JP2010147001A - Posture detection device of person, and illumination system equipped with posture detection device - Google Patents

Posture detection device of person, and illumination system equipped with posture detection device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect whether each person is in a supine position, even in case a plurality of people exist in a detection area, in a posture detection device and an illumination system equipped with the posture detection device. <P>SOLUTION: A memory device memorizing a background image taken by an imaging device when nobody is in an imaging area, is provided, a rectangle shape in externally contact with an image block in a difference image between the background image memorized in the memory device and a real-time image imaged in real time is calculated (S21), and a person in the real-time image is detected whether he/she is in a supine position or not, based on a dimensional ratio of vertical and horizontal sizes of the rectangle shape (S23 to S26). With this, even if a plurality of people exist in a detection area of the device, each person can be accurately detected whether he/she is in a supine position or not. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、人の姿勢を検出する姿勢検出装置、及びその姿勢検出装置を備えた照明システムに関する。   The present invention relates to a posture detection device that detects the posture of a person and a lighting system including the posture detection device.

従来から、居室の天井などに設置された画像センサが、撮像デバイスにより撮像した画像を用いて、室内における人の有無や人の位置を検出し、この画像センサからの検出結果に基いて室内の各照明器具に対する点滅・調光等の制御を行う照明システムが知られている。これらの撮像デバイスにより撮像された画像を用いた人体の検出処理は、一般的に一定の時間間隔を空けて撮像した２つ以上の画像を比較して、変化のある部分、すなわち移動しているとみなせる一定の画素の塊を特定することによって行われる。   Conventionally, an image sensor installed on the ceiling of a living room detects the presence or absence of a person and the position of a person using an image captured by an imaging device, and based on the detection result from the image sensor, 2. Description of the Related Art Lighting systems that control blinking and dimming for each lighting fixture are known. In human body detection processing using images captured by these imaging devices, in general, two or more images captured at a certain time interval are compared, and a portion having a change, that is, a movement is detected. This is done by specifying a certain block of pixels that can be considered as a pixel block.

しかしながら、上記従来の画像センサを用いた照明システムでは、検出できるのが人の有無や人の位置といった情報であるため、画像センサの検出範囲内（撮像デバイスの撮像エリア内）に複数の人が存在する場合には、それらの人が臥位であるか否かを検出することができない。ここで、臥位の人は、就寝中又は休んでいる状態であると考えられるため、臥位の人には眩しさを与えずにリラックスさせる必要があるが、臥位でない人（非臥位の人）は作業中であると考えられるため、非臥位の人には作業に必要な照度を与える必要がある。従って、画像センサが、人体が臥位であるか否かを検出することができれば、画像センサの検出範囲内に存在する人の状態に応じた照明を行うことが可能になる。   However, in the illumination system using the conventional image sensor, since information such as the presence / absence of a person and the position of a person can be detected, a plurality of people are within the detection range of the image sensor (in the imaging area of the imaging device). If it exists, it cannot be detected whether or not those persons are in a prone position. Here, since the person in the supine position is considered to be sleeping or resting, it is necessary to relax without giving glare to the person in the supine position. It is necessary to give the illuminance necessary for the work to the non-recumbent person. Therefore, if the image sensor can detect whether or not the human body is in a supine position, it is possible to perform illumination according to the state of the person existing within the detection range of the image sensor.

これに対して、人感センサ（焦電型の赤外線センサ）を用いた照明システムの分野では、所定の高さに取り付けた人感センサ（焦電型の赤外線センサ）を用いて人が起き上がったことを検出し、人が起き上がったときに、照明を点灯させるようにした照明器具が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、この照明器具では、センサの検出範囲内に複数の人が存在する場合には、どの人が起きているかを判別することができず、それぞれの人の状態に応じた照明を行うことができない。   On the other hand, in the field of lighting systems using human sensors (pyroelectric infrared sensors), people are awakened using human sensors (pyroelectric infrared sensors) mounted at a predetermined height. There is known a luminaire that detects this and turns on the illumination when a person gets up (see Patent Document 1). However, in this luminaire, when there are a plurality of people within the detection range of the sensor, it is impossible to determine which one is awake, and it is possible to perform illumination according to the state of each person. Can not.

また、上記の人感センサを用いた照明システムの分野において、壁面に複数設けられたセンサで鉛直方向に分割された異なる範囲で人体を検知し、天井面又は床面に複数設けられたセンサで水平方向に分割された異なる範囲で人体を検知する制御システムが知られている（特許文献２参照）。この制御システムを照明システムに適用することにより、人体の高さを含めた人体の位置を検出して、人のいないところを低い照度にすることができる。しかしながら、この制御システムを照明システムに適用したとしても、人が臥位であるか否かを正確に検出することは難しい。特に、センサの検出範囲内に複数の人が存在する場合には、それぞれの人が臥位であるか否かを正確に検出することは不可能である。
特開２００１−２８４０６４号公報 特開２００８−３２２７２号公報 Further, in the field of lighting systems using the above human sensor, a human body is detected in different ranges divided in the vertical direction by a plurality of sensors provided on the wall surface, and a plurality of sensors are provided on the ceiling surface or floor surface. A control system that detects a human body in different ranges divided in the horizontal direction is known (see Patent Document 2). By applying this control system to a lighting system, it is possible to detect the position of the human body including the height of the human body and to reduce the illuminance in a place where there is no person. However, even if this control system is applied to a lighting system, it is difficult to accurately detect whether or not a person is lying down. In particular, when there are a plurality of persons within the detection range of the sensor, it is impossible to accurately detect whether or not each person is in a supine position.
JP 2001-284064 A JP 2008-32272 A

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、検出範囲内に複数の人が存在する場合でも、それぞれの人が臥位であるか否かを正確に検出することが可能な人の姿勢検出装置、及びその姿勢検出装置を備えた照明システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problem, and even when there are a plurality of persons within the detection range, it is possible to accurately detect whether or not each person is in a supine position. An object of the present invention is to provide a posture detection apparatus for a person and a lighting system including the posture detection apparatus.

上記目的を達成するために請求項１の発明は、人の画像を含む画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像に基いて人の姿勢を検出する姿勢検出手段と、を有する人の姿勢検出装置において、前記撮像手段の撮像エリア内に人が存在しないときに前記撮像手段により撮像された背景画像を記憶する記憶手段をさらに備え、前記姿勢検出手段は、前記撮像手段によりリアルタイムに撮像されたリアルタイム画像と前記記憶手段に記憶された背景画像との差分画像における画像塊に外接する矩形を求めて、この矩形の縦横の寸法比に基づき、前記リアルタイム画像中の人が臥位であるか否かを検出するものである。ここで、「画像塊」とは、差分画像における画素の塊（複数の画素の集合）のことを意味し、ノイズ成分とみなせるような小さな画素の塊を除いた、人体形状であり得る程度の大きさを持つ画素の塊を指す。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes an imaging unit that captures an image including a human image, and an attitude detection unit that detects the posture of the person based on the image captured by the imaging unit. The posture detection device further includes storage means for storing a background image picked up by the image pickup means when no person is present in the image pickup area of the image pickup means, and the posture detection means is provided by the image pickup means. A rectangle circumscribing the image block in the difference image between the real-time image captured in real time and the background image stored in the storage means is obtained, and a person in the real-time image is determined based on the vertical / horizontal size ratio of the rectangle. This is to detect whether or not it is a position. Here, the “image block” means a pixel block (a set of a plurality of pixels) in the difference image, and can be a human body shape excluding a small pixel block that can be regarded as a noise component. This refers to a block of pixels having a size.

請求項２の発明は、請求項１に記載の人の姿勢検出装置と、照明器具と、前記人の姿勢検出装置の検出結果に基づいて照明器具を制御する制御手段と、を備えた照明システムである。   The invention of claim 2 is an illumination system comprising: the human posture detection device according to claim 1; a lighting fixture; and a control means for controlling the lighting fixture based on a detection result of the human posture detection device. It is.

請求項１の発明によれば、リアルタイムに撮像されたリアルタイム画像と前記記憶手段に記憶された背景画像との差分画像における画像塊に外接する矩形を求めて、この矩形の縦横の寸法比に基づき、前記リアルタイム画像中の人が臥位であるか否かを検出するようにした。これにより、装置の検出範囲内（撮像手段の撮像エリア内）に複数の人が存在する場合でも、それぞれの人が臥位であるか否かを正確に検出することができる。   According to the first aspect of the present invention, a rectangle circumscribing the image block in the difference image between the real-time image captured in real time and the background image stored in the storage unit is obtained, and based on the vertical / horizontal dimension ratio of the rectangle. , It is detected whether or not a person in the real-time image is in a prone position. Thereby, even when there are a plurality of persons within the detection range of the apparatus (in the imaging area of the imaging means), it is possible to accurately detect whether or not each person is in a supine position.

請求項２の発明によれば、姿勢検出装置が、検出範囲内に複数の人が存在する場合でも、それぞれの人が臥位であるか否かを正確に検出することができるので、制御手段が、この検出結果を用いて、それぞれの人の状態に応じた照明を行うように照明器具を制御することができる。   According to the invention of claim 2, since the posture detection device can accurately detect whether or not each person is in a supine position even when there are a plurality of persons within the detection range, the control means However, it is possible to control the luminaire using the detection result so as to perform illumination according to the state of each person.

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態による人の姿勢検出装置（以下、「姿勢検出装置」と略す）を備えた照明システムのブロック構成を示す。照明システム１０は、検出エリア（後述する撮像デバイスの撮像エリア）内の人が臥位であるか否かを検出する姿勢検出装置１と、制御回路２と、点灯回路３と、（照明）器具本体４と、ランプ５とを備えている。制御回路２は、姿勢検出装置１から出力された在室中の人の「姿勢判定信号」（検出エリア内の人が臥位であるか否かの判定信号）に基づいて、点灯回路３、器具本体４、及びランプ５から構成される照明器具を制御する。ランプ５は、蛍光灯、HID（High Intensity Discharge Lamp)、LED(Light Emitting Diode)等のいずれの光源であってもよく、特に限定されない。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block configuration of an illumination system including a human posture detection device (hereinafter, abbreviated as “posture detection device”) according to the present embodiment. The illumination system 10 includes an attitude detection device 1 that detects whether or not a person in a detection area (imaging area of an imaging device described later) is in a supine position, a control circuit 2, a lighting circuit 3, and an (illumination) instrument. A main body 4 and a lamp 5 are provided. The control circuit 2 is based on the “posture determination signal” of the person in the room output from the posture detection device 1 (determination signal as to whether or not the person in the detection area is in the supine position), The lighting fixture comprised from the fixture main body 4 and the lamp | ramp 5 is controlled. The lamp 5 may be any light source such as a fluorescent lamp, an HID (High Intensity Discharge Lamp), and an LED (Light Emitting Diode), and is not particularly limited.

姿勢検出装置１は、人の画像を含む画像を撮像する撮像デバイス１１（撮像手段）と、撮像デバイス１１の撮像エリア内に人が存在しないときに撮像デバイス１１により撮像された背景画像を記憶する記憶装置１２（記憶手段）と、撮像デバイス１１により撮像された画像に基いて人の姿勢を検出するための演算・制御処理を行うプロセッサ１３（姿勢検出手段）とを備えている。撮像デバイス１１は、光学レンズ等の光学部材と、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の画像素子とを備えており、監視対象となる部屋の天井面に取り付けられて、室内の画像を天井面から撮像するものである。この撮像デバイス１１は、天井面に取り付けられてさえいれば、器具本体４に内蔵されていてもよく、器具本体４と分離されていてもよい。   The posture detection apparatus 1 stores an imaging device 11 (imaging means) that captures an image including a human image, and a background image captured by the imaging device 11 when no person is present in the imaging area of the imaging device 11. A storage device 12 (storage means) and a processor 13 (posture detection means) that performs calculation / control processing for detecting the posture of a person based on an image captured by the imaging device 11 are provided. The imaging device 11 includes an optical member such as an optical lens and an image element such as a CCD or a CMOS, and is attached to a ceiling surface of a room to be monitored to capture an indoor image from the ceiling surface. is there. As long as the imaging device 11 is attached to the ceiling surface, the imaging device 11 may be built in the instrument body 4 or may be separated from the instrument body 4.

次に、図２のフローチャートと図３を参照して、上記照明システム１０において行われる処理の全体について説明する。姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、初期設定時等に、予め、撮像デバイス１１の撮像エリア内に人が存在しない状態で、監視対象となる室内の背景画像２１（図３参照）を撮像デバイス１１に撮像させて（Ｓ１）、撮像した背景画像２１を記憶装置１２に記憶する（Ｓ２）。そして、撮像デバイス１１による室内の監視が始まると、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、撮像デバイス１１により、一定の時間間隔毎に、その時点における室内の様子をリアルタイムに撮像した画像であるリアルタイム画像２２（図３参照）を取得する（Ｓ３）。   Next, with reference to the flowchart of FIG. 2 and FIG. 3, the whole process performed in the said illumination system 10 is demonstrated. The processor 13 of the posture detection apparatus 1 preliminarily captures the indoor background image 21 (see FIG. 3) to be monitored in a state where no person exists in the imaging area of the imaging device 11 at the time of initial setting or the like. The captured background image 21 is stored in the storage device 12 (S2). Then, when indoor monitoring by the imaging device 11 starts, the processor 13 of the posture detection device 1 uses the imaging device 11 to capture a real-time image of the interior of the room at a certain time interval in real time. 22 (see FIG. 3) is acquired (S3).

次に、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、図３に示されるように、上記のリアルタイム画像２２と記憶装置１２に記憶された背景画像２１との差分画像２３を求める（Ｓ４）。そして、この差分画像２３における所定の大きさ以上の画像塊を「人体」とみなして、所定の大きさ以上の画像塊が存在するか否かという点に基づいて、監視対象となる室内に人が存在するか否かを判別する（Ｓ５）。この判別の結果、室内に人が存在する（在室者がいる）場合は（Ｓ６でＹＥＳ）、在室中の人の姿勢が、「臥位」であるか、「座位」や「立位」などの「非臥位」であるのかを、「姿勢判定アルゴリズム」によって判定する（Ｓ７）。この「姿勢判定アルゴリズム」の詳細については、後述する。姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、この「姿勢判定アルゴリズム」による判定結果と、上記Ｓ５における判別結果とに基づき、「姿勢判定信号」を生成して、照明システム１０の制御回路２に出力する。姿勢検出装置１から出力される姿勢判定信号には、（１）在室者あり かつ 全員が「非臥位」、（２）在室者あり かつ 全員が「臥位」、（３）在室者あり かつ 「臥位」（の人）と「非臥位」（の人）が混在、（４）在室者なし、という４種類の信号がある。姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、上記Ｓ５における判別結果が、「在室者なし」のときは、上記（４）の姿勢判定信号を出力する。また、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、「姿勢判定アルゴリズム」による判定結果が、「在室者あり かつ 全員が「非臥位」」のときは、上記（１）の姿勢判定信号を出力し、「姿勢判定アルゴリズム」による判定結果が、「在室者あり かつ 全員が「臥位」」のときは、上記（２）の姿勢判定信号を出力する。さらにまた、「姿勢判定アルゴリズム」による判定結果が、「在室者あり かつ 「臥位」と「非臥位」が混在」のときは、上記（３）の姿勢判定信号を出力する。   Next, the processor 13 of the posture detection device 1 obtains a difference image 23 between the real-time image 22 and the background image 21 stored in the storage device 12 as shown in FIG. 3 (S4). Then, an image block larger than a predetermined size in the difference image 23 is regarded as a “human body”, and based on whether or not there is an image block larger than a predetermined size, a person in the room to be monitored is displayed. Is determined (S5). As a result of this determination, if there is a person in the room (there is a person in the room) (YES in S6), the posture of the person in the room is “recumbent”, “sitting” or “standing” It is determined by the “posture determination algorithm” whether it is “non-concentration” such as “” (S7). Details of this “attitude determination algorithm” will be described later. The processor 13 of the posture detection device 1 generates a “posture determination signal” based on the determination result by the “posture determination algorithm” and the determination result in S <b> 5 and outputs it to the control circuit 2 of the illumination system 10. The posture determination signal output from the posture detection device 1 includes (1) a resident person and all “non-recumbent”, (2) a resident person and all “recumbent”, (3) resident room There are four types of signals: there is a mixture of “prone” (person) and “non-prone” (person), and (4) no occupants. The processor 13 of the posture detection device 1 outputs the posture determination signal (4) when the determination result in S5 is “No occupant”. Further, the processor 13 of the posture detection device 1 outputs the posture determination signal of the above (1) when the determination result by the “posture determination algorithm” is “there are occupants and all are in the“ non-recumbent position ””. When the determination result by the “posture determination algorithm” is “there are occupants and all are in the“ prone position ””, the posture determination signal of (2) above is output. Furthermore, when the determination result by the “posture determination algorithm” is “there is an occupant and“ prone position ”and“ non-prone position ”coexist”, the posture determination signal of (3) above is output.

照明システム１０の制御回路２は、上記の姿勢判定信号が、（１）（在室者あり かつ 全員が「非臥位」）の場合は（Ｓ８でＹＥＳ）、照明を全点灯させるように照明器具を制御する（Ｓ９）。上記の姿勢判定信号が、（２）（在室者あり かつ 全員が「臥位」）の場合は（Ｓ８でＮＯ、Ｓ１０でＹＥＳ）、制御回路２は、照明を消灯、若しくは常夜灯を点灯（おやすみモードへ移行）させる（Ｓ１１）。上記の姿勢判定信号が、（３）（在室者あり かつ 「臥位」と「非臥位」が混在）の場合は（Ｓ８でＮＯ、Ｓ１０でＮＯ）、制御回路２は、「臥位」状態の人が眩しくならないよう、照明器具による照明の配光、色温度、照度等を制御する（Ｓ１２）。また、上記の姿勢判定信号が、（４）（在室者なし）の場合は（Ｓ６でＮＯ）、制御回路２は、照明を消灯させるように照明器具を制御する（Ｓ１３）。   The control circuit 2 of the illumination system 10 illuminates so that the illumination is fully lit when the posture determination signal is (1) (there are occupants and all are in the “non-recumbent position”) (YES in S8). The instrument is controlled (S9). If the posture determination signal is (2) (there are occupants and all are in the “down position”) (NO in S8, YES in S10), the control circuit 2 turns off the lighting or turns on the night light ( (S11). When the posture determination signal is (3) (there is a person in the room and “posture” and “non-posture” are mixed) (NO in S8, NO in S10), the control circuit 2 The light distribution, color temperature, illuminance, and the like of the lighting fixture are controlled so that the person in the state is not dazzled (S12). When the posture determination signal is (4) (no occupant) (NO in S6), the control circuit 2 controls the lighting fixture to turn off the lighting (S13).

次に、図４のフローチャートと図５を参照して、上記図２中のＳ７に示される「姿勢判定アルゴリズム」について説明する。まず、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、上記図２のＳ４で求めた差分画像２３中の画像塊を求める。ここで、「画像塊」とは、差分画像２３における画素の塊（複数の画素の集合）のことを意味し、ノイズ成分とみなせるような小さな画素の塊を除いた、人体形状であり得る程度の大きさを持つ画素の塊を指す。そして、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、図５（ａ）に示されるように、差分画像２３中のそれぞれの画像塊２４、２５に外接する矩形（外接矩形）２４ａ、２５ａを求める（Ｓ２１）。   Next, the “posture determination algorithm” shown in S7 of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 and FIG. First, the processor 13 of the posture detection device 1 obtains an image block in the difference image 23 obtained in S4 of FIG. Here, the “image block” means a pixel block (a set of a plurality of pixels) in the difference image 23, and can be a human body shape excluding small pixel blocks that can be regarded as noise components. Refers to a block of pixels having a size of. Then, as shown in FIG. 5A, the processor 13 of the posture detection apparatus 1 obtains rectangles (circumscribed rectangles) 24a and 25a circumscribing the image blocks 24 and 25 in the difference image 23 (S21). .

次に、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、上記Ｓ２１で求めた全ての外接矩形の縦横の寸法比を求める。具体的には、Ｓ２１で求めた外接矩形の数（画像塊の数も同じ）がｎ個であるとすると、１個目からｎ個目までの全ての画像塊の外接矩形について、１個目から順番に（Ｓ２２）、各外接矩形の横の画素数（Ｘｋ）と縦の画素数（Ｙｋ）との比（Ｘｋ／Ｙｋ）（請求項における「矩形の縦横の寸法比」）を算出する（Ｓ２３）。そして、この横と縦の画素数の比（Ｘｋ／Ｙｋ）が、０．５＜（Ｘｋ／Ｙｋ）＜２のときは（Ｓ２４でＹＥＳ）、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、ｋ個目の画像塊が「非臥位」（「座位」又は「立位」）であると判定する（Ｓ２５）。これに対して、各外接矩形の横と縦の画素数の比（Ｘｋ／Ｙｋ）が、（Ｘｋ／Ｙｋ）＜０．５か、（Ｘｋ／Ｙｋ）＞２のときは（Ｓ２４でＮＯ）、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、ｋ個目の画像塊が「臥位」であると判定する（Ｓ２６）。例えば、図５（ｂ）における例では、画像塊２４の外接矩形２４ａにおける、横の画素数（Ｘ1）と縦の画素数（Ｙ1）との比（Ｘ1／Ｙ1）が、０．５＜（Ｘ1／Ｙ1）＜２であるので、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、画像塊２４が「非臥位」であると判定する。また、画像塊２５の外接矩形２５ａにおける、横の画素数（Ｘ2）と縦の画素数（Ｙ2）との比（Ｘ２／Ｙ２）は、（Ｘ２／Ｙ２）＞２であるので、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、画像塊２５が「臥位」であると判定する。 Next, the processor 13 of the posture detection apparatus 1 calculates the vertical / horizontal dimension ratio of all circumscribed rectangles obtained in S21. Specifically, if the number of circumscribed rectangles obtained in S21 (the number of image chunks is the same) is n, the first circumscribed rectangle of all image chunks from the first to the nth In order (S22), the ratio (X k / Y k ) of the number of horizontal pixels (X k ) and the number of vertical pixels (Y k ) of each circumscribed rectangle (“rectangular vertical / horizontal dimension ratio” in the claims) ) Is calculated (S23). When the ratio of the number of horizontal and vertical pixels (X k / Y k ) is 0.5 <(X k / Y k ) <2 (YES in S24), the processor 13 of the attitude detection device 1 , It is determined that the k-th image block is “non-recumbent” (“sitting position” or “standing position”) (S25). On the other hand, when the ratio (X k / Y k ) of the number of horizontal and vertical pixels of each circumscribed rectangle is (X k / Y k ) <0.5 or (X k / Y k )> 2. (NO in S24), the processor 13 of the posture detection apparatus 1 determines that the k-th image block is in the “down position” (S26). For example, in the example in FIG. 5B, the ratio (X 1 / Y 1 ) between the number of horizontal pixels (X 1 ) and the number of vertical pixels (Y 1 ) in the circumscribed rectangle 24 a of the image block 24 is 0. Since .5 <(X 1 / Y 1 ) <2, the processor 13 of the posture detection apparatus 1 determines that the image block 24 is “non-inclined”. The ratio (X 2 / Y 2 ) between the number of horizontal pixels (X 2 ) and the number of vertical pixels (Y 2 ) in the circumscribed rectangle 25 a of the image block 25 is (X 2 / Y 2 )> 2. Therefore, the processor 13 of the posture detection device 1 determines that the image block 25 is “in a supine position”.

姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、ｋの値をカウントアップさせながら（Ｓ２７）、１個目からｎ個目までの全て（ｎ個）の画像塊についての姿勢判定が終了するまで、上記のＳ２３乃至Ｓ２６の処理を繰り返す。そして、全ての画像塊についての姿勢判定が終了すると（Ｓ２８でＹＥＳ）、姿勢検出装置１のプロセッサ１３は、全ての画像塊についての姿勢判定処理の結果と、上記Ｓ５における判別結果とに基づいて、上記（１）〜（４）の４種類の姿勢判定信号を照明システム１０の制御回路２に出力する。   The processor 13 of the posture detection device 1 counts up the value of k (S27) until the posture determination for all (n) image chunks from the first to the nth is completed. The process of thru | or S26 is repeated. When the posture determination for all the image chunks is completed (YES in S28), the processor 13 of the posture detection device 1 is based on the result of the posture determination processing for all the image chunks and the determination result in S5. The four types of attitude determination signals (1) to (4) are output to the control circuit 2 of the illumination system 10.

次に、図６及び図７を参照して、上記図４中のＳ２４に示される「非臥位」（「座位」又は「立位」）であるか否かの判定条件（０．５＜（Ｘｋ／Ｙｋ）＜２）の妥当性について説明する。なお、実際の姿勢判定処理には、差分画像２３が用いられるが、図６（ａ）、図７（ａ）では、在室者の姿勢を分かり易くするために、差分画像２３の代わりに、リアルタイム画像２２中に画像塊や外接矩形を描いている。 Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, the determination condition (0.5 <<) of whether or not it is “non-recumbent” (“sitting position” or “standing position”) shown in S24 of FIG. The validity of (X k / Y k ) <2) will be described. Note that the difference image 23 is used in the actual posture determination process, but in FIG. 6A and FIG. 7A, in order to make it easier to understand the posture of the occupant, instead of the difference image 23, An image block or a circumscribed rectangle is drawn in the real-time image 22.

図６（ａ）に示されるように、監視対象となる室内に存在する人３１、３２が、２人とも座っているとき（座位のとき）は、撮像デバイス１１により撮像されたリアルタイム画像２２（図６（ｂ）参照）における座位の画像塊４１、４２の外接矩形４１ａ、４２ａの横と縦の画素数の比（Ｘ1／Ｙ1）、（Ｘ２／Ｙ２）は、いずれもほぼ１になる。また、図７（ａ）に示されるように、監視対象となる室内に２人の人５１、５２が存在し、一方の人５１が寝ており（臥位であり）、他方の人５２が立っているとき（立位のとき）は、リアルタイム画像２２（図７（ｂ）参照）における、臥位の人の画像塊６１の外接矩形６１ａの横と縦の画素数の比（Ｘ1／Ｙ1）は、ほぼ３分の１になり（０．５より小さくなり）、立位の人の画像塊６２の外接矩形６２ａの横と縦の画素数の比（Ｘ２／Ｙ２）は、ほぼ２分の１だが、０．５より大きくなる。また、図７（ｂ）中の立位の人の画像塊６２が時計回りの方向に９０度回転した場合には、回転する前と比べて、立位の人の画像塊６２の外接矩形６２ａの横と縦の画素数の比における分母と分子が逆になるため、横と縦の画素数の比は、２より小さくなる。また、図７（ｂ）中の臥位の人の画像塊６１が時計回りの方向に９０度回転した場合には、回転する前と比べて、臥位の人の画像塊６１の外接矩形６１ａの横と縦の画素数の比における分母と分子が逆になるため、横と縦の画素数の比は、ほぼ３になる（２より大きくなる）。 As shown in FIG. 6A, when both the persons 31 and 32 existing in the room to be monitored are sitting (when sitting), the real-time image 22 (taken by the imaging device 11) The ratios (X 1 / Y 1 ) and (X 2 / Y 2 ) of the number of horizontal and vertical pixels of the circumscribed rectangles 41a and 42a of the sitting image blocks 41 and 42 in FIG. 1 Further, as shown in FIG. 7A, there are two persons 51 and 52 in a room to be monitored, one person 51 is sleeping (in a supine position), and the other person 52 is When standing (when standing), the ratio of the number of horizontal and vertical pixels of the circumscribed rectangle 61a of the human body lump 61 of the prone position in the real-time image 22 (see FIG. 7B) (X 1 / Y 1 ) is approximately one third (less than 0.5), and the ratio of the number of horizontal and vertical pixels (X 2 / Y 2 ) of the circumscribed rectangle 62a of the standing person's image block 62 is Almost half, but greater than 0.5. In addition, when the image chunk 62 of the standing person in FIG. 7B is rotated 90 degrees in the clockwise direction, the circumscribed rectangle 62a of the image chunk 62 of the standing person is compared with that before the rotation. Since the denominator and numerator in the ratio of the number of horizontal and vertical pixels are reversed, the ratio of the number of horizontal and vertical pixels is smaller than 2. In addition, when the image chunk 61 of the prone person in FIG. 7B is rotated 90 degrees in the clockwise direction, the circumscribed rectangle 61a of the image chunk 61 of the prone person is compared with that before the rotation. Since the denominator and numerator in the ratio of the number of horizontal and vertical pixels are reversed, the ratio of the number of horizontal and vertical pixels is approximately 3 (greater than 2).

上記のように、座位又は立位の人（非臥位の人）の画像塊の外接矩形の横と縦の画素数の比は、０．５より大きく、２より小さくなるが、臥位の人の画像塊の外接矩形の横と縦の画素数の比は、０．５より小さくなるか、或いは２より大きくなる。なお、各画像塊の外接矩形が斜めに傾いている場合であっても、外接矩形における隣り合う辺のうち、一方の辺を横の辺とみなし、他方の辺を縦の辺とみなして、外接矩形の横と縦の画素数の比を求めればよい。   As described above, the ratio of the number of horizontal and vertical pixels of the circumscribed rectangle of the image block of the sitting or standing person (non-prone person) is larger than 0.5 and smaller than 2, but The ratio of the number of horizontal and vertical pixels of the circumscribed rectangle of the human image block is smaller than 0.5 or larger than 2. Even if the circumscribed rectangle of each image block is inclined obliquely, one side of the circumscribed rectangles is regarded as a horizontal side, and the other side is regarded as a vertical side, What is necessary is just to obtain | require ratio of the number of pixels of the circumscribed rectangle.

上述したように、本実施形態の姿勢検出装置１によれば、リアルタイムに撮像されたリアルタイム画像２２と記憶装置１２に記憶された背景画像２１との差分画像２３における画像塊に外接する矩形を求めて、この矩形の縦横の寸法比（横と縦の画素数の比）に基づき、リアルタイム画像２２中の人が臥位であるか否かを検出するようにした。これにより、姿勢検出装置１の検出範囲内（撮像デバイス１１の撮像エリア内）に複数の人が存在する場合でも、それぞれの人が臥位であるか否かを正確に検出することができる。これにより、照明システム１０の制御回路２が、この検出結果を用いて、それぞれの人の状態に応じた照明を行うように照明器具（点灯回路３、器具本体４、及びランプ５）を制御することができる。   As described above, according to the posture detection device 1 of the present embodiment, a rectangle circumscribing the image block in the difference image 23 between the real-time image 22 captured in real time and the background image 21 stored in the storage device 12 is obtained. Thus, whether or not a person in the real-time image 22 is in a supine position is detected based on the vertical / horizontal dimension ratio (the ratio of the horizontal and vertical pixel counts) of the rectangle. Thereby, even when there are a plurality of people within the detection range of the posture detection apparatus 1 (in the imaging area of the imaging device 11), it is possible to accurately detect whether or not each person is in a supine position. Thereby, the control circuit 2 of the illumination system 10 controls the lighting fixtures (the lighting circuit 3, the fixture main body 4, and the lamp 5) so as to perform illumination according to the state of each person using the detection result. be able to.

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、照明システム内に芳香装置を設けて、「臥位」の人が在室しているときに、制御回路が、芳香装置を制御して、「臥位」の人をリラックスさせるような香りを出すようにさせてもよい。また、器具本体に配光制御部材を設けて、「臥位」の人と「非臥位」の人とが混在しているときに、「臥位」の人が眩しくならないように、制御回路が、上記の配光制御部材を制御することにより、ランプによる照明光が直接「臥位」の人を照射しないように調光してもよい。また、蛍光灯とＬＥＤといった複数の種類のランプを備えて、これらのランプを組み合わせて用いることにより、配光を制御してもよい。また、複数の色温度のランプを備えて、これらのランプからの光を混ぜ合わせて用いることにより、色温度を変更してもよい。   In addition, this invention is not restricted to the said embodiment, Various deformation | transformation are possible. For example, when a fragrance device is installed in a lighting system and a person in the “recumbent position” is in the room, the control circuit controls the fragrance device to relax the person in the “recumbent position”. You may be made to issue. In addition, a light distribution control member is provided on the main body of the instrument, so that when a person in a “recumbent position” and a person in a “non-recumbent position” are mixed, a control circuit is provided so that the “recumbent person” does not become dazzled. However, the light distribution control member may be controlled so that the illumination light from the lamp does not directly irradiate the person in the “down position”. Further, a plurality of types of lamps such as fluorescent lamps and LEDs may be provided, and the light distribution may be controlled by using these lamps in combination. In addition, the color temperature may be changed by providing a lamp having a plurality of color temperatures and mixing and using light from these lamps.

本発明の一実施形態に係る人の姿勢検出装置を備えた照明システムのブロック構成図。The block block diagram of the illumination system provided with the human posture detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 同照明システムにおける全体の処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the whole process in the illumination system. 上記姿勢検出装置における差分画像取得処理の説明図。Explanatory drawing of the difference image acquisition process in the said attitude | position detection apparatus. 図２中の姿勢判定アルゴリズムの詳細処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the detailed process of the attitude | position determination algorithm in FIG. （ａ）（ｂ）は、それぞれ画像塊の外接矩形を求める処理と外接矩形における横と縦の画素数の比を求める処理の説明図。(A) and (b) are explanatory drawings of the process for obtaining the circumscribed rectangle of the image block and the process for obtaining the ratio of the number of pixels in the circumscribed rectangle. （ａ）は、座位の人が存在する室内の様子を示す説明図、（ｂ）は、（ａ）の室内を撮像したときに得られる画像塊の外接矩形における横と縦の画素数の比を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows the mode of the room where the person of the sitting position exists, (b) is the ratio of the number of horizontal and vertical pixels in the circumscribed rectangle of the image block obtained when imaging the room of (a) FIG. （ａ）は、臥位の人と立位の人が存在する室内の様子を示す説明図、（ｂ）は、（ａ）の室内を撮像したときに得られる画像塊の外接矩形における横と縦の画素数の比を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows the mode of the room where the person in the supine position and the person in the standing position exist, (b) is the side in the circumscribed rectangle of the image block obtained when the room of (a) is imaged. Explanatory drawing which shows ratio of the number of vertical pixels.

符号の説明Explanation of symbols

１ 姿勢検出装置
２ 制御回路（制御手段）
３ 点灯回路（請求項における「照明器具」の一部）
４ 器具本体（請求項における「照明器具」の一部）
５ ランプ（請求項における「照明器具」の一部）
１０ 照明システム
１１ 撮像デバイス（撮像手段）
１２ 記憶装置（記憶手段）
１３ プロセッサ（姿勢検出手段）
２１ 背景画像
２２ リアルタイム画像
２３ 差分画像
２４、２５、４１、４２、６１、６２ 画像塊
２４ａ、２５ａ、４１ａ、４２ａ、６１ａ、６２ａ 外接矩形（外接する矩形） 1 Attitude detection device 2 Control circuit (control means)
3 lighting circuit (part of "lighting equipment" in the claims)
4 Appliance body (part of “lighting fixture” in the claims)
5 lamps (part of “lighting equipment” in claims)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Illumination system 11 Imaging device (imaging means)
12 Storage device (storage means)
13 processor (attitude detection means)
21 background image 22 real-time image 23 difference image 24, 25, 41, 42, 61, 62 image block 24a, 25a, 41a, 42a, 61a, 62a circumscribed rectangle (circumscribed rectangle)

Claims (2)

人の画像を含む画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像に基いて人の姿勢を検出する姿勢検出手段と、を有する人の姿勢検出装置において、
前記撮像手段の撮像エリア内に人が存在しないときに前記撮像手段により撮像された背景画像を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記姿勢検出手段は、前記撮像手段によりリアルタイムに撮像されたリアルタイム画像と前記記憶手段に記憶された背景画像との差分画像における画像塊に外接する矩形を求めて、この矩形の縦横の寸法比に基づき、前記リアルタイム画像中の人が臥位であるか否かを検出することを特徴とする人の姿勢検出装置。 In a human posture detection apparatus comprising: an imaging unit that captures an image including a human image; and a posture detection unit that detects a posture of the person based on the image captured by the imaging unit.
A storage unit for storing a background image captured by the imaging unit when no person is present in the imaging area of the imaging unit;
The posture detection unit obtains a rectangle circumscribing the image block in the difference image between the real-time image captured in real time by the imaging unit and the background image stored in the storage unit, and sets the vertical / horizontal dimension ratio of the rectangle. Based on the above, it is detected whether or not the person in the real-time image is in a supine position. 請求項１に記載の人の姿勢検出装置と、照明器具と、前記人の姿勢検出装置の検出結果に基づいて照明器具を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする照明システム。   An illumination system comprising: the human posture detection device according to claim 1; a lighting fixture; and a control unit that controls the lighting fixture based on a detection result of the human posture detection device.
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