JP2008052626A - 浴室異常検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】被監視者の異常判断をする所定の高さ設定を容易に変更することが可能な異常検知システムを提供する。
【解決手段】所定領域を撮像する撮像カメラ１と、撮像カメラ１からの入力信号を画像データに変換するＡ／Ｄ変換部２と、画像データを記憶するメモリ部３と、画像データの処理を行う信号処理部４と、画像内の人Ｂの異常を判断する異常判断部５と、を備えた異常検知システムにおいて、信号処理部４は、撮像された画像から得られる検出データと「人の頭部に関する統計モデル」とを比較演算することによって頭部Ｂ１を検出する頭部検出部４ａと、各検出時間の頭部Ｂ１の状態に基づいて頭部Ｂ１の状態遷移を判断する頭部判断部４ｂと、を備え、異常判断部５は、頭部Ｂ１の状態遷移に基づいて人Ｂの行動を判断する動作判断部５ａと、人Ｂの行動の判断結果に基づいて人Ｂの異常状態を判断し、異常状態の場合に報知する警報報知部５ｂと、を備えた。
【選択図】図１

Description

本願発明は、被監視者の動作の異常を精度よく検知するために、浴室内に設けられる浴室異常検知システムに関する。

従来から、特開２００１−２８３３５８号公報（特許文献１）に示されるように、浴室内に設けられる浴室異常検知システムが知られている。この浴室異常検知システムは、図９に示すように、浴室内を撮像し、撮像により得られる画像データを処理して空間内の異常を検出するものであって、撮像領域を複数の区画に分割し、得られる画像データから区画毎に特性値（例えば、輝度信号又は色差信号の積算値又は平均値）を算出し、さらに区画毎の経時的変化を演算してその区画が動作区画か静止区画かの判断を行う。そして、動作区画と判断した区画数が所定値以下の状態が一定時間経過した場合は異常状態と判断している。ここで、シャワー又はバスタブに貯めた湯の揺らぎなどの存在により、人の動きがあると誤検知してしまうことで異常状態を検出することができないという問題がある。そこで、例えば図１０に示すような浴室の場合、浴槽エリア１３では水面の揺らぎによる外乱を防ぐために区画数を少なくし、一方、ドアエリア５は特に外乱となる要素が存在しないので区画数を多くし、検出精度の向上を図っている。また、浴槽エリア１３では演算周期を長く設定して水面の揺らぎ等の外乱の影響を防止し、一方、洗い場エリア１４では人は頻繁に動くので演算周期を短く設定して、検出精度の向上を図っている。
特開２００１−２８３３５８号公報

しかしながら、上記従来例である浴室異常検知システムにあっては、水面の揺らぎによる外乱が発生する浴槽エリア１３については区画数を少なくすることで、外乱による影響を低減しているが、人が浴槽に入っている状態において意識喪失などによって水没した場合には、異常検知が十分に行うことができないものであった。

また、洗い場エリア１４においては演算周期を短く設定して人の異常判断精度の向上を図っているが、洗い場エリア１４までシャワーが入ってくることが考えられ、シャワーによって動作区画と判断されることで、シャワーを出したまま倒れている場合等では適切な人の異常検出ができないものでもあった。

このように、区画数、演算周期を領域別に設定することでは十分な外乱発生の防止とはならず、異常検出精度の信頼性が十分に確保できていないという問題点があった。

本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その目的は、人以外の動作する物による外乱に対して、領域毎に検知精度を変更することなく、人の動きを的確に判断して異常検知を早期に精度よく行うことができる浴室異常検知システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明では、所定領域を撮像する撮像カメラと、撮像カメラからの入力信号を画像データに変換するＡ／Ｄ変換部と、画像データを記憶するメモリ部と、画像データの処理を行う信号処理部と、撮像された画像内の人の異常を判断する異常判断部と、を備えた浴室異常検知システムにおいて、信号処理部は、前記所定領域内の撮像された画像から得られるデータによって頭部を検出する頭部検出部と、頭部検出部によって検出された各検出時間の頭部の状態に基づいて頭部の状態遷移を判断する頭部判断部と、を備え、異常判断部は、頭部判断部で判断された頭部の状態遷移に基づいて人がどのような動作をしているかの判断を行う動作判断部と、動作判断部での判断結果に基づいて人の異常状態を判断し異常状態の場合に報知する警報報知部と、を備えるものであることを特徴としている。

本願請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の浴室異常検知システムにおいて、信号処理部は、撮像される所定領域を複数の検知領域に分割設定する領域分割設定部と、どの検知領域に人が存在するかの特定を行う検知領域判断部と、を備え、警報報知部は、検知領域判断部で特定された人が存在する検知領域と、動作判断部で判断された人の動作内容と、に基づいて人の異常状態の判断を行うことを特徴としている。

本願請求項３記載の発明では、上記請求項２記載の浴室異常検知システムにおいて、領域分割設定部は、浴槽の縁と平行に区切られた検知領域を洗い場側に浴槽と隣接して設定することを特徴としている。

本願請求項４記載の発明では、上記請求項１乃至３のいずれか一項に記載の浴室異常検知システムにおいて、検知領域判断部は、頭部判断部によって算出された人の頭部の大きさを用いて撮像カメラから移動体までの距離を算出することによってどの検知領域に人が存在するかの特定を行うことを特徴としている。

本願請求項５記載の発明では、上記請求項１乃至４のいずれか一項に記載の浴室異常検知システムにおいて、信号処理部は、撮像される所定領域の人以外の固定物を予め設定する固定物設定部を備え、動作判断部は、固定物設定部によって設定された固定物との関係による頭部の面積変化より、人がどのような動作をしているかの判断を行うことを特徴としている。

本願請求項６記載の発明では、上記請求項１乃至５のいずれか一項に記載の浴室異常検知システムにおいて、警報報知部は、頭部の静止時間を予め設定されている静止時間閾値と比較することによって異常判断することを特徴としている。

本願請求項７記載の発明では、上記請求項１乃至６のいずれか一項に記載の浴室異常検知システムにおいて、警報報知部は、頭部全体が検出されなくなった時間を予め設定されている全体検出時間閾値と比較することによって異常判断することを特徴としている。

本願請求項８記載の発明では、上記請求項６又は７記載の浴室異常検知システムにおいて、警報報知部は、動作判断部による人がどのような動作をしているかの判断結果に基づいて、予め設定されている静止時間閾値及び全体検出時間閾値の変更が可能であることを特徴としている。

本願請求項１記載の発明の浴室異常検知システムにおいては、撮像された画像データによって頭部を検出し、各検出時間の頭部の状態に基づいて頭部の状態遷移を追跡することによって人がどのような動作をしているかの判断をして人の異常状態の判断を行うことができるため、検知領域毎の特性に応じた区画数、演算周期などの設定を行う必要がなく、人以外の動作する物による外乱によって検知精度が低下することを防ぐことができる。

本願請求項２記載の発明の浴室異常検知システムにおいては、特に、撮像される所定領域を複数の検知領域に分割して異常判断することができるので、各検知領域の特性に応じた人の正常な動作を予測することができ、異常検知の精度を高めることができる。

本願請求項３記載の発明の浴室異常検知システムにおいては、特に、浴槽の縁と平行に区切られた検知領域を洗い場側に浴槽と隣接して設定することで、人が洗い場で倒れる場合の浴槽に頭部が隠れる直前の頭部の動きを検知することが可能であるので、確実に人が倒れる動作をとらえることによる精度の高い異常検知ができる。

本願請求項４記載の発明の浴室異常検知システムにおいては、特に、検出された人の頭部の大きさより、撮像カメラから人までの奥域距離を算出することができるので、測距センサやステレオカメラなどの奥域距離を測定することが可能なシステムを用いることなく、通常の撮像カメラによって撮像カメラからの奥域距離の算出が可能となり、本システムを簡易なものにすることができる。

本願請求項５記載の発明の浴室異常検知システムにおいては、特に、固定物を予め設定することによって、固定物に対する人の頭部の面積変化を算出することができるので、頭部が固定物に隠れる場合と人の腕などの他の部分に隠れる場合とを区別して検知することが可能であり、固定物である浴槽との関係による頭部の面積変化によって、人が浴槽に沈む異常を検知することも可能となるので、異常検知の精度を高めることができる。

本願請求項６記載の発明の浴室異常検知システムにおいては、特に、人の頭部の静止時間を予め設定されている静止時間閾値と比較することにより異常判断を行うため、人がリラックス状態で頭部が静止している状態と異常状態で頭部が静止している状態との区別を静止時間の違いによって判断することができるので、異常検知の精度を高めることができる。

本願請求項７記載の発明の浴室異常検知システムにおいては、特に、頭部全体が検出されない時間を予め設定されている全体検出時間閾値と比較することにより異常判断を行うため、浴槽に水没し頭部の一部が隠れた場合などの緊急性の高い異常状態を早急に判断することができる。

本願請求項８記載の発明の浴室異常検知システムにおいては、特に、人の動作に基づいて、予め設定されている静止時間閾値及び全体検出時間閾値を変更することができるので、様々な動作パターンに対応した異常検知ができる。

図１〜８は、本願発明の実施形態である浴室異常検知システムを示している。図１に示すように、所定領域を撮像する撮像カメラ１と、撮像カメラ１からの入力信号を画像データに変換するＡ／Ｄ変換部２と、画像データを記憶するメモリ部３と、画像データの処理を行う信号処理部４と、撮像された画像内の人Ｂの異常を判断する異常判断部５と、を備えた浴室異常検知システムＡにおいて、信号処理部４は、前記所定領域内の撮像された画像から得られるデータによって頭部Ｂ１を検出する頭部検出部４ａと、頭部検出部４ａによって検出された各検出時間の頭部Ｂ１の状態に基づいて頭部Ｂ１の面積や重心位置の異動等の状態遷移を判断する頭部判断部４ｂと、を備え、異常判断部５は、頭部判断部４ｂで判断された頭部Ｂ１の状態遷移に基づいて人Ｂがどのような動作をしているかの判断を行う動作判断部５ａと、動作判断部５ａでの判断結果に基づいて人Ｂの異常状態を判断し、異常状態の場合に報知する警報報知部５ｂと、を備えるものであって、信号処理部４は、撮像される所定領域を複数の検知領域に分割設定する領域分割設定部４ｃと、どの検知領域に人Ｂが存在するかの特定を行う検知領域判断部４ｄと、を備え、警報報知部５は、検知領域判断部４ｄで特定された人が存在する検知領域と、動作判断部５ａで判断された人の動作内容と、に基づいて正常な動作であるか否かの判断を行うものであり、領域分割設定部４ｃは、浴槽Ｃの縁と平行に区切られた検知領域を洗い場側に浴槽Ｃと隣接して設定する。

また、検知領域判断部４ｄは、頭部判断部４ｂで算出された人Ｂの頭部Ｂ１の大きさを用いて撮像カメラ１から人Ｂまでの距離を算出することによって人Ｂの存在することによってどの検知領域に人が存在するかの特定を行う。

さらに、信号処理部４は、撮像される所定領域の人Ｂ以外の固定物を予め設定する固定物設定部４ｅを備え、動作判断部５ａは、固定物設定部４ｅによって設定された固定物との関係による頭部Ｂ１の面積変化より、人Ｂがどのような動作をしているかの判断を行うものである。また、警報報知部５ｂは、頭部Ｂ１の静止時間を予め設定されている静止時間閾値と比較することによって異常判断する。また、頭部全体が検出されなくなった時間を予め設定されている全体検出時間閾値と比較することによって異常判断を行う。また、警報報知部５ｂは、動作判断部５ａによる人Ｂがどのような動作をしているかの判断結果に基づいて、予め設定されている静止時間閾値及び全体検出時間閾値の変更が可能である。

以下、この実施形態の異常検知システムを、より具体的詳細に説明する。図１に示す例は、浴室内で入浴する人の異常を検知するシステムであり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などを用いた撮像カメラ１は浴室内の側壁部分に取り付けられ概略横方向に撮像される。撮像された映像信号は画像全体の明るさに従ってゲインが調整され、Ａ／Ｄ変換部２によってデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号はメモリ部３に格納され、組み込みマイコン及びＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などで構成されている信号処理部４と異常判断部５によって高度な判別処理を適宜行うことで、人Ｂがどのような動作を行っているかの判断処理を行う。撮像される画像から頭部Ｂ１か否かを高精度で判定できるように画像の解像度は縦横１６ピクセル以上のものが望ましい。また、画像データは時系列に従ってフレーム毎に処理が行われるので、人Ｂや物体の動きを正確に捉えるためには、１秒間あたり１０フレーム以上の取り込み速度で画像が入力されることが望ましい。

図１に示すように、撮像カメラ１は浴槽Ｃの存在する側の壁に取り付けられ、概略横方向に一定の画角で撮像する。撮像の中央、上部、横側には浴室の対向の壁、ドアＤが映るようにし、撮像下部には浴槽Ｃが映るようにし、洗い場の床面は撮像された浴槽Ｃに隠れて見えないように、撮像カメラ１の設置の高さと角度を決定する。

また、浴室異常検知システムＡには通信インターフェイスを備えることも可能であり、例えば、初期の施工時にはノートパソコンや専用のタッチパネル式のモニタ機器等を本システムに接続し、撮像カメラ１で撮像される画像をノートパソコンやモニタ機器等によって確認することができる。よって、撮像カメラ１の設置時には、実際に撮像される画像をノードパソコンやモニタ機器等によって確認しながら、適切な範囲に浴室内が撮像されるように撮像カメラ１の撮像方向を調整することができる。

さらに、本システムが人Ｂの動作を適切に判断するために、撮像される領域を分割して、それぞれ分割した検知領域に対して異常判断を行う。定義される検知領域は、例えば図２に示すようなドアＤが撮像カメラ１の正面にある場合、浴室のドアＤが開閉する入口検知領域α、洗い場で身体を洗浄する洗い場■検知領域β及び洗い場■検知領域γ、浴槽検
知領域δの４つに分割することができる。

ここで、分割設定される検知領域は、人Ｂが浴槽Ｃ内に存在する場合と洗い場に存在する場合を区別して判断する必要があるため、浴槽Ｃの縁と平行に区切られた検知領域を洗い場側と浴室側に分割して設定する必要がある。さらには、洗い場で人Ｂが倒れる場合に、倒れ込んで浴槽Ｃに頭部Ｂ１が隠れる直前の頭部Ｂ１の動きを的確に検知するために、浴槽Ｃの縁と平行に区切られた検知領域を洗い場側に浴槽Ｃと隣接して設定する必要もあるため、例えば図２に示すように、洗い場側には洗い場■検知領域γ、浴槽側には浴槽検
知領域δが領域分割設定部４ｃによって設定される。

この検知領域の分割設定については、浴室異常検知システムＡに接続されたノートパソコンやモニタ機器等を用いて行うことができる。ノートパソコンやモニタ機器等に予めインストールされている専用のソフトウェアを用いて撮像されている画面上に表示される縦横に分割されたグリッド状の領域を選択することによって行う。このことによって、実際に撮像されている画像を見ながら検知領域の設定を行うことができるので、様々なレイアウトの浴室に対応することが可能であり、ユーザの使用形態に応じた設定も可能である。この設定された検知領域のデータは領域分割設定部４ｃに格納される。ただし、浴槽Ｃの縁と平行に区切られた洗い場側と浴槽側の検知領域（図２に示す洗い場■検知領域γと浴
槽検知領域δ）は自動で設定される。

なお、ドアＤが撮像カメラ１から見て側面にある場合には、図３に示すような領域分割ができる。

次に、浴室異常検知システムＡの動作について説明する。浴室異常検知システムＡは浴室内照明又は浴室外の人感センサ等と連動させることができ、浴室内の照明を点灯するか、人感センサが人Ｂを検知すると浴室異常検知システムＡが稼動する。図４に示すように、浴室異常検知システムＡが稼動すると、撮像カメラ１によって撮像された人Ｂが居ない浴室が背景画像として固定物設定部４ｅに記憶される（Ｓ１００）。この場合、固定物である浴槽Ｃ、手すり等が自動で画像より抽出され記憶されるが、ノートパソコンやモニタ機器等を用いて撮像される画像を見ながら手動で固定物を予め設定し、固定物設定部４ｅに記憶させることもできる。

その後、人Ｂが浴室に隣接する脱衣場などの部屋から浴室のドアＤを開け、浴室に入室する。画像内で浴室のドアＤが開閉する領域は、入口検知領域αとして予め設定され領域分割設定部４ｃに格納されているが、撮像画像内に頭部Ｂ１が検出されない状態から、入口検知領域αに頭部Ｂ１が一定時間検出される状態に遷移したときに、入室したとの判断を行う。

具体的には、図４に示すように、頭部検出部４ａにおいて、撮像された一又は複数の画像は、色情報、輝度情報、動き情報に分けられ（Ｓ１０１）、これらの各情報は人Ｂ以外の小さな物体の存在や動き、照明の変化などのノイズ要因を除去するために、画像中の極端に小さな物体や極端に輝度の高いピクセルなどはノイズとみなして、周囲ピクセルとの平均化処理などのノイズ除去が行われる（Ｓ１０２）。このノイズ除去された検出データと予めメモリ部３に格納されている「人の頭部に関する統計モデル」とを比較演算することによって頭部Ｂ１の検出を行う（Ｓ１０４）。ここで、「人の頭部に関する統計モデル」とは、実際の多数の頭部を撮像して得られた頭部の特徴モデルのことをいい、頭部の前、後、横等の各方向から撮像されたものなどを用いたものである。頭部検出部４ａによって頭部Ｂ１が検出されると、頭部判断部４ｂにおいて、頭部Ｂ１の重心と面積が算出される（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。さらに、頭部Ｂ１の重心が各フレーム画像で求められるので、頭部Ｂ１の画像平面内での移動方向を算出することができ、頭部Ｂ１の面積の変化を算出すること、すなわち面積が小さい場合には撮像カメラ１から遠い位置に人Ｂが存在し、面積が大きい場合には撮像カメラ１から近い位置に人Ｂが存在することより、撮像カメラ１からの奥域距離の変化を算出することができるので、頭部Ｂ１の浴室内での状態遷移を三次元に判断することができる（Ｓ１０７）。頭部判断部４ｂによって得られる頭部Ｂ１の状態遷移と領域分割設定部４ｃに格納されている検知領域のデータを用いて、検知領域判断部４ｄで頭部Ｂ１の存在する検知領域の判断が行われ（Ｓ１０８）、動作判断部５ａに判断結果を通知する。

よって、入室判断時においては、撮像画像内に頭部Ｂ１が検出されない状態から、例えば図２に示すような入口検知領域αに頭部Ｂ１が一定時間検出される状態に遷移する。この場合、入口検知領域αと洗い場■検知領域βは横方向から撮像される画像では重なって
いるので、頭部Ｂ１の面積による撮像カメラ１からの奥域距離を算出することによって、入口検知領域αと洗い場■検知領域βのいずれに頭部Ｂ１が存在しているかの判断を行う
ことができる。さらに、頭部Ｂ１が入口検知領域αから洗い場■検知領域βに移動したこ
とが動作判断部５ａによって判断されれば、人Ｂが入室したことがより高い確率で判断されることになる。

一方、退室判断については、人Ｂは浴室での活動を終えると、浴室のドアＤを開けて隣接する脱衣場等の部屋へ移動する。このとき撮像カメラ１が撮像する画像は、頭部Ｂ１が入口検知領域αで検知されている状態から、頭部Ｂ１がドアＤ及び壁に隠れていき、頭部Ｂ１の面積が小さくなりその後検知されなくなる。この検知されなくなる直前の頭部Ｂ１の位置が入口検知領域αであり、頭部Ｂ１の移動方向がドアＤに向かっており、頭部Ｂ１がドアＤとの関係で面積が減少しているのであれば、人Ｂが退室した可能性があるとの判断ができ、さらに一定時間継続して頭部Ｂ１が検出されない場合に、人Ｂが退室したと判断することができる。このとき浴室異常検知システムＡを待機状態として、浴室照明を消灯した場合に連動して本システムを停止することもできる。

浴室在室中においては、シャワー、浴槽Ｃの水面の揺らぎ、洗面器等の人Ｂ以外の物体の動きがあった場合に、検出されるデータと予めメモリ部３に格納されている「人の頭部に関する統計モデル」を比較演算することによって（Ｓ１０４）、適切にそれが人Ｂの頭部Ｂ１ではないことが判断されることとなり、誤検知を防止することができる。

また、人Ｂは浴室在室中では、図２に示す洗い場■検知領域β、洗い場■検知領域γ、
浴槽検知領域δに存在することが考えられる。人Ｂが洗い場に存在する場合は、頭部Ｂ１は洗い場■検知領域β又は洗い場■検知領域γに存在することになる。頭部Ｂ１が浴槽Ｃ
に隠れてしまう場合には、動作判断部５ａにおいて、予め固定物設定部４ｅに格納されている浴槽Ｃのデータと、頭部判断部４ｄから通知される頭部Ｂ１の面積が変化している状態遷移のデータと、を用いて浴槽Ｃに頭部Ｂ１が隠れたことを判断することができる。また、隠れる瞬間に頭部Ｂ１の周辺には浴槽Ｃの縁の部分の直線形状が現れるので、頭部Ｂ１付近で直線形状を抽出する処理を付加しておくことによって、浴槽Ｃに頭部Ｂ１が隠れたことを判断することもできる。

次に、人Ｂが異常であることの判断方法について説明する。例えば、人Ｂが洗い場に存在する場合に、床に倒れ込む又は低くうずくまるといった状態が異常状態として考えられる。人Ｂは洗い場で身体を洗う等の動作を行っている間は、頭部Ｂ１は領域分割設定部４ｃに予め設定し格納されている洗い場の上部（図２に示す洗い場■検知領域β）に検出さ
れている。人Ｂが何らかの異常により洗い場に倒れ込む場合には、まず頭部Ｂ１が洗い場の下部（図２に示す洗い場■検知領域γ）へ移動し、その後、頭部Ｂ１が床付近に下降し
ていく。頭部Ｂ１は固定物である浴槽Ｃに隠れていき、頭部Ｂ１の面積が減少していくことよって倒れていく人Ｂの動作の判断を行うことができる。その後、頭部Ｂ１は浴槽Ｃに隠れることで検出されなくなる。図５に示すように、動作判断部５ａは、頭部判断部４ｂより取得する頭部Ｂ１の面積減少を含む状態遷移のデータと、検知領域判断部４ｄより取得する頭部Ｂ１の存在する検知領域のデータと、を浴室で起こりえる多数の動作内容を予め格納されている動作内容テーブルと照合することによって人Ｂの動作内容の判断を行うことができる（Ｓ２００）。ここで、頭部Ｂ１が洗い場での倒れこみの遷移であるとの判断がされた場合、警報報知部５ｂは、動作判断部５ａより洗い場での倒れこみの遷移であること及び頭部Ｂ１が検出されていないことの通知を受けて異常判断用のタイマーを開始し（Ｓ２０１）、予め保持テーブル５ｃに設定し格納されている全体検出時間閾値を越えた場合に異常であるとの判断を行い、発報する（Ｓ２０２）。警報報知部５ｂによる発報を受けて、例えば、音声での声がけ、アラーム警報出力、ランプ点灯など様々な形態の外部出力部７を用いることによって異常が発生したことを外部に通報することができる。

また、人Ｂが浴槽Ｃ内に存在する場合に、浴槽Ｃ内の湯に沈んでいく状態が異常状態として考えられる。この場合、頭部Ｂ１は全体が検出されている状態より、頭部Ｂ１の下部が検出されなくなり上部のみが検出される状態、又は頭部全体が検出されない状態となる。この場合も図６に示すように、動作判断部５ａは、頭部判断部４ｂより取得する頭部Ｂ１の固定物である浴槽の縁との関係による面積減少を含む状態遷移のデータと、検知領域判断部４ｄより取得する頭部Ｂ１が浴槽Ｃ内に存在する検知領域のデータと、を浴室で起こりえる多数の動作内容を予め格納されている動作内容テーブルと照合することによって人Ｂの動作内容の判断を行うことができる（Ｓ２０３）。ここで、頭部Ｂ１が浴槽Ｃ内の湯に沈んでいく遷移であると判断された場合、警報報知部５ｂは、動作判断部５ａより浴槽Ｃ内の湯に沈んでいく遷移であること及び頭部Ｂ１の下部又は全体が検出されていないことの通知を受けて異常判断用のタイマーを開始し（Ｓ２０４）、予め保持テーブル５ｃに設定し格納されている全体検出時間閾値を越えた場合に異常であるとの判断を行い、発報する（Ｓ２０５）。

さらに、人Ｂが浴槽Ｃ内に存在する場合には、浴槽Ｃ内の湯に沈んでいくことなく、そのまま静止した状態で異常が発生していることも考えられる。また、浴槽Ｃ内でリラックスしていることによって頭部Ｂ１が一定時間動作しない場合も考えられる。この場合には、図７に示すように、動作判断部５ａによって頭部Ｂ１が浴槽Ｃ内で静止状態となったことを判断し（Ｓ２０６）、頭部Ｂ１が静止状態となった場合には、警報報知部５ｂに通知される。警報報知部５ｂでは、異常判断用のタイマーを開始し（Ｓ２０７）、予め保持テーブル５ｃに設定し格納されている静止時間閾値を越えた場合に異常であるとの判断を行い、発報する（Ｓ２０８）。この静止時間閾値によって、異常状態とリラックス状態の静止時間を区別し、誤検知を防止することができる。

ここで、人Ｂの浴室内での動作は様々な状況が考えられるため、異常状態に至る動作パターンも様々であり、さらに異常と判断するための全体検出時間閾値及び静止時間閾値も動作パターンによってそれぞれ異なる値とすることが必要である。そこで、保持テーブル５ｃには動作パターンに応じた閾値を格納しておき、動作判断部５ａにおいて判断された動作パターンによって使用する閾値を選択することで、さらに異常検出の精度を向上させることができる。また、ユーザ設定部８によって予め各ユーザの固有の閾値を設定及び変更をすることによって、各ユーザに応じた異常判断を行うことが可能となり、誤検知を低減することもできる。

図８に示すように、警報報知部５ｂにおいて、予め起こりえる動作内容に対してそれぞれ緊急レベルを設定して緊急性判断テーブルとして格納しておき、動作判断部５ａで判断された人Ｂの動作内容（Ｓ３００）の通知を受けて、通知された動作内容と緊急性判断テーブルとの比較を行うことによって緊急レベルの判定を行い（Ｓ３０１）、緊急性の低い動作内容であると判断された場合には予備警報の発報を行うこともできる（Ｓ３０２）。

また、浴室異常検知システムＡと心拍センサなどの生体センサ９とを連動させることによって、生体センサ９が正常な値を取得している場合には、異常判断条件を変更したり、異常と判断させない制御を行うことによって、誤検知を低減することもできる。

したがって、撮像された画像データと「人の頭部に関する統計モデル」とを比較演算することによって頭部を検出し、各検出時間の頭部の状態に基づいて頭部の状態遷移を追跡することによって人がどのような動作をしているかの判断をして人の異常状態の判断を行うことができるため、検知領域毎の特性に応じた区画数、演算周期などの設定を行う必要がなく、人以外の動作する物による外乱によって検知精度が低下することを防ぐことができる。

さらに、撮像される所定領域を複数の検知領域に分割して異常判断することができるので、各検知領域の特性に応じた人Ｂの正常な動作を予測することができ、異常検知の精度を高めることができ、浴槽の縁と平行に区切られた検知領域を洗い場側に浴槽と隣接して設定することで、人が洗い場で倒れる場合の浴槽に頭部が隠れる直前の頭部の動きを検知することが可能であるので、確実に人が倒れる動作をとらえることによる精度の高い異常検知ができる。

しかも、検出された人Ｂの頭部Ｂ１の大きさより、撮像カメラ１から人Ｂまでの奥域距離を算出することができるので、測距センサやステレオカメラなどの距離を測定することが可能なシステムを用いることなく、通常の撮像カメラ１によって距離の算出が可能となり、本システムを簡易なものにすることができる。

また、固定物を予め設定することによって、固定物に対する人の頭部の面積変化を算出することができるので、頭部が固定物に隠れる場合と人の腕などの他の部分に隠れる場合とを区別して検知することが可能であり、固定物である浴槽との関係による頭部の面積変化によって、人が浴槽に沈む異常を検知することも可能となるので、異常検知の精度を高めることができる。

そして、人Ｂの頭部Ｂ１の静止時間を予め設定されている静止時間閾値と比較することにより異常判断を行うため、人Ｂがリラックス状態で頭部Ｂ１が静止している状態と異常状態で頭部Ｂ１が静止している状態との区別を静止時間の違いによって判断することができ、頭部全体が検出されない時間を予め設定されている全体検出時間閾値と比較することにより異常判断を行うため、浴槽Ｃに水没し頭部Ｂ１の一部が隠れた場合などの緊急性の高い異常状態を早急に判断することができる。しかも、人の動作に基づいて、予め設定されている静止時間閾値及び全体検出時間閾値を変更することができるので、様々な動作パターンに対応した異常検知が可能である。

また、異常状態の緊急性のレベルを予め設定し緊急性の低い動作の場合に予備警報を発することができるので、緊急性の高い異常状態の発生を未然に通知することが可能となり、重大な事故の未然防止を図ることができる。

さらに、浴室異常検知システムＡは、照明、ジェットバス、換気扇等の浴室内の他の機器と連動させることも可能であり、このことにより、人の異常状態を検知するだけではなく、人が浴室に入室したことを判断し、特別な操作を必要とせずとも、これらの機器を起動したり運転モードを切換えたりすることができるので、浴室の快適性を向上させることも可能となる。

本願発明の第１の実施形態である浴室異常検知システムの全体システム構成図である。 同浴室異常検知システムの撮像カメラ１の撮像範囲を複数の領域に分離識別し各領域を側壁からみてあらわした概略側面図である。 同浴室異常検知システムの撮像カメラ１の撮像範囲を複数の領域に分離識別し各領域を側壁からみてあらわした別構成の概略側面図である。 同浴室異常検知システムにおける異常判断フローをあらわすフローチャートである。 同浴室異常検知システムにおける異常判断フローをあらわすフローチャートである。 同浴室異常検知システムにおける異常判断フローをあらわすフローチャートである。 同浴室異常検知システムにおける異常判断フローをあらわすフローチャートである。 同浴室異常検知システムにおける人の動作内容に応じた異常状態の緊急性判断フローをあらわすフローチャートである。 従来例である浴室異常検知システムにおける異常判断フローをあらわすフローチャートである。 同浴室異常検知システムの撮像範囲を複数の領域に分離識別し各領域を天井からみてあらわした平面図である。

符号の説明

Ａ 浴室異常検知システム
Ｂ 人
Ｂ１ 頭部
Ｃ 浴槽
Ｄ ドア
１ 撮像カメラ
２ Ａ／Ｄ変換部
３ メモリ部
４ 信号処理部
４ａ 頭部検出部
４ｂ 頭部判断部
４ｃ 領域分割設定部
４ｄ 検知領域判断部
４ｅ 固定物設定部
５ 異常判断部
５ａ 動作判断部
５ｂ 警報報知部
５ｃ 保持テーブル
７ 外部出力部
８ ユーザ設定部
９ 生体センサ

Claims (8)

1. 所定領域を撮像する撮像装置と、画像データを記憶するメモリ部と、画像データの処理を行う信号処理部と、撮像された画像内の人の異常を判断する異常判断部と、を備えた異常検知システムにおいて、信号処理部は、撮像装置より得られる画像データによって頭部を検出する頭部検出部と、頭部検出部によって検出された各検出時間の頭部の状態に基づいて頭部の状態遷移を判断する頭部判断部と、を備え、異常判断部は、頭部判断部で判断された頭部の状態遷移に基づいて人がどのような動作をしているかの判断を行う動作判断部と、動作判断部での判断結果に基づいて人の異常状態を判断し異常状態の場合に報知する警報報知部と、を備えるものであることを特徴とする浴室異常検知システム。
2. 信号処理部は、撮像される所定領域を複数の検知領域に分割設定する領域分割設定部と、どの検知領域に人が存在するかの特定を行う検知領域判断部と、を備え、警報報知部は、検知領域判断部で特定された人が存在する検知領域と、動作判断部で判断された人の動作内容と、に基づいて人の異常状態の判断を行うことを特徴とする請求項１記載の浴室異常検知システム。
3. 領域分割設定部は、浴槽の縁と平行に区切られた検知領域を洗い場側に浴槽と隣接して設定することを特徴とする請求項２記載の浴室異常検知システム。
4. 検知領域判断部は、頭部判断部によって算出された人の頭部の大きさを用いて撮像カメラから移動体までの距離を算出することによってどの検知領域に人が存在するかの特定を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の浴室異常検知システム。
5. 信号処理部は、撮像される所定領域の人以外の固定物を予め設定する固定物設定部を備え、動作判断部は、固定物設定部によって設定された固定物との関係による頭部の面積変化より、人がどのような動作をしているかの判断を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の浴室異常検知システム。
6. 警報報知部は、頭部の静止時間を予め設定されている静止時間閾値と比較することによって異常判断することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の浴室異常検知システム。
7. 警報報知部は、頭部全体が検出されなくなった時間を予め設定されている全体検出時間閾値と比較することによって異常判断することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の浴室異常検知システム。
8. 警報報知部は、動作判断部による人がどのような動作をしているかの判断結果に基づいて、予め設定されている各動作内容の静止時間閾値と全体検出時間閾値の両方またはいずれか一方を選択して異常判断を行うことを特徴とする請求項６又は７記載の浴室異常検知システム。

Images