JP2015061211A - 処理装置 - Google Patents

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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】 前方に向いた開口2aを有する筐体2と、開口2aからレンズを覗かせて撮影画像を生成する第1カメラ20と、レンズ前面に広がり、筐体2との間に黒シート4を挟んで配置された、そのレンズへの接触を防止するフィルタ3とを備え、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10

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、
前方に向いた開口を有する筐体と、
前記開口からレンズを覗かせて撮影画像を生成するカメラと、
前記レンズ前面に広がり、前記筐体との間に反射低減材を挟んで配置された、該レンズへの接触を防止するフィルタと、
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たことを特徴とする処理装置である。
請求項2は、
前記反射低減材が、前記筐体と前記フィルタとの間に配置された反射低減シート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3は、
前記反射低減材が、可視光に対する反射率が50%以下のものであることを特徴とする請求項1又は2記載の処理装置である。
請求項1の処理装置によれば、上記反射低減材を備えていない場合と比べ、高精度な判定が可能である。
請求項2の処理装置によれば、簡易な構成で反射を低減させることができる。
請求項3の処理装置によれば、反射が効果的に低減する。
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。 比較例としての複合機の問題点の説明図である。 比較例の複合機における第1カメラ設置部分の構造とその複合機に近づいてきた人間の模式図である。 本実施形態の複合機における第1カメラ設置部分の構造と、その複合機に近づいてきた人間の模式図である。 本実施形態の複合機の第1カメラでの撮影画像の模式図である。 複合機の第1カメラの部分の正面図である。 シートの反射率と不要な画像の写り込み影響度[%]との関係を、環境の照度(lx)ごとに示した図である。
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、比較例としての複合機の問題点の説明図である。
この比較例としての複合機の外観や機能はこれまで説明してきた本発明の実施形態としての複合機の外観や機能と同一であり、それらの重複説明は省略する。
また、この比較例の複合機およびその複合機の各要素の説明にあたっては、分かり易さのため、これまで説明してきた実施形態としての複合機1およびその複合機1の各要素に付した符号と同一の符号を付して説明する。
この図8は、その比較例としての複合機の前に人間が1人だけ居るときの第1カメラ20での撮影により得られた撮影画像の模式図である。
この撮影画像上には、その複合機の前に立っている人間の本来の画像100Aに加え、さらに別の画像100Bがあらわれている。すなわちここには、1人の人間の画像が2重に写し込まれている。
図9は、比較例の複合機における第1カメラ設置部分の構造とその複合機に近づいてきた人間の模式図である。
複合機1の筐体2には、複合機1の前方に向いた開口2aが形成されている。そしてこの筐体2の開口2aの周囲は、1段窪んだ窪み部2bを有する。第1カメラ20は、筐体2の内部の、開口2aからレンズを覗かせた位置に配置されている。また、この筐体2の窪み部2bには、第1カメラ20のレンズの前面に広がり、そのレンズへの接触を防止するフィルタ3が嵌め込まれている。
この第1カメラ20は、上下にそれぞれ約70°の視野を必要とし、そのような広角の視野を確保するために、ここでは球体に近いような魚眼レンズを採用している。一方、フィルタ3は平板状であり、魚眼レンズからは離間させて筐体2に固定されている。
ここで、太陽110に照らされているような明るい環境では、図9に破線で示す、第1カメラ10での人間100の撮影のための本来の光路を通る光による画像100A(図8参照)に加え、この図9に点線で示すような、フィルタ3を通過して筐体2の表面で反射し、フィルタ3の表面で再度反射して第1カメラ10に入射するような光路を通る光による画像100B(図8参照)があらわれることがある。第1カメラ20での撮影画像上にこのような本来不要な画像があらわれると、人間までの距離やその移動方向の検知の精度が低下するおそれがある。
図10は、本実施形態の複合機における第1カメラ設置部分の構造と、その複合機に近づいてきた人間の模式図である。
また、図11は、本実施形態の複合機の第1カメラでの撮影画像の模式図である。
これら図10,図11では、図8,図9に示す比較例の要素と同一の要素には、図8,図9に付した符号と同一の符号を付して示し、それらの比較例との相違点について説明する。
図10に示すように、本実施形態の複合機の場合、筐体2の窪み部2bに、その筐体2とフィルタ3とに挟まれるように黒シート4が配置されている。この黒シート4は、筐体2の開口2aの部分については、第1カメラ20による撮影の邪魔にならないように穴4aが形成されている。
この場合、図10に点線で示す光路に沿って進行してきた光は、黒シート4に吸収される。これにより図11に示すように、比較例の撮影画像上にあらわれるような本来不要な画像100Bは撮影画像上から消え、人間までの距離や移動方向の高精度な検知が可能となる。この黒シート4は、本発明にいう反射低減シートの一例に相当する。
図12は、複合機の第1カメラの部分の正面図である。
図12(A)〜(D)は、異なる反射率のシートを配置したことを表わしており、図12(E)は、シートなし(図9に示す比較例に相当する)を表わしている。図12(A)〜(D)は、具体的には、反射率がそれぞれ80%,60%,40%,20%のシートを配置したことを表わしている。
ここでは、この図12に示すような様々な反射率のシートを用い、環境の照度(lx)を様々に変化させて、図8に示す画像100Bのような不要な画像が検知精度にどの程度影響を及ぼすかを調べた。
図13は、シートの反射率と不要な画像の写り込み影響度[%]との関係を、環境の照度(lx)ごとに示した図である。
ここで、写り込み影響度[%]は、図3で図示している第1カメラ画像演算部、第二カメラ画像演算部に対する影響度を示している。
写り込み影響度が高くなると、第一カメラ演算部、第二カメラ演算部は、多重画像を検知している状態となってしまい、真の状態(姿)を検知することが出来なくなる。いわゆるピンボケのような状態になってしまう。そこで、本提案者は、写り込み影響度の程度を確認するために、第一カメラ演算部での目標値(1)、第二カメラ演算部での目標値(2)を以下のように設定し評価を実施した。
1(複合機使用者と複合機までの検知距離)=350mm±100mm
2(複合機使用者の認証度)=95%以上
その結果、
1、2とも目標値を達成するためには写り込み影響度を40%以下にしないといけないことが判明した。尚、上記目標値設定は大半の複合機使用者がストレスなく使用できる状態、つまり複合機前(複合機操作パネルを最も操作しやすい位置)についた時と同じタイミングで複合機起動(体感待ち時間ゼロ)し、セキュリティー意識しなくても顔認証することで自動的にセキュリティーが実現できる状態である。従って上記状態以外の目標値を設定したい場合(例えばもっと高精度、低精度)は、写り込み影響度の目標値が変化する。
高精度:写り込み影響度をもっと下げる必要がある。
低精度:写り込み影響度をもっと上げられる。
環境の照度(lx)が上がると写り込み影響度が増加し、シートの反射率が高いほど写り込み影響度が増加する。写り込み影響度が40%以下のときは、検知精度への影響が小さく、十分な検知精度が得られることが判明している。このことからシートの反射率は50%以下であることが望ましいことが分かる。
尚ここでは、筐体2とフィルタ3との間に挟むように反射率を低減させるシートを配置しているが、本発明は、反射率を低減させるものはシートである必要はなく、例えば、筐体2の窪み部2bの表面あるいは、フィルタ3の裏面に反射防止用の塗料を塗ってもよい。このような筐体2の表面とフィルタ3との間に存在する、反射低減用の部材や塗料等を合わせて、本発明では、反射低減材と称している。
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
2 筐体
2a 開口
2b 窪み部
3 フィルタ
4 黒シート
4a 穴
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
100A,100B 画像
110 太陽
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 (3)

  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、
    前方に向いた開口を有する筐体と、
    前記開口からレンズを覗かせて撮影画像を生成するカメラと、
    前記レンズ前面に広がり、前記筐体との間に反射低減材を挟んで配置された、該レンズへの接触を防止するフィルタと、
    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たことを特徴とする処理装置。
  2. 前記反射低減材が、前記筐体と前記フィルタとの間に配置された反射低減シートであることを特徴とする請求項1記載の処理装置。
  3. 前記反射低減材が、可視光に対する反射率が50%以下のものであることを特徴とする請求項1又は2記載の処理装置。
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