JP2015041323A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用可能状態に移行させるか否かを設置環境が様々に異なっても高精度に判定する。
【解決手段】 近づいてくる人間を撮影するカメラであって、操作距離に近づいた人物の頭部を撮影画角内に収めるとともにその頭部上方からの外光を撮影画角から外す仰角を有するカメラを備え、そのカメラにより生成された撮影画像に基づいて撮影画角内の人物までの距離およびその人物の移動方向を分析し、その分析の結果を基礎の１つとして使用可能状態に移行させるか否かを判定し、使用可能状態に移行させる判定を行なった場合に使用可能状態に移行させる。
【選択図】 図８

Description

本発明は処理装置に関する。

画像を処理して用紙上に画像を形成する画像形成装置や原稿上の画像を読み取ってファクシミリ送信を行なうファクシミリ機等、様々な処理装置が知られている。

ここで、特許文献１には、画像処理装置に人感センサを設置して近づいてきた人を検出し、人が検出されたときに画像処理装置の電源を立上げることにより消費電力の低減と利便性の両立を実現することが提案されている。

また、特許文献２には、人物を撮像して、この映像にある顔の情報を元に個体認識することが可能なカメラを有する画像処理装置が提案されている。

特開平０５−０４５４７１号公報 特開２００７−２７９６０３号公報

本発明は、使用可能状態に移行させるか否かを設置環境が様々に異なっても高精度に判定することができる処理装置を提供することを目的とする。

請求項１は、
操作を受けて該操作に応じた処理を実行する処理装置であって、
当該処理装置に近づいてくる人間を撮影するカメラと、
前記カメラにより生成された撮影画像に基づいて撮影画角内の人物までの距離および該人物の進行方向を分析し、該分析の結果を基礎の１つとして当該処理装置を使用可能状態に移行させるか否かを判定し、使用可能状態に移行させる判定を行なった場合に当該処理装置を使用可能状態に移行させる制御部とを備え、
前記カメラが、当該処理装置を操作する操作距離に近づいた人物の頭部を撮影画角内に収めるとともに該頭部上方からの外光を撮影画角から外す仰角を有するカメラであることを特徴とする処理装置である。

請求項２は、前記カメラが、７０度近傍の仰角を有する撮影画角のカメラであることを特徴とする請求項１記載の処理装置である。

請求項１および請求項２の処理装置によれば、カメラが上記の仰角を有さない場合と比べ、高精度な判定が可能である。

本発明の処理装置の一実施形態である複合機の外観を示した図である。 図１に外観を示す複合機の機能ブロック図である。 メインコントローラの内部構造を示したブロック図である。 メインコントローラでの処理の概要を示すフローチャートである。 第１カメラにおける画像抽出処理の説明図である。 人間の移動方向算出処理の説明図である。 図３に１つのブロックで示す第２カメラ画像演算部の内部構造を示したブロック図である。 第１カメラの上下方向の撮影画角を示した図である。 仰角に対する、人間の頭頂部が撮影画角上縁に撮影される身長をあらわした図である。 身長と仰角に対する、その人間の頭上からの外光が第１カメラに入射するか否かを示した図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の処理装置の一実施形態である複合機の外観を示した図である。図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は正面図である。

この複合機１には、焦電センサ１０、第１カメラ２０、および第２カメラ３０が備えられている。

焦電センサ１０は、焦電効果によって赤外線を検出するセンサである。ここでは、この焦電センサ１０によりこの複合機１への人間の接近が検出される。

第１カメラ２０は、本発明にいうカメラの一例に相当する。

この第１カメラ２０は、この複合機１の前方を撮像するカメラであって、魚眼レンズを備え広角の撮影画角を有する。この第１カメラ２０での撮影により得られた画像データに基づいて、この複合機１の近傍に存在する人間までの距離やその人間の移動方向が検出される。具体的には、撮影画像上から人間が認識されその人間の足元（足や靴の部分）が抽出されて、撮影画角内の足元の位置によりその人間までの距離が求められ、またつま先の向きや時系列的な足の動きにより移動方向が検出される。
人間までの距離やその人間の移動方向を検出することにより、その人間がこの複合機１の近傍を通り過ぎるだけなのか、この複合機１を使おうとしているのかが判定される。

この複合機１では、後述するメインコントローラ９０（図２，図３参照）において、この第１カメラ２０により生成された撮影画像に基づいて撮影画角内の人間までの距離およびその人間の移動方向が分析され、その分析の結果を基礎の１つとしてこの複合機１を使用可能状態に移行させるか否かが判定され、使用可能状態に移行させる判定を行なった場合にこの複合機を使用可能状態に移行させる制御が行なわれる。詳細は後述する。

第２カメラ３０は、この複合機１の、前方斜め上向きに向けられたカメラである。この第２カメラ３０での撮影により得られた画像データに基づいて、この複合機１の操作に適した距離（操作距離、例えば３５０ｍｍ）の近傍にいる人間がこの複合機１を使用する権限のある人間であるか否かが判定される。この機能により、この複合機１を使用する権限のある人間にのみ、この複合機１を使用させることができる。

また、図１にはユーザインタフェース７０が示されている。このユーザインタフェース７０には、この複合機１の使用者により操作される操作子が備えられており、使用者の指示をこの複合機１に伝える役割を担っている。また、このユーザインタフェース７０には表示部７１が備えられている。この表示部７１には、この複合機１の状態や使用者へのメッセージなど様々な情報が表示される。また、この表示部７１には、第２カメラ３０で撮影された使用者の顔が表示される。さらに、この表示部７１には、操作により第１カメラ２０での撮影画像を表示することもできる。

図２は、図１に外観を示す複合機の機能ブロック図である。

この複合機１は、図１を参照して説明した焦電センサ１０、第１カメラ２０、第２カメラ３０、およびユーザインタフェース７０のほか、画像読取部４０、画像形成部５０、およびＦＡＸ部６０を備えている。

画像読取部４０は、原稿に記録されている画像を読み取ってその画像を表わす画像データを生成する機能を有する。

また、画像形成部５０は、用紙上に、画像データに基づく画像を形成する機能を有する。この画像形成部５０としては、電子写真方式のプリンタが好適である。ただし、電子写真方式である必要はなく、例えばインクジェットプリンタなど、用紙上に他の方式で画像を形成するものであってもよい。ここで、この画像形成部５０は、画像読取部４０で生成された画像データに基づく画像を形成するだけではなく、以下に説明するＦＡＸ部６０で受信して得た画像データに基づく画像の形成も担っている。

ＦＡＸ部６０は、電話回線（図示せず）に接続されており、ファクシミリの送信および受信の機能を担っている。ファクシミリの送信の際は、原稿が画像読取部４０で読み取られてファクシミリ送信用の画像データが生成され、その画像データがこのＦＡＸ部６０から送信される。また、ファクシミリの受信の際は、このＦＡＸ部６０で画像データが受信され、画像形成部５０によりその画像データに基づく画像が用紙上に形成される。

また、この複合機１には、さらに、ユーザインタフェース７０、電源装置８０およびメインコントローラ９０が備えられている。

電源装置８０は、メインコントローラ９０による制御を受けて、焦電センサ１０〜ユーザインタフェース７０、その他この複合機１において電力を必要とする全ての要素に電力を供給する役割を担っている。

メインコントローラ９０は、焦電センサ１０〜ＦＡＸ部６０の制御、ユーザインタフェース７０に備えられている表示部７１への表示制御、電源装置８０の制御など、この複合機１の全体の制御を担っている。また、このメインコントローラ９０は、焦電センサ１０〜ユーザインタフェース７０との間のデータ通信や様々なデータ処理も担当している。

図３は、メインコントローラの内部構造を示したブロック図である。ここには、図２に点線で囲った部分、すなわち、焦電センサ１０、第１カメラ２０、および第２カメラ３０の制御に関するブロックのみ図示されている。

ここには、メインコントローラ９０の構成要素として、焦電センサ処理部９１と、第１カメラ処理部９２と、第２カメラ処理部９３が示されている。第１カメラ処理部９２には、第１カメラ画像演算部９２１と第１カメラ設定値記憶部９２２が備えられている。また、これと同様に、第２カメラ処理部９３には第２カメラ画像演算部９３１と第２カメラ設定値記憶部９３２が備えられている。第１カメラ２０および第２カメラ３０では、撮影により得られた画像信号に様々な画像処理が施される。第１カメラ設定値記憶部９２２および第２カメラ設定値記憶部９３２には、それぞれ、第１カメラ２０および第２カメラ３０で実行される画像処理の処理レベル等を規定する設定値があらかじめ記憶されている。そして、第１カメラ設定値記憶部９２２および第２カメラ設定値記憶部９３２に記憶されている設定値は、第１カメラ２０および第２カメラ３０それぞれの作動開始時に第１カメラ２０および第２カメラ３０にそれぞれ設定される。第１カメラ２０および第２カメラ３０では、撮影により得られた画像信号に対して、作動開始時に設定された設定値に基づく画像処理が実行される。第１カメラ２０および第２カメラ３０では、様々な種類の画像処理が実行されるが、第１カメラ設定値記憶部９２２および第２カメラ設定値記憶部９３２には、それら様々な種類の画像処理に対応した様々な設定値が記憶されている。それら様々な設定値は、第１カメラ２０および第２カメラ３０の作動開始時に第１カメラ２０および第２カメラ３０に設定される。これら第１カメラ設定値記憶部９２２および第２カメラ設定値記憶部９３２は、書換え可能な記憶部であり、基本的には複合機１の設置時に、その複合機１の設置環境やユーザの選択等に応じた、その複合機１に適した設定値が記憶される。

図４は、メインコントローラでの処理の概要を示すフローチャートである。

初期状態においては、図２に示す第１カメラ２０〜ユーザインタフェース７０には電力は供給されておらず、停止している。

焦電センサ１０の検出値はメインコントローラ９０の焦電センサ処理部９１に入力される。焦電センサ処理部９１では、その入力された検出値に基づいて、複合機１に人間が近づいてきたか否かが判定される（ステップＳ０１）。ただし、この時点では、人間が近づいたのか、あるいは犬、猫等の動物が近づいたのか、等は区別できず、焦電センサ１０で赤外線が検出されたか否かを意味しているに過ぎない。ただし、この焦電センサ１０は人間の接近の検出を目的としており、以下においても人間が接近したものとして表現する。

焦電センサ処理部９１でこの複合機１への人間の接近が検出されると、電源装置８０に対し、電源制御信号ａ（図３参照）が送られる。電源装置８０は、この焦電センサ１０で人間の接近が検出されたことを表わす電源制御信号ａを受け取ると、今度は第１カメラ２０に電力を供給する。

次いで、メインコントローラ９０は、第１カメラ設定値記憶部９２２に記憶されている設定値を第１カメラ２０に設定する（図４、ステップＳ０２）。これにより、第１カメラ２０は、撮影を開始し、さらにその設定された設定値に応じた画像処理を実行し、デジタルの画像データを生成する。

第１カメラ２０で生成された画像データは、メインコントローラ９０の第１カメラ処理部９２の第１カメラ画像演算部９２１に入力される。第１カメラ画像演算部９２１では、、その入力されてきた画像データに基づいて、後述するようにして、この複合機１に接近した位置に居る人間までの距離やその人間の移動方向が認識される。そしてこの第１カメラ画像演算部９２１は、その人間の距離や移動方向に照らし、その人間がこの複合機１を使用しようとしていると判断される状況のときに（図４、ステップＳ０３）、電源装置８０に対し、電源制御信号ｂを出力する。電源装置８０は、その電源制御信号ｂを受け取ると、その電源装置８０は、今度は、第２カメラ３０に電力を供給する。

次いでメインコントローラ９０は、第２カメラ設定値記憶部９３２に記憶されている設定値を第２カメラ３０に設定する（図４、ステップＳ０４）。これにより、第２カメラ３０は、撮影を開始し、その設定された設定値に応じた画像処理を行なってデジタルの画像データを生成する。その生成された画像データは、メインコントローラ９０の第２カメラ処理部９３の第２カメラ画像演算部９３１に入力される。第２カメラ画像演算部９３１では、その入力されてきた画像データに基づいて、後述するようにして複合機１のほぼ操作距離（例えば３５０ｍｍ）近傍に居る人間がこの複合機１を使用する権限のある人間か否かが判定される。具体的には、この複合機１の使用権限を有する人物としてあらかじめ登録されている人物であるか、それ以外の人物であるかが判定される（図４、ステップＳ０５）。第２カメラ画像演算部９３１において、この複合機１の使用権限を有する人間であることが判定されると、その第２カメラ画像演算部９３１から電源装置８０に対し電源制御信号ｃが出力される。電源装置８０は、この電源制御信号ｃを受け取ると、今度は、図２に示す、画像読取部４０、画像形成部５０、ＦＡＸ部６０、およびユーザインタフェース７０に対し電力を供給する。これにより、この複合機１が使用可能となり、操作に応じた機能、例えばコピー機能やＦＡＸ機能が動作する（図４、ステップＳ０６）。

焦電センサ１０の検出値によりこの複合機１から人間が離れたことが検出されると（図４、ステップＳ０７）、焦電センサ処理部９１から電源装置８０に向けて、人間が離れたことを示す電源制御信号ｄが出力される。すると、電源装置８０は、焦電センサ１０を除く、第１カメラ２０〜ユーザインタフェース７０への電力供給を停止する（ステップＳ０８）。

図５は、第１カメラにおける画像抽出処理の説明図である。

第１カメラ２０では、人間の頭部から足元までの全体について抽出処理が行なわれるが、ここでは、抽出された人間の移動方向の認識に重要な足元部分が図示されている。

ここでは、背景画像（フレーム１）と人物画像（フレーム２）との差分演算が行なわれて人間が抽出され、その抽出された人間の形状からその人間の足元が抽出される。そして、その抽出画像上での足元の位置に基づいて、複写機１からその人間までの距離が算出される。

尚、この背景画像は、第１カメラ２０の撮影画角内に人間が居ないタイミングであらかじめ撮影された画像であってもよい。あるいは、この背景画像は、移動中の人間が写っている複数フレームの画像から、静止している領域を繋ぎ合わせて合成した画像であってもよい。

図６は、人間の移動方向算出処理の説明図である。

図６（Ａ）は、時系列の複数の抽出画像を示している。これら複数の抽出画像は、いずれも図５に示す差分演算より得られた画像である。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す複数の抽出画像を重ねて示した図である。

図６（Ｂ）には、つま先角度および足の軌跡が示されている。

ここでは、これらつま先角度および足の軌跡から移動方向が検知される。そして人間までの距離とその人間の移動方向により、この人間がこの複合機１を使おうとしているか否かが判定される。この複合機１を使おうとしていると判定されると、図３，図４を参照して説明した通り、今度は第２カメラ３０に電力が供給される。

図７は、図３に１つのブロックで示す第２カメラ画像演算部の内部構造を示したブロック図である。

第２カメラ２０での、人間の顔の撮影により生成された画像データは、メインコントローラ９０（図３参照）内の第２カメラ画像演算部９３１に送られ、その第２カメラ画像演算部９３１の画像データ受信部９３１＿１で受信される。この画像データ受信部９３１＿１で受信した画像データは、特徴部位抽出部９３１＿２に入力される。この特徴部位抽出部９３１＿２では、その入力された画像データに基づいて、特徴部位が抽出される。ここでは、具体的には撮影された人間の目、口、および鼻の特徴が抽出される。これらの特徴抽出自体は既に広く知られた技術であり、ここでの詳細説明は省略する。

また、この第２カメラ画像演算部９３１には、目データベース９３１＿６、口データベース９３１＿７、および鼻データベース９３１＿８が備えられている。ここには、この複合機１を使う権限がある人の、それぞれ目、口、および鼻の特徴が登録されている。

特徴部位抽出部９３１＿２で抽出された目、口、および鼻の特徴は、それぞれ、特徴部位照合部（目）９３１＿３、特徴部位照合部（口）９３１＿４、および特徴部位照合部（鼻）９３１＿５に入力される。これら特徴部位照合部（目）９３１＿３、特徴部位照合部（口）９３１＿４、および特徴部位照合部（鼻）９３１＿５は、特徴部位抽出部９３１＿２から入力されてきた目、口、および鼻の特徴データと、目データベース９３１＿６、口データベース９３１＿７、および鼻データベース９３１＿８に登録されている特徴データとを照合することにより、一致するデータの検索が行なわれる。

それら特徴部位照合部（目）９３１＿３、特徴部位照合部（口）９３１＿４、および特徴部位照合部（鼻）９３１＿５での照合結果は、人物認証部９３１＿９に送られる。この人物認証部９３１＿９では、この複合機１を使う権限のある人物か否かの認証が行なわれる。この認証結果は、認証結果出力部９３１＿１０から出力される。この認証結果出力部９３１＿１０から出力される認証結果は、図３に示す電源制御信号ｃとして電源装置８０に送られる。電源装置８０は、その認証結果が、この複合機１を使う権限があることを表わす認証結果であったときに、図２に示す画像読取部４０〜ユーザインタフェース７０への電力供給を開始し、この複合機１を使用可能状態に立ち上げる。

図８は、第１カメラの上下方向の撮影画角を示した図である。

この第１カメラ２０は、この複合機１を操作する操作距離Ｄに近づいた人間１００の頭部１１１を撮影画角内に収めるとともにその頭部１１１の上方からの外光を撮影画角から外す仰角αを有するカメラである。具体的には、本実施形態では仰角αが約７０°に設定されている。また、本実施形態では伏角βも約７０°に設定されている。このような広角とするために、この第１カメラ２０には魚眼レンズ（図示せず）が採用されている。

図９は、仰角に対する、人間の頭頂部が撮影画角上縁に撮影される身長をあらわした図である。

ここでは、第１カメラ２０は、図８に示すように、床からの高さＨ＝８７４ｍｍの位置に設置されている。また、人間は、この複合機１を操作するのに適した操作距離Ｄ＝３５０ｍｍの位置に立っているものとする。この図９のグラフは、この条件下で、第１カメラ２０の仰角αが仮にα＝１０°であったとすると、身長約９５ｃｍの人間の頭頂部は撮影画角内に入り、それを越える身長の人間は頭部側の一部が撮影画角外となることを意味している。同様に、身長１３０ｃｍの人間の場合、仰角α＝４５°以上であれば頭頂部まで撮影画角内に入る。さらに、仰角α＝７０°の場合、身長１９０ｃｍの人の頭頂部まで撮影画角内に入る。

ここで、この複合機１を操作する人間の最高身長を１９０ｃｍとすると、仰角αは７０°あれば十分であることを意味している。

図１０は、身長と仰角に対する、その人間の頭上からの外光が第１カメラに入射するか否かを示した図である。

この図１０において、‘１’はその人間の頭上からの外光が第１カメラ２０の撮影画角内に入射することを意味し、‘０’は撮影画角から外れることを意味している。

この複合機１（図１参照）の設置環境として、例えば、天井に電灯が存在し、あるいは窓から太陽光が入り込んでいる設置環境が考えられる。そのような強い光が第１カメラ２０に直接に入射すると、その光に大きく影響されて、その光の領域以外の領域が暗く撮影され、前述の、人間までの距離や人間の移動方向の検知の精度が大きく低下するおそれがある。したがって、人間の頭部が撮影画角内に入ることと、上記のような人間の頭上を越えて入射する強い光を遮ることとの双方を両立させる必要がある。

この図１０から分かる通り、第１カメラの仰角αが８０°又は９０°になると、複合機１の操作者の最高身長１９０ｃｍの人間の頭上を越えて撮影画角内に外光が入り込むことになる。

本実施形態の場合、このような観点から第１カメラ２０の仰角αは約７０°に設定されている。

また、本実施形態では、伏角βも約７０°に設定されている。これは、この第１カメラ２０の設置高さＨ＝８７４ｍｍから計算して、操作距離Ｄ＝３５０ｍｍの位置に立つ人間の足元を撮影し、かつそれ以上の無駄な被写体については撮影画角から外すためである。

ここでは、コピー機能とＦＡＸ機能との双方を備えた複合機について説明したが、本発明の処理装置は、複合機である必要はなく、例えばコピー機能のみ備えたコピー機であってもよく、ＦＡＸ機能のみを備えたＦＡＸ機であってもよい。

さらには、本発明の処理装置は、コピー機能やＦＡＸ機能に限定されるものではなく、操作者の操作に応じた処理を実行する装置であればよく、その処理内容が制限されるものではない。

１ 複合機
１０ 焦電センサ
２０ 第１カメラ
３０ 第２カメラ
４０ 画像読取部
５０ 画像形成部
６０ ＦＡＸ部
７０ ユーザインタフェース
７１ 表示部
８０ 電源装置
９０ メインコントローラ
９１ 焦電センサ処理部
９２ 第１カメラ処理部
９３ 第２カメラ処理部
１００ 人間
１１１ 頭部
９２１ 第１カメラ画像演算部
９２２ 第１カメラ設定値記憶部
９３１ 第２カメラ画像演算部
９３２ 第２カメラ設定値記憶部

Claims (2)

1. 操作を受けて該操作に応じた処理を実行する処理装置であって、
   当該処理装置に近づいてくる人間を撮影するカメラと、
   前記カメラにより生成された撮影画像に基づいて撮影画角内の人物までの距離および該人物の進行方向を分析し、該分析の結果を基礎の１つとして当該処理装置を使用可能状態に移行させるか否かを判定し、使用可能状態に移行させる判定を行なった場合に当該処理装置を使用可能状態に移行させる制御部とを備え、
   前記カメラが、当該処理装置を操作する操作距離に近づいた人物の頭部を撮影画角内に収めるとともに該頭部上方からの外光を撮影画角から外す仰角を有するカメラであることを特徴とする処理装置。
2. 前記カメラが、７０度近傍の仰角を有する撮影画角のカメラであることを特徴とする請求項１記載の処理装置。

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