JP2001281351A - 人体検知装置 - Google Patents

人体検知装置

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JP2001281351A
JP2001281351A JP2000096155A JP2000096155A JP2001281351A JP 2001281351 A JP2001281351 A JP 2001281351A JP 2000096155 A JP2000096155 A JP 2000096155A JP 2000096155 A JP2000096155 A JP 2000096155A JP 2001281351 A JP2001281351 A JP 2001281351A
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human body
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wide
angle lens
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JP2000096155A
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Inventor
Takeshi Uchida
毅 内田
Sakuo Sugawara
作雄 菅原
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 様々なシーンに簡単に対応でき、ノイズに対
して強く、広い範囲において人体のエリア別の存在や位
置を検知できる人体検知装置を提供する。 【解決手段】 広角レンズと、該広角レンズを介して得
られた像が結像される画像センサと、該画像センサ上に
形成された像を分割可能とすることにより、エリアごと
に人体の存在を検知する人体検出部とを備え、該エリア
の分割数及び分割範囲を変更可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明器や空気調和
機等の家電機器を制御するための人体検知装置に関し、
特に広い範囲において人体の存在や位置が検知できる人
体検知装置の性能改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、照明器や空気調和機等の家電機器
に人体検知機能を付与してこれらを制御し、消費電力の
低減や快適性の向上を図ることが検討されている。例え
ば、室内における人の在不在を検知して不在時に照明器
や空気調和機の電源を切ることによって消費電力を低減
することができる。また空気調和機では、在室時におい
て人の位置を検知して吹出風の向きを制御し、人のいる
エリアのみを運転することにより電気代を節約すること
ができる。さらに暑いと感じている人に集中的に冷風を
送ったり、逆に寝ている子供を避けたりすることにより
快適性の向上を図ることができる。
【0003】この点に関して家電機器をきめ細かく制御
するため、広い範囲において人の位置を検知する人体検
知装置が注目されている。このような人体検知装置とし
て、走査光学系を用いるタイプと、広角光学系を用いる
タイプがあるが、家電機器の制御を対象にしたケースで
は、可動部をもたない、安価な後者のタイプが適切であ
る。
【0004】例えば特開平5−203240に開示され
ている人体検知装置では、対象となる空間のイメージ画
像を広角光学系によってCCDなどの撮像素子の上に結
像し、画像処理によって人の在不在、位置を検知するも
のである。この場合、現在画像データと背景画像データ
を用いて比較演算することにより人体を検出している。
また、特開平1−310249では類似の構成により画
像のエッジを検出し、室内の状態の変化を検出する技術
が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の人体検知装置は
以上のように構成されており、以下のような課題を有し
ていた。 (1)対象となる空間を、用途・目的に応じてユーザが
自由に検知エリアとして分割し、設定できるような構成
になっていないので、様々なシーンに対応することが難
しかった。 (2)また、取り込もうとした画像が暗い場合には、適
正に取り込むことができず、検知が難しかった。また人
体が遠くに在る時は、その小さな動きと、画素間のちら
つきによるノイズを画像処理上で区別することが困難で
あった。
【0006】本発明の目的は、上記課題を解決するため
のもので、様々なシーンに簡単に対応でき、ノイズに対
して強く、広い範囲において人体のエリア別の存在や位
置を検知できる人体検知装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に本発明の人体検知装置では、広角レンズと、広角レン
ズを介して得られた像が結像される画像センサと、画像
センサ上に形成された像を分割可能とすることにより、
エリアごとに人体の存在を検知する人体検出部とを備
え、エリアの分割数及び分割範囲を変更可能となるよう
に構成する。
【0008】また、広角レンズと、広角レンズを介して
得られた像が結像される画像センサと、画像センサ上に
形成された像に対し、エッジを立てる画像処理部とを備
え、ある画素にエッジを立てるとき、対象画素とその画
素の縦及び横方向に隣接する複数の画素との出力を比較
し、それらの差がどれかひとつでもある閾値以上であれ
ばエッジを立てる処理をするように構成する。
【0009】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、本発明の
実施の形態1における人体検知装置の全体構成図であ
る。図において1は対象となる空間を広範囲に画像とし
て取りこむための画像入力手段、2は画像入力手段1で
取りこまれた画像を1つ、もしくは複数のエリアに分割
するエリア分割部、3はエリア分割部2で分割されたエ
リアごとに人体の存在を検出する人体検知手段である。
【0010】画像入力手段1は、広角レンズ4と画像セ
ンサ5から構成される。また人体検知手段3は、適正画
像判定部6と、画像関連データベース7と、画像処理部
8と、現画像メモリ部9と、直前画像メモリ部10と、
人体検出部11と、元画像更新判定部12と、元画像メ
モリ部13から構成される。
【0011】各部の働きについて説明する。広角レンズ
4によって対象となる空間の広い範囲のイメージ画像
が、マトリックス状に画素が並ぶ画像センサ5上に結像
される。このイメージ画像はエリア分割部2によって分
割され、それぞれのエリアに対応した画素群によって検
知される。ここで対象となる空間における検知エリア
と、エリア分割部2によって分割されたイメージ画像の
断片は一対一に対応している。分割されたイメージ画像
の断片による信号は、人体を検出するのに適した明るさ
の画像であるかどうかを判定するために適正画像判定部
6に送られる。
【0012】画像関連データベース7には蓄積時間とそ
のとき得られる画像の明るさの相関に関するデータが記
憶されており、適正画像判定部6はこのデータを参照し
て適正画像かどうかを判定する。適正と判断された画像
は画像処理部8によってエッジ処理、及び2値化処理さ
れ、現在の画像として現画像メモリ部9に格納される。
同時に今まで現在の画像だった画像は直前の画像として
直前画像メモリ部10に格納される。
【0013】人体検出部11は、2値化された現在画像
データと、背景となる過去のある時点で格納された元画
像データの差分により分割されたそれぞれのエリアにお
ける人の存在を判定する。また、元画像更新判定部12
は、2値化された現在画像データと、直前画像メモリ部
10に格納された直前画像データとの差分に基づいて元
画像データを更新するかどうかを判定する。また元画像
メモリ部13は、人体検出部11の差分の背景画像デー
タとなる2値化された元画像データを格納する。
【0014】次に、図2をもとに本発明による人体検知
装置の制御動作を説明する。図2(a)は下方のイメー
ジを取り込むように天井に設置された人体検知装置を示
したものである。図において14は検知対象面、14a
は小エリア、15は照明器のモジュールである。人体検
知装置は、天井から2[m]下方の検知対象面14にお
いて、3.2[m]x3.2[m]の照明器モジュール
15が最低9個(9.6[m]x9.6[m])納まる
ような視野角を有している。このとき人体検知装置の画
像センサ5の画素数を128x128とすれば、検知対
象面14は最大で128x128個の小エリア14aに
分割することができる。1つの小領域の大きさは平均で
7.5[cm]x7.5[cm]程度となり、細かい検
知が可能である。
【0015】ここで画像センサ5として画像処理機能を
有するもの、例えば人工網膜チップを用いれば、いくつ
か任意の画素に対応する画像をまとめて取りこむことが
可能となる。したがって画像処理機能を有する画像セン
サ5を用いれば、図2(b)に示すようにエリア分割の
境界線16をユーザが自由に設定することができるよう
になり、どんなに複雑なエリア分割も可能となり、その
分割数も1〜128x128の範囲で自由に設定するこ
とが可能となる。
【0016】これによって、例えばオフィスなどのシー
ンにおいて、棚、什器などをよけて、人が活動する範囲
のみを検知するようなエリアの設定が可能である。また
職場毎のブロックを検知するようにエリアを設定し、職
場毎の退社時間の違いなどによる照明器や空気調和機の
ON/OFFをスムーズに制御することができる。さら
にレイアウト変更などに伴う境界線の変更もユーザが簡
単に設定できるというメリットを持っている。またここ
でオフィスを例にとって説明したが、店舗、図書館、工
場など様々なシーンに対応できることは言うまでもな
い。このようにして無駄のない制御により消費電力の低
減や快適性の向上も同時に達成される。
【0017】なおエリア分割部2で分割された後のイメ
ージ画像は、前述のように画像関連データベース7の蓄
積時間とそのとき得られる画像の明るさの相関に関する
データを基に、分割された画像がそれぞれ人体を検出す
るのに適した明るさの画像であるかを適正画像判定部6
で判定する。
【0018】適正画像判定部6では、まずエリア分割部
2で分割されたイメージ画像において、それぞれの平均
輝度値Lを算出する。ここであらかじめ設定された、人
体を検出するのに適した平均輝度値L0との差を算出
し、この差が許容値LA以下であれば平均輝度値Lを適
正値と認め画像処理部8に進む。しかしLとL0の差が
LA以上の場合には、蓄積時間の設定を変更し、あらた
めて画像入力手段1で画像を取りこむことになる。以上
のような制御をLとL0の差がLA以下になるまで繰り
返し行う。
【0019】さらに適正画像判定部6で適正と判断され
た現在の生画像データは、画像処理部8でエッジ処理、
及び2値化処理され、2値化された現在の画像として現
画像メモリ部9に格納され、同時に今まで現在の画像と
して現画像メモリ部9に格納されていた画像が、直前の
画像として直前画像メモリ部10に格納される。次に2
値化された現画像は人体検出部11において、元画像メ
モリ部13に格納されている、背景となる過去のある時
点の元画像データと差分を行い、その結果によりエリア
分割部2で分割されたそれぞれの検知エリアごとに人体
の存在を検出する。2値化された現画像は、さらに元画
像更新判定部12において直前画像メモリ部10に格納
された直前の画像データと差分され、変化がほとんどな
ければ、現在画像によって元画像が更新され元画像メモ
リ部13に格納される。
【0020】以上のように、本発明は、広角レンズを介
して得られた広い範囲のイメージ画像を、画像センサを
用いて分割可能とすることにより、エリアごとに人体の
存在を検知し、さらにそのエリアの分割数及び分割範囲
を変更可能としたので、ユーザが用途・目的に応じて、
対象となる空間から検知エリアを自由に設計できるよう
になり、様々なシーンに対応することが可能になる。ま
た併せて無駄のない制御が可能になり消費電力の低減と
快適性の向上を図ることができる。
【0021】なお上記実施例では画像センサが画像処理
機能を有す場合について述べたが、この画像処理機能を
独立させも良いし、別の機能ブロックに含ませても良
い。
【0022】実施の形態2.図3は、本発明の実施の形
態2における人体検知装置のエッジ処理について説明し
たものである。まず従来のエッジ処理について図4をも
とに説明する。図において16は物体の境界線、ΔXは
画素の大きさ、即ち画素間距離であり、I(n−1)、
I(n)、I(n+1)はそれぞれ横のある一列に隣り合
って並ぶ画素の出力値であり、個々の画素に入射した光
量に比例している。ここで隣接する画素の出力差を画素
の幅で割った値をエッジと定義すると、n−1〜n間の
エッジE(n−1,n)と、n〜n+1間のエッジE
(n,n+1)はそれぞれ次式で表される。 E(n−1,n)=(I(n)−I(n−1))/ΔX E(n,n+1)=(I(n+1)−I(n))/ΔX
【0023】図のケースでは、物体の境界線16を跨ぐ
エッジE(n,n−1)が大きな値をとり、境界線に相
当する画素と判定される。このようにエッジ処理によ
り、物体の境界線に相当する画素のみのエッジ値が大き
くなるため、物体の輪郭を抽出することができる。しか
しながら画像全体が暗い、あるいは対象空間において人
体が遠く離れ、イメージ上において小さな像でしかない
場合は、画素間のチラつき等によるノイズのためエッジ
が立ちにくくなり、人体検知が困難となっていた。
【0024】図3はこのような課題を解決するためのも
ので、対象となる画素の右と下の2画素ずつの出力を比
較し、それらの差がどれか一つでもある閾値以上であれ
ば、その画素にエッジを立てるようにしたものである。
ここでi行j列の画素による出力をI(i,j)で表
し、閾値をThで表すと、 |I(i,j)−I(i+1,j)|>Th |I(i,j)−I(i+2,j)|>Th |I(i,j)−I(i,j+1)|>Th |I(i,j)−I(i,j+2)|>Th のどれか一つが成立した時 I(i,j)=1 いずれも成立しなかった時 I(i,j)=0と
したものである。
【0025】このようにエッジに縦横2画素ずつの重み
を持たせる事により画面が暗い場合、あるいは画素間の
チラつき等によるノイズの影響を受けた場合であっても
物体の輪郭をより高い精度で抽出することができるよう
になる。なお上記実施例では縦横2画素ずつ重み付けを
行う場合について説明したが、重み付けに寄与する画素
の数を増やしても良い。画素のサイズが小さい場合には
重み付けに寄与する画素の数を増やした方が精度は上が
る。またノイズをより確実にカットするために閾値Th
は前記人体を検出するのに適した平均輝度値L0の10
%以上の値に設定する方が良い。
【0026】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
以下のような効果を有す。
【0027】広角レンズを介して得られた広い範囲の画
像を、画像センサを用いて分割可能とすることにより、
エリアごとに人体の存在を検知し、さらにそのエリアの
分割数及び分割範囲を変更可能としたので、ユーザが用
途・目的に応じて、対象となる空間から検知エリアを自
由に設計できるようになり、様々なシーンに対応するこ
とが可能になる。併せて無駄のない制御により消費電力
の低減と快適性の向上を図ることができる。
【0028】また、物体のエッジを検出する際、対象画
素とその画素の縦及び横方向に隣接する複数の画素との
出力を比較し、重みを持たせるようにしたので、物体と
ノイズの区別ができないという課題を解決することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における人体検知手段
の基本構成図である。
【図2】 本発明の実施の形態1における画像入力手段
の検知エリアを示す概念図で、(a)は照明器のモジュー
ルに対応させたもの、(b)は画像センサの画素に対応さ
せたものである。
【図3】 本発明の実施の形態2における人体検知装置
のエッジ処理を説明したものである。
【図4】 従来例の人体検知装置における画像処理部の
エッジ処理の説明図である。
【符号の説明】
1 画像入力手段、 2 エリア分割部、 3 人体
検知手段、4 広角レンズ、 5 画像センサ、 6
適正画像判定部、7 画像関連データベース、 8 画
像処理部、 9 現画像メモリ部、10 直前画像メ
モリ部、 11 人体検出部、 12 元画像更新判
定部、13 元画像メモリ部、 14 検知対象面、
14a 小エリア、15 照明器のモジュール、
16 境界線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 広角レンズと、該広角レンズを介して得
    られた像が結像される画像センサと、該画像センサ上に
    形成された像を分割可能とすることにより、エリアごと
    に人体の存在を検知する人体検出部とを備え、該エリア
    の分割数及び分割範囲を変更可能としたことを特徴とす
    る人体検知装置。
  2. 【請求項2】 広角レンズと、該広角レンズを介して得
    られた像が結像される画像センサと、該画像センサ上に
    形成された像に対し、エッジを立てる画像処理部とを備
    え、ある画素にエッジを立てるとき、対象画素とその画
    素の縦及び横方向に隣接する複数の画素との出力を比較
    し、それらの差がどれかひとつでもある閾値以上であれ
    ばエッジを立てる処理をすることを特徴とする人体検知
    装置。
JP2000096155A 2000-03-31 2000-03-31 人体検知装置 Pending JP2001281351A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010266169A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Mitsubishi Electric Corp 空調制御装置
CN109915927A (zh) * 2018-07-10 2019-06-21 永康市胜时电机有限公司 暖气片供暖水体排水调速平台
JP2021050941A (ja) * 2019-09-20 2021-04-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 検知システム及び機器制御システム

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Effective date: 20040722