JP6481537B2 - 被監視者監視装置および被監視者監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、監視すべき監視対象である被監視者の頭部を検出する被監視者監視装置および被監視者監視方法に関する。

我が国は、戦後の高度経済成長に伴う生活水準の向上、衛生環境の改善および医療水準の向上等によって、高齢化社会、より詳しくは、総人口に対する６５歳以上の人口の割合である高齢化率が２１％を超える超高齢化社会になっている。また、２００５年では、総人口約１億２７６５万人に対し６５歳以上の高齢者人口は、約２５５６万人であったのに対し、２０２０年では、総人口約１億２４１１万人に対し高齢者人口は、約３４５６万人となる予測もある。このような高齢化社会では、高齢化社会ではない通常の社会で生じる、病気や怪我や高齢等による看護や介護を必要とする要看護者よりもその増加が見込まれる。そして、我が国は、例えば２０１３年の合計特殊出生率が１．４３という少子化社会でもある。そのため、看護や介護の必要な高齢者を高齢の家族（配偶者、子、兄弟）が介護する老老介護も起きて来ている。

要看護者や要介護者は、病院や、老人福祉施設（日本の法令では老人短期入所施設、養護老人ホームおよび特別養護老人ホーム等）等の施設に入所し、その看護や介護を受ける。このような施設では、要看護者等が、例えばベッドからの転落や歩行中の転倒等によって怪我を負ったり、ベッドから抜け出して徘徊したりするなどの問題がある。このような事態に対し、可及的速やかに対応する必要があり、また、このような事態を放置しておくとさらに大きな問題に発展してしまう可能性もあるため、前記施設では、看護師や介護士等は、定期的に巡視することによってその安否や様子を確認している。

しかしながら、要看護者等の増加数に対し看護師等の増加数が追い付かずに、看護業界や介護業界では、慢性的に人手不足になっている。さらに、日勤の時間帯に較べ、準夜勤や夜勤の時間帯では、看護師や介護士等の人数が減るため、一人当たりの業務負荷が増大するので、前記業務負荷の軽減が要請される。また、前記老老介護の事態は、前記施設でも例外ではなく、高齢の要看護者等を高齢の看護師等がケアすることもしばしば見られる。一般に高齢になると体力が衰えるため、健康であっても若い看護師等に比し看護等の負担が重くなり、また、その動きや判断も遅くなる。

このような人手不足や看護師等の負担を軽減するため、看護業務や介護業務を補完する技術が求められている。このため、近年では、要看護者等の、監視すべき監視対象である被監視者を監視（モニタ）する被監視者監視装置が研究、開発されている。

このような技術の一つとして、例えば特許文献１に開示された転倒検知装置がある。この特許文献１に開示された転倒検知装置は、カメラと、カメラが出力する映像信号を取り込み、取り込まれた画像に対して差分処理を行う画像処理手段と、差分処理によって得られた差分領域の面積に基づいて人体の転倒動作を検知する判断手段とからなる。より具体的には、前記判断手段は、人体における単位時間当たりの面積変化で転倒の有無を判断している。

一方、安否確認の点では、一人暮らしの独居者も前記要看護者等と同様であり、監視対象である被監視者となる。

特開２０００−２０７６６５号公報

ところで、転倒の有無によって画像に写る人体の領域の大きさが変化するので、前記特許文献１に開示された転倒検知装置は、人体領域における単位時間当たりの面積変化で転倒を検知しているが、転倒の有無によって画像に写る頭部の領域の大きさも変化するので、頭部領域の大きさによって転倒を検知する手法が考えられる。この手法では、上方から撮像した画像では、頭部は、略円形状に写るので、画像から円形状の領域が頭部領域として検出される。しかしながら、実際の画像には、枕、洗面器、ボール、ゴミ箱および布団の柄等の頭部ではない略円形状の物体も写り込むため、これらの物体の領域が頭部領域として誤検出され、転倒が誤検知されてしまう場合がある。

一方、これらの物体が定位置に存在すれば、定位置にあるこれら物体の領域を、頭部を検出する領域から予め除くことで、前記誤検知が回避できる。しかしながら、これらの物体は、必ずしも定位置に存在するとは、限らない。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、被監視者を上方から撮像した画像に基づき被監視者の頭部をより精度良く検出できる被監視者監視装置および被監視者監視方法を提供することである。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる被監視者監視装置は、監視対象である被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像から頭部を検出する頭部検出部と、前記頭部検出部で検出した前記被監視者の頭部に基づいて前記被監視者における所定の行動を検知する行動検知部と、前記行動検知部で検知した前記所定の行動を外部に通知する通知部とを備え、前記頭部検出部は、前記監視対象である被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出部と、前記画像取得部で取得した前記画像に基づいて、赤外光に対して所定の反射率以下の領域を低反射率領域として抽出する低反射率領域抽出部と、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域および前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する頭部選定部とを含み、前記画像取得部は、前記被監視者の居室に配置され、前記行動検知部は、前記所定の行動として、前記被監視者の起床、離床または転倒を検知することを特徴とする。好ましくは、上述の被監視者監視装置において、前記被監視者全体を撮像できる蓋然性が高いことから、前記画像は、前記被監視者が横臥する寝具における、前記被監視者の頭部が位置すると予定されている予め設定された頭部予定位置の直上から撮像したものである。

発明者は、種々検討した結果、頭部が赤外光（赤外線）に対し比較的低反射率であることを見出した。この知見から、上記被監視者監視装置は、略円形状だけでなく赤外光に対する反射率も考慮して頭部を検出するので、被監視者を上方から撮像した画像に基づき被監視者の頭部をより精度良く検出できる。この結果、被監視者における所定の行動をより精度良く検知できる。

また、他の一態様では、上述の被監視者監視装置において、前記画像取得部で取得した前記画像に基づいて、所定のマーカーを検出するマーカー検出部をさらに備え、前記頭部選定部は、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域、前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域および前記マーカー検出部で検出したマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出することを特徴とする。

このような被監視者監視装置は、さらにマーカーも考慮するので、さらに精度良く被監視者の頭部を検出できる。

また、他の一態様では、上述の被監視者監視装置において、前記頭部選定部は、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域および前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域から前記マーカー検出部で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記円形状領域および前記低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出することを特徴とする。

頭部ではない頭部に近似するものにマーカーを付与することで、上記被監視者監視装置は、前記マーカーを持つ前記円形状領域および前記低反射率領域を除くことで、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域および前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域から頭部ではない前記ものを除くことができ、より精度良く被監視者の頭部を検出できる。

また、他の一態様では、これら上述の被監視者監視装置において、前記低反射率領域抽出部は、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域から、所定の反射率以下の領域を低反射率領域として抽出することを特徴とする。

このような被監視者監視装置は、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域を頭部の領域（頭部領域）の候補として絞り込み、この絞り込んだ候補から赤外光に対する反射率を考慮して頭部を検出するので、前記画像取得部で取得した画像全体から低反射率領域を抽出する場合に比べて、単に反射率の低いものを誤検出することを低減できる。

また、他の一態様では、これら上述の被監視者監視装置において、前記円形状領域抽出部は、前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域から、略円形状の領域を円形状領域として抽出することを特徴とする。

このような被監視者監視装置は、前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域を頭部領域の候補として絞り込み、この絞り込んだ候補から略円形状を考慮して頭部を検出するので、前記画像取得部で取得した画像全体から略円形状の円形状領域を抽出する場合に比べて、情報処理量を低減できる。

また、他の一態様では、これら上述の被監視者監視装置において、前記マーカーは、特定の形状を持つマーカーであることを特徴とする。

このような被監視者監視装置は、特定の形状を持つマーカーを用いることで、マーカー検出部での誤検出を低減できる。

また、他の一態様では、これら上述の被監視者監視装置において、前記マーカーは、赤外光でのみ識別可能なマーカーであることを特徴とする。赤外光のみで識別可能な前記マーカーは、好ましくは、赤外光に対する頭部の反射率よりも高い反射率で赤外光を反射する素材、前記素材で形成されたシール、赤外光に対する頭部の反射率よりも高い反射率で赤外光を反射する顔料で形成された所定の形状、および、生地の織の密度の相違で形成された所定の形状のうちの１または複数の組合せである。

このような被監視者監視装置は、赤外光のみで識別可能なマーカーを用いることで、マーカー検出部での誤検出を低減できる。マーカーを可視できないので、上記被監視者監視装置は、被監視者監視装置に搭載された場合に、被監視者にマーカーの存在を認識させることなくマーカーによる違和感を与えることがない。

そして、本発明の他の一態様にかかる被監視者監視装置は、監視対象である被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像から頭部を検出する頭部検出部と、前記頭部検出部で検出した前記被監視者の頭部に基づいて前記被監視者における所定の行動を検知する行動検知部と、前記行動検知部で検知した前記所定の行動を外部に通知する通知部とを備え、前記頭部検出部は、前記被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出部と、前記画像取得部で取得した前記画像に基づいて、所定のマーカーを検出するマーカー検出部と、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域および前記マーカー検出部で検出したマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する第２頭部選定部とを含み、前記画像取得部は、前記被監視者の居室に配置され、前記行動検知部は、前記所定の行動として、前記被監視者の起床、離床または転倒を検知することを特徴とする。

このような被監視者監視装置は、略円形状だけでなくマーカーも考慮して頭部を検出するので、被監視者を上方から撮像した画像に基づき被監視者の頭部をより精度良く検出できる。この結果、被監視者における所定の行動をより精度良く検知できる。

また、他の一態様では、上述の被監視者監視装置において、前記第２頭部選定部は、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域から前記マーカー検出部で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記円形状領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出することを特徴とする。

頭部ではない頭部に近似するものにマーカーを付与することで、上記被監視者監視装置は、前記マーカーを持つ前記円形状領域を除くことで、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域から頭部ではない前記ものを除くことができ、より精度良く被監視者の頭部を検出できる。

また、他の一態様では、これら上述の被監視者監視装置において、前記マーカーは、特定の形状を持つマーカーであることを特徴とする。

このような被監視者監視装置は、特定の形状を持つマーカーを用いることで、マーカー検出部での誤検出を低減できる。

また、他の一態様では、これら上述の被監視者監視装置において、前記マーカーは、赤外光でのみ識別可能なマーカーであることを特徴とする。

このような被監視者監視装置は、赤外光のみで識別可能なマーカーを用いることで、マーカー検出部での誤検出を低減できる。マーカーを可視できないので、上記被監視者監視装置は、被監視者監視装置に搭載された場合に、被監視者にマーカーの存在を認識させることなくマーカーによる違和感を与えることがない。

そして、本発明の他の一態様にかかる被監視者監視方法は、監視対象である被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像から頭部を検出する頭部検出工程と、前記頭部検出工程で検出した前記被監視者の頭部に基づいて前記被監視者における所定の行動を検知する行動検知工程と、前記行動検知工程で検知した前記所定の行動を外部に通知する通知工程とを備え、前記頭部検出工程は、前記被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出工程と、前記画像取得工程で取得した前記画像に基づいて、赤外光に対して所定の反射率以下の領域を低反射率領域として抽出する低反射率領域抽出工程と、前記円形状領域抽出工程で抽出した円形状領域および前記低反射率領域抽出工程で抽出した低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する頭部選定工程とを含み、前記画像取得工程では、前記被監視者の居室において前記被監視者を撮像した画像が取得され、前記行動検知工程では、前記所定の行動として、前記被監視者の起床、離床または転倒が検知されることを特徴とする。

このような被監視者監視方法は、略円形状だけでなく赤外光に対する反射率も考慮して頭部を検出するので、被監視者を上方から撮像した画像に基づき被監視者の頭部をより精度良く検出できる。この結果、被監視者における所定の行動をより精度良く検知できる。

また、本発明の他の一態様にかかる被監視者監視方法は、監視対象である被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像から頭部を検出する頭部検出工程と、前記頭部検出工程で検出した前記被監視者の頭部に基づいて前記被監視者における所定の行動を検知する行動検知工程と、前記行動検知工程で検知した前記所定の行動を外部に通知する通知工程とを備え、前記頭部検出工程は、前記被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出工程と、前記画像取得工程で取得した前記画像に基づいて、所定のマーカーを検出するマーカー検出工程と、前記円形状領域抽出工程で抽出した円形状領域および前記マーカー検出工程で検出したマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する第２頭部選定工程とを含み、前記画像取得工程では、前記被監視者の居室において前記被監視者を撮像した画像が取得され、前記行動検知工程では、前記所定の行動として、前記被監視者の起床、離床または転倒が検知されることを特徴とする。

このような被監視者監視方法は、略円形状だけでなくマーカーも考慮して頭部を検出するので、被監視者を上方から撮像した画像に基づき被監視者の頭部をより精度良く検出できる。この結果、被監視者における所定の行動をより精度良く検知できる。

本発明にかかる被監視者監視装置および被監視者監視方法は、被監視者を上方から撮像した画像に基づき被監視者の頭部をより精度良く検出できる。

実施形態における被監視者監視システムの構成を示す図である。 第１実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の構成を示す図である。 実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の配設の様子を示す図である。 第１実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の第１態様の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置によって取得される画像の一例を説明するための図である。 布団の絵柄を示す図である。 第１実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の第２態様の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の構成を示す図である。 第２実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の第１態様の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の第２態様の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

本被監視者監視装置は、監視対象である被監視者における、予め設定された所定の行動を検知する行動検知部と、前記行動検知部で検知した前記所定の行動を外部に通知する通知部とを備えるものである。そして、上記被監視者監視装置は、前記被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像から頭部を検出する頭部検出部をさらに備え、前記行動検知部は、一態様として、前記頭部検出部で検出した前記被監視者の頭部に基づいて前記被監視者における所定の行動を検知する。このような被監視者監視装置は、１個の機器として、一体に構成されて実現されて良く、また、システムとして、複数の機器で実現されて良い。そして、被監視者監視装置が複数の機器で実現される場合に、前記行動検知部は、これら複数の機器のうちのいずれに実装されて良い。一例として、ここでは、前記被監視者監視装置がシステムとして複数の機器で実現されている場合について、前記被監視者監視装置の実施形態を説明する。なお、前記被監視者監視装置が１個の機器として一体に構成されて実現される場合についても、以下の説明と同様に、前記被監視者監視装置を構成できる。また、一例として、ここでは、前記行動検知部が前記頭部検出部および前記通知部と共に後述のセンサ装置ＳＵに実装される場合について、説明するが、このシステムのうちの他の装置、例えば後述の管理サーバ装置ＳＶ、固定端末装置ＳＰあるいは携帯端末装置ＴＡに実装される場合についても、以下の説明と同様に、前記被監視者監視装置を構成できる。

（第１実施形態）
図１は、実施形態における被監視者監視システムの構成を示す図である。図２は、第１実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の構成を示す図である。図３は、実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の配設の様子を示す図である。

前記被監視者監視装置をシステムとして実現したその一例の第１実施形態における被監視者監視システムＭＳａは、監視すべき（見守るべき）監視対象（見守り対象）である被監視者（見守り対象者）Ｏｂ（Ｏｂ−１〜Ｏｂ−４）における、予め設定された所定の行動を検知して前記被監視者Ｏｂを監視するものであり、例えば、図１に示すように、１または複数のセンサ装置ＳＵａ（ＳＵａ−１〜ＳＵａ−４）と、管理サーバ装置ＳＶと、固定端末装置ＳＰと、１または複数の携帯端末装置ＴＡ（ＴＡ−１、ＴＡ−２）とを備え、これらは、有線や無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話網およびデータ通信網等の網（ネットワーク、通信回線）ＮＷを介して通信可能に接続される。ネットワークＮＷには、通信信号を中継する例えばリピーター、ブリッジ、ルーターおよびクロスコネクト等の中継機が備えられても良い。図１に示す例では、これら複数のセンサ装置ＳＵａ−１〜ＳＵａ−４、管理サーバ装置ＳＶ、固定端末装置ＳＰおよび複数の携帯端末装置ＴＡ−１、ＴＡ−２は、アクセスポイントＡＰを含む無線ＬＡＮ（例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に従ったＬＡＮ等）ＮＷによって互いに通信可能に接続されている。

被監視者監視システムＭＳａは、被監視者Ｏｂに応じて適宜な場所に配設される。被監視者（見守り対象者）Ｏｂは、例えば、病気や怪我等によって看護を必要とする者や、身体能力の低下等によって介護を必要とする者や、一人暮らしの独居者等である。特に、早期発見と早期対処とを可能にする観点から、被監視者Ｏｂは、例えば異常状態等の所定の不都合な事象がその者に生じた場合にその発見を必要としている者であることが好ましい。このため、被監視者監視システムＭＳａは、被監視者Ｏｂの種類に応じて、病院、老人福祉施設および住戸等の建物に好適に配設される。図１に示す例では、被監視者監視システムＭＳは、複数の被監視者Ｏｂが入居する複数の居室ＲＭや、ナースステーション等の複数の部屋を備える介護施設の建物に配設されている。

センサ装置ＳＵａは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡと通信する通信機能を備え、被監視者Ｏｂを検知してその検知結果を管理サーバ装置ＳＶへ送信する装置である。このようなセンサ装置ＳＵａは、例えば、図２に示すように、センサ部１と、音入出力部２と、制御処理部３と、通信インターフェース部（通信ＩＦ部）４と、記憶部５とを備える。

センサ部１は、制御処理部３に接続され、制御処理部３の制御に従って、被監視者Ｏｂにおける予め設定された所定の諸量を検出する装置である。前記所定の諸量は、被監視者Ｏｂにおける検出すべき所定の行動に応じて適宜に決定される。本実施形態では、前記所定の行動は、被監視者Ｏｂの起床、離床、転倒および微体動異常である。これらを検出するために、センサ部１は、例えば、ドップラセンサ１１と、カメラ１２とを備える。

ドップラセンサ１１は、送信波を送信し、物体で反射した前記送信波の反射波を受信し、前記送信波と前記反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を出力する体動センサであり、前記ドップラ信号を制御処理部３へ出力する。前記送信波は、超音波やマイクロ波等であって良いが、本実施形態では、マイクロ波である。マイクロ波は、着衣を透過して被監視者Ｏｂの体表で反射できるため、被監視者Ｏｂが衣服を着ていても体表の動きを検知でき、好ましい。

カメラ１２は、制御処理部３に接続され、制御処理部３の制御に従って、画像（画像データ）を生成する装置である。カメラ１２は、監視すべき監視対象である被監視者Ｏｂが所在を予定している空間（所在空間、図１に示す例では配設場所の居室ＲＭ）を監視可能に配置され、前記所在空間を撮像対象としてその上方から撮像し、前記撮像対象を俯瞰した画像（画像データ）を生成し、前記撮像対象の画像を制御処理部３へ出力する。

本実施形態では、図３に示すように、被監視者Ｏｂ全体を撮像できる蓋然性が高いことから、カメラ１２が、被監視者Ｏｂの横臥する例えばベッド等の寝具ＢＴにおける、被監視者Ｏｂの頭部が位置すると予定されている予め設定された頭部予定位置（通常、枕の配設位置）の直上から撮像対象を撮像できるように、センサ装置ＳＵは、配設される。センサ装置ＳＵは、前記センサ部１のドップラセンサ１１によって、被監視者Ｏｂの上方から測定したドップラ信号を取得し、前記センサ部１のカメラ１２によって、被監視者Ｏｂを、被監視者Ｏｂの上方から撮像した画像、好ましくは前記頭部予定位置の直上から撮像した画像を取得する。なお、図５を用いて後述するように、寝具ＢＴ上には、枕ＰＩが置かれ、絵柄ＰＴを含む布団ＢＤが掛けられ、被監視者Ｏｂの居室ＲＭには、ごみ箱ＷＢおよび洗面器ＢＡが置かれているが、図３には、これらの図示が省略されている。

このようなカメラ１２は、可視光の画像を生成する装置であって良いが、比較的暗がりでも被監視者Ｏｂを監視できるように、本実施形態では、赤外光の画像を生成する装置である。このようなカメラ１２は、例えば、本実施形態では、撮像対象における赤外の光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記撮像対象における赤外の光学像を電気的な信号に変換するイメージセンサ、および、イメージセンサの出力を画像処理することで前記撮像対象における赤外の画像を表すデータである画像データを生成する画像処理部等を備えるデジタル赤外線カメラである。カメラ１２の結像光学系は、本実施形態では、その配設された居室ＲＭ全体を撮像できる画角を持つ広角な光学系（いわゆる広角レンズ（魚眼レンズを含む））であることが好ましい。

音入出力部２は、制御処理部３に接続され、外部の音を取得してセンサ装置ＳＵに入力するための回路であって、制御処理部３の制御に従って音を表す電気信号に応じた音を生成して出力するための回路である。音入出力部２は、例えば、音の音響振動を電気信号に変換するマイクロホン等と、音の電気信号を音の音響振動に変換するスピーカ等とを備えて構成される。音入出力部２は、外部の音を表す電気信号を制御処理部３へ出力し、また、制御処理部３から入力された電気信号を音の音響振動に変換して出力する。

通信ＩＦ部４は、制御処理部３に接続され、制御処理部３の制御に従って通信を行うための通信回路である。通信ＩＦ部４は、制御処理部３から入力された転送すべきデータを収容した通信信号を、この被監視者監視システムＭＳａのネットワークＮＷで用いられる通信プロトコルに従って生成し、この生成した通信信号をネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡへ送信する。通信ＩＦ部４は、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡから通信信号を受信し、この受信した通信信号からデータを取り出し、この取り出したデータを制御処理部３が処理可能な形式のデータに変換して制御処理部３へ出力する。なお、通信ＩＦ部４は、さらに、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｃｏｉａｔｉｏｎ）規格およびＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格等の規格を用い、外部機器との間でデータの入出力を行うインターフェース回路を備えても良い。

記憶部５は、制御処理部３に接続され、制御処理部３の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、被監視者Ｏｂに対する監視に関する情報処理を実行する監視処理プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記監視処理プログラムには、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂの頭部を検出する頭部検出処理プログラム、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知する行動検知処理プログラム、前記行動検知プログラムで検知した前記所定の行動を外部に通知する通知処理プログラム、カメラ１２で撮像した動画を、その動画を要求した固定端末装置ＳＰや携帯端末装置ＴＡへストリーミングで配信するストリーミング処理プログラム、および、音入出力部２等を用いることで固定端末装置ＳＰや携帯端末装置ＴＡとの間で音声通話を行うナースコール処理プログラム等が含まれる。そして、前記頭部検出処理プログラムには、センサ部１のカメラ１２によって取得した画像から被監視者Ｏｂの人体領域として動体領域を抽出する動体抽出プログラム、前記動体抽出プログラムで抽出した動体領域に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出プログラム、前記動体抽出プログラムで抽出した動体領域に基づいて、赤外光に対して所定の反射率以下の領域を低反射率領域として抽出する低反射率領域抽出プログラム、および、前記円形状領域抽出プログラムで抽出した円形状領域および前記低反射率領域抽出プログラムで抽出した低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する頭部選定プログラム等が含まれる。行動検知処理プログラムは、一態様として、前記頭部検出処理プログラムで検出した被監視者Ｏｂの頭部に基づいて被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知する。前記各種の所定のデータには、これら各プログラムを実行する上で必要なデータや、被監視者Ｏｂを監視する上で必要なデータ等が含まれる。記憶部５は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。そして、記憶部５は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部３のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。

制御処理部３は、センサ装置ＳＵａの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、センサ部１によって被監視者Ｏｂにおける予め設定された所定の諸量を検出し、この検出した前記所定の諸量に基づいて被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知して通知するための回路である。制御処理部３は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部３は、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部３１、頭部検出処理部３２、行動検知処理部３３、通知処理部３４、ストリーミング処理部３５およびナースコール処理部３６を機能的に備える。

制御部３１は、センサ装置ＳＵａの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、センサ装置ＳＵの全体制御を司るものである。

頭部検出処理部３２は、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂの頭部を検出するものである。より具体的には、頭部検出処理部３２は、センサ部１のカメラ１２で取得した、被監視者Ｏｂの上方から撮像した画像に基づいて被監視者Ｏｂの頭部を検出する。このために、頭部検出処理部３２は、機能的に、動体抽出部３２１、円形状領域抽出部３２２、低反射率領域抽出部３２３および頭部選定部３２４を備える。

動体抽出部３２１は、センサ部１のカメラ１２で取得した画像から例えば背景差分法やフレーム間差分法等の手法を用いることで被監視者Ｏｂの人体領域として動体領域を抽出するものである。前記背景差分法では、予め背景画像が求められて前記各種の所定のデータの１つとして記憶部５に予め記憶され、カメラ１２によって生成された画像と前記背景画像との差分画像から動体の有無が判定され、この判定の結果、動体がある場合にはこの動体の領域が動体領域とされる。前記フレーム差分法では、カメラ１２によって生成された、現在のフレームの画像と過去のフレーム（例えば１つ前のフレーム）の画像との差分画像から動体の有無が判定され、この判定の結果、動体がある場合にはこの動体の領域が動体領域とされる。動体抽出部３２１は、この抽出した動体領域を、後述の第１態様の動作では円形状領域抽出部３２２へ通知する一方、後述の第２態様の動作では低反射率領域抽出部３２３へ通知する。

円形状領域抽出部３２２は、センサ部１のカメラ１２で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出するものである。上方から撮像した画像では、頭部は、略円形状に写るので、円形状領域を抽出することで前記頭部の候補となる領域（頭部候補領域）が抽出される。例えば、円形状領域抽出部３２２は、円形状を抽出するハフ変換を用いることで、センサ部１のカメラ１２で取得した画像から円形状領域を抽出する。また例えば、頭部の形状パターンに対応する円形状の形状パターンが予め用意されて前記各種の所定のデータの１つとして記憶部５に予め記憶され、円形状領域抽出部３２２は、この記憶部５に予め記憶された前記円形状の形状パターンを、センサ部１のカメラ１２で取得した画像からパターンマッチングを用いることで探索し、この円形状の形状パターンにマッチングする領域を前記円形状領域として抽出する。より具体的には、第１態様の動作では、円形状領域抽出部３２２は、動体抽出部３２１で抽出した動体領域から、例えば前記ハフ変換の手法や前記パターンマッチングの手法等によって円形状領域を抽出し、この抽出した円形状領域を低反射率領域抽出部３２３へ通知する。また、第２態様の動作では、円形状領域抽出部３２２は、後述するように低反射率領域抽出部３２３で抽出した低反射率領域から、例えば前記ハフ変換の手法や前記パターンマッチングの手法等によって円形状領域を抽出し、この抽出した円形状領域を頭部選定部３２４へ通知する。

低反射率領域抽出部３２３は、センサ部１のカメラ１２で取得した画像に基づいて、赤外光に対して所定の反射率以下の領域を低反射率領域として抽出するものである。頭部は、赤外光に対し比較的低反射率であるので、低反射率領域を抽出することで前記頭部候補領域が抽出される。頭部は、赤外光に対し例えば９％、１０％および１１％等の低反射率であるので、例えば５０％、好ましくは３０％、さらに好ましくは１０％等が閾値とされ、低反射率領域抽出部３２３は、センサ部１のカメラ１２で取得した画像から前記閾値以下の領域を低反射率領域として抽出する。より具体的には、第１態様の動作では、低反射率領域抽出部３２３は、円形状領域抽出部３２２で抽出した円形状領域から、前記閾値以下の領域を低反射率領域として抽出し、この抽出した低反射率領域を頭部選定部３２４へ通知する。また、第２態様の動作では、低反射率領域抽出部３２３は、動体抽出部３２１で抽出した動体領域から、前記前記閾値以下の領域を低反射率領域として抽出し、この抽出した低反射率領域を円形状領域抽出部３２２へ通知する。

頭部選定部３２４は、前記円形状領域抽出部３２２で抽出した円形状領域および前記低反射率領域抽出部３２３で抽出した低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出するものである。より具体的には、第１態様の動作では、頭部選定部３２４は、低反射率領域抽出部３２３で抽出した低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出し、この検出した頭部（頭部領域）を行動検知処理部３３へ通知する。本実施形態では、頭部選定部３２４は、デフォルトの閾値から所定値ずつ変化させることで低反射率領域が１個になるまで低反射率領域抽出部３２３に低反射率領域を抽出させ、この１個の低反射率領域を頭部（頭部領域）として選定して前記頭部を検出する。また、第２態様の動作では、頭部選定部３２４は、円形状領域抽出部３２２で抽出した円形状領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出し、この検出した頭部（頭部領域）を行動検知処理部３３へ通知する。本実施形態では、頭部選定部３２４は、円形状領域抽出部３２２で抽出される円形状領域が１個になるまで、デフォルトの閾値から所定値ずつ変化させることで低反射率領域抽出部３２３に低反射率領域を抽出させ、この１個の円形状領域を頭部（頭部領域）として選定して前記頭部を検出する。

行動検知処理部３３は、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂにおける、予め設定された所定の行動を検知するものである。本実施形態では、上述したように、前記所定の行動は、被監視者Ｏｂの起床、離床、転倒および微体動異常であり、行動検知処理部３３は、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂにおける起床、離床、転倒および微体動異常を検知結果として検知し、その検知結果を通知処理部３４へ通知する。例えば、行動検知処理部３３は、頭部検出処理部３２で検出した頭部（頭部領域）の高さ（大きさ）から被監視者Ｏｂの姿勢（例えば立位、座位および横臥等）を判定し、この検出した頭部の位置を検出し、これら判定、検出した被監視者Ｏｂの姿勢および位置に基づいて前記起床、離床および転倒の別を判定する。例えば、前記頭部（頭部領域）の高さ（大きさ）が寝具ＢＴ上に相当する高さ（大きさ）であり、前記頭部（頭部領域）の位置が寝具ＢＴ内である場合には、被監視者Ｏｂが寝具ＢＴで横臥、すなわち、寝ていると、行動検知処理部３３は、判定できる。また例えば、前記頭部（頭部領域）の高さ（大きさ）が座位に相当する高さ（大きさ）であり、前記頭部（頭部領域）の位置が寝具ＢＴ内である場合には、被監視者Ｏｂが起床したと、行動検知処理部３３は、判定できる。また例えば、前記頭部（頭部領域）の高さ（大きさ）が立位に相当する高さ（大きさ）であり、前記頭部（頭部領域）の位置が寝具ＢＴ外である場合には、被監視者Ｏｂが離床したと、行動検知処理部３３は、判定できる。また例えば、前記頭部（頭部領域）の高さ（大きさ）が床上に相当する高さ（大きさ）であり、前記頭部（頭部領域）の位置が寝具ＢＴ外である場合には、被監視者Ｏｂが転倒したと、行動検知処理部３３は、判定できる。なお、記憶部５には、前記各種の所定のデータの１つとして、画像上での寝具ＢＴの領域が予め記憶される。また、頭部（頭部領域）の高さは、被監視者Ｏｂの上方から画像を取得しているので、頭部（頭部領域）の大きさ（例えば横長、縦長、面積等）から求めることができる。また例えば、行動検知処理部３３は、センサ部１のドップラセンサ１１によって被監視者Ｏｂの呼吸動作に伴う胸部の体動（胸部の上下動）を検出し、その胸部の体動における周期の乱れや予め設定された閾値以下である前記胸部の体動における振幅を検知すると、前記微体動異常であると判定する。

通知処理部３４は、行動検知処理部３３で検知した前記所定の行動（本実施形態では、起床、離床、転倒および微体動異常）を外部に通知するものである。より具体的には、通知処理部３４は、検知した前記所定の行動（状態、状況）を表す情報（検知行動情報（本実施形態では起床、離床、転倒および微体動異常のうちの１または複数を表す情報））、前記所定の行動が検知された被監視者Ｏｂを特定し識別するための識別子情報（前記被監視者Ｏｂを検知しているセンサ装置ＳＵａを特定し識別するための識別子情報）、および、前記所定の行動の検知に用いられた画像等を収容した通信信号（監視情報通信信号）を生成し、通信ＩＦ部４で管理サーバ装置ＳＶへ送信する。

ストリーミング処理部３５は、ネットワークＮＷおよび通信ＩＦ部４を介して固定端末装置ＳＰまたは携帯端末装置ＴＡから動画の配信の要求があった場合に、この要求のあった固定端末装置ＳＰまたは携帯端末装置ＴＡへ、センサ部１のカメラ１２で生成した動画（例えばライブの動画）をストリーミング再生で通信ＩＦ部４およびネットワークＮＷを介して配信するものである。

ナースコール処理部３６は、被監視者Ｏｂからナースコールを受け付ける図略のナースコール押しボタンスイッチでその入力操作を受け付けた場合に、通信ＩＦ部４およびネットワークＮＷを介して、固定端末装置ＳＰまたは携帯端末装置ＴＡとの間で音声通話を可能にするものである。

図１には、一例として、４個の第１ないし第４センサ装置ＳＵａ−１〜ＳＵａ−４が示されており、第１センサ装置ＳＵａ−１は、被監視者Ｏｂの一人であるＡさんＯｂ−１の居室ＲＭ−１（不図示）に配設され、第２センサ装置ＳＵａ−２は、被監視者Ｏｂの一人であるＢさんＯｂ−２の居室ＲＭ−２（不図示）に配設され、第３センサ装置ＳＵａ−３は、被監視者Ｏｂの一人であるＣさんＯｂ−３の居室ＲＭ−３（不図示）に配設され、そして、第４センサ装置ＳＵａ−４は、被監視者Ｏｂの一人であるＤさんＯｂ−４の居室ＲＭ−４（不図示）に配設されている。

なお、本実施形態では、カメラ１２は、画像取得部の一例に相当し、頭部検出処理部３２は、頭部検出装置の一例に相当する。すなわち、センサ装置ＳＵａは、頭部検出装置を備えている。

管理サーバ装置ＳＶは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＵａ、ＳＰ、ＴＡと通信する通信機能を備え、センサ装置ＳＵａから被監視者Ｏｂに関する検知結果および前記被監視者Ｏｂの画像を受信して被監視者Ｏｂに対する監視に関する情報（監視情報）を管理する機器である。管理サーバ装置ＳＶは、センサ装置ＳＵａから被監視者Ｏｂに関する前記検知結果および前記被監視者Ｏｂの画像を受信すると、被監視者Ｏｂに対する監視に関する前記監視情報を記憶（記録）し、そして、被監視者Ｏｂに対する監視に関する前記監視情報を収容した通信信号（監視情報通信信号）を固定端末装置ＳＰおよび携帯端末装置ＴＡに送信する。また、管理サーバ装置ＳＶは、クライアント（本実施形態では固定端末装置ＳＰおよび携帯端末装置ＴＡ等）の要求に応じたデータを前記クライアントに提供する。このような管理サーバ装置ＳＶは、例えば、通信機能付きのコンピュータによって構成可能である。

固定端末装置ＳＰは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＵａ、ＳＶ、ＴＡと通信する通信機能、所定の情報を表示する表示機能、および、所定の指示やデータを入力する入力機能等を備え、管理サーバ装置ＳＶや携帯端末装置ＴＡに与える所定の指示やデータを入力したり、センサ装置ＳＵａで得られた検知結果や画像を表示したり等することによって、被監視者監視システムＭＳのユーザインターフェース（ＵＩ）として機能する機器である。このような固定端末装置ＳＰは、例えば、通信機能付きのコンピュータによって構成可能である。

携帯端末装置ＴＡは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＳＵａと通信する通信機能、所定の情報を表示する表示機能、所定の指示やデータを入力する入力機能、および、音声通話を行う通話機能等を備え、管理サーバ装置ＳＶやセンサ装置ＳＵａに与える所定の指示やデータを入力したり、管理サーバ装置ＳＶからの通知によってセンサ装置ＳＵａで得られた前記検知結果や画像を表示したり等することによって、被監視者Ｏｂに対する監視に関する前記監視情報を受け付けて表示する機器である。このような携帯端末装置ＴＡは、例えば、いわゆるタブレット型コンピュータやスマートフォンや携帯電話機等の、持ち運び可能な通信端末装置によって構成可能である。

次に、本実施形態の動作について説明する。このような構成の被監視者監視システムＭＳａでは、各装置ＳＵａ、ＳＶ、ＳＰ、ＴＡは、電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。また、センサ装置ＳＵａでは、その制御処理プログラムの実行によって、制御処理部３には、制御部３１、頭部検出処理部３２、行動検知処理部３３、通知処理部３４、ストリーミング処理部３５およびナースコール処理部３６が機能的に構成され、頭部検出処理部３２には、動体抽出部３２１、円形状領域抽出部３２２、低反射率領域抽出部３２３および頭部選定部３２４が機能的に構成される。

そして、上記構成の被監視者監視システムＭＳａは、大略、次の動作によって、各被監視者Ｏｂそれぞれを監視している。センサ装置ＳＵａは、所定のサンプリング周期でセンサ部１のドップラセンサ１１の出力をサンプリングするとともにカメラ１２で画像を取得し、行動検知処理部３３によって、このサンプリングおよび取得したドップラセンサ１１の出力およびカメラ１２の画像に基づいて被監視者Ｏｂにおける所定の行動（状態、状況）を判定し、この判定の結果、被監視者Ｏｂが予め設定された前記所定の行動（例えば、本実施形態では起床、離床、転倒および微体動異常等）であると判定すると、通知処理部３４によって、被監視者Ｏｂの状態として判定された判定結果を表す判定結果情報や被監視者Ｏｂの静止画の画像データ等の監視情報を収容した通信信号（監視情報通信信号）をネットワークＮＷを介して管理サーバ装置ＳＶへ送信する。なお、起床、離床および転倒を検知するための頭部を検出する動作（頭部検出動作）は、後に詳述する。

管理サーバ装置ＳＶは、前記監視情報通信信号をネットワークＮＷを介してセンサ装置ＳＵａから受信すると、この監視情報通信信号に収容された判定結果情報や静止画の画像データ等の監視情報をその記憶部に記憶（記録）する。そして、管理サーバ装置ＳＶは、これら判定結果情報や静止画の画像データ等の監視情報を収容した監視情報通信信号を端末装置（本実施形態では固定端末装置ＳＰおよび携帯端末装置ＴＡ）へ送信する。これによって被監視者Ｏｂの状態（状況）が端末装置ＳＰ、ＴＡを介して例えば看護師や介護士等の監視者に報知される。

固定端末装置ＳＰおよび携帯端末装置ＴＡは、前記監視情報通信信号をネットワークＮＷを介して管理サーバ装置ＳＶから受信すると、この監視情報通信信号に収容された前記監視情報を表示する。このような動作によって、被監視者監視システムＭＳは、各センサ装置ＳＵａ、管理サーバ装置ＳＶ、固定端末装置ＳＰおよび携帯端末装置ＴＡによって、大略、各被監視者Ｏｂを検知して各被監視者Ｏｂを監視している。

次に、被監視者監視システムＭＳａにおける、頭部検出動作について、説明する。図４は、第１実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の第１態様の動作を示すフローチャートである。図５は、第１実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置によって取得される画像の一例を説明するための図である。図６は、布団の絵柄を示す図である。図７は、第１実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の第２態様の動作を示すフローチャートである。本実施形態におけるセンサ装置ＳＵａは、例えば、図４に示す第１態様の動作によって頭部（頭部領域）を検出し、また例えば、図７に示す第２態様の動作によって頭部（頭部領域）を検出している。以下、前記第１態様の動作をまず説明し、次に、前記第２態様の動作について説明する。

まず、第１態様の動作について説明する。センサ装置ＳＵａは、各サンプリングタイミングにおいて、センサ部１のドップラセンサ１１の出力をサンプリングするとともにカメラ１２で画像を取得するごとに、次のように動作することで、被監視者Ｏｂの頭部（頭部領域）を検出し、被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知している。

図４において、まず、制御処理部３は、センサ部１のドップラセンサ１１からドップラ信号を取得し、センサ部１のカメラ１２から画像（１フレーム分の画像）を取得する（Ｓ１１）。カメラ１２によって、例えば、図５に示す画像が取得される。この一例の図５に示す画像には、体幹ＢＤおよび略円形状の頭部ＨＤから成る被監視者Ｏｂだけでなく、寝具ＢＴ、寝具ＢＴ上の略円形状の枕ＰＩ、寝具ＢＴに掛けられた布団ＢＤ、略円形状のごみ箱ＷＢおよび略円形状の洗面器ＢＡが写っている。布団ＢＤは、円形状の絵柄ＰＴを持ち、前記円形状の絵柄ＰＴが前記画像に写っている。このような図５に示す画像に対し、略円形状の領域を抽出する処理だけで頭部ＨＤを検出する場合では、頭部ＨＤが検出されるだけでなく、枕ＰＩ、絵柄ＰＴ、ごみ箱ＷＢおよび洗面器ＢＡが頭部ＨＤとして誤検出されてしまう虞がある。布団ＢＤの絵柄ＰＴは、図５に示す円形状だけではなく、例えば図６に示す形状も頭部ＨＤとして誤検出されてしまう虞がある。この図６には、八角形（多角形の代表例）、Ｖ字状のギザギザで囲まれた略円形状、放射状に８個の三角形で囲まれた略円形状（太陽を模した形状）、放射状に複数の花弁で囲まれた３個の略円形状（花柄を模した３個の形状）、三角形および四角形が図示されている。三角形や四角形は、布団ＢＤの歪みに伴ってその形状が歪むので、略円形状と誤検出される虞がある。このような誤検出を低減するために、本実施形態では、次のように前記画像が処理される。なお、これら枕ＰＩ、絵柄ＰＴ、ごみ箱ＷＢおよび洗面器ＢＡにおける赤外光に対する反射率は、その材質等により、大略、頭部における赤外光に対する反射率よりも高い（大きい）。

図４に戻って、次に、制御処理部３は、頭部検出処理部３２の動体抽出部３２１によって、このカメラ１２によって取得した画像から、例えば背景差分法やフレーム間差分法等の手法を用いることで被監視者Ｏｂの人体領域として動体領域を抽出する動体領域抽出処理を実行し、前記動体領域が抽出されたか否かを判定する（Ｓ１２）。この判定の結果、前記動体領域が抽出されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部３は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記動体領域が抽出された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３は、動体抽出部３２１によって抽出した前記動体領域を動体抽出部３２１から円形状領域抽出部３２２へ通知し、次の処理Ｓ１３を実行する。

この処理Ｓ１３では、制御処理部３は、頭部検出処理部３２の円形状領域抽出部３２２によって、動体抽出部３２１で抽出された動体領域から、例えばハフ変換やパターンマッチング等の手法を用いることで略円形状の領域（円形状領域）を抽出する円形状領域抽出処理を実行し、前記円形状領域が抽出されたか否かを判定する。この判定の結果、前記円形状領域が抽出されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部３は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記円形状領域が抽出された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３は、円形状領域抽出部３２２によって抽出した前記円形状領域を円形状領域抽出部３２２から低反射率領域抽出部３２３および頭部選定部３２４へ通知し、次の処理Ｓ１４を実行する。

この処理Ｓ１４では、制御処理部３は、頭部検出処理部３２の頭部選定部３２４によって、円形状領域抽出部３２２で抽出した円形状領域が複数か否かを判定する。この判定の結果、前記円形状領域が複数ではない場合、すなわち、前記円形状領域が１個である場合（Ｎｏ）には、制御処理部３は、頭部選定部３２４によって、前記処理Ｓ１３で抽出した前記円形状領域が頭部（頭部領域）であると選定し、頭部選定部３２４によって選定された頭部（頭部領域）を頭部検出処理部３２から行動検知処理部３３へ通知し、次の処理Ｓ１５を実行する。一方、前記判定の結果、前記円形状領域が複数である場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３は、前記処理Ｓ１３で抽出した複数の前記円形状領域の中に頭部（頭部領域）ではない物体も抽出されているとし、次の処理Ｓ１７を実行する。

この処理Ｓ１７では、制御処理部３は、頭部検出処理部３２の低反射率領域抽出部３２３によって、前記処理Ｓ１３で円形状領域抽出部３２２によって抽出した円形状領域から、前記閾値以下の領域を低反射率領域として抽出する低反射率領域抽出処理を実行し、次の処理Ｓ１８を実行する。

この処理Ｓ１８では、制御処理部３は、頭部検出処理部３２の頭部選定部３２４によって、低反射率領域抽出部３２３で抽出した低反射率領域が１個か否かを判定する。この判定の結果、前記低反射率領域が１個である場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３は、頭部選定部３２４によって、前記処理Ｓ１７で抽出した前記低反射率領域が頭部（頭部領域）であると選定し、頭部選定部３２４によって選定された頭部（頭部領域）を頭部検出処理部３２から行動検知処理部３３へ通知し、次の処理Ｓ１５を実行する。一方、前記判定の結果、前記低反射率領域が１個ではない場合、すなわち、前記低反射率領域が複数である場合（Ｎｏ）には、制御処理部３は、前記処理Ｓ１７で抽出した複数の前記低反射率領域の中に頭部（頭部領域）ではない物体も抽出されているとし、頭部選定部３２４によって、デフォルトの閾値（例えば５０％や３０％や１０％等）から所定値（例えば０．５％や０．２％等）を減算することで前記閾値を再設定し（Ｓ１９）、処理を処理Ｓ１７に戻す。したがって、制御処理部３は、頭部選定部３２４によって前記デフォルトの閾値から所定値ずつ変化させることで、処理Ｓ１７における低反射率領域抽出部３２３による低反射率領域抽出処理の実行によって円形状領域であって低反射率領域が１個になるまで、処理Ｓ１７ないし処理Ｓ１９を繰り返す。

例えば、上述の図５に示す画像では、枕ＰＩや布団ＢＤがずれることによって、また、ごみ箱ＷＢや洗面器ＢＡが動かされることによって、上述の処理Ｓ１２および処理Ｓ１３によって、頭部ＨＤだけでなく、枕ＰＩ、絵柄ＰＴ、ごみ箱ＷＢおよび洗面器ＢＡも円形状領域として抽出される。仮に、絵柄ＰＴが頭部（頭部領域）として誤検出されると、布団ＢＤがずれ落ちた場合に、被監視者Ｏｂの転倒転落と誤検知されてしまう。しかしながら、本実施形態では、これら複数の円形状領域に対し、処理Ｓ１４の実行を介して、処理Ｓ１７ないし処理Ｓ１９が実行される。ここで、これら枕ＰＩ、絵柄ＰＴ、ごみ箱ＷＢおよび洗面器ＢＡは、その素材（例えば布製、金属製、金属コーディング、プラスチック製および籐製等）により、赤外光に対する反射率が頭部における赤外光に対する反射率よりも大略高い（大きい）ので、処理Ｓ１７ないし処理Ｓ１９の実行によって、低反射率領域から除かれ、頭部ＨＤのみが低反射率領域として残る。このように赤外光に対する反射率を考慮することで、頭部ＨＤをより精度良く検出できる。

図４に戻って、処理Ｓ１５では、上述の各処理Ｓ１１〜Ｓ１４、Ｓ１７〜Ｓ１９によって、頭部（頭部領域）が検出されたので、制御処理部３は、行動検知処理部３３によって、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂにおける、予め設定された所定の行動を検知する行動検知処理を実行し、前記所定の行動を検知したか否かを判定する。より具体的には、行動検知処理部３３は、前記行動検知処理の一態様として、頭部検出処理部３２で検出した頭部（頭部領域）の高さ（大きさ）から被監視者Ｏｂの姿勢（例えば立位、座位および横臥等）を判定し、この検出した頭部の位置を検出し、これら判定、検出した被監視者Ｏｂの姿勢および位置に基づいて前記起床、離床および転倒の別を判定する。行動検知処理部３３は、前記行動検知処理の他の一態様として、センサ部１のドップラセンサ１１によって被監視者Ｏｂの呼吸動作に伴う胸部の体動（胸部の上下動）を検出し、微体動異常の有無を判定する。この判定の結果、前記所定の行動が検知されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部３は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記所定の行動（本実施形態では、起床、離床、転倒および微体動異常のうちの少なくとも１つ）が検知された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３は、処理Ｓ１５で検知した前記所定の行動を通知処理部３４へ通知し、次の処理Ｓ１６を実行する。

この処理Ｓ１６では、行動検知処理部３３から被監視者Ｏｂにおける前記所定の行動が通知されると、通知処理部３４は、その旨を上述の監視情報通信信号によって管理サーバ装置ＳＶへ通知し、このタイミングでの処理を終了する。

次に、第２態様の動作について説明する。センサ装置ＳＵａは、各サンプリングタイミングにおいて、センサ部１のドップラセンサ１１の出力をサンプリングするとともにカメラ１２で画像を取得するごとに、次のように動作することで、被監視者Ｏｂの頭部（頭部領域）を検出し、被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知している。

図７において、まず、制御処理部３は、上述の処理Ｓ１１と同様に、センサ部１のドップラセンサ１１からドップラ信号を取得し、センサ部１のカメラ１２から画像（１フレーム分の画像）を取得する（Ｓ２１）。

次に、制御処理部３は、上述の処理Ｓ１２と同様に、頭部検出処理部３２の動体抽出部３２１によって、前記動体領域抽出処理を実行し、前記動体領域が抽出されたか否かを判定する（Ｓ２２）。この判定の結果、前記動体領域が抽出されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部３は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記動体領域が抽出された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３は、動体抽出部３２１によって抽出した前記動体領域を動体抽出部３２１から低反射率領域抽出部３２３へ通知し、次の処理Ｓ２３を実行する。

この処理Ｓ２３では、制御処理部３は、頭部検出処理部３２の低反射率領域抽出部３２３によって、前記処理Ｓ２２で動体抽出部３２１によって抽出した動体領域から、前記閾値以下の領域を低反射率領域として抽出する低反射率領域抽出処理を実行し、低反射率領域抽出部３２３によって抽出した前記低反射率領域を低反射率領域抽出部３２３から円形状領域抽出部３２２へ通知し、次の処理Ｓ２４を実行する。

この処理Ｓ２４では、制御処理部３は、頭部検出処理部３２の円形状領域抽出部３２２によって、低反射率領域抽出部３２３で抽出された低反射率領域から、例えばハフ変換やパターンマッチング等の手法を用いることで略円形状の領域（円形状領域）を抽出する円形状領域抽出処理を実行し、前記円形状領域が抽出されたか否かを判定する。この判定の結果、前記円形状領域が抽出されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部３は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記円形状領域が抽出された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３は、円形状領域抽出部３２２によって抽出した前記円形状領域を円形状領域抽出部３２２から頭部選定部３２４へ通知し、次の処理Ｓ２５を実行する。

この処理Ｓ２５では、制御処理部３は、頭部検出処理部３２の頭部選定部３２４によって、円形状領域抽出部３２２で抽出した円形状領域が１個か否かを判定する。この判定の結果、前記円形状領域が１個である場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３は、頭部選定部３２４によって、前記処理Ｓ２４で抽出した前記円形状領域が頭部（頭部領域）であると選定し、頭部選定部３２４によって選定された頭部（頭部領域）を頭部検出処理部３２から行動検知処理部３３へ通知し、次の処理Ｓ２６を実行する。一方、前記判定の結果、前記円形状領域が１個ではない場合、すなわち、前記円形状領域が複数である場合（Ｎｏ）には、制御処理部３は、前記処理Ｓ２４で抽出した複数の前記円形状領域の中に頭部（頭部領域）ではない物体も抽出されているとし、頭部選定部３２４によって、デフォルトの閾値（例えば５０％や３０％や１０％等）から所定値（例えば０．５％や０．２％等）を減算することで前記閾値を再設定し（Ｓ２８）、処理を処理Ｓ２３に戻す。したがって、制御処理部３は、頭部選定部３２４によって前記デフォルトの閾値から所定値ずつ変化させることで、処理Ｓ２３における低反射率領域抽出部３２３による低反射率領域抽出処理の実行によって低反射率領域であって円形状領域が１個になるまで、処理Ｓ２３〜Ｓ２５、Ｓ２８を繰り返す。

一方、処理Ｓ２６では、上述の各処理Ｓ２１〜Ｓ２５、Ｓ２８によって、頭部（頭部領域）が検出されたので、制御処理部３は、上述の処理Ｓ１５と同様に、前記行動検知処理を実行し、前記所定の行動を検知したか否かを判定する。この判定の結果、前記所定の行動が検知されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部３は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記所定の行動（本実施形態では、起床、離床、転倒および微体動異常のうちの少なくとも１つ）が検知された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部３は、処理Ｓ２６で検知した前記所定の行動を通知処理部３４へ通知し、次の処理Ｓ２７を実行する。

この処理Ｓ２７では、行動検知処理部３３から被監視者Ｏｂにおける前記所定の行動が通知されると、通知処理部３４は、上述の処理Ｓ１６と同様に、その旨を上述の監視情報通信信号によって管理サーバ装置ＳＶへ通知し、このタイミングでの処理を終了する。

以上説明したように、被監視者監視装置の一例である被監視者監視システムＭＳａならびに頭部検出装置および頭部検出方法を用いたその一例のセンサ装置ＳＵａは、略円形状だけでなく赤外光に対する反射率も考慮して頭部ＨＤを検出するので、被監視者Ｏｂを上方から撮像した画像に基づき被監視者Ｏｂの頭部ＨＤをより精度良く検出できる。この結果、上記被監視者監視システムＭＳａおよびセンサ装置ＳＵａは、被監視者Ｏｂにおける所定の行動をより精度良く検知できる。

また、上記被監視者監視システムＭＳａおよびセンサ装置ＳＵａは、上述の第１態様の動作において、円形状領域抽出部３２２で抽出した円形状領域を頭部領域の候補として絞り込み、この絞り込んだ候補から赤外光に対する反射率を考慮して頭部ＨＤを検出するので、カメラ１２で取得した画像全体から低反射率領域を抽出する場合に比べて、単に反射率の低いものを誤検出することを低減できる。

また、上記被監視者監視システムＭＳａおよびセンサ装置ＳＵａは、上述の第２態様の動作において、低反射率領域抽出部３２３で抽出した低反射率領域を頭部領域の候補として絞り込み、この絞り込んだ候補から略円形状を考慮して頭部ＨＤを検出するので、カメラ１２で取得した画像全体から略円形状の円形状領域を抽出する場合に比べて、情報処理量を低減できる。

なお、上述の実施形態において、頭部ではない頭部に近似するものの誤検出をより低減するために、頭部ではない頭部に近似するものに所定のマーカーが付与されても良い。この場合では、頭部検出装置の一例であるセンサ装置ＳＵａの頭部検出処理部３２は、図２に破線で示すように、画像取得部の一例であるセンサ部１のカメラ１２で取得した前記画像に基づいて、所定のマーカーを検出するマーカー検出部３２５を機能的にさらに備え、頭部選定部３２４は、円形状領域抽出部３２２で抽出した円形状領域、低反射率領域抽出部３２３で抽出した低反射率領域およびマーカー検出部３２５で検出したマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する。このようなセンサ装置ＳＵａは、さらにマーカーも考慮するので、さらに精度良く被監視者Ｏｂの頭部を検出できる。

より具体的には、頭部選定部３２４は、円形状領域抽出部３２２で抽出した円形状領域および低反射率領域抽出部３２３で抽出した低反射率領域からマーカー検出部３２５で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記円形状領域および前記低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する。この場合、例えば、上述の処理Ｓ１２において、動体抽出部３２１で抽出した動体領域から、マーカー検出部３２５で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記動体領域に対し、上述の以降の各処理Ｓ１３〜Ｓ１９が実行される。また例えば、上述の処理Ｓ１３において、円形状領域抽出部３２２で抽出された円形状領域から、マーカー検出部３２５で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記円形状領域に対し、上述の以降の各処理Ｓ１４〜Ｓ１９が実行される。また例えば、上述の処理Ｓ１７において、低反射率領域抽出部３２３で抽出された低反射率領域から、マーカー検出部３２５で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記低反射率領域に対し、上述の以降の各処理Ｓ１５〜Ｓ１９が実行される。また例えば、上述の処理Ｓ２２において、動体抽出部３２１で抽出した動体領域から、マーカー検出部３２５で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記動体領域に対し、上述の以降の各処理Ｓ２３〜Ｓ２８が実行される。また例えば、上述の処理Ｓ２３において、低反射率領域抽出部３２３で抽出された低反射率領域から、マーカー検出部３２５で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記低反射率領域に対し、上述の以降の各処理Ｓ２３〜Ｓ２８が実行される。また例えば、上述の処理Ｓ２４において、円形状領域抽出部３２２で抽出された円形状領域から、マーカー検出部３２５で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記円形状領域に対し、上述の以降の各処理Ｓ２３〜Ｓ２８が実行される。頭部ではない頭部に近似するものにマーカーを付与することで、このようなセンサ装置ＳＵａは、前記マーカーを持つ前記円形状領域および前記低反射率領域を除くことで、円形状領域抽出部３２２で抽出した円形状領域および低反射率領域抽出部３２３で抽出した低反射率領域から頭部ではない前記ものを除くことができ、より精度良く被監視者Ｏｂの頭部を検出できる。

このようなマーカーは、好ましくは、特定の形状を持つマーカーである。例えば、ごみ箱ＷＢの縁やベッド等の寝具ＢＴの縁に、例えば矩形形状や円弧形状等のマーカーが貼付される。このようなセンサ装置ＳＵａは、特定の形状を持つマーカーを用いることで、マーカー検出部３２５での誤検出を低減できる。また好ましくは、前記マーカーは、赤外光でのみ識別可能なマーカーである。この赤外光のみで識別可能な前記マーカーは、好ましくは、赤外光に対する頭部の反射率よりも高い反射率（例えば５０％以上の反射率）で赤外光を反射する素材、前記素材で形成されたシール（例えば金属シールや木材シール等）、赤外光に対する頭部の反射率よりも高い反射率（例えば５０％以上の反射率）で赤外光を反射する顔料（赤外線反射顔料）で形成された所定の形状、および、生地の織の密度の相違で形成された所定の形状のうちの１または複数の組合せである。例えば、布団ＢＤや枕ＰＩが高い反射率で赤外光を反射する前記素材で作成されることで、布団ＢＤや枕ＰＩにマーカーが付与される（布団ＢＤ自体や枕ＰＩ自体がマーカーとなる）。また例えば、綿や麻等の天然素材とポリエステル等の化学繊維素材とでは赤外光に対する反射率が異なるため、天然素材（または化学繊維素材）で作成された布団ＢＤや枕ＰＩに、化学繊維素材（または天然素材）の糸を縫い込むことで、布団ＢＤや枕ＰＩにマーカーが付与される。また例えば、織の密度で赤外光に対する反射率が異なるため、織の粗い生地（または織の密な生地）で作成された布団ＢＤや枕ＰＩに、織の密な所定形状の生地（または織の粗い生地）を縫い込むことで、布団ＢＤや枕ＰＩにマーカーが付与される。このようなセンサ装置ＳＵａは、赤外光のみで識別可能なマーカーを用いることで、マーカー検出部３２５での誤検出を低減できる。マーカーを可視できないので、上記センサ装置ＳＵは、被監視者監視システムＭＳａに用いられる場合に、被監視者Ｏｂにマーカーの存在を認識させることなくマーカーによる違和感を与えることがない。

次に、別の実施形態について説明する。
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の構成を示す図である。

前記被監視者監視装置をシステムとして実現したその一例の第２実施形態における被監視者監視システムＭＳｂは、第１実施形態における被監視者監視システムＭＳａと同様に、監視すべき（見守るべき）監視対象（見守り対象）である被監視者（見守り対象者）Ｏｂ（Ｏｂ−１〜Ｏｂ−４）における、予め設定された所定の行動を検知して前記被監視者Ｏｂを監視するものであり、例えば、１または複数のセンサ装置ＳＵｂ（ＳＵｂ−１〜ＳＵｂ−４）と、管理サーバ装置ＳＶと、固定端末装置ＳＰと、１または複数の携帯端末装置ＴＡ（ＴＡ−１、ＴＡ−２）とを備える。すなわち、第２実施形態における被監視者監視システムＭＳｂは、センサ装置ＳＵａに代え、センサ装置ＳＵｂを備える点を除き、第１実施形態における被監視者監視システムＭＳａと同様である。このため、管理サーバ装置ＳＶ、固定端末装置ＳＰおよび携帯端末装置ＴＡの説明を省略する。

センサ装置ＳＵｂは、センサ装置ＳＵａと同様に、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡと通信する通信機能を備え、被監視者Ｏｂを検知してその検知結果を管理サーバ装置ＳＶへ送信する装置である。このようなセンサ装置ＳＵｂは、例えば、図８に示すように、センサ部１と、音入出力部２と、制御処理部６と、通信インターフェース部（通信ＩＦ部）４と、記憶部７とを備える。すなわち、センサ装置ＳＵｂは、制御処理部３に代え制御処理部６を備え、記憶部５に代え記憶部７を備える点を除き、センサ装置ＳＵａと同様である。このため、センサ部１、音入出力部２および通信ＩＦ部４の説明を省略する。

記憶部７は、制御処理部６に接続され、制御処理部６の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、被監視者Ｏｂに対する監視に関する情報処理を実行する監視処理プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記監視処理プログラムには、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂの頭部を検出する頭部検出処理プログラム、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知する行動検知処理プログラム、前記行動検知プログラムで検知した前記所定の行動を外部に通知する通知処理プログラム、カメラ１２で撮像した動画を、その動画を要求した固定端末装置ＳＰや携帯端末装置ＴＡへストリーミングで配信するストリーミング処理プログラム、および、音入出力部２等を用いることで固定端末装置ＳＰや携帯端末装置ＴＡとの間で音声通話を行うナースコール処理プログラム等が含まれる。そして、前記頭部検出処理プログラムには、センサ部１のカメラ１２によって取得した画像から被監視者Ｏｂの人体領域として動体領域を抽出する動体抽出プログラム、前記動体抽出プログラムで抽出した動体領域に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出プログラム、前記動体抽出プログラムで抽出した動体領域に基づいて、所定のマーカーを検出するマーカー検出プログラム、および、前記円形状領域抽出プログラムで抽出した円形状領域および前記マーカー検出プログラムで抽出したマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する頭部選定プログラム等が含まれる。行動検知処理プログラムは、一態様として、前記頭部検出処理プログラムで検出した被監視者Ｏｂの頭部に基づいて被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知する。前記各種の所定のデータには、これら各プログラムを実行する上で必要なデータや、被監視者Ｏｂを監視する上で必要なデータ等が含まれる。記憶部７は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭや書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ等を備える。そして、記憶部７は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部３のワーキングメモリとなるＲＡＭ等を含む。

制御処理部６は、センサ装置ＳＵｂの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、センサ部１によって被監視者Ｏｂにおける予め設定された所定の諸量を検出し、この検出した前記所定の諸量に基づいて被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知して通知するための回路である。制御処理部６は、例えば、ＣＰＵおよびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部６は、前記制御処理プログラムが実行されることによって、制御部６１、頭部検出処理部６２、行動検知処理部６３、通知処理部６４、ストリーミング処理部６５およびナースコール処理部６６を機能的に備える。これら制御処理部６における制御部６１、行動検知処理部６３、通知処理部６４、ストリーミング処理部６５およびナースコール処理部６６は、それぞれ、第１実施形態の制御処理部３における制御部３１、行動検知処理部３３、通知処理部３４、ストリーミング処理部３５およびナースコール処理部３６と同様であるので、その説明を省略する。

頭部検出処理部６２は、頭部検出処理部３２と同様に、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂの頭部を検出するものである。より具体的には、頭部検出処理部６２は、センサ部１のカメラ１２で取得した、被監視者Ｏｂの上方から撮像した画像に基づいて被監視者Ｏｂの頭部を検出する。このために、頭部検出処理部６２は、機能的に、動体抽出部６２１、円形状領域抽出部６３２、マーカー検出部６２３および頭部選定部６２４を備える。

体動抽出部６２１は、動体抽出部３２１と同様に、センサ部１のカメラ１２で取得した画像から例えば背景差分法やフレーム間差分法等の手法を用いることで被監視者Ｏｂの人体領域として動体領域を抽出するものである。動体抽出部６２１は、この抽出した動体領域を、後述の第１態様の動作では円形状領域抽出部６２２へ通知する一方、後述の第２態様の動作ではマーカー検出部６２３へ通知する。

円形状領域抽出部６２２は、円形状領域抽出部３２２と同様に、センサ部１のカメラ１２で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出するものである。より具体的には、第１態様の動作では、円形状領域抽出部６２２は、動体抽出部６２１で抽出した動体領域から、例えば前記ハフ変換の手法や前記パターンマッチングの手法等によって円形状領域を抽出し、この抽出した円形状領域をマーカー検出部６２３へ通知する。また、第２態様の動作では、円形状領域抽出部３２２は、後述するようにマーカー検出部６２３で検出したマーカーの領域を除く残余の体動領域から、例えば前記ハフ変換の手法や前記パターンマッチングの手法等によって円形状領域を抽出し、この抽出した円形状領域を頭部選定部６２４へ通知する。

マーカー検出部６２３は、センサ部１のカメラ１２で取得した画像に基づいて、所定のマーカーを検出するものである。前記所定のマーカーは、上述と同様に、頭部ではない頭部に近似するものの誤検出をより低減するために、頭部ではない頭部に近似するものに付与され、好ましくは、特定の形状を持つマーカーであり、また好ましくは、赤外光でのみ識別可能なマーカーである。より具体的には、第１態様の動作では、マーカー検出部６２３は、円形状領域抽出部６２２で抽出した円形状領域から、前記所定のマーカーを検出し、円形状領域抽出部６２２で抽出した前記円形状領域からこの検出したマーカーを持つ円形状領域を除く残余の円形状領域を頭部選定部６２４へ通知する。また、第２態様の動作では、マーカー検出部６２３は、動体抽出部６２１で抽出した動体領域から、前記所定のマーカーを検出し、動体抽出部６２１で抽出した動体領域からこの検出したマーカーを持つ体動領域を除く残余の体動領域を円形状領域抽出部６２２へ通知する。

頭部選定部６２４は、前記円形状領域抽出部６２２で抽出した円形状領域および前記マーカー検出部６２３で抽出した所定のマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出するものである。より具体的には、第１態様の動作では、頭部選定部６２４は、マーカー検出部６２３で検出したマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出し、この検出した頭部（頭部領域）を行動検知処理部６３へ通知する。また、第２態様の動作では、頭部選定部６２４は、円形状領域抽出部６２２で抽出した円形状領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出し、この検出した頭部（頭部領域）を行動検知処理部６３へ通知する。

このような構成の被監視者監視システムＭＳｂでは、各装置ＳＵｂ、ＳＶ、ＳＰ、ＴＡは、電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。また、センサ装置ＳＵｂでは、その制御処理プログラムの実行によって、制御処理部６には、制御部６１、頭部検出処理部６２、行動検知処理部６３、通知処理部６４、ストリーミング処理部６５およびナースコール処理部６６が機能的に構成され、頭部検出処理部６２には、動体抽出部６２１、円形状領域抽出部６２２、低反射率領域抽出部６２３および頭部選定部６２４が機能的に構成される。そして、上記構成の被監視者監視システムＭＳｂは、センサ装置ＳＵｂが後述のように動作する点を除き、上述した被監視者監視システムＭＳａと同様に動作するので、その説明を省略する。

次に、被監視者監視システムＭＳｂにおける、頭部検出動作について、説明する。図９は、第２実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の第１態様の動作を示すフローチャートである。図１０は、第２実施形態の被監視者監視システムにおけるセンサ装置の第２態様の動作を示すフローチャートである。本実施形態におけるセンサ装置ＳＵｂは、例えば、図９に示す第１態様の動作によって頭部（頭部領域）を検出し、また例えば、図１０に示す第２態様の動作によって頭部（頭部領域）を検出している。以下、前記第１態様の動作をまず説明し、次に、前記第２態様の動作について説明する。

まず、第１態様の動作について説明する。センサ装置ＳＵｂは、各サンプリングタイミングにおいて、センサ部１のドップラセンサ１１の出力をサンプリングするとともにカメラ１２で画像を取得するごとに、次のように動作することで、被監視者Ｏｂの頭部（頭部領域）を検出し、被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知している。

図９において、まず、制御処理部６は、上述の処理Ｓ１１と同様に、センサ部１のドップラセンサ１１からドップラ信号を取得し、センサ部１のカメラ１２から画像（１フレーム分の画像）を取得する（Ｓ３１）。

次に、制御処理部６は、上述の処理Ｓ１２と同様に、頭部検出処理部６２の動体抽出部６２１によって、前記動体領域抽出処理を実行し、前記動体領域が抽出されたか否かを判定する（Ｓ３２）。この判定の結果、前記動体領域が抽出されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部６は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記動体領域が抽出された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部６は、動体抽出部６２１によって抽出した前記動体領域を動体抽出部６２１から円形状領域抽出部６２２へ通知し、次の処理Ｓ３３を実行する。

この処理Ｓ３３では、制御処理部６は、頭部検出処理部６２の円形状領域抽出部６２２によって、動体抽出部３２１で抽出された動体領域から、例えばハフ変換やパターンマッチング等の手法を用いることで略円形状の領域（円形状領域）を抽出する円形状領域抽出処理を実行し、前記円形状領域が抽出されたか否かを判定する。この判定の結果、前記円形状領域が抽出されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部６は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記円形状領域が抽出された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部６は、円形状領域抽出部６２２によって抽出した前記円形状領域を円形状領域抽出部６２２からマーカー検出部６２３および頭部選定部６２４へ通知し、次の処理Ｓ３４を実行する。

この処理Ｓ３４では、制御処理部６は、頭部検出処理部６２の頭部選定部６２４によって、円形状領域抽出部６２２で抽出した円形状領域が複数か否かを判定する。この判定の結果、前記円形状領域が複数ではない場合、すなわち、前記円形状領域が１個である場合（Ｎｏ）には、制御処理部６は、頭部選定部６２４によって、前記処理Ｓ３３で抽出した前記円形状領域が頭部（頭部領域）であると選定し、頭部選定部６２４によって選定された頭部（頭部領域）を頭部検出処理部６２から行動検知処理部６３へ通知し、次の処理Ｓ３５を実行する。一方、前記判定の結果、前記円形状領域が複数である場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部６は、前記処理Ｓ３３で抽出した複数の前記円形状領域の中に頭部（頭部領域）ではない物体も抽出されているとし、次の処理Ｓ３７を実行する。

この処理Ｓ３７では、制御処理部６は、頭部検出処理部６２のマーカー検出部６２３によって、円形状領域抽出部６２２によって抽出した前記円形状領域から所定のマーカーを検出し、円形状領域抽出部６２２で抽出した前記円形状領域からこの検出したマーカーを持つ円形状領域を除く残余の円形状領域を頭部選定部６２４へ通知し、頭部選定部６２４によってマーカー検出部６２３によって除かれた残余の前記円形状領域を頭部の領域として選定して前記頭部を検出し、この検出した頭部（頭部領域）を行動検知処理部６３へ通知し、次の処理Ｓ３５を実行する。なお、制御処理部６は、マーカー検出部６２３によって除かれた残余の前記円形状領域を頭部の領域としてマーカー検出部６２３から行動検知処理部６３へ通知してもよい。

この処理Ｓ３５では、上述の各処理Ｓ３１〜Ｓ３４、Ｓ３７によって、頭部（頭部領域）が検出されたので、制御処理部６は、上述の処理Ｓ１５と同様に、行動検知処理部６３によって、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂにおける、予め設定された所定の行動を検知する行動検知処理を実行し、前記所定の行動を検知したか否かを判定する。この判定の結果、前記所定の行動が検知されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部６は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記所定の行動（本実施形態では、起床、離床、転倒および微体動異常のうちの少なくとも１つ）が検知された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部６は、処理Ｓ３５で検知した前記所定の行動を通知処理部６４へ通知し、次の処理Ｓ３６を実行する。

この処理Ｓ３６では、行動検知処理部６３から被監視者Ｏｂにおける前記所定の行動が通知されると、通知処理部６４は、その旨を上述の監視情報通信信号によって管理サーバ装置ＳＶへ通知し、このタイミングでの処理を終了する。

次に、第２態様の動作について説明する。センサ装置ＳＵｂは、各サンプリングタイミングにおいて、センサ部１のドップラセンサ１１の出力をサンプリングするとともにカメラ１２で画像を取得するごとに、次のように動作することで、被監視者Ｏｂの頭部（頭部領域）を検出し、被監視者Ｏｂにおける所定の行動を検知している。

図１０において、まず、制御処理部６は、上述の処理Ｓ１１と同様に、センサ部１のドップラセンサ１１からドップラ信号を取得し、センサ部１のカメラ１２から画像（１フレーム分の画像）を取得する（Ｓ４１）。

次に、制御処理部６は、上述の処理Ｓ１２と同様に、頭部検出処理部６２の動体抽出部６２１によって、前記動体領域抽出処理を実行し、前記動体領域が抽出されたか否かを判定する（Ｓ４２）。この判定の結果、前記動体領域が抽出されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部６は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記動体領域が抽出された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部６は、動体抽出部６２１によって抽出した前記動体領域を動体抽出部６２１からマーカー検出部６２３へ通知し、次の処理Ｓ４３を実行する。

この処理Ｓ４３では、制御処理部６は、頭部検出処理部６２のマーカー検出部６２３によって、体動抽出部６２１によって抽出した前記体動領域から所定のマーカーを検出し、体動抽出部６２１で抽出した前記体動領域からこの検出したマーカーを持つ体動領域を除く残余の体動領域を円形状領域抽出部６２２へ通知し、次の処理Ｓ４４を実行する。

この処理Ｓ４４では、制御処理部６は、頭部検出処理部６２の円形状領域抽出部６２２によって、マーカー検出部６２３によってマーカーを持つ体動領域を除いた前記残余の体動領域から、例えばハフ変換やパターンマッチング等の手法を用いることで略円形状の領域（円形状領域）を抽出する円形状領域抽出処理を実行し、前記円形状領域が抽出されたか否かを判定する。この判定の結果、前記円形状領域が抽出されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部６は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記円形状領域が抽出された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部６は、円形状領域抽出部６２２によって抽出した前記円形状領域を円形状領域抽出部６２２から頭部選定部６２４へ通知し、頭部選定部６２４によって円形状領域抽出部６２２によって抽出した前記円形状領域を頭部の領域として選定して前記頭部を検出し、この検出した頭部（頭部領域）を行動検知処理部６３へ通知し、次の処理Ｓ４５を実行する。なお、制御処理部６は、円形状領域抽出部６２２によって抽出した前記円形状領域を頭部の領域として円形状領域抽出部６２２から行動検知処理部６３へ通知してもよい。

この処理Ｓ４５では、上述の各処理Ｓ４１〜Ｓ４４によって、頭部（頭部領域）が検出されたので、制御処理部６は、上述の処理Ｓ１５と同様に、行動検知処理部６３によって、センサ部１の出力に基づいて被監視者Ｏｂにおける、予め設定された所定の行動を検知する行動検知処理を実行し、前記所定の行動を検知したか否かを判定する。この判定の結果、前記所定の行動が検知されなかった場合（Ｎｏ）には、制御処理部６は、このタイミングでの処理を終了し、一方、前記所定の行動（本実施形態では、起床、離床、転倒および微体動異常のうちの少なくとも１つ）が検知された場合（Ｙｅｓ）には、制御処理部６は、処理Ｓ４５で検知した前記所定の行動を通知処理部６４へ通知し、次の処理Ｓ４６を実行する。

この処理Ｓ４６では、行動検知処理部６３から被監視者Ｏｂにおける前記所定の行動が通知されると、通知処理部６４は、その旨を上述の監視情報通信信号によって管理サーバ装置ＳＶへ通知し、このタイミングでの処理を終了する。

以上説明したように、被監視者監視装置の一例である被監視者監視システムＭＳｂならびに頭部検出装置および頭部検出方法を用いたその一例のセンサ装置ＳＵｂは、略円形状だけでなくマーカーも考慮して頭部ＨＤを検出するので、被監視者Ｏｂを上方から撮像した画像に基づき被監視者Ｏｂの頭部ＨＤをより精度良く検出できる。この結果、上記被監視者監視システムＭＳｂおよびセンサ装置ＳＵｂは、被監視者Ｏｂにおける所定の行動をより精度良く検知できる。

また、上記被監視者監視システムＭＳｂおよびセンサ装置ＳＵｂは、上述の第１態様の動作において、円形状領域抽出部６２２で抽出した円形状領域を頭部領域の候補として絞り込み、この絞り込んだ候補から前記マーカーを持つ前記円形状領域を除くことで、円形状領域抽出部６２２で抽出した円形状領域から頭部ではない前記ものを除くことができ、より精度良く被監視者Ｏｂの頭部ＨＤを検出できる。

また、上記被監視者監視システムＭＳｂおよびセンサ装置ＳＵｂは、上述の第２態様の動作において、体動抽出部６２１で抽出した体動領域からマーカーを持つ体動領域を除くことで体動領域を絞り込み、この絞り込んだ体動領域から略円形状を考慮して頭部ＨＤを検出するので、カメラ１２で取得した画像全体から略円形状の円形状領域を抽出する場合に比べて、情報処理量を低減できる。

また、これら上述の実施形態において、寝具ＢＴ上は、安全であるという考えから、円形状領域が寝具ＢＴの領域内で検出された場合には、この円形状領域が処理Ｓ１５、処理Ｓ２６、処理Ｓ３５および処理Ｓ４５それぞれでの前記行動検知処理の対象から除外されても良い。

また、これら上述の実施形態では、センサ装置ＳＵａ、ＳＵｂが前記行動検知部および前記通知部を備えたが、前記行動検知部および前記通知部は、管理サーバ装置ＳＶに備えられても良く、また、固定端末装置ＳＰに備えられても良く、また、携帯端末装置ＴＡに備えられても良い。このような場合、センサ装置ＳＵａ、ＳＵｂからネットワークＮＷを介して被監視者Ｏｂの上方から撮像した画像およびドップラ信号を収容した通信信号を受信して取得する通信インターフェース等が、画像取得部の一例および測距部の一部の一例に相当することになる。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

Ｏｂ（Ｏｂ−１〜Ｏｂ−４） 被監視者
ＮＳ（ＮＳ−１、ＮＳ−２） 監視者（ユーザ）
ＭＳａ、ＭＳｂ 被監視者監視システム
ＳＵａ、ＳＵｂ センサ装置
ＳＶ 管理サーバ装置
ＳＰ 固定端末装置
ＴＡ 携帯端末装置
１ センサ部
３、６ 制御処理部
４ 通信インターフェース部（通信ＩＦ部）
５、７ 記憶部
１１ ドップラセンサ
１２ カメラ（画像取得部の一例）
３１、６１ 制御部
３２、６２ 頭部検出処理部
３３、６３ 行動検知処理部
３４、６４ 通知処理部
３２１、６２１ 動体抽出部
３２２、６２２ 円形状領域抽出部
３２３ 低反射率領域抽出部
３２４、６２４ 頭部選定部
３２５、６２３ マーカー検出部

Claims (13)

1. 監視対象である被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像から頭部を検出する頭部検出部と、
   前記頭部検出部で検出した前記被監視者の頭部に基づいて前記被監視者における所定の行動を検知する行動検知部と、
   前記行動検知部で検知した前記所定の行動を外部に通知する通知部とを備え、
   前記頭部検出部は、
   前記被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出部と、
   前記画像取得部で取得した前記画像に基づいて、赤外光に対して所定の反射率以下の領域を低反射率領域として抽出する低反射率領域抽出部と、
   前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域および前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する頭部選定部とを含み、
   前記画像取得部は、前記被監視者の居室に配置され、
   前記行動検知部は、前記所定の行動として、前記被監視者の起床、離床または転倒を検知すること
   を特徴とする被監視者監視装置。
2. 前記画像取得部で取得した前記画像に基づいて、所定のマーカーを検出するマーカー検出部をさらに備え、
   前記頭部選定部は、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域、前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域および前記マーカー検出部で検出したマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出すること
   を特徴とする請求項１に記載の被監視者監視装置。
3. 前記頭部選定部は、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域および前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域から前記マーカー検出部で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記円形状領域および前記低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出すること
   を特徴とする請求項２に記載の被監視者監視装置。
4. 前記低反射率領域抽出部は、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域から、所定の反射率以下の領域を低反射率領域として抽出すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の被監視者監視装置。
5. 前記円形状領域抽出部は、前記低反射率領域抽出部で抽出した低反射率領域から、略円形状の領域を円形状領域として抽出すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の被監視者監視装置。
6. 前記マーカーは、特定の形状を持つマーカーであること
   を特徴とする請求項２、請求項３、請求項２又は３を引用する請求項４、及び請求項２又は３を引用する請求項５のいずれか１項に記載の被監視者監視装置。
7. 前記マーカーは、赤外光でのみ識別可能なマーカーであること
   を特徴とする請求項２、請求項３、請求項２又は３を引用する請求項４、請求項２又は３を引用する請求項５、及び請求項６のいずれか１項に記載の被監視者監視装置。
8. 監視対象である被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像から頭部を検出する頭部検出部と、
   前記頭部検出部で検出した前記被監視者の頭部に基づいて前記被監視者における所定の行動を検知する行動検知部と、
   前記行動検知部で検知した前記所定の行動を外部に通知する通知部とを備え、
   前記頭部検出部は、
   前記被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出部と、
   前記画像取得部で取得した前記画像に基づいて、所定のマーカーを検出するマーカー検出部と、
   前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域および前記マーカー検出部で検出したマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する第２頭部選定部とを含み、
   前記画像取得部は、前記被監視者の居室に配置され、
   前記行動検知部は、前記所定の行動として、前記被監視者の起床、離床または転倒を検知すること
   を特徴とする被監視者監視装置。
9. 前記第２頭部選定部は、前記円形状領域抽出部で抽出した円形状領域から前記マーカー検出部で検出したマーカーを持つ領域を除いた残余の前記円形状領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出すること
   を特徴とする請求項８に記載の被監視者監視装置。
10. 前記マーカーは、特定の形状を持つマーカーであること
    を特徴とする請求項８または請求項９に記載の被監視者監視装置。
11. 前記マーカーは、赤外光でのみ識別可能なマーカーであること
    を特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の被監視者監視装置。
12. 監視対象である被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像から頭部を検出する頭部検出工程と、
    前記頭部検出工程で検出した前記被監視者の頭部に基づいて前記被監視者における所定の行動を検知する行動検知工程と、
    前記行動検知工程で検知した前記所定の行動を外部に通知する通知工程とを備え、
    前記頭部検出工程は、
    前記被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像を取得する画像取得工程と、
    前記画像取得工程で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出工程と、
    前記画像取得工程で取得した前記画像に基づいて、赤外光に対して所定の反射率以下の領域を低反射率領域として抽出する低反射率領域抽出工程と、
    前記円形状領域抽出工程で抽出した円形状領域および前記低反射率領域抽出工程で抽出した低反射率領域に基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する頭部選定工程とを含み、
    前記画像取得工程では、前記被監視者の居室において前記被監視者を撮像した画像が取得され、
    前記行動検知工程では、前記所定の行動として、前記被監視者の起床、離床または転倒が検知されること
    を特徴とする被監視者監視方法。
13. 監視対象である被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像から頭部を検出する頭部検出工程と、
    前記頭部検出工程で検出した前記被監視者の頭部に基づいて前記被監視者における所定の行動を検知する行動検知工程と、
    前記行動検知工程で検知した前記所定の行動を外部に通知する通知工程とを備え、
    前記頭部検出工程は、
    前記被監視者を、前記被監視者の上方から撮像した画像を取得する画像取得工程と、
    前記画像取得工程で取得した画像に基づいて、略円形状の領域を円形状領域として抽出する円形状領域抽出工程と、
    前記画像取得工程で取得した前記画像に基づいて、所定のマーカーを検出するマーカー検出工程と、
    前記円形状領域抽出工程で抽出した円形状領域および前記マーカー検出工程で検出したマーカーに基づいて頭部の領域を選定して前記頭部を検出する第２頭部選定工程とを含み、
    前記画像取得工程では、前記被監視者の居室において前記被監視者を撮像した画像が取得され、
    前記行動検知工程では、前記所定の行動として、前記被監視者の起床、離床または転倒が検知されること
    を特徴とする被監視者監視方法。

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