D_L存在于在步骤S50中估计的床区域6中，其中，轮廓候选线段8D_R包括在搜索范围12R内的第二区域16R₂中，并且轮廓候选线段8D_L包括在搜索范围12L内的第二区域16L₂中。

校正单元60使床区域6沿逆时针方向绕点P尽可能旋转，使得床区域6的边6_R和边6_L的方向分别与轮廓候选线段8D_R和轮廓候选线段8D_L的方向一致。

此时，校正单元60基于边6_R与轮廓候选线段8D_R之间的距离以及边6_L与轮廓候选线段8D_L之间的距离对边6_R的方向与轮廓候选线段8D_R的方向之间的一致程度以及边6_L的方向与轮廓候选线段8D_L的方向之间的一致程度进行评价。特别地，边6_R的方向与轮廓候选线段8D_R的方向的一致程度以及边6_L的方向与轮廓候选线段8D_L的方向的一致程度由分别垂直于边6_R和6_L并分别从轮廓候选线段8D_R和8D_L的端8A和8B延伸到边6_R和边6_L的线的总长度值来评价。

轮廓候选线段8D_L的端8A的坐标在真实空间坐标系中是(x₁，y₁)，而轮廓候选线段8D_L的端8B的坐标在真实空间坐标系中是(x₂，y₂)。此外，轮廓候选线段8D_R的端8A的坐标在真实空间坐标系中是(x₃，y₃)，而轮廓候选线段8D_R的端8B的坐标在真实空间坐标系中是(x₄，y₄)。

此外，从轮廓候选线段8D_L的端8A到边6_L的线的长度为F₁，而从轮廓候选线段8D_L的端8B到边6_L的线的长度为F₂。此外，从轮廓候选线段8D_R的端8A到边6_R的线的长度为F₃，而从轮廓候选线段8D_R的端8B到边6_R的线的长度为F₄。

在真实空间坐标系中，假设床区域6的边6_L和边6_R由表达式(8)的直线表示，该直线包括作为系数的a和b以及作为常数的c。

ax+by+c＝0...(8)

在这种情况下，因为长度F_n(n＝1、2、3和4)由表达式(9)表示，所以指示边6_R的方向和轮廓候选线段8D_R的方向之间的一致程度和边6_L的方向与轮廓候选线段8D_L的方向之间的一致程度的得分S_c可以通过表达式(10)来计算。

F_n＝(ax_n+by_n+c)/(a²+b²)^1/2...(9)

S_c＝∑_nF_n...(10)

接下来，将描述线段8的方向的一致程度与得分S_c之间的关系。

因为轮廓候选线段8D_R和轮廓候选线段8D_L位于床区域6的边6_R和边6_L的左侧，所以当图21所示的床区域沿逆时针方向绕点P旋转时，如图22所示，长度F_n变短。因此，得分Sc减小。

当床区域6进一步沿逆时针方向旋转时，床区域6的边6_R和边6_L通过轮廓候选线段8D_R和轮廓候选线段8D_L，并且如图23所示，轮廓候选线段8D_R和轮廓候选线段8D_L分别位于床区域6的边6_R和边6_L的右侧。亦即，因为长度F_n变长，所以在此时得分S_c增大。

如图24所示，得分S_c随着床区域6的旋转角度的增大而暂时减小，而然后增加并改变以绘制向下凸的抛物线。

因为得分S_c最小的情况下的旋转角是边6_R的方向和轮廓候选线段8D_R的方向大体上彼此一致并且边6_L的方向和轮廓候选线段8D_L的方向大体上彼此一致时的旋转角，所以校正单元60通过关注得分S_c中的这样的变化来校正床区域6。

图25示出了在图20的步骤S510的左旋转处理中执行的床区域6的特定旋转处理。

首先，在步骤S600中，校正单元60基于表达式(9)对分别从轮廓候选线段8D_R和8D_L的两端8A和8B到边6_R和边6_L垂下的垂直线的长度F_n(n＝1至4)进行计算。校正单元60对与在图7的步骤S50中估计的床区域6对应的得分S_c进行计算，并且基于表达式(10)将计算的得分S_c存储到例如存储器104的预定区域中作为得分S_c1。

在步骤S610中，校正单元60使当前床区域6沿逆时针方向旋转预定或某个旋转角度δ。

在步骤S620中，校正单元60计算与在步骤S610中沿逆时针方向旋转的床区域6对应的得分S_c，并且以与步骤S600相同的方法将计算的得分S_c存储到例如存储器104的预定区域中作为得分S_c2。

在步骤S630中，校正单元60将在步骤S600中存储的得分S_c1与在步骤S620中存储的得分S_c2进行比较，并且确定得分S_c1是否大于得分S_c2。在肯定确定的情况下，因为旋转之后的床区域6的得分S_c通过进一步使床区域6沿逆时针方向旋转而可能小于旋转之前的床区域6的得分S_c，所以处理进行至步骤S640。

在步骤S640中，校正单元60将分数S_c1更新成与在步骤S610中向左方向旋转旋转角度δ之后的床区域6对应的分数S_c2。处理进行至步骤S610。然后，校正单元60通过重复步骤S610至S640递增地将床区域6沿逆时针方向旋转旋转角度δ，直至得分S_c2等于或大于得分S_c1为止。

在得分S_c2变得等于或大于得分S_c1的情况下，步骤S630的确定处理变为否定确定，并且处理进行至步骤S650。

因为步骤S630的确定处理是否定确定的情况下的旋转角度可以被认为是与图24所示的曲线图的最小点对应的旋转角度，所以示出了在床区域6的边6_R和6_L的方向分别与轮廓候选线段8D_R和轮廓候选线段8D_L的方向大体相同时的角度。

在步骤S650中，校正单元60将在图7的步骤S50中估计的床区域6校正至由当前旋转角度表示的床区域6的位置。

如上所述，图25所示的旋转处理结束，图7的步骤S100的校正处理结束，以及图7所示的床区域提取处理结束。

为了通过旋转角度δ步骤来评价与床区域6对应的得分S_c，床区域6的边6_R的方向与边6_L的方向之间的一致程度以及轮廓候选线段8D_R的方向与轮廓候选线段8D_L的方向之间的一致程度的准确度在步骤S610中随着旋转角度δ减小而提高。

通过上述床区域提取处理提取的床区域6用于使用床5的患者或受护理者的异常检测处理。通过以预定或某一时间间隔执行上述床区域提取处理，可以在安装床区域提取设备1时不必执行复杂的校准操作，并且即使当床5的底板的高度和倾角度改变时也能够维持高准确度的异常检测处理。

根据本实施方式，床区域提取设备1从床图像7中提取包括与床头板3对应的线段8的U形部分11，并且根据U形部分11来估计床区域6。床区域提取设备1在估计的床区域6的周围设置搜索范围12R和12L，并且基于搜索范围12R和12L内的线段8的长度和方向来选择与床5的轮廓对应的轮廓候选线段。然后，床区域提取设备1通过使床区域6旋转使得床区域6的长边方向与所选择的轮廓候选线段的方向相同来校正估计的床区域6。

即使当床头板3安装在床5上并且与床5的轮廓对应的线段8扭曲时，也可以从床图像7中对床区域6进行精确地估计。

此外，因为床区域提取设备1基于与床5的长边中的每一条对应的轮廓候选线段来校正床区域6，所以即使无法获得与床5的所有轮廓对应的轮廓候选线段，仍可以校准床区域6。

此外，在从搜索范围12R和12L中包括的线段8之中选择轮廓候选线段时，床区域提取设备1基于包括线段8的区域来确定线段8是否是轮廓候选线段。因为计算量小于计算由线段8和床区域6的长边形成的角度并且确定线段8是否是轮廓候选线段的情况，所以床区域提取设备1可以缩短床区域6的校正所花费的时间。

此外，床区域提取设备1将包括轮廓候选线段的范围设置为搜索范围12R和12L，并且确定搜索范围12R和12L内的线段8是否是轮廓候选线段。与针对从床图像7中提取的所有线段8确定所有线段8中的每一条是否是轮廓候选线段的情况相比，床区域提取设备1可以高效地搜索轮廓候选线段。

此外，在本实施方式中，描述了床区提取程序120被预先存储(安装)在存储单元106中的方面，但是本公开内容不限于此。根据本实施方式的床区域提取程序还可以以记录在计算机可读记录介质116中的形式来提供。例如，根据所公开的技术的床区域提取程序可以以记录在便携式记录介质例如CD-ROM、DVD-ROM、通用串行总线(USB)存储器等上的形式来提供。此外，根据本实施方式的床区域提取程序可以以记录在半导体存储器例如闪速存储器等中的形式来提供。

Claims (16)

1.一种床区域提取方法，包括：

由计算机基于从图像中提取的第一线段来指定所述图像中的床候选区域的第一部分；

参照基于所述床候选区域的指定的第一部分而确定的床候选区域，设置用于搜索第二线段的搜索范围；以及

基于包括在所设置的搜索范围中的第二线段的布置来校正所述床候选区域，

其中，所述指定包括：将包括所述床候选区域的短边中的一条的第二部分指定为所述床候选区域的一部分，所述短边中的所述一条与附接至床的一端的床头板对应，

其中，所述床头板在所述床候选区域的纵向方向上具有一定厚度，并且

其中，所述设置包括：在所述床候选区域绕与所述短边中的所述一条的中点对应的点旋转取决于所述床头板的厚度的角度之后，将由包括所述床候选区域的长边的线围绕的区域设置成所述搜索范围，所述短边中的所述一条与所述床的附接有所述床头板的短边对应。

2.根据权利要求1所述的床区域提取方法，其中，

与所述床头板对应的第二部分是U形部分。

3.根据权利要求1所述的床区域提取方法，还包括：

获取所述搜索范围中的轮廓段，在所述轮廓段相对于所述床候选区域的长边的倾角等于或大于预定角度的情况下，所述轮廓段被确定为所述床的轮廓的一部分，

其中，所述校正包括：在获取所述轮廓段的情况下，校正所述床候选区域。

4.根据权利要求3所述的床区域提取方法，还包括：

其中，所述设置包括：设置针对所述床候选区域的长边中的每一条的搜索范围；以及

其中，所述校正包括：当所述轮廓段的倾角与所述床候选区域的旋转角之间的角度差小于预定值时，在从所设置的搜索范围中的每一个中获取所述轮廓段的情况下，校正所述床候选区域。

5.根据权利要求3所述的床区域提取方法，其中，

所述轮廓段包括：具有等于或长于预定长度的长度且在所述搜索范围中为最长线段的线段。

6.根据权利要求3所述的床区域提取方法，其中，

所述校正包括：通过旋转所述床候选区域使得所述长边与所述轮廓段的方向平行来校正所述床候选区域。

7.根据权利要求1所述的床区域提取方法，其中，

取决于所述床头板的厚度的角度是由所述床头板的对应于所述床候选区域的短边中的所述一条的边与所述床头板的横截面中的对角线形成的角度。

8.根据权利要求1所述的床区域提取方法，其中，

所述图像中的对应于所述床的位置与所述床候选区域之间的错位由所述床头板的方向与通过连接以下两条线段而获得的线的方向之间的角度差表示，所述两条线段分别对应于所述床头板的彼此平行的两条长边的一部分。

9.一种床区域提取设备，包括：

处理器，其被配置成：

由计算机基于从图像中提取的第一线段来指定所述图像中的床候选区域的第一部分；

参照基于所述床候选区域的指定的第一部分而确定的床候选区域，设置用于搜索第二线段的搜索范围；并且

基于包括在所设置的搜索范围中的第二线段的布置来校正所述床候选区域，

其中，所述处理器还被配置成：将包括所述床候选区域的短边中的一条的第二部分指定为所述床候选区域的一部分，所述短边中的所述一条与附接至床的一端的床头板对应，

其中，所述床头板在所述床候选区域的纵向方向上具有一定厚度，并且

其中，所述计算机被配置成：

在所述床候选区域绕与所述短边中的所述一条的中点对应的点旋转取决于所述床头板的厚度的角度之后，将由包括所述床候选区域的长边的线围绕的区域设置成所述搜索范围，所述短边中的所述一条与所述床的附接有所述床头板的短边对应。

10.根据权利要求9所述的床区域提取设备，其中，

包括与所述床头板对应的床候选区域的短边中的一条的部分是U形部分。

11.根据权利要求9所述的床区域提取设备，其中，

所述计算机被配置成：

获取所述搜索范围中的轮廓段，在所述轮廓段相对于所述床候选区域的长边的倾角等于或大于预定角度的情况下，所述轮廓段被确定为所述床的轮廓的一部分；并且

在获取所述轮廓段的情况下，校正所述床候选区域。

12.根据权利要求11所述的床区域提取设备，其中，所述计算机被配置成：

设置针对所述床候选区域的长边中的每一条长边的搜索范围；并且

当所述轮廓段的倾角与所述床候选区域的旋转角之间的角度差小于预定值时，在从所设置的搜索范围中的每一个中获取所述轮廓段的情况下，校正所述床候选区域。

13.根据权利要求11所述的床区域提取设备，其中，

所述轮廓段包括：具有等于或长于预定长度的长度且在所述搜索范围中为最长线段的线段。

14.根据权利要求11所述的床区域提取设备，其中，

所述计算机被配置成：

通过旋转所述床候选区域使得所述长边与所述轮廓段的方向平行，来校正所述床候选区域。

15.根据权利要求9所述的床区域提取设备，其中，

取决于所述床头板的厚度的角度是由所述床头板的对应于所述床候选区域的短边中的所述一条的边与所述床头板的横截面中的对角线形成的角度。

16.根据权利要求9所述的床区域提取设备，其中，

所述图像中的对应于所述床的位置与所述床候选区域之间的错位由所述床头板的方向与通过连接以下两条线段而获得的线的方向之间的角度差表示，所述两条线段分别对应于所述床头板的彼此平行的两条长边的一部分。

Images