JP2012155917A - Lighting control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明制御システムに関する。 The present invention relates to a lighting control system.
従来より、撮像デバイスを用いて撮像し生成された画像内において人の存在の有無を検知することにより、照明器具に備えられた光源部を制御する照明制御システムが開発されている。照明制御システムは、人の存在を検知した場合に光源部を点灯させて防犯に利用したり、人の存在が検知できない場合に光源部を消灯させて省エネルギー化に寄与させることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been developed an illumination control system that controls a light source unit provided in a lighting fixture by detecting the presence or absence of a person in an image captured and generated using an imaging device. The lighting control system can be used for crime prevention by turning on the light source unit when the presence of a person is detected, or can contribute to energy saving by turning off the light source unit when the presence of a person cannot be detected.
この種の照明制御システムとして、たとえば、図9に示すように、オフィスなどの照明制御の対象となる室内30を撮像するCCDイメージセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)などの撮像デバイスを備えたTVカメラ31と、TVカメラ31からの画像信号によって得られる画像を複数のエリアに分割し、分割した各エリアごとに明るさを検出すると共に動体の有無を検知する制御装置32と、制御装置32からの制御により光出力が制御される照明器具7,7とを備えたものが知られている(たとえば、特許文献1)。
As this type of lighting control system, for example, as shown in FIG. 9, a TV camera provided with an imaging device such as a CCD image sensor (Charge Coupled Device Image Sensor) that images a
上述の特許文献1の照明制御システムは、TVカメラ31から連続して得られる画像の変化などから動体の有無を検出し、動体の有無を人の存在の有無として検知している。また、照明制御システムは、TVカメラ31からの画像信号により明るさ検出領域LDAにおける明るさを制御装置32で演算して、その結果により照明器具7,7の光出力を制御するように調光信号Sdを出力している。照明制御システムは、各エリア毎に、人の居ないときには対応する照明器具7,7を消灯する照明制御を行うことができる、としている。
The illumination control system of
また、住宅の外壁などに取り付けられる監視カメラ装置として、たとえば、CCDイメージセンサなどの撮像デバイスを備えた撮像カメラと、撮像カメラで撮像され生成された画像データの濃淡画像に対し微分処理を行って輪郭画像を抽出する画像処理をすることにより移動物体を認識し当該移動物体の動きから人を検知する画像処理部と、検知した人を侵入者として照明灯で照射させるために照明灯に信号を出力する信号処理部とを備えたものも知られている(たとえば、特許文献2)。 In addition, as a monitoring camera device attached to an outer wall of a house, for example, an imaging camera having an imaging device such as a CCD image sensor and a grayscale image of image data captured and generated by the imaging camera are subjected to differentiation processing. An image processing unit that recognizes a moving object by performing image processing for extracting a contour image and detects a person from the movement of the moving object, and a signal to the illuminating lamp to irradiate the detected person with an illuminating lamp as an intruder A device including a signal processing unit for outputting is also known (for example, Patent Document 2).
ところで、照明制御システムにおいて、人の存在の有無をより精度高く検知するには、上述の照明制御システムのTVカメラ31が撮像して生成されたような画像データに対し、上述の監視カメラ装置で行われているような特定の輪郭画像を抽出するような画像処理を行うことが考えられる。
By the way, in the lighting control system, in order to detect the presence / absence of a person with higher accuracy, the above-described monitoring camera device is used for image data generated by imaging the
この場合、照明制御システムが人の存在の有無を精度高く検知するため、照明制御システムは、たとえば、撮像デバイスが撮像して得られた毎秒30枚程度の画像に対して画像処理を行う必要がある。照明制御システムは、人の存在の有無を検知する範囲が広い場合も多く、また、動いている人だけでなく静止している人の存在の有無を検知することが好ましい場合もある。照明制御システムが人の存在の有無を高速に精度高く検知するためは、たとえば、撮像して生成された画像データに対し、輪郭画像のような特徴抽出の結果に対し、形状のパターン認識の処理などのような画像識別の処理を行うにより人を抽出する画像処理を行うことも必要となる。 In this case, in order for the lighting control system to accurately detect the presence or absence of a person, the lighting control system needs to perform image processing on, for example, about 30 images per second obtained by the imaging device. is there. The lighting control system often has a wide range for detecting the presence or absence of a person, and it may be preferable to detect the presence or absence of a stationary person as well as a moving person. In order for the lighting control system to detect the presence / absence of a person at high speed and with high accuracy, for example, a shape pattern recognition process is performed on the result of feature extraction such as a contour image for image data generated by imaging. It is also necessary to perform image processing for extracting a person by performing image identification processing such as.
しかしながら、照明制御システムでは、特徴抽出の結果に対して画像識別を行うような画像処理の場合、データ処理量が多く、画像処理を行う画像処理装置の負荷が非常に大きなものとなる。また、撮像デバイスも年々と高画素数化が進んでおり、高解像度化が可能なものの、撮像デバイスが撮像して得られた一枚あたりの画像における画像データの画素数も大幅に増える傾向にある。照明制御システムでは、一枚あたりの画像データの画像処理に費やすデータ処理量も増えてきており、画像処理装置に要求される画像処理の性能がより高くなっている。このため、照明制御システムは、画像処理装置を含む照明制御システム全体のコストも高くなる恐れがある。すなわち、照明制御システムでは、人の存在の有無の検知精度の向上と人の存在の有無を検知する処理速度とがトレードオフの関係にある。 However, in the illumination control system, in the case of image processing in which image identification is performed on the result of feature extraction, the amount of data processing is large, and the load on the image processing apparatus that performs image processing becomes very large. In addition, the number of pixels of image pickup devices has been increasing year by year, and although the resolution can be increased, the number of pixels of image data in an image per image obtained by the image pickup device tends to increase significantly. is there. In the illumination control system, the amount of data processing consumed for image processing of image data per sheet is increasing, and the performance of image processing required for the image processing apparatus is higher. For this reason, the illumination control system may increase the cost of the entire illumination control system including the image processing apparatus. That is, in the lighting control system, there is a trade-off relationship between improvement in detection accuracy of the presence / absence of a person and processing speed for detecting the presence / absence of a person.
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、人の存在の有無の検知精度の向上と、人の存在の有無を検知する処理速度の向上とを両立可能な照明制御システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to improve the detection accuracy of the presence / absence of a person and the processing speed to detect the presence / absence of a person with a relatively simple configuration. It is to provide a lighting control system that can achieve both.
本発明の照明制御システムは、撮像デバイスと該撮像デバイスが特定の領域を撮像して生成した画像データに基づく画像を画像処理することにより人の存在を検知して検知信号を出力する画像処理部とを備えた人検知センサ部と、該人検知センサ部からの検知信号に基づいて光源部から照射する照明光を制御する制御部とを有する照明制御システムであって、上記画像処理部は、上記画像処理として、上記画像の所定の範囲全体において行った特徴抽出の結果に対して画像識別の処理を行うことにより人の存在を検知する第1の画像処理と、上記所定の範囲全体を複数の異なる特定の範囲に分割して当該特定の範囲ごとに人の存在を検知した回数を所定の時間の間において計数し、上記所定の時間の経過後は、上記所定の範囲全体よりも狭く、且つ上記計数された頻度が所定の頻度を超えた上記特定の範囲に対して人の存在を検知する第2の画像処理を行うことを特徴とする。 An illumination control system of the present invention includes an imaging device and an image processing unit that detects the presence of a person by performing image processing on an image based on image data generated by imaging a specific area by the imaging device and outputs a detection signal And a control unit that controls illumination light emitted from the light source unit based on a detection signal from the human detection sensor unit, wherein the image processing unit includes: As the image processing, a first image processing for detecting the presence of a person by performing image identification processing on a result of feature extraction performed on the entire predetermined range of the image, and a plurality of the entire predetermined range. The number of times the presence of a person is detected for each specific range divided into a specific range is counted during a predetermined time, and after the predetermined time has elapsed, the number is narrower than the entire predetermined range. And the counted frequency and performing a second image processing for detecting the presence of human with respect to the specific range exceeds a predetermined frequency.
この照明制御システムにおいて、上記人検知センサ部は、上記所定の範囲内において画像識別の処理を行うことにより予め設定された特定のマーカーを検出した場合、当該検出後に上記マーカーが検出された領域を上記人の存在を検知する画像識別の処理を行う特定の範囲、あるいは、上記マーカーが検出された領域を上記人の存在を検知する画像識別の処理を行う特定の範囲以外とすることが好ましい。 In the illumination control system, when the human detection sensor unit detects a specific marker set in advance by performing image identification processing within the predetermined range, the human detection sensor unit detects an area where the marker is detected after the detection. It is preferable that the specific range in which the image identification process for detecting the presence of the person is performed, or the region where the marker is detected is outside the specific range in which the image identification process for detecting the presence of the person is detected.
この照明制御システムにおいて、上記制御部は、複数個の上記光源部と接続され、上記光源部から照射する照明光の制御内容を、人の存在を検知する画像識別の処理を行う上記特定の範囲と該特定の範囲以外とで異ならせることが好ましい。 In the illumination control system, the control unit is connected to a plurality of the light source units, and the control range of the illumination light emitted from the light source unit is the specific range for performing image identification processing for detecting the presence of a person. It is preferable that the difference is outside the specific range.
この照明制御システムにおいて、上記制御内容は、複数個の上記光源部からそれぞれ照射される照明光の明るさであることが好ましい。 In the illumination control system, the control content is preferably the brightness of illumination light emitted from each of the plurality of light source units.
この照明制御システムにおいて、上記制御内容は、上記制御部が複数個の上記光源部から照射される照明光を所定の明るさにする制御を開始してから、上記光源部からそれぞれ照射される照明光がそれぞれ上記所定の明るさに達するまでの時間であることが好ましい。 In this illumination control system, the content of the control is the illumination emitted from the light source unit after the control unit starts controlling the illumination light emitted from the plurality of light source units to have a predetermined brightness. It is preferable that the time is for each light to reach the predetermined brightness.
この照明制御システムにおいて、上記制御内容は、複数個の上記光源部からそれぞれ照射される照明光における明るさ、および上記制御部が上記光源部から照射される照明光を所定の明るさにする制御を開始してから、上記光源部からそれぞれ照射される照明光がそれぞれ上記所定の明るさに達するまでの時間であることが好ましい。 In the illumination control system, the control content includes brightness of illumination light emitted from each of the plurality of light source units, and control of the illumination light emitted from the light source unit to a predetermined brightness by the control unit. It is preferable that the period of time from the start of the illumination until the illumination light respectively emitted from the light source unit reaches the predetermined brightness.
本発明の照明制御システムでは、比較的簡単な構成で、人の存在の有無の検知精度の向上と、人の存在の有無を検知する処理速度の向上とを両立可能になるという効果がある。 The illumination control system of the present invention has an effect that it is possible to achieve both improvement in detection accuracy of presence / absence of a person and improvement in processing speed for detecting presence / absence of a person with a relatively simple configuration.
(実施形態1)
以下、本実施形態の照明制御システム10について、図1ないし図5を用いて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the
本実施形態の照明制御システム10は、図1に示すように、撮像デバイス1と該撮像デバイス1が特定の領域S1(図2(a)の破線を参照)を撮像して生成した画像データに基づく画像(図2(b)を参照)を画像処理することにより人Hの存在を検知して検知信号を出力する画像処理部2とを備えた人検知センサ部5を有している。また、照明制御システム10は、人検知センサ部5からの検知信号に基づいて、照明器具7に備えられた光源部7aから照射する照明光を制御する制御部6を有している。
As shown in FIG. 1, the
照明制御システム10は、画像処理部2が、上記画像処理として、上記画像の所定の範囲全体において人Hなどの輪郭画像の特徴抽出の結果に対して、形状のパターン認識による画像識別の処理を行うことにより人Hの存在を検知する第1の画像処理を行う。また、照明制御システム10は、上記所定の範囲全体を複数の異なる特定の範囲に分割して当該特定の範囲ごとに人Hの存在を検知した回数を所定の時間の間において計数し、上記所定の時間の経過後は、上記所定の範囲全体よりも狭く、且つ上記計数された頻度が所定の頻度を超えた上記特定の範囲に対して人Hの存在を検知する第2の画像処理を行う。ここで、上記所定の範囲とは、上記画像全体でもよいし、たとえば、室内に柱が存在するなど予め画像処理が不要な領域を画像処理の対象から除いた範囲であってもよい。
In the
より具体的には、本実施形態の照明制御システム10では、たとえば、人検知センサ部5に備えた撮像デバイス1が撮像して得られた毎秒30枚程度の画像に相当するアナログデータをデジタル化し、後段の画像処理部2における演算制御部3へ画素単位で随時に出力している。このような撮像デバイス1としては、たとえば、CCDイメージセンサ(Charge Coupled Device ImageSensor)やCMOSイメージセンサ(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor Image Sensor)などの固体撮像デバイスを利用することができる。
More specifically, in the
画像処理部2は、たとえば、撮像デバイス1から直接取得できるアナログデータをデジタル化した画像データを演算処理する演算制御部3と、撮像デバイス1からの画像データを記憶させる第1の記憶部4aと、画像識別の処理を行うための輪郭の形状のデータなどを予め記憶させる第2の記憶部4bとを備えた構成としている。
The
演算制御部3は、マイクロコンピュータなどを用いて構成することができる。演算制御部3は、撮像デバイス1から順次に転送される画像データを即応性よく画像処理するため、DSP(DigitalSignal Processor)や高度イメージプロセッサなどのディジタル画像処理を高速に処理することが可能な半導体素子を備えて構成することができる。
The
また、画像処理部2は、撮像デバイス1が撮像して得られる画像に相当するデータ量が多いため、画像処理部2に撮像デバイス1からの画像データを記憶する大容量記憶装置を用いた第1の記憶部4aを好適に設けている。画像処理部2には、画像識別の処理を行うため、人Hなどの輪郭の形状のデータを予め記憶させる第2の記憶部4bを第1の記憶部4aとは別途に備えている。すなわち、人検知センサ部5は、第1の記憶部4aに撮像デバイス1からの画像データを一時的に記憶させ、適宜に演算制御部3へ読み込んで画像処理に用いることができる構成としている。同様に、人検知センサ部5は、第2の記憶部4bから適宜に人Hなどの輪郭の形状のデータを演算制御部3へ読み込んで画像処理に用いることができる構成としている。
In addition, since the
画像データを記憶する第1の記憶部4aとしては、たとえば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの記憶容量が比較的に大きな揮発性メモリからなる記憶装置を用いることができる。また、画像識別の処理を行うための輪郭の形状のデータなどを予め記憶させる第2の記憶部4bは、たとえば、SDRAM(Synchronous DRAM)など比較高速に画像データの転送が可能な不揮発性メモリを用いることもできる。
As the
なお、人感センサ部5は、撮像デバイス1と画像処理部2とを一体として構成しても良く、物理的に分離して構成してもよい。また、画像処理部2が特定の範囲ごとに人Hの存在を検知した回数は、第1の記憶部4aと第2の記憶部4bとのいずれに記憶させてもよい。
The
ここで、本実施形態の照明制御システム10は、図2(a)に示すように、たとえば、天井面CS側に、人Hの存在の有無を検知する人検知センサ部5と、該人検知センサ部5と電気的に接続された照明器具7とを配置している。照明制御システム10は、人検知センサ部5の撮像デバイス1が天井面CS側から特定の領域S1を撮像し、特定の領域S1に人Hの存在の有無を検知して、人検知センサ部5が照明器具7を自動的に点灯などできるように構成している。照明制御システム10において、人検知センサ部5の撮像デバイス1は、天井面CS側から鉛直下向き側を撮像している。そのため、撮像デバイス1により撮像されて生成された画像データに基づく画像では、たとえば、人Hが図2(b)に示すように現れることになる。ここで、人検知センサ部5は、人Hが特定の領域S1に侵入する前の画像データを背景データとして第1の記憶部4aに予め別途に記憶させている。そして、人検知センサ部5は、撮像デバイス1から出力されるデータにより生成された画像データと、第1の記憶部4aに記憶させた背景データとを、撮像デバイス1側から画像データが出力されるたびに比較することで特定の領域S1に進入した人Hなどを検知している。
Here, as shown in FIG. 2A, the
すなわち、人検知センサ部5は、図2(c)に示すように、画像処理部2が、現在の画像データに基づく現在画像C1と、背景データに基づく背景画像C2との画素ごとの画素値の差分を取った差分画像C3を生成する。なお、現在画像C1と、背景画像C2とは、それぞれ画素の画素値を輝度値として表している。また、差分画像C3は、各画素の画素値における輝度値を2値化して表している。このとき、現在画像C1と背景画像C2とを比較し、現在画像C1と背景画像C2との間で変化のない画素は、差分をとることで輝度値が0となる。したがって、2値化した差分画像C3において、上述の変化のない画素は、所定の閾値を下回ってとして、たとえば、白色に表すことができる(差分画素C3の白マスを参照)。これに対し、現在画像C1と背景画像C2とを比較し、人Hが侵入するなどにより、現在画像C1と背景画像C2との間で変化のある画素(以下、差分画素という)は、2値化することにより、所定の閾値を以上であるとして、たとえば、黒色に表すことができる(差分画像C3の黒マスを参照)を持つ。
That is, as shown in FIG. 2C, the human
画像処理部2の演算制御部3では、現在画像C1と、背景画像C2とを比較して生成する差分画像C3における差分画素の合計数、連続や隣接する差分画素が集合する画素群の大きさなどを検出することができる。
In the
次に、本実施形態の照明制御システム10における動作を図3のフローチャートに基づいて詳述する。
Next, the operation in the
照明制御システム10は、図3に示すように、人Hの存在の有無を検知するための画像処理として、最初に人検知センサ部5の画像処理部2において、演算制御部3が第1の記憶部4aに記憶された2つの画像データ(現在画像C1と背景画像C2)の画素ごとの画素値の差分をとる画像差分処理Aを行う。人検知センサ部5は、画像データの画像差分処理Aのため、少なくとも2枚分の画像に相当する画像データ(たとえば、現在画像C1と背景画像C2)を第1の記憶部4aに記憶させている。演算制御部3では、撮像デバイス1が撮像して生成した画像データを適宜に読み込み画像差分処理Aを行えばよい。
As shown in FIG. 3, in the
また、画像差分処理Aに用いられる2つの画像データとしては、現在画像C1と、上述した人Hが特定の領域S1に侵入する前の背景データに基づく背景画像C2とだけに限られない。たとえば、画像差分処理Aに用いられる2つの画像データとして、撮像デバイス1が連続して撮像して生成された時系列における隣接する画像データを使用することもできる。すなわち、人検知センサ部5が現在画像C1を逐一、背景画像C2として時系列で更新するものでもよい。
Further, the two image data used for the image difference processing A are not limited to the current image C1 and the background image C2 based on the background data before the person H enters the specific area S1. For example, as two pieces of image data used for the image difference processing A, adjacent image data in time series generated by continuously imaging the
次に、画像処理部2は、差分画像C3を生成できるように画像差分処理Aにより取得された2つの画像データにおける上記差分画素を抽出する差分画素の抽出処理Bを行う。
Next, the
人検知センサ部5は、人Hなどの動体の動きにより、2つの画像データ間に変化があれば、上記差分画素がある程度の大きさに集合した画素群として検出されることになる。人検知センサ部5は、差分画素の抽出処理Bにより、画像処理部2が予め設定した所定の大きさ以上となる上記差分画素の集合である画素群を抽出した場合、動いている人Hがいると判断する人H(動作)の検知処理Fを行う(図3中の下段を参照)。
If there is a change between two pieces of image data due to the movement of a moving object such as a person H, the human
人検知センサ部5は、たとえば、演算制御部3が検出した画素数と、予め設定された所定の閾値とを比較し、検出した画素数が閾値を超えていれば、上記所定の範囲に人Hが侵入したと判断すればよい。人検知センサ部5は、上記所定の範囲への人Hの侵入を人H(動作)の検知処理Fにより検知し、照明器具7に備えた光源部7aを点灯させるべく、画像処理部2の演算制御部3が制御部6へ検知信号を出力する。
For example, the human
人検知センサ部5側から検知信号を受けた制御部6は、たとえば、照明器具7に備えられた光源部7aへの給電を制御し、光源部7aの点灯を制御させる点灯制御処理Gを行う。
The
制御部6は、人検知センサ部5側からの検知信号に基づいて、照明器具7に備えた光源部7aへ給電を開始して点灯させる。制御部6は、人検知センサ部5側からの検知信号に基づいて光源部7aを所定の明るさに調光する制御信号を出力し、光源部7aから照射させる照明光を所定の明るさとしてもよい。
Based on the detection signal from the human
制御部6は、たとえば、図示していないタイマ部を備えており、人検知センサ部5から検知信号を受けるのに同期してタイマ部のカウントダウンを開始している。制御部6は、タイマ部がカウントダウンを完了するまでの点灯保持時間の間、照明器具7に備えられた光源部7aを点灯させる。制御部6は、人検知センサ部5から新たに検知信号が入力されることなく、タイマ部がカウントダウンを完了し点灯保持時間が経過すると、光源部7aを消灯させるように制御する。制御部6は、タイマ部がカウントダウン中に、人検知センサ部5側から新たな検知信号を受けた場合、タイマ部のカウントをリセットする。制御部6は、タイマ部がリセット後に新たにカウントダウンを完了するまでの点灯保持時間の間、光源部7aの点灯を維持する。すなわち、光源部7aは、タイマ部のカウントがリセットされた分だけ点灯時間が延長されることになる。なお、タイマ部は、カウントダウンを行うだけでなく、所定のカウントとなるまでカウントアップすることによって点灯維持時間の計測を行ってもよい。
For example, the
制御部6は、人感センサ部5からの検知信号に基づいて光源部7aから照射する照明光を制御することが可能なものであればよい。また、光源部7aとしては、たとえば、蛍光灯などの放電灯、水銀灯、白熱電球や発光ダイオードなどを用いることができる。制御部6は、光源部7aの種類に応じて適宜に設定すればよく、たとえば、光源部7aとして蛍光灯を用いた場合、インバータ回路を用いた電子安定器などを用いればよい。また、制御部6は、発光ダイオードを光源部7aとする場合、外部から供給される商用交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータ、限流抵抗や発光ダイオードに流れる電流を制御する駆動制御部などにより適宜に構成すればよい。
The
照明器具7は、光源部7aを備えることが可能なもので、光源部7aと一体として形成されているものであってもよいし、光源部7aを取替え可能な構成としてもよい。また、照明器具7は、制御部6を内蔵しても内蔵しなくともよい。
The
ここで、人検知センサ部5が常時に同一の背景画像C2を使用して差分画素の抽出処理Bをするだけの場合、照明制御システム10は、たとえば、人H以外の静止物が上記所定の範囲に入った場合において、人検知センサ部5が検知した人H以外の静止物の存在によって照明器具7の点灯状態を継続する場合がある。
Here, when the human
そのため、照明制御システム10は、現在画像C1を逐一、背景画像C2として時系列で更新する人検知センサ部5を用いて構成させた方が、常時に同一の背景画像C2を使用する人検知センサ部5を用いる場合よりも、人H以外の静止物を背景化させることができるため、より精度高く人Hの存在を検知することができる場合が多い。
For this reason, the
しかしながら、現在画像C1を逐一、背景画像C2として時系列で更新する人検知センサ部5を用いて構成させた照明制御システム10では、人Hが静止すると人検知センサ部5が人Hを背景として処理してしまう。そのため、照明制御システム10は、人検知センサ部5が人Hと、人H以外の静止物とを判別することが困難となる。
However, in the
すなわち、照明制御システム10は、常時に同一の背景データを使用するだけの人検知センサ部5や時系列で背景データを更新するだけの人検知センサ部5を備えることにより、人Hが動作している状態における人Hの存在の有無を検知するには有効と考えられる。しかしながら、照明制御システム10は、人検知センサ部5が静止している人Hを、より精度高く検知するためには、上述の人検知センサ部5を備えるだけでは十分ではない。
That is, the
そのため、本実施形態の照明制御システム10は、次の処理を行う人検知センサ部5を備えている。
Therefore, the
すなわち、人検知センサ部5は、差分画素の抽出処理Bを行った後、差分画素に対する認識処理Cを行う(図3中の上段を参照)。認識処理Cでは、上記差分画素の集団の輪郭の形状を抽出した特徴抽出の結果に対し、第2の記憶部4bに予め記憶された所定の輪郭の形状のデータとどれくらい一致するかを判断する形状のパターン認識による画像識別の処理を行う。予め第2の記憶部4bには、天井面CS側から見た場合における人Hや物の形状のパターンを記憶させている。なお、人Hの形状のパターンは、1種類に限られず複数種記憶させていてもよい。形状のパターン認識の処理とは、上記差分画素の画素群が予め記憶させている人Hの形状との一致率を認識させる処理をいう。
That is, the human
上記差分画素の集団の輪郭となる境界では、画素の輝度値の変化が大きくなっているため、輝度値の変化に対して微分演算や差分演算を行えば、差分画像の集団の輪郭の形状を検出することができる。人検知センサ部5は、たとえば、撮像デバイス1から出力される画像データに基づく2値化した画像の濃淡に対して、SobelフィルタやPrewitフィルタなどを用いて輪郭の形状を抽出することができる。
Since the change of the luminance value of the pixel is large at the boundary that becomes the outline of the group of difference pixels, if the differential calculation or the difference calculation is performed on the change of the luminance value, the shape of the outline of the group of the difference image is changed. Can be detected. For example, the human
演算制御部3は、抽出した輪郭の形状と、予め記憶させた人Hの輪郭の形状におけるパターンとの一致率を判断することで、抽出された輪郭の形状が人Hによるものなのか、人Hに該当しないのかを判断することが可能となる。そのため、差分画素に対する認識処理Cにおいては、人Hが実質的に動いていないとみなせる静止した状態の人Hが存在しているだけの状態であっても、人検知センサ部5は、人Hの存在の有無を判断するための人H(静止)の検知処理Dを行うことができる。
The
これにより、撮像デバイス1を備えた照明制御システム10は、静止した状態の人Hが存在しているだけの状態であっても、人Hの存在の有無を検知して照明光の制御などを行うことが可能となる。
As a result, the
なお、抽出した輪郭の形状と、予め記憶させた人Hの輪郭の形状におけるパターンとは、テンプレートマッチングなどにより一致率を判定することができる。 It should be noted that the extracted contour shape and the pre-stored pattern in the contour shape of the person H can determine the matching rate by template matching or the like.
人検知センサ部5は、人H(静止)の検知処理Dにより人Hが存在していると判断すると、画像処理部2の演算制御部3が上記点灯制御処理Gで出力された検知信号とは異なる所定の検知信号を出力する。制御部6は、上記所定の検知信号を受けた場合、上述した点灯制御処理Gとは異なり光源部7aを点灯保持時間の間、点灯させるためのタイマ部のカウントダウンは行わない。照明制御システム10は、人H(静止)の検知処理Dを引き続き継続し、人検知センサ部5側から上記所定の検知信号が出力されなくなるまで照明器具7に備えられた光源部7aを点灯させ続ける点灯制御処理Eを行う。なお、人検知センサ部5は、人H(静止)の検知処理Dの継続中に、人Hが上記所定の範囲から移動することにより人Hの存在が検知されなくなれば、上記所定の検知信号を出力しなくなる。
When the human
次に、本実施形態の照明制御システム10における画像処理として第1の画像処理および第2の画像処理について詳述する。
Next, the first image processing and the second image processing will be described in detail as image processing in the
照明制御システム10では、第1の画像処理として、点灯制御処理Eを行っている最中に、上記画像の所定の範囲全体において人Hなどの輪郭画像の特徴抽出の結果に対して、画像処理部2が形状のパターン認識による画像識別の処理を行う。
In the
画像処理部2は、第2の画像処理のために、たとえば、上記画像の所定の範囲全体を格子状の複数の異なる特定の範囲に分割して当該特定の範囲ごとに人Hと判断した回数を第2の記憶部4bに記憶する。なお、第2の記憶部4bには、格子状の各特定の範囲ごとに対応する記憶領域を設けている。画像処理部2は、所定の時間の間において、人Hと判断された特定の範囲を検出した場合、当該特定の範囲に対応する記憶領域におけるカウント値を人Hを検出するたびに1つずつ上げて人Hの存在を検知した回数を計数する。
For example, the number of times the
具体的には、上記画像の所定の範囲全体を格子状に分割した複数の異なる特定の範囲として、たとえば、撮像デバイス1が特定の領域S1を撮像して生成した画像データに基づく画像を縦軸方向にaないしh(8つ)の領域、横軸方向に0ないし12(13つ)の領域となる8×13に分割したもの(以下、撮像画像という)を図4に図示している。以下、各特定の範囲の位置は、縦軸方向のaないしhおよび横軸方向の0ないし12を用いて、たとえば、図4中の撮像画像における一番左上をa0のごとく特定する。
Specifically, as a plurality of different specific ranges obtained by dividing the entire predetermined range of the image in a grid pattern, for example, an image based on image data generated by the
図4に示す撮像画像には、たとえば、背景画像C2で認識させた机などの物体(図4中では、4つの机21)と、画像識別の処理を行うことにより人Hとみなした画素集団Pが属する複数個(ここでは、4個)の特定の範囲R2(図5中のf7,f8,g8およびg7の領域を参照)とを図示している。
The captured image shown in FIG. 4 includes, for example, an object such as a desk recognized in the background image C2 (four
人検知センサ部5は、第2の画像処理として、所定の範囲である撮像画像全体を8×13個の特定の範囲に分割して、特定の範囲ごとに人Hの存在を検知した回数を点灯制御処理Eの最中となる所定の時間の間において計数する。人検知センサ部5における第2の記憶部4bでは、記憶領域において画像データにおける各特定の範囲ごとのカウント値がそれぞれ変化していく。画像処理部2は、所定の時間の経過後、第2の記憶部4bに記憶されたカウント値と、予め閾値として設定している所定の頻度とを比較する。画像処理部2は、比較した結果、所定の範囲全体よりも狭く所定の頻度よりも低いカウントの特定の範囲R1と、所定の頻度以上の特定の範囲R2とを検出することができる。所定の時間後は、画像処理部2が所定の頻度以上の特定の範囲R2において行った特徴抽出の結果に対して画像識別を行うことにより人Hの存在を検知する。言い換えれば、画像処理部2は、所定の時間後、所定の頻度よりも低い特定の範囲R1において、特徴抽出の結果に対して画像識別を行うことはしていない。
As the second image processing, the human
すなわち、画像処理部2は、図5に示すように、特定の範囲R2(図5中のa2,a3,a4,b4,b3およびb2の領域、a6,a7,a8,b8,b7およびb6の領域、e3,e4,f4,g4,g3および3fの領域、e7,e8,f8,g8,g7およびf7の領域、縦軸方向にb10からg10までとb11からf11までの領域)を画像識別の処理を行う領域と定める。言い換えれば、照明制御システム10は、特定の範囲R2に対して人Hの存在を検知する第2の画像処理を行うため、所定の時間を経過するまでの間の静止した人Hの頻度を学習することで画像識別させる範囲を自動的に狭くする設定を行っている。
That is, as shown in FIG. 5, the
画像処理部2は、所定の時間が経過した後の画像処理として、画像差分処理Aおよび差分画素の抽出処理Bを撮像画像における所定の範囲全体において人H(動作)の検知処理Fを行う。しかしながら、画像処理部2は、差分画素に対する認識処理C以降の人H(静止)の検知処理Dについて、所定の時間の間に人Hの存在を検知した回数が所定の頻度を越えた特定の範囲R2のみに対して行うように制御する。
As the image processing after a predetermined time has elapsed, the
これにより、照明制御システム10は、画像データに基づく画像の所定の範囲全体において画像識別の処理を行うものと比較して、画像処理部2にかかる処理負荷を大幅に削減することができる。また、静止した人Hの検知漏れや人H以外の静止物を人Hと誤検知することを抑制し、人Hの存在の有無をより精度高く検知することが可能となる。
As a result, the
(実施形態2)
本実施形態の照明制御システム10は、図5で示した実施形態1の第2の画像処理を行う特定の範囲R2を上記所定の時間の経過後に上記所定の範囲から自動的に狭くする設定するのに加え、図6に示す、撮像画像における所定の位置に予め設置した特定のマーカーMを検出させることで第2の画像処理を行う特定の範囲R2を変更可能な点が異なる。なお、実施形態1と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
(Embodiment 2)
The
実施形態1の照明制御システム10は、上述したように上記所定の時間を経過するまでの間の静止した人Hの頻度を学習することで画像識別させる範囲を自動的に狭くする設定を行っている。これに対し、本実施形態の照明制御システム10は、上記設定に加えて、図6に示すように、画像処理部2に通常動作とは異なる別段の設定処理を行うことにより、別段の設定の動作状態において特定のマーカーMを画像識別させることで人Hの存在を検知する特定の範囲を設定している。
The
すなわち、照明制御システム10は、たとえば、照明器具7の電源を入れた時に画像処理部2の別段の処理を行う処理モードを立ち上がらせ、人検知センサ部5が、予め設定した一定時間の間、人Hの存在を検知するための特定の範囲を定める設定の動作状態へ強制的に移行させる。同様に、照明制御システム10は、図示しないリモートコントロール装置などの外部信号の入力手段により、人Hの存在を検知するための特定の範囲を定める設定の動作状態へ移行させてもよい。
That is, for example, the
照明制御システム10では、別段の設定の動作状態中において、人Hの存在を検知するための特定の範囲などとしたい場所付近に予め配置された所定の形状の特定のマーカーMを検出させて記憶させる。
The
すなわち、画像処理部2には、撮像デバイス1からの画像データが入力されるが、別段の設定の動作状態中に、予め設定された特定のマーカーMを検出した場合、当該検出後のマーカーMが検出された領域を、人Hの存在を検知する画像識別の処理を行うための特定の範囲、あるいは、人Hの存在を検知する画像識別の処理を行う特定の範囲以外と設定する。そして、照明制御システム10は、予め設定した上記一定時間が経過する、もしくはリモートコントロール装置などで別段の終了信号を入力させることで、設定の動作状態を終了させて、通常の動作状態へと移行する。
That is, the image data from the
本実施形態の照明制御システム10は、たとえば、オフィスなどの用途に用いる場合、上記画像の所定の範囲におけるオフィスのレイアウト変更時に、人Hの存在を検知する画像識別の処理を行う特定の範囲のうち一部のみを取り消したい場合でも比較的容易に設定を変更することが可能となる。また、オフィスなどの用途に着目すると、天井面CS側から見た画像において、人Hが静止する領域は机21や椅子などの周辺に限られている。そのため、照明制御システム10は、人Hの存在を検知するための特定の範囲などとしたい場所付近に予め配置された所定の形状の特定のマーカーMを配置し、予め人Hが静止する領域の情報を取得しておくことで、人Hの検知精度をより高くすることが可能となる。
For example, when the
(実施形態3)
本実施形態の照明制御システム10は、図1で示した実施形態1の一つの照明器具7を制御する照明制御システム10の代わりに、図7(a)に示すように、複数個(ここでは、3個)の照明器具7を1台の制御装置12に接続させて照明制御システム10を構築した点が異なる。なお、実施形態1と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 7A, the
本実施形態の照明制御システム10は、1台の制御装置12と、複数個の照明器具7とを電気的に接続して構成している。制御装置12は、図7(b)に示すように、人検知センサ部5と、照明器具7に備えられた光源部7aたる蛍光灯をそれぞれ調光制御させる調光信号を出力可能な調光信号出力部8とを備えている。また、各照明器具7には、光源部7aを調光制御可能な制御部6として機能する安定器7bを備えている。安定器7bは、調光信号に基づいて光源部7aを調光制御する。
The
以下、本実施形態の照明制御システム10における画像処理を図8の撮像画像を用いて説明する。
Hereinafter, image processing in the
図8では、撮像デバイス1により撮像して生成された撮像画像中に、複数個(ここでは、6個)の照明器具7の配置を重ね合わせて例示している。なお、撮像画像中には、4つの机21が配置されている。
In FIG. 8, the arrangement of a plurality of (here, six)
人検知センサ部5は、上述した点灯制御処理Eの間、演算制御部3が画像処理を継続する。人検知センサ部5における人Hなどの輪郭の形状のデータを予め記憶させる第2の記憶部4bでは、格子状の各特定の範囲ごとに対応する記憶領域に記憶されるカウント値がそれぞれ変化していく。画像処理部2は、所定の時間の経過後、第2の記憶部4bに記憶されたカウント値と、予め閾値として設定している所定の頻度とを比較する。画像処理部2は、比較した結果、所定の範囲全体より狭く所定の頻度よりも低い特定の範囲R1と、所定の頻度以上の特定の範囲R2とを検出する。上記所定の時間の経過後、画像処理部2は、所定の頻度以上の特定の範囲R2において行った特徴抽出の結果に対して画像識別を行う。
In the human
画像処理部2は、図8に示すように、特定の範囲R2(図8中のa5,a6,b6およびb5の領域、a9,a10,a11,b11,b10およびb9の領域、f5,f6,f7,g7,h7,h6,h5,g5およびg6の領域、g9,g10,g11,h11,h10およびh9の領域)を特徴抽出の結果に対して画像処理を行う領域と定める。
As shown in FIG. 8, the
画像処理部2は、上記所定の時間が経過した後の画像処理として、画像差分処理Aおよび差分画素の抽出処理Bを撮像画像における所定の領域全体において人H(動作)の検知処理Fを行う。また、画像処理部2は、差分画素に対する認識処理C以降の人H(静止)の検知処理Dについて、上記所定の時間の間に人Hの存在を検知した回数が所定の頻度を超えた特定の範囲R2のみで行うように制御する。
The
本実施形態の照明制御システム10は、人検知センサ部5の検知に基づいて各照明器具7からの照明光を個別に制御している。より具体的には、照明制御システム10は、たとえば、特定の範囲R2を人Hの事務作業が行われる領域β(図8中の一点鎖線を参照)として、特定の範囲R2の周辺を照射する照明器具7から所定の明るい照明光が照射できるように出力を比較的に高く設定(たとえば、照明器具7の最大出力に対する70%〜100%)する。また、照明制御システム10は、図8における照明器具7の配置において、特定の範囲R2以外の特定の範囲R1だけの領域α(図8中の二点鎖線を参照)を照射する照明器具7が人Hの通行の安全を確保できる程度の照明光が照射できるように出力を比較的に低く設定(たとえば、照明器具7の最大出力に対する25%程度)する。これにより、本実施形態の照明制御システム10は、複数個の照明器具7から全て均等に同じ出力で照明光を照射するものと比較して、人Hの事務作業が行われる領域で必要な明るさを確保しつつ、省エネルギー化を図ることが可能となる。
The
すなわち、本実施形態の照明制御システム10は、複数個の照明器具7の制御を人Hが静止して事務作業を行う領域と、人Hが通行のために移動する領域とで異ならせることにより、必要な明るさを確保しつつ効果的な省エネルギー化を図ることが可能となる。
That is, the
H 人
M マーカー
S1 特定の領域
1 撮像デバイス
2 画像処理部
5 人検知センサ部
6 制御部
7a 光源部
10 照明制御システム
H person M marker S1
Claims (6)
前記画像処理部は、前記画像処理として、前記画像の所定の範囲全体において行った特徴抽出の結果に対して画像識別の処理を行うことにより人の存在を検知する第1の画像処理と、
前記所定の範囲全体を複数の異なる特定の範囲に分割して当該特定の範囲ごとに人の存在を検知した回数を所定の時間の間において計数し、前記所定の時間の経過後は、前記所定の範囲全体よりも狭く、且つ前記計数された頻度が所定の頻度を超えた前記特定の範囲に対して人の存在を検知する第2の画像処理とを行うことを特徴とする照明制御システム。 Human detection sensor unit including an imaging device and an image processing unit that detects the presence of a person and outputs a detection signal by performing image processing on an image based on image data generated by imaging a specific area by the imaging device And a control unit that controls illumination light emitted from the light source unit based on a detection signal from the human detection sensor unit,
The image processing unit, as the image processing, a first image processing for detecting the presence of a person by performing image identification processing on a result of feature extraction performed over a predetermined range of the image;
The predetermined range is divided into a plurality of different specific ranges, and the number of times the presence of a person is detected for each specific range is counted during a predetermined time. After the predetermined time has elapsed, the predetermined range is counted. And a second image processing for detecting the presence of a person in the specific range that is narrower than the entire range and whose counted frequency exceeds a predetermined frequency.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016169990A (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Human sensing detection system |
JP2017111008A (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Human detection system |
CN110191557A (en) * | 2019-05-28 | 2019-08-30 | 佛山市田昌灯饰有限公司 | A kind of Intelligent lightening device and control method based on image recognition |
US11559205B2 (en) | 2017-08-24 | 2023-01-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Biological measuring device and head mounted display apparatus |
-
2011
- 2011-01-25 JP JP2011012529A patent/JP2012155917A/en not_active Withdrawn
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