JP3414634B2 - 人数計測システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、室内空間におけ
る人の分布や人数（人数情報）を赤外線カメラの熱画像
（赤外線画像）を利用して計測する人数計測システムに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】室内大空間、例えばドーム球場や大型体
育館，コンサートホールなどの室内大空間において、人
の分布や人数を知ることは、空調制御等を行ううえで貴
重なデータとなる。すなわち、人の分布や人数情報を知
ることによって、適切な制御を行い、省エネを実現する
ことが可能となる。室内大空間における人数計測に関す
る技術として次のようなシステムがある。出入り口ゲ
ートで入退場者数をカウントすることによって、室内大
空間における人数を計測するシステム．座席に圧力セ
ンサや光電スイッチを設置し、このスイッチからのオン
／オフ情報によって室内大空間における人の分布や人数
を知るシステム．可視光カメラで画像を取り込み、こ
の画像から人を抽出して室内大空間における人の分布や
人数を知るシステム．

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のシステムによると、出入り口ゲートで入退場
者数をカウントするシステムでは、室内での人の分布を
知ることができない。又、ゲートの設置場所の問題もあ
る。座席に圧力センサや光電スイッチを設置するシステ
ムでは、大空間になるとその座席数は数千〜数万席にも
なり、配線も含めた設置や調整作業、メンテナンスな
ど、膨大な作業が必要となる。また、臨時に設置される
座席や不特定の場所に滞留する人の分布や人数を知るこ
とはできない。

【０００４】可視カメラで画像を取り込むシステムで
は、照明光のむらや照度の変動が激しい環境下や暗闇下
で正確に人の分布や人数を知ることは困難であり、人の
特徴を抽出するアルゴリズムも複雑になる。すなわち、
画像中から人の抽出を行う場合、他の画像部分とは異な
る特徴を見つけ出し、２値化する方法が一般的である。
可視光カメラを使用した場合、人の特徴は「動く物体で
頭の部分は殆ど黒い場合が多く、形は丸い。」程度の特
徴しかなく、それでも全ての人に当てはまる特徴ではな
い。特に大空間においては、測定距離が長くなるため、
人の特徴を見い出すほどの空間分解能は得られない。さ
らに座席に座っている人の動きを捉えるのも困難であ
る。また、イベントによっては、照度が低い（暗い）場
合や極端に明暗のある照明があり、可視画像から人の抽
出を行うのはさらに困難になる。

【０００５】なお、赤外線センサを使用して人を検知す
るシステムがあるが、このシステムは簡単な構造の赤外
線センサとその出力信号の処理により、ごく限られた狭
い空間内での人の在／不在を検知するものが殆どであ
る。例えば、特開平６−１６０５０７号公報に示される
焦電型赤外線センサ方式は、狭い空間に限られ、侵入者
検知や人の活動量計測等に用いられる。すなわち、測定
距離としては６ｍ位、人数規模は数人〜数十人で、１人
単位で精密に人を検知する場合に用いられ、室内大空間
における人の分布や人数を計測することはできない。

【０００６】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、設置や調整
作業、メンテナンスなどが容易で、室内大空間における
人の分布や人数を比較的高精度で計測することのできる
人数計測システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、室内空
間における監視領域の温度分布を熱画像として撮影する
赤外線カメラと、この赤外線カメラから得られる熱画像
から所定の画像処理領域を切り出し、この画像処理領域
の画素のうち室内温度および赤外線カメラと監視領域と
の距離に応じて決定される温度範囲の画素を人体を表す
画素と判定する画像処理手段と、この画像処理手段によ
って人体を表す画素と判定された画素の総面積を画像処
理領域を表す画素の総面積で除したものを占有率とし、
この占有率に画像処理領域に対応して定められた定員数
を乗じることによって画像処理領域に対応する室内領域
に存在する人数を算出する人数計測手段とを備えたもの
である。

【０００８】この発明によれば、室内空間における監視
領域の温度分布が熱画像として撮影され、この熱画像か
ら所定の画像処理領域が切り出され、この画像処理領域
の画素のうち室内温度および赤外線カメラと監視領域と
の距離に応じて決定される温度範囲の画素が人体を表す
画素と判定される。ここで、人体を表す画素と判定され
た画素の総面積Ｓｘ、画像処理領域を表す画素の総面積
をＳＴ、占有率をα、占有率補正データに基づいて補正
した占有率αをα’、画像処理領域に対応して定められ
た定員数をＭＴ、画像処理領域に対応する室内領域に存
在する人数をＭｘとした場合、α＝Ｓｘ／ＳＴ、α→
α’、Ｍｘ＝α’×ＭＴとして、画像処理領域に対応す
る室内領域に存在する人数Ｍｘが求められる。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】第２発明（請求項２に係る発明）は、第１
発明において、占有率を予め求めた占有率補正データに
基づいて補正したうえで、画像処理領域に対応する室内
領域に存在する人数を算出するようにしたものである。
この発明によれば、人体を表す画素と判定された画素の
総面積Ｓｘ、画像処理領域を表す画素の総面積をＳＴ、
占有率をα、占有率補正データに基づいて補正した占有
率αをα’、画像処理領域に対応して定められた定員数
をＭＴ、画像処理領域に対応する室内領域に存在する人
数をＭｘとした場合、α＝Ｓｘ／ＳＴ、α→α’、Ｍｘ
＝α’×ＭＴとして、画像処理領域に対応する室内領域
に存在する人数Ｍｘが求められる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】第３発明（請求項３に係る発明）は、第１
発明あるいは第２発明において、画像処理領域中に外乱
要因が存在する場合、この外乱要因の影響を受けるエリ
アを画像処理領域から削除したうえで残りの領域に対し
て占有率を求め、この求めた占有率に基づいて画像処理
領域に対応する室内領域に存在する人数を推定するよう
にしたものである。

【００１６】この発明によれば、外乱要因の影響を受け
るエリアが画像処理領域から削除され、残された領域の
画素のうち室内温度および赤外線カメラと監視領域との
距離に応じて決定される温度範囲の画素が人体を表す画
素と判定される。ここで、人体を表す画素と判定された
画素の総面積をＳｙ、画像処理領域を表す画素の総面積
をＳＴ、削除した外乱要因の影響を受けるエリアを表す
画素の総面積をＳＧ、占有率をα、占有率補正データに
基づいて補正した占有率αをα’、画像処理領域に対応
して定められた定員数をＭＴ、画像処理領域に対応する
室内領域に存在する人数をＭｘとした場合、α＝Ｓｙ／
（ＳＴ−ＳＧ）、Ｍｘ＝α×ＭＴとして、あるいはα＝
Ｓｙ／（ＳＴ−ＳＧ）、α→α’、Ｍｘ＝α’×ＭＴと
して、画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数
Ｍｘが推定される。

【００１７】

【００１８】

【００１９】第４発明（請求項４に係る発明）は、第２
発明において、画像処理領域が大きい場合、画像処理領
域を複数のエリアに細分化し、各細分化エリア毎に人体
を表す画素と判定された画素の総面積をその細分化エリ
アを表す画素の総面積で除したものを占有率とし、この
占有率を予め求めた占有率補正データに基づいて補正
し、この補正後の占有率から画像処理領域全体の占有率
を算出し、この算出した画像処理領域全体の占有率に基
づいて画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数
を算出するようにしたものである。

【００２０】この発明によれば、画像処理領域が大きい
場合、画像処理領域が複数のエリアに細分化される。こ
こで、各細分化エリアの人体を表す画素と判定された画
素の総面積をＳｘ１〜Ｓｘｎ、各細分化エリアを表す画
素の総面積ＳＴ１〜ＳＴｎ、各細分化エリアの占有率を
α１〜αｎ、占有率補正データに基づいて補正した各細
分化エリアの占有率をα１’〜αｎ’、占有率α１’〜
αｎ’から算出した画像処理領域全体の占有率をα’、
画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数をＭｘ
とした場合、α１＝Ｓｘ１／ＳＴ１〜αｎ＝Ｓｘｎ／Ｓ
Ｔｎ、α１〜αｎ→α１’〜αｎ’、α１’〜αｎ’→
α’として、画像処理領域全体の占有率α’が求めら
れ、この占有率α’に基づいて画像処理領域に対応する
室内領域に存在する人数Ｍｘが推定される。

【００２１】第５発明（請求項５に係る発明）は、第１
〜第４発明において、監視領域の測定現場情報をデータ
ベースに予め格納し、測定現場の現状に該当する測定現
場情報をこのデータベースから読み込み、この読み込ん
だ情報を参照して画像処理領域に対応する室内領域に存
在する人数を計測するようにしたものである。この発明
によれば、データベースから測定現場の現状に該当する
測定現場情報が読み込まれ、この読み込んだ情報を参照
して画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数が
計測される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示
す人数計測システムのシステム構成図である。

【００２３】同図において、１は室内大空間であり、赤
外線カメラ２−１〜２−ｎおよび温度センサ３が設置さ
れている。赤外線カメラ２−１〜２−ｎは室内大空間１
における観客席４を含む領域を複数の監視領域に分けて
捉える。すなわち、室内大空間１における観客席４を含
む領域を第１〜第ｎの監視領域に分け、第１〜第ｎの監
視領域の温度分布を熱画像として赤外線カメラ２−１〜
２−ｎが撮影する。

【００２４】図２は、ドーム球場への適用例を示し、赤
外線カメラ２を（Ａ）〜（Ｄ）の位置に配置している。
このドーム球場において、赤外線カメラ２の視野範囲に
は、１階および２階の観客席が入っている（図３参
照）。温度センサ３は監視領域毎に設置されている。

【００２５】図１において、５は人数測装置であり、映
像切替器６を介して赤外線カメラ２−１〜２−ｎと接続
されている。人数計測装置５は、画像処理装置５−１と
コンピュータ（パソコン）５−２とから構成されてい
る。画像処理装置５−１は、Ａ／Ｄ変換器５−１１、フ
レームメモリ５−１２、ＣＰＵ５−１３、ＲＡＭ５−１
４、ＲＯＭ５−１５、インターフェイス５−１６を有し
ている。コンピュータ５−２は、インターフェイス５−
２１、ＲＯＭ５−２２、ＣＰＵ５−２３、ＲＡＭ５−２
４、インターフェイス５−２５を有している。

【００２６】画像処理装置５−１には、映像切替器６を
介して、赤外線カメラ２−１〜２−ｎによって撮影され
た第１〜第ｎの監視領域の熱画像が入力される。コンピ
ュータ５−２には、画像処理装置５−１での処理情報お
よび温度センサ３からの室内大空間１における室内温度
が与えられる。

【００２７】コンピュータ５−２には、その記憶装置に
後述する監視領域用データベースおよび人数算出用デー
タベースが構築されいる。なお、この例では、画像処理
装置５−１とコンピュータ５−２とで人数計測装置５を
構成したが、画像処理装置又は画像処理機能を有するパ
ソコンを人数計測装置５としてもよい。

【００２８】〔参考例１〕 次に、参考例１について、画像処理装置５−１およびコ
ンピュータ５−２の機能を交えながら、その動作につい
て説明する。

【００２９】画像処理装置５−１は、立ち上げられる
と、コンピュータ５−２より監視領域用データベースお
よび人数算出用データベースを取り込む（図４に示すス
テップ４０１）。そして、映像切替器６を介して赤外線
カメラ２−１を選択し（ステップ４０２）、この赤外線
カメラ２−１からの熱画像を取り込む（ステップ４０
３）。そして、この取り込んだ熱画像の画質を判断し、
異常であればステップ４０３での熱画像の取り込みを再
度行い、正常であればステップ４０５へ進む。

【００３０】ステップ４０５において、画像処理装置５
−１は、取り込んだ熱画像から所定の画像処理領域（例
えば、空調制御対象ゾーン：長距離からの広角な画像を
使用しているため１画像中には多数の空調制御対象ゾー
ンが含まれる場合がある）を切り出し、第１の監視領域
に配置された温度センサ３からの室内温度Ｔ（Ｔ＝Ｔ
１）および監視領域用データベースからの赤外線カメラ
２−１と第１の監視領域との距離Ｌ（Ｌ＝Ｌ１）に応じ
たしきい値を求める。

【００３１】なお、この例では室内温度Ｔを温度センサ
３からの情報として得るようにしたが、熱画像中から室
温を近似できる領域を切り出し、その平均温度を室内温
度Ｔとして得るようにしてもよい。また、画像処理領域
に対応する室内領域毎に温度センサ３を配置するように
してもよい。

【００３２】赤外線カメラを使用した場合、通常の室温
範囲では、人は発熱体として特徴づけられ、可視光カメ
ラに比べると極めて簡単な方法で抽出することができ
る。人の表面温度範囲の下限値および上限値をしきい値
とし、その温度範囲の画素を人体を表す画素とし、その
温度範囲外の画素と区別して２値化すれば、人の存在す
る画素のみを熱画像中から抽出することができ、その画
素の総面積から熱画像に対応する領域に存在するおおよ
その人数を推測することが可能である。

【００３３】ここで、人の表面温度は回りの座席や通路
部分よりも高温であるが、着衣量や回りの室温により異
なる。皮膚の表面温度は、室温に比例して上下し（もち
ろん室温との温度差も一定ではない）、着衣量は、室温
が高ければ少なく、低ければ増える。この結果、室温が
下がれば人の見かけ上の表面温度も下がることになる。
したがって、しきい値を室温に応じて変化させれば、室
温が季節の変化に応じて変動する場合や、イベント中に
変動する場合でも安定した人の抽出を行うことができ
る。

【００３４】また、人の表面温度に影響を与えるもう一
つの要因として測定距離がある。測定距離は空間分解能
による影響と大気中（ＣＯ₂ ，水蒸気など）での赤外線
の吸収や散乱による影響がある。測定距離が長くなると
１画素当たりの測定範囲が大きくなり、人と背景部分が
同一画素中に混在し、出力値が平均化されてしまう。そ
の結果、見かけ上の人の表面温度は下がる方向に作用す
る。さらに、大気中での赤外線の吸収や散乱による減衰
も、測定距離とともに増加し、見かけ上の人の表面温度
を下げる方向に作用する。したがって、測定距離が短い
場合には、しきい値を高目に設定し、長い場合には低目
に設定する必要がある。

【００３５】そこで、この参考例１では、室内温度Ｔと
測定距離Ｌを考慮して、適切なしきい値を定めることに
よって、さらに安定した人の抽出を行うようにしてい
る。この参考例１では、室内温度Ｔと測定距離Ｌを考慮
したしきい値を、監視領域用データベースに格納されて
いる近似式あるいは変換テーブルを用いて求める。この
ための近似式あるいは変換テーブルは次のようにして作
る。

【００３６】例えば、測定距離Ｌ毎に室内温度Ｔの変化
に対する最適な下限しきい値と室温との温度差ΔＴを収
集し、この温度差ΔＴを図５に示すようにグラフ中にプ
ロットし、測定距離Ｌ毎に温度差ΔＴの近似式（ΔＴ＝
−Ａ・Ｔ＋Ｂ）あるいは変換テーブルを作成する。この
作成した近似式あるいは変換テーブルを監視領域用デー
タベースに格納しておく。

【００３７】なお、この近似式あるいは変換テーブル
は、室内温度Ｔと測定距離Ｌの２変数を関数とした１つ
の近似式あるいは変換テーブルとして求めておいてもよ
い。近似式あるいは変換テーブルを用いることにより、
測定距離Ｌに影響されず、室内温度Ｔの変化にも追随す
る安定した人の抽出を実現することができる。

【００３８】ステップ４０５では、第１の監視領域に配
置された温度センサ３からの室内温度Ｔ１に基づき、測
定距離Ｌ１に対応した近似式あるいは変換テーブルから
温度差ΔＴを求め、この温度差ΔＴを室内温度Ｔ１に加
算して下限しきい値ＴＬを、この下限しきい値ＴＬに所
定温度を加算して上限しきい値ＴＨを求める。

【００３９】そして、画像処理装置５−１は、画像処理
領域毎に、ＴＬ〜ＴＨの温度範囲の画素を人体を表す画
素と判定し、その温度範囲外の画素と区別して２値化し
（ステップ４０６）、人体を表す画素と判定された画素
の総面積（画素数）Ｓｘを求め（ステップ４０７）、コ
ンピュータ５−２へ送る。

【００４０】コンピュータ５−２は、画像処理装置５−
１からの人体を表す画素と判定された画像処理領域毎の
画素の総面積Ｓｘをその画像処理領域に人１人が占める
基準画素面積（画素数）Ｓ０で除すことによって、その
画像処理領域に対応する室内領域（計測領域）に存在す
る人数Ｍｘ（Ｍｘ＝Ｓｘ／Ｓ０）を算出する（ステップ
４０８）。ここで、基準画素面積Ｓ０は、画像処理領域
毎に人数算出用データベースに格納されている。

【００４１】室内大空間において測定距離が長い場合、
人を１人ずつ計測するのは、赤外線カメラ２の空間分解
能から判断すると困難である。そこで、この実施の形態
では、それぞれの画像処理領域中で、人１人が占める基
準画素面積Ｓ０を予め求めておき、これを人算出用デー
タベースに格納しておく。そして、人体を表す画素と判
定された画像処理領域の画素の総面積Ｓｘをこの基準画
素面積Ｓ０で除すことにより、その画像処理領域に対応
する室内領域に存在する人数Ｍｘを概算する。

【００４２】コンピュータ５−２は、このようにして算
出した各画像処理領域に対応する室内領域に存在する人
数Ｍｘおよび各画像処理領域において人体を表す画素と
判定された画素の分布（人の分布）を人数情報として空
調制御盤などの制御装置へ送り（ステップ４０９）、効
率的な空調制御に役立てる。

【００４３】以下、同様にして、次々に赤外線カメラ２
を切り替えて、上述した動作を繰り返す。なお、この人
数情報は、外の表示板などに大空間内の人の分布状況を
示して、人の流れをスムーズにすると共に空間内の混雑
度の均一化に役立てることも可能である。

【００４４】〔実施の形態１：第１発明〕参考例１ では、人体を表す画素と判定された画像処理領
域の画素の総面積Ｓｘを基準画素面積Ｓ０で除すことに
より、その画像処理領域に対応する室内領域に存在する
人数Ｍｘを算出するようにした。さらに簡易な方法とし
て、実施の形態１では、人体を表す画素と判定された画
像処理領域の画素の総面積ｘをその画像処理領域を表す
画素の総面積（画素数）ＳＴで除したものを占有率α
（α＝Ｓｘ／ＳＴ）とし、この占有率αにその画像処理
領域に対応して定められた座席数（定員数）ＭＴを乗じ
ることによってその画像処理領域に対応する室内領域に
存在する人数Ｍｘを算出する（Ｍｘ＝α×ＭＴ）。

【００４５】この実施の形態１では、参考例１のように
予め基準画素面積Ｓ０を求める必要がなく、計測領域中
の座席数さえ分かれば参考例１よりも更に簡単に人数を
計測することができる。また、この実施の形態１におい
て、画像処理領域毎の座席数ＭＴは人算出用データベー
スに格納しておく。

【００４６】〔参考例２〕 撮影する角度によっては、座席同士が近い場合、人と人
が重なり、死角が生じる。したがって、満席時の人１人
当たりの見える面積と閑散時の人１人当たりの見える面
積が異なる。この場合、参考例１において人数を算出す
る際に、人１人が占める基準画素面積Ｓ０を固定してし
まうと、人数誤差が大きくなる。

【００４７】これを解決するために、参考例２では、占
有率αに対して基準画素面積Ｓ０の補正値Ｓ０’を設定
しておく。占有率αが低くなる（人の密度が低くなる）
に従って１人当たりの基準画素面積Ｓ０が大きくなるよ
うに、換言すれば、占有率αが高くなる（人の密度が高
くなる）に従って１人当たりの基準画素面積Ｓ０が小さ
くなるように、変換式あるいは変換テーブルを作成する
（図７参照）。この変換式あるいは変換テーブルによ
り、占有率αに対応させて、１人当たりの基準画素面積
Ｓ０を変更すれば、すなわち基準画素面積Ｓ０を補正し
て基準画素面積Ｓ０’とすれば、人同士が重なって死角
ができる場合でも、より正確な人数計測が可能となる。

【００４８】すなわち、この参考例２では、図６に示す
ように、図４に示したステップ４０１に対応するステッ
プ６０１で「データベース取り込み」を行い、ステップ
４０２に対応するステップ６０２で「処理カメラの選
択」を行い、ステップ４０３に対応するステップ６０３
で「熱画像取り込み」を行う。そして、ステップ４０４
に対応するステップ６０４で「画質判断」を行い、ステ
ップ４０５に対応するステップ６０５で「しきい値算
出」を行い、ステップ４０６に対応するステップ６０６
で「２値化処理（人の抽出）」を行う。

【００４９】そして、ステップ４０７に対応するステッ
プ６０７で、画像処理領域毎に、人体を表す画素と判定
された画素の総面積Ｓｘを求める。そして、この人体を
表す画素と判定された各画像処理領域の画素の総面積Ｓ
ｘをその画像処理領域を表す画素の総面積ＳＴで除した
ものを占有率α（α＝Ｓｘ／ＳＴ）として求め（ステッ
プ６０８）、予め作成されている変換式あるいは変換テ
ーブルにより、この占有率αに対応する基準画素面積Ｓ
０’を基準画素面積Ｓ０の補正値として求める（ステッ
プ６０９）。

【００５０】そして、人体を表す画素と判定された各画
像処理領域の画素の総面積Ｓｘを補正された基準画素面
積Ｓ０’で除すことによって、その画像処理領域に対応
する室内領域に存在する人数Ｍｘ（Ｍｘ＝Ｓｘ／Ｓ
０’）を算出し（ステップ６１０）、この算出した各画
像処理領域に対応する室内領域に存在する人数Ｍｘおよ
び各画像処理領域において人体を表す画素と判定された
画素の分布（人の分布）を人数情報として空調制御盤な
どの制御装置へ送る（ステップ６１１）。

【００５１】〔実施の形態２：第２発明〕 撮影する角度によっては、座席同士が近い場合、人と人
が重なり、死角が生じる。この場合、実施の形態１にお
いて人数を算出する際に、占有率αをそのまま用いると
人数誤差が大きくなる。

【００５２】これを解決するために、実施の形態２で
は、代表的ないくつかの撮影角度の監視領域を選択し、
それぞれの領域でしきい値により抽出された人の占有率
（抽出占有率）と、その時の実測人数（目視や可視画像
からカウントした値）から算出した実際の占有率（実測
占有率）を調べる。これを空席から満席になるまでのデ
ータを収集する（但し、ランダムに着席した時とす
る）。このデータ（図７参照）から対応式あるいは変換
テーブルを作成する。この対応式あるいは変換テーブル
により、占有率αを変更すれば、すなわち占有率αを補
正して占有率α’とすれば、人同士が重なって死角がで
きる場合でも、より正確な人数計測が可能となる。

【００５３】すなわち、この実施の形態２では、図８に
示すように、図６に示したステップ６０１に対応するス
テップ８０１で「データベース取り込み」を行い、ステ
ップ６０２に対応するステップ８０２で「処理カメラの
選択」を行い、ステップ６０３に対応するステップ８０
３で「熱画像取り込み」を行う。そして、ステップ６０
４に対応するステップ８０４で「画質判断」を行い、ス
テップ６０５に対応するステップ８０５で「しきい値算
出」を行い、ステップ６０６に対応するステップ８０６
で「２値化処理（人の抽出）」を行う。

【００５４】そして、ステップ６０７に対応するステッ
プ８０７で、画像処理領域毎に、人体を表す画素と判定
された画素の総面積Ｓｘを求める。そして、この人体を
表す画素と判定された各画像処理領域の画素の総面積Ｓ
ｘをその画像処理領域を表す画素の総面積ＳＴで除した
ものを占有率α（α＝Ｓｘ／ＳＴ）として求め（ステッ
プ８０８）、予め作成されている対応式あるいは変換テ
ーブルにより、この占有率αに対応する占有率α’を補
正値として求める（ステップ８０９）。

【００５５】そして、この補正された占有率α’にその
画像処理領域に対応して定められた座席数ＭＴを乗じる
ことによってその画像処理領域に対応する室内領域に存
在する人数Ｍｘ（Ｍｘ＝α’×ＭＴ）を算出し（ステッ
プ８１０）、この算出した各画像処理領域に対応する室
内領域に存在する人数Ｍｘおよび各画像処理領域におい
て人体を表す画素と判定された画素の分布（人の分布）
を人数情報として空調制御盤などの制御装置へ送る（ス
テップ８１１）。

【００５６】〔参考例３〕 撮影する角度によっては、座席上に障害物（カメラと座
席間を遮る物）があるため死角ができたり、照明などの
熱源（発熱源）が測定に影響する場合がある。参考例１
や参考例２において、画像処理領域中にこのような外乱
要因が存在する場合、この外乱要因の影響を受けるエリ
アを画像処理領域から削除し、残りの領域に対して人数
計測を行い、この計測した人数に基づいてその画像処理
領域に対応する室内領域に存在する人数を推定するよう
にすれば、誤差要因を抑えることができる。

【００５７】外乱要因が存在する画像処理領域を図９に
例示する。図９（ａ）は２値化する前の熱画像、図９
（ｂ）は２値化した後の熱画像である。この場合、障害
物によって観客席が見えないエリア、出入り口があるエ
リア、照明等の熱源があり、計測に影響を与えるエリア
すなわち外乱要因の影響を受けるエリアが存在する。こ
の場合、この外乱要因の影響を受けるエリアを画像処理
領域から削除し、残された領域の画素のうち室内温度お
よび赤外線カメラと監視領域との距離に応じて決定され
る温度範囲の画素を人体を表す画素と判定する。

【００５８】〔参考例１の場合〕 ここで、人体を表す画素と判定された画素の総面積をＳ
ｙ、画像処理領域に人１人が占める基準画素面積をＳ
０、残された領域に対応する室内領域に存在する人数を
Ｍｙ、画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数
をＭｘとし、Ｓｙ／Ｓ０＝Ｍｙとして、残された領域に
対応する室内領域に存在する人数Ｍｙを求める。そし
て、画像処理領域を表す画素の総面積ＳＴと削除した外
乱要因の影響を受けるエリアを表す画素の総面積ＳＧと
の比率から、本来の画像処理領域に対応する室内領域に
存在する人数Ｍｘを推定する。

【００５９】〔参考例２の場合〕 ここで、人体を表す画素と判定された画素の総面積をＳ
ｙ、画像処理領域に人１人が占める基準画素面積Ｓ０の
補正値をＳ０’、残された領域に対応する室内領域に存
在する人数をＭｙ、画像処理領域に対応する室内領域に
存在する人数をＭｘとし、Ｓｙ／Ｓ０’＝Ｍｙとして、
残された領域に対応する室内領域に存在する人数Ｍｙを
求める。そして、画像処理領域を表す画素の総面積ＳＴ
と削除した外乱要因の影響を受けるエリアを表す画素の
総面積ＳＧとの比率から、本来の画像処理領域に対応す
る室内領域に存在する人数Ｍｘを推定する。

【００６０】〔実施の形態３：第３発明〕 撮影する角度によっては、座席上に障害物（カメラと座
席間を遮る物）があるため死角ができたり、照明などの
熱源（発熱源）が測定に影響する場合がある。実施の形
態１や実施の形態２において、画像処理領域中にこのよ
うな外乱要因が存在する場合、この外乱要因の影響を受
けるエリアを画像処理エリアから削除したうえで残りの
領域に対して占有率を求め、この求めた占有率に基づい
て画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数を推
定するようにすれば、誤差要因を抑えることができる。

【００６１】外乱要因が存在する画像処理エリアを図９
に例示する。図９（ａ）は２値化する前の熱画像、図９
（ｂ）は２値化した後の熱画像である。この場合、障害
物によって観客席が見えないエリア、出入り口があるエ
リア、照明等の熱源があり、計測に影響を与えるエリア
すなわち外乱要因の影響を受けるエリアが存在する。こ
の場合、この外乱要因の影響を受けるエリアを画像処理
領域から削除し、残された領域の画素のうち室内温度お
よび赤外線カメラと監視領域との距離に応じて決定され
る温度範囲の画素を人体を表す画素と判定する。

【００６２】〔実施の形態１の場合〕 ここで、人体を表す画素と判定された画素の総面積をＳ
ｙ、画像処理領域を表す画素の総面積をＳＴ、削除した
外乱要因の影響を受けるエリアを表す画素の総面積をＳ
Ｇ、占有率をα、画像処理領域に対応して定められた定
員数をＭＴ、画像処理領域に対応する室内領域に存在す
る人数をＭｘとし、Ｓｙ／（ＳＴ−ＳＧ）＝α、α×Ｍ
Ｔ＝Ｍｘとして、画像処理領域に対応する室内領域に存
在する人数Ｍｘを推定する。

【００６３】〔実施の形態２の場合〕 ここで、人体を表す画素と判定された画素の総面積をＳ
ｙ、画像処理領域を表す画素の総面積をＳＴ、削除した
外乱要因の影響を受けるエリアを表す画素の総面積をＳ
Ｇ、補正した占有率をα’、画像処理領域に対応して定
められた定員数をＭＴ、画像処理領域に対応する室内領
域に存在する人数をＭｘとし、Ｓｙ／（ＳＴ−ＳＧ）＝
α、α→α’、α’×ＭＴ＝Ｍｘとして、画像処理領域
に対応する室内領域に存在する人数Ｍｘを推定する。

【００６４】〔実施の形態４：第４発明〕実施の形態２ において、画像処理領域が大きい場合、偏
った着席状態（例えば、半分だけ満席で残りは空席な
ど）では、逆に誤差が生じる。この場合、図１０に示す
ように、画像処理領域を複数のエリアに細分化する。こ
の例では、画像処理領域を１０分割し、細分化エリアＡ
Ｒ１〜ＡＲ１０を得ている。そして、細分化エリアＡＲ
１〜ＡＲ１０について、人体を表す画素と判定された画
素の総面積Ｓｘ１〜Ｓｘ１０をその細分化エリアを表す
画素の総面積ＳＴ１〜ＳＴ１０で除したものを占有率
（抽出占有率）α１〜α１０とし（α１＝Ｓｘ１／ＳＴ
１〜α１０＝Ｓｘ１０／ＳＴ１０）、この占有率α１〜
α１０を補正して占有率（実占有率）α１’〜α１０’
を求め、この占有率α１’〜α１０’から画像処理領域
全体の占有率α’を算出する。

【００６５】この例では、占有率α１〜α６が６０％、
占有率α７〜α１０が０％として抽出され、補正後の占
有率がα１’〜α１０’が５０％、α７’〜α１０’が
０％として求められるものとする。この場合、５０％×
０．６＝３０％として画像処理領域全体の占有率α’が
求められる。この場合、画像処理領域が１分割である
と、抽出占有率αは３６％となり、補正後の占有率α’
は２２％となる。この場合、補正効果が大きすぎて、実
測値より少なくなる。これに対して、画像処理領域を複
数のエリアに細分化する方法をとれば、補正後の占有率
α’が３０％となり、実測値に近くなる。この占有率
α’を画像処理領域の座席数ＭＴに乗じることによって
画像処理領域に存在する人数Ｍｘを推定する。

【００６６】〔参考例４〕参考例２ において、画像処理領域が大きい場合、偏った
着席状態（例えば、半分だけ満席で残りは空席など）で
は、逆に誤差が生じる。この場合、画像処理領域を複数
のエリアに細分化し、各細分化エリア毎に人体を表す画
素と判定された画素の総面積Ｓｘ１〜Ｓｘｎを補正され
基準画素面積Ｓ０’で除すことによって人数計測を行
い、各細分化エリアの計測人数の総和を画像処理領域に
対応する室内領域に存在する人数とする。すなわち、Ｍ
ｘ１＝ｘ１／Ｓ０’〜Ｍｘｎ＝Ｓｘｎ／Ｓ０’として各
細分化エリアに対応する室内領域に存在する人数Ｍｘ１
〜Ｍｘｎを求め、Ｍｘ１＋・・・・＋Ｍｘｎ＝Ｍｘとし
て、画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数Ｍ
ｘを求める。

【００６７】〔実施の形態５：第５発明〕 ドームなどの多目的空間では、野球の試合以外にも、コ
ンサートや展示会などさまざまなイベントが行われる。
イベント毎に観客席の位置や計測領域も変化し、それぞ
れの状況に対応した計測が要求される。これらに対応す
るために、あらかじめ想定されているイベント毎の観客
席の位置情報を入手し、計測領域毎の座標データを作成
する。必要に応じて計測領域毎のしきい値算出式や人数
補正の変換式や変換テーブル用データを加え、コンピュ
ータ５−２の記憶装置へデータベースを構築する。この
データベースを画像処理装置５−１を立ち上げる度に取
り込めるように設定する。

【００６８】これにより、運用中に画像処理領域、しき
い値算出式、人数補正の変換式に変更が生じた場合に
も、画像処理装置５−１内の人数計測用のソフトを変更
しなくても、データベースを変更するだけで対応が可能
となる。画像処理機能を有するコンピュータのみを使用
する場合も同様な概念で、人数計測用ソフトを起動させ
たときにソフト中へデータベースを取り込むようにする
か、計測毎にデータベースファイルから必要なデータだ
け読みに行く方法としてもよい。特に、このような人数
計測システムの精度を向上させるには、実際の測定現場
でのチューニングやデータ収集が数多く必要であり、こ
のような機能が有効である。

【００６９】図１１（ａ）に監視領域用データベースの
構造例を、図１１（ｂ），（ｃ）に人数算出用データベ
ースの構造例を示す。なお、図１１（ａ）において、ゾ
ーン（ｚｏｎｅ）４はエリア４とエリア５とから構成さ
れ、エリア４はカメラ１で撮影され、エリア５はカメラ
２で撮影される。この場合、ゾーンが空調制御対象領域
（例えば、ゾーンニング）に対応し、ゾーン中のエリア
が画像処理領域に対応する。また、画像処理領域は座標
データにより構成され、場合によってはイベントの頭に
季節の項目を追加する。すなわち、イベントの上位項目
として、季節の項目を設ける。

【００７０】なお、上述した実施の形態では、赤外線カ
メラ２を複数台設けたが、１台の赤外線カメラ２を旋回
させることで室内大空間１における観客席４全体を監視
領域として捉えるようにしてもよい。このようにするこ
とによって、設置および調整、メンテナンス等の作業を
大幅に削減でき、コストも抑えることが可能である。

【００７１】また、この実施の形態では、室内大空間に
おける人数計測を行うものとして説明したが、大空間に
限らず、赤外線カメラを用いて人を抽出するアプリケー
ションには、幅広く適用することができる。

【００７２】図１２に小空間における人数計測と大空間
における人数の計測の違いについて示す。すなわち、人
数規模からすれば、小空間は少人数（数人〜数十人）で
あり、大空間は極めて多数（数百〜数万人）でありる。
要求される測定精度は、小空間は１人単位で精密に求め
る必要があり、高精度が要求される。これに対して、大
空間は数％以下の誤差でよく、小空間と比べて精度は緩
い。測定距離（センサの設置位置と監視領域との距離）
は、小空間は、１０ｍ程度であり、近い。これに対し
て、大空間は最大で２００ｍ程度であり、遠い。このよ
うな違いがあるので、同じ赤外線による熱画像から監視
領域の人数計測を行う方式でも、大空間では本発明のよ
うな赤外線カメラ方式が向いていて、特開平６−１６０
５０７号公報に示されているような焦電型赤外線センサ
方式は小空間に限られる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１発明では、室内空間における監視領
域の温度分布が熱画像として撮影され、この熱画像から
所定の画像処理領域が切り出され、この画像処理領域の
画素のうち室内温度および赤外線カメラと監視領域との
距離に応じて決定される温度範囲の画素が人体を表す画
素と判定され、この人体を表す画素と判定された画素の
総面積を画像処理領域を表す画素の総面積で除したもの
を占有率とし、この占有率に画像処理領域に対応して定
められた定員数を乗じることによって画像処理領域に対
応する室内領域に存在する人数が算出されるものとな
り、人体の表面温度に及ぼす室温の影響や赤外線カメラ
と監視領域との距離に応じた赤外線の吸収・散乱の影響
が考慮され、設置や調整作業、メンテナンスなどが容易
で、室内大空間（ドーム球場，大型体育館，コンサート
ホールなど座席数が数千数万に及ぶ大空間）における人
の分布や人数を比較的高精度で計測することが可能とな
る。また、センサとして赤外線カメラを使用しているの
で、検知領域がカメラからかなり離れたところ（２００
メートル程度）でも検出することができる。また、大空
間でも、数台の赤外線カメラ、あるいは１台の赤外線カ
メラで対応できるので、設置やメンテナンスが容易であ
る。また、照度変化に影響されない。

【００７４】

【００７５】また、人体を表す画素と判定された画素の
総面積Ｓｘ、画像処理領域を表す画素の総面積をＳＴ、
占有率をα、画像処理領域に対応して定められた定員数
をＭＴ、画像処理領域に対応する室内領域に存在する人
数をＭｘとした場合、α＝Ｓｘ／ＳＴ、Ｍｘ＝α×ＭＴ
として、画像処理領域に対応する室内領域に存在する人
数Ｍｘが求められるものとなり、参考例１のように予め
基準画素面積を求める必要がなく、計測領域の座席数さ
えわかれば参考例１より更に簡単に人数を計測すること
ができるようになる。第２発明では、人体を表す画素と
判定された画素の総面積Ｓｘ、画像処理領域を表す画素
の総面積をＳＴ、占有率をα、占有率補正データに基づ
いて補正した占有率αをα’、画像処理領域に対応して
定められた定員数をＭＴ、画像処理領域に対応する室内
領域に存在する人数をＭｘとした場合、α＝Ｓｘ／Ｓ
Ｔ、α→α’、Ｍｘ＝α’×ＭＴとして、画像処理領域
に対応する室内領域に存在する人数Ｍｘが求められるも
のとなり、第１発明と比べ、人数をより正確に計測する
ことができるようになる。

【００７６】

【００７７】第３発明では、外乱要因の影響を受けるエ
リアが画像処理領域から削除され、残された領域の画素
のうち室内温度および赤外線カメラと監視領域との距離
に応じて決定される温度範囲の画素が人体を表す画素と
判定される。ここで、人体を表す画素と判定された画素
の総面積をＳｙ、画像処理領域を表す画素の総面積をＳ
Ｔ、削除した外乱要因の影響を受けるエリアを表す画素
の総面積をＳＧ、占有率をα、占有率補正データに基づ
いて補正した占有率αをα’、画像処理領域に対応して
定められた定員数をＭＴ、画像処理領域に対応する室内
領域に存在する人数をＭｘとした場合、α＝Ｓｙ／（Ｓ
Ｔ−ＳＧ）、Ｍｘ＝α×ＭＴとして、あるいはα＝Ｓｙ
／（ＳＴ−ＳＧ）、α→α’、Ｍｘ＝α’×ＭＴとし
て、画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数Ｍ
ｘが推定されるものとなり、赤外線カメラと計測領域と
の間に障害物があって死角になったり、照明などの発熱
が計測領域に影響を及ぼすなどの外乱要因があっても、
それらの影響を排除できる。

【００７８】

【００７９】第４発明では、画像処理領域が大きい場
合、画像処理領域が複数のエリアに細分化される。ここ
で、各細分化エリアの人体を表す画素と判定された画素
の総面積をＳｘ１〜Ｓｘｎ、各細分化エリアを表す画素
の総面積ＳＴ１〜ＳＴｎ、各細分化エリアの占有率をα
１〜αｎ、占有率補正データに基づいて補正した各細分
化エリアの占有率をα１’〜αｎ’、占有率α１’〜α
ｎ’から算出した画像処理領域全体の占有率をα’、画
像処理領域に対応する室内領域に存在する人数をＭｘと
した場合、α１＝Ｓｘ１／ＳＴ１〜αｎ＝Ｓｘｎ／ＳＴ
ｎ、α１〜αｎ→α１’〜αｎ’、α１’〜αｎ’→
α’として、画像処理領域全体の占有率α’が求めら
れ、この占有率α’に基づいて画像処理領域に対応する
室内領域に存在する人数Ｍｘが推定されるものとなり、
計測領域が大きく、しかもそこに人が偏って存在してい
る場合でも、正確に人数を計測することが可能となる。

【００８０】第５発明では、データベースから測定現場
の現状に該当する測定現場情報が読み込まれ、この読み
込んだ情報を参照して画像処理領域に対応する室内領域
に存在する人数が計測されるものとなり、測定現場の現
状が変化しても、人数計測用アルゴリズムを手直しする
必要がない。特に、多目的に使われる大規模施設ではイ
ベントによって測定現場の状況が大きく変更されるの
で、予めデータベース化することにより、変更が極めて
容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態を示す人数計測システ
ムのシステム構成図である。

【図２】 ドーム球場への適用例を示す図（平面図）で
ある。

【図３】 ドーム球場における赤外線カメラの視野範囲
を示す図（側断面図）である。

【図４】 この人数計測システムの動作を説明するため
のフローチャート（参考例１）である。

【図５】 最適な下限しきい値と室温との温度差ΔＴの
測定距離別周囲温度依存性を示す図である。

【図６】 この人数計測システムの動作を説明するため
のフローチャート（参考例２）である。

【図７】 抽出占有率に対する実測占有率の調査結果を
示す特性図である。

【図８】 この人数計測システムの動作を説明するため
のフローチャート（実施の形態２）である。

【図９】 外乱要因が存在する画像処理領域を例示する
ディスプレイ上の表示画像を示す写真である。

【図１０】 画像処理領域を複数のエリアに細分化して
の人数計測（実施の形態４）を説明するための図であ
る。

【図１１】 監視領域用データベースおよび人数算出用
データベースの構造例を示す図である。

【図１２】 大空間における人数計測と小空間における
人数の計測の違いを対比して示す図である。

【符号の説明】

１…室内大空間、２−１〜２−ｎ…赤外線カメラ、３…
温度センサ、４…観客席、５…人数計測装置、５−１…
画像処理装置、５−２…コンピュータ、６…映像切替
器、Ｔ…室内温度、Ｌ…測定距離、ＡＲ１〜ＡＲｎ…細
分化エリア、ΔＴ…温度差。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 7/00 - 7/60 G06M 11/00 G06T 1/00 G01N 21/84 - 21/958 H04N 7/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内空間における監視領域の温度分布を
   熱画像として撮影する赤外線カメラと、 この赤外線カメラから得られる熱画像から所定の画像処
   理領域を切り出し、この画像処理領域の画素のうち室内
   温度および前記赤外線カメラと前記監視領域との距離に
   応じて決定される温度範囲の画素を人体を表す画素と判
   定する画像処理手段と、 この画像処理手段によって人体を表す画素と判定された
   画素の総面積を前記画像処理領域を表す画素の総面積で
   除したものを占有率とし、この占有率に前記画像処理領
   域に対応して定められた定員数を乗じることによって前
   記画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数を算
   出する人数計測手段とを備えたこと徴とする人数計測シ
   ステム。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記人数計測手段
   は、前記占有率を予め求めた占有率補正データに基づい
   て補正したうえで、前記画像処理領域に対応する室内領
   域に存在する人数を算出することを特徴とする人数計測
   システム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記人数計測
   手段は、前記画像処理領域中に外乱要因が存在する場
   合、この外乱要因の影響を受けるエリアを前記画像処理
   領域から削除したうえで残りの領域に対して占有率を求
   め、この求めた占有率に基づいて前記画像処理領域に対
   応する室内領域に存在する人数を推定することを特徴と
   する人数計測システム。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記人数計測手段
   は、前記画像処理領域が大きい場合、前記画像処理領域
   を複数のエリアに細分化し、各細分化エリア毎に人体を
   表す画素と判定された画素の総面積をその細分化エリア
   を表す画素の総面積で除したものを占有率とし、この占
   有率を予め求めた占有率補正データに基づいて補正し、
   この補正後の占有率から画像処理領域全体の占有率を算
   出し、この算出した占有率に基づいて前記画像処理領域
   に対応する室内領域に存在する人数を算出することを特
   徴とする人数計測システム。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れか１項において、前
   記監視領域の測定現場情報をデータベースに予め格納
   し、測定現場の現状に該当する測定現場情報を このデー
   タベースから読み込み、この読み込んだ情報を参照して
   前記画像処理領域に対応する室内領域に存在する人数を
   計測することを特徴とする人数計測システム。