JP7843427B2 - 排泄物判定方法、排泄物判定装置、及び排泄物判定プログラム - Google Patents

Description

本開示は、画像データに基づいて排泄物を判定する技術に関するものである。

特許文献１は、ボウル部の底部に形成された封水の水位の変化に基づいて大便又は小便が行われたか否かを検知し、大便又は小便が行われたことを検知した場合、大便又は小便の終了を検知するまで、撮影手段に大便又は小便を撮影させる技術を開示する。

しかしながら、特許文献１の技術は、便器に着座するユーザの着座状態が変化した場合、撮影手段が撮影した画像データから排泄物の画像を認識しようとすると、排泄物が誤認識される可能性があり、さらなる改善の必要がある。

特開２０１８－１２６３３１号公報

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、便器に着座するユーザの着座状態が変化した場合において、画像データから排泄物の画像が誤認識されることを防止する技術を提供することを目的とする。

本開示の一態様における排泄物判定方法は、排泄物を判定する排泄物判定装置における排泄物判定方法であって、前記排泄物判定装置のプロセッサが、トイレ内の便器のボウル部が撮影可能に前記便器に設置されたカメラが撮影した画像データを取得し、前記便器へのユーザの着座及び離座を検知するセンサのセンシングデータを取得し、前記センシングデータの変化に基づいて、前記画像データを有効又は無効にするかを決定し、前記有効と決定された画像データのみに基づいて、前記ユーザにより排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことを判定し、前記判定の結果を出力する。

本開示によれば、便器に着座するユーザの着座状態が変化した場合において、画像データから排泄物の画像が誤認識されることを防止することができる。

実施の形態１における排泄物判定システムの構成を示す図である。 実施の形態１におけるセンサユニット及び排泄物判定装置の配置位置を説明するための図である。 実施の形態１における排泄物判定装置の処理の概要を示すシーケンス図である。 実施の形態１における排泄物判定装置の処理の一例を示すフローチャートである。 無効判定処理の詳細を示すフローチャートである。 無効判定処理を説明するためのシーケンス図である。 排泄検知処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２における排泄物判定システムの構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態２における無効判定処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２における無効判定処理の説明図である。 実施の形態３における排泄物判定システムの構成の一例を示すブロック図である。 キャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。 キャリブレーション処理の説明図である。

（本開示の基礎となる知見）
介護施設において、被介護者の排泄回数及び排泄時間等の排泄情報は被介護者の健康リスクを把握するうえで重要な情報だが、排泄情報を記録する作業を介護者に課すと介護者の負担が大きくなる。また、被介護者のそばで介護者が排泄情報の記録作業を行うと、被介護者の心理的負担が大きくなる。そこで、便器に設置されたカメラが撮影した画像データから排泄物を認識し、認識結果に基づいて排泄情報を生成し、生成した排泄情報を自動的に記録することが求められている。

しかしながら、排便時には、座り直しにより便座からユーザのわずかの時間だけ臀部が持ち上げる、或いは着座中に排泄物を拭くために脚を開けるといった着座状態の変化が発生することがある。着座状態が変化すると、便器のボウル部内に入光する外光が急激に増大するので、カメラが撮影した画像データの輝度が急激に増大し、画像データから排泄物を正確に認識することが困難になる。この際、カメラの自動露出機能が作動するが、カメラの露出が外光に応じた適切な露出になるには一定の時間を要するので、その間に撮影された画像データから排泄物を正しく認識することは困難である。

特に、便器の着座に介護人の補助を必要とする被介護者は着座動作が完了するまでに何度も座り直すので、着座状態の変化が多発する。また、このような被介護者は、臀部を紙で拭くことも容易ではないので、この場合にも着座状態の変化が多発する。そのため、このような被介護者においては、画像データから排泄物を正しく認識することが困難となる。

本開示はこのような課題を解決するためになされたものである。

本開示の一態様における排泄物判定方法は、排泄物を判定する排泄物判定装置における排泄物判定方法であって、前記排泄物判定装置のプロセッサが、トイレ内の便器のボウル部が撮影可能に前記便器に設置されたカメラが撮影した画像データを取得し、前記便器へのユーザの着座及び離座を検知するセンサのセンシングデータを取得し、前記センシングデータの変化に基づいて、前記画像データを有効又は無効にするかを決定し、前記有効と決定された画像データのみに基づいて、前記ユーザにより排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことを判定し、前記判定の結果を出力する。

この構成によれば、便器へのユーザの着座及び離座を検知するセンサのセンシングデータの変化に基づいて、画像データの有効及び無効が決定される。そのため、着座状態の変化に伴ってボウル部に入光する外光が急激に変化したとしても、当該変化した場合に撮影された画像データを無効な画像データとして決定することができる。これにより、ボウル部に入光する外光が急激に変化した場合の画像データに対して排泄検知処理が適用されなくなる。その結果、便器に着座するユーザの着座状態が変化した場合において、排泄物の誤認識を防止できる。

上記排泄物判定方法において、前記決定では、前記センシングデータが前記着座を示した後、前記センシングデータの変化が所定範囲を超えた場合、前記画像データを無効にしてもよい。

この構成によれば、便器に着座したユーザが座り直しをした場合において、画像データを無効にすることができる。

上記排泄物判定方法において、前記決定では、前記センシングデータが前記離座を示す期間が第１期間継続した場合、前記便器からの前記ユーザの前記離座を確定してもよい。

この構成によれば、センシングデータが離座を示す期間が第１期間継続した場合、離座が確定されるので、ユーザの便器からの離座を正確に確定できる。

上記排泄物判定方法において、前記決定では、前記センシングデータが前記着座を示した後、前記センシングデータの変化が前記所定範囲内にある期間が第２期間継続した場合、少なくとも前記第２期間に撮影された前記画像データを無効にしてもよい。

この構成によれば、センシングデータが着座を示した後、センシングデータの変化が所定範囲内にある期間が第２期間経過するまでに撮影された画像データが無効にされる。そのため、ユーザの便器への着座によってボウル部に入光する外光が急激に減少しても、自動露出機能によりカメラの露出が外光に応じた適切な露出になるのを待ってから画像データに対して排泄検知処理を適用することが可能になり、排泄物の誤認識を防止できる。

上記排泄物判定方法において、前記決定では、前記センシングデータが前記着座を示した後、前記センシングデータの変化が前記所定範囲内にある期間が第２期間継続した場合、前記着座を確定してもよい。

この構成によれば、カメラの露出が外光に応じた適切な露出になるのを待ってから着座を確定できる。

上記排泄物判定方法において、前記決定では、前記着座の確定後に前記センシングデータの変化が前記所定範囲外になった場合、前記画像データを無効にしてもよい。

この構成によれば、着座の確定後に着座状態が変化した場合、画像データを無効にすることができる。

上記排泄物判定方法において、前記センシングデータは、測距センサの測距値又は照度センサの照度値であってもよい。

この構成によれば、測距センサの測距値又は照度センサの照度値がセンシングデータとして採用されているので、ユーザの着座及び離座を正確に検知できる。

上記排泄物判定方法において、前記判定では、最新の画像データに対して所定期間前の有効な画像データを用いて、前記排便及び前記排尿の少なくとも１つが行われたことを判定してもよい。

この構成によれば、最新の画像データに対して所定期間前の有効な画像データを用いて排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことが判定されるので、無効と決定された画像データに対して排泄検知処理が適用されることを確実に防止できる。

上記排泄物判定方法において、前記判定では、前記カメラが撮影した画像データと基準便器色データとを比較することで、前記排便及び前記排尿の少なくとも１つが行われたことを判定し、前記基準便器色データは、前記便器の縁から前記便器の溜まり部側に所定距離離間した前記ボウル部内の領域の色データに基づいて算出されてもよい。

この構成によれば、ボウル部の縁から便器の溜り部側に所定距離離間したボウル部内の領域の画像データに基づいて基準便器色データが生成されているので、付着した汚れの掃除が困難な縁付近以外のボウル部の領域の色データを用いて基準便器色データを生成することが可能となり、画像データから排泄物を精度よく検知することができる。

本開示の別の一態様における排泄物判定プログラムは、上記排泄物判定方法をコンピュータに実行させるものである。

この構成によれば、上記排泄物判定方法と同様の作用効果が得られる排泄物判定プログラムを提供できる。

本開示の別の一態様における排泄物判定装置は、排泄物を判定する排泄物判定装置であって、トイレ内の便器のボウル部が撮影可能に前記便器に設置されたカメラが撮影した画像データを取得する第１取得部と、前記便器へのユーザの着座及び離座を検知するセンサのセンシングデータを取得する第２取得部と、前記センシングデータの変化に基づいて、前記画像データを有効又は無効にするかを決定する決定部と、前記有効と決定された画像データのみに基づいて、前記ユーザにより排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことを判定する判定部と、前記判定の結果を出力する出力部と、を備える。

この構成によれば、上記排泄物判定方法と同様の作用効果が得られる排泄物判定装置を提供できる。

本開示の別の一態様における排泄物判定方法は、排泄物を判定する排泄物判定装置における排泄物判定方法であって、前記排泄物判定装置のプロセッサが、トイレ内の便器のボウル部が撮影可能に前記便器に設置されたカメラが撮影した画像データを取得し、前記画像データの変化に基づいて、前記画像データを有効又は無効にするかを決定し、前記有効と決定された画像データのみに基づいて、排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことを判定し、前記判定の結果を出力する。

便器の座り直しや排泄物を拭くために脚を開く等の着座状態が変化すると、ボウル部に入光する外光が急激に変化するので、その光量の変化が画像データの変化として現れる。この構成によれば、画像データの変化に基づいて画像データを有効にするか無効にするかが決定されている。そのため、着座状態の変化に伴ってボウル部に入光する外光が急激に変化したとしても、当該変化した期間に撮影された画像データを無効な画像データとして決定することができる。これにより、ボウル部に入光する外光が急激に変化した場合の画像データに対して排泄検知処理が適用されなくなる。その結果、便器に着座するユーザの着座状態が変化した場合において、排泄物の誤認識を防止できる。

上記排泄物判定方法において、前記決定では、前記画像データから所定の物体を検知し、検知した前記物体の画素数が急激に変化したことを示す所定の条件を満たす場合、前記画像データを無効にしてもよい。

着座状態の変化によりボウル部に入光する外光が急激に変化すると、その変化が画像データに含まれる所定の物体の画素数の変化として現れる。この構成によれば、画像データに含まれる所定の物体の画素数が急激に変化したことを示す所定の条件を満たす場合、画像データが無効と判定される。そのため、画像データから着座状態の変化を正確に検知できる。

上記排泄物判定方法において、前記所定の条件は、前記物体の画素数が所定の増加率以上で上昇し、且つ、所定の減少率以上で減少するという条件であってもよい。

この構成によれば、下痢便、排尿、及び出血による急激な画素数の変化と、着座状態の変化による所定の物体の画素数の変化とを区別できる。

上記排泄物判定方法において、前記所定の条件は、第ｔ（ｔは正の整数）サンプリング点における前記画素数が、第ｔ－１サンプリング点における前記画素数をＰ１倍した値より大きく、且つ、第ｔサンプリング点から過去一定期間における少なくとも１つのサンプリング点である第ｋ（≦ｔ－１）サンプリング点の前記画素数が、第ｋ－１サンプリング点の前記画素数をＰ２（＜Ｐ１）倍した値よりも小さいという条件であってもよい。

この構成によれば、着座状態の変化に伴う所定の物体のピクセル数の急激な変化を正確に検知できる。

上記排泄物判定方法において、前記所定の物体は、排尿、排便、及び血液の少なくとも１つであってもよい。

着座状態の変化によりボウル部に入光する外光が急激に変化すると、その変化が画像データから検知される排尿、排便、及び血液を示す画像のサイズの変化として現れる。したがって、この構成によれば、排尿、排便、及び血液を示す画素数の変化から着座状態の変化を正確に検知できる。

上記排泄物判定方法において、前記判定では、最新の画像データに対して所定期間前の有効な画像データを用いて、前記排便及び前記排尿の少なくとも１つが行われたことを判定してもよい。

この構成によれば、最新の画像データに対して所定期間前の有効な画像データを用いて排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことが判定されるので、無効と決定された画像データに対して排泄検知処理が適用されることを確実に防止できる。

上記排泄物判定方法において、前記判定では、前記カメラが撮影した画像データと基準便器色データとを比較することにより、前記排便及び前記排尿の少なくとも１つが行われたことを判定し、前記基準便器色データは、前記ボウル部の縁から前記便器の溜まり部側に所定距離離間した前記ボウル部内の領域の色データに基づいて算出されてもよい。

この構成によれば、ボウル部の縁から便器の溜り部側に所定距離離間したボウル部内の領域の画像データに基づいて基準便器色データが生成されているので、付着した汚れの掃除が困難な縁付近以外のボウル部の領域の色データを用いて基準便器色データを生成することが可能となり、画像データから排泄物を精度よく検知することができる。

本開示の別の一態様における排泄物判定プログラムは、上記排泄物判定方法をコンピュータに実行させる。

この構成によれば、上記の排泄物判定方法と同様の作用効果が得られる排泄物判定プログラムを提供できる。

本開示の別の一態様における排泄物判定装置は、排泄物を判定する排泄物判定装置であって、トイレ内の便器のボウル部が撮影可能に前記便器に設置されたカメラが撮影した画像データを取得する取得部と、前記画像データの変化に基づいて、前記画像データを有効又は無効にするかを決定する決定部と、前記有効と決定された画像データに基づいて、排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことを判定する判定部と、前記判定の結果を出力する出力部と、を備える。

この構成によれば、上述の排泄物判定方法と同様の作用効果が得られる排泄物判定装置を提供できる。

本開示は、このような排泄物判定プログラムによって動作する排泄物判定システムとして実現することもできる。また、このようなコンピュータプログラムを、ＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体あるいはインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また全ての実施の形態において、各々の内容を組み合わせることもできる。

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１における排泄物判定システムの構成を示す図である。図２は、本開示の実施の形態１におけるセンサユニット２及び排泄物判定装置１の配置位置を説明するための図である。

図１に示す排泄物判定システムは、排泄物判定装置１、センサユニット２、及びサーバ３を含む。排泄物判定装置１は、カメラ２４が撮影した画像データに基づいてユーザの排泄の有無を判定する装置である。排泄物判定装置１は、図２に示すように例えば貯水タンク１０５の側面に設置されている。但し、これは一例であり、排泄物判定装置１は、トイレの壁に設置されてもよいし、センサユニット２に内蔵されていてもよいし、設置位置は特に限定されない。排泄物判定装置１は、ネットワークを介してサーバ３と接続される。ネットワークは例えばインターネット等の広域通信網である。サーバ３は、排泄物判定装置１により生成されたユーザの排泄情報を管理する。

センサユニット２は、図２に示すように例えば便器１００の縁部１０１に掛けられている。センサユニット２は、排泄物判定装置１と所定の通信路を介して相互に通信可能に接続されている。通信路は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は無線ＬＡＮ等の無線の通信路であってもよいし、有線ＬＡＮであってもよい。

図２に示すように、便器１００は、縁部１０１及びボウル部１０２を含む。縁部１０１は、便器１００の上端に配置され、便器１００の開口部を画定する。ボウル部１０２は、縁部１０１の下側に配置され、排便及び排尿を受ける。

ボウル部１０２の底部には、水を溜める溜まり部１０４が設けられている。溜まり部１０４には不図示の排水口が設けられている。ボウル部１０２内に排泄された排便及び排尿は、排水口を通って下水管へと流される。すなわち、便器１００は、水洗式の便器である。便器１００の上部にはユーザが座るための便座１０３が設けられている。便座１０３は上下に回動する。ユーザは、便座１０３を縁部１０１の上に下ろした状態で座る。便器１００の後方には、排便及び排尿を流すための洗浄水を蓄える貯水タンク１０５が設けられている。

図１に参照を戻す。センサユニット２は、着座センサ２１、照度センサ２２、照明装置２３、及びカメラ２４を含む。着座センサ２１及び照度センサ２２は便器１００へのユーザの着座及び離座を検知するセンサの一例である。

着座センサ２１は、便器１００に着座したユーザの臀部までの距離が計測可能に便器１００に配置されている。着座センサ２１は、例えば、測距センサで構成され、便器１００に着座したユーザの臀部の距離である測距値を計測する。測距センサの一例は例えば赤外線測距センサである。着座センサ２１は、所定のサンプリングレートで測距値を計測し、計測した測距値を所定のサンプリングレートで排泄物判定装置１に入力する。着座センサ２１は、ユーザの着座状態を検知するセンサの一例である。測距値はユーザの着座及び離座を示すセンシングデータの一例である。

照度センサ２２は、ボウル部１０２内の照度を計測するために便器１００に配置されている。照度センサ２２は、所定のサンプリングレートでボウル部１０２内の照度を計測し、計測した照度値を所定のサンプリングレートで排泄物判定装置１に入力する。照度値はユーザの着座及び離座を示すセンシングデータの一例である。

照明装置２３は、ボウル部１０２内を点灯するために便器１００に配置されている。照明装置２３は、例えば、白色ＬＥＤであり、排泄物判定装置１の制御の下、ボウル部１０２内を点灯する。

カメラ２４は、ボウル部１０２が撮影可能に便器１００に設置されている。カメラ２４は、例えば、高感度且つ広角のカメラであって、Ｒ（赤）成分、Ｇ（緑）成分、及びＢ（青）成分を有するカラー画像が撮像可能なカメラである。カメラ２４は、所定のフレームレートでボウル部１０２の内部を撮像し、得られた画像データを所定のサンプリングレートで排泄物判定装置１に入力する。

カメラ２４は、自動露出部２４１を含む。自動露出部２４１は、ボウル部１０２内の照度に応じた適切な露出となるようにカメラ２４の露出を制御する自動露出機能を実行する。ここで、自動露出部２４１は、照度センサ２２が検知した照度値に基づいてカメラ２４の露出を制御してもよい。

排泄物判定装置１は、プロセッサ１１、メモリ１２、通信部１３、及び入退出センサ１４を含む。

プロセッサ１１は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）又はＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成されている。プロセッサ１１は、第１取得部１１１、第２取得部１１２、決定部１１３、判定部１１４、及び出力部１１５を含む。

第１取得部１１１は、カメラ２４が撮像した画像データを所定のサンプリングレートで取得する。

第２取得部１１２は、着座センサ２１が計測した測距値を所定のサンプリングレートで取得する。第２取得部１１２は、照度センサ２２が計測した照度値を所定のサンプリングレートで取得する。

決定部１１３は、着座センサ２１又は照度センサ２２のセンシングデータの変化に基づいて、第１取得部１１１が取得した画像データを有効又は無効にするかを決定する。詳細には、決定部１１３は、着座センサ２１又は照度センサ２２のセンシングデータが着座を示した後、センシングデータの変化が所定範囲を超えた場合、画像データを無効にする。ここで、無効にされる画像データは、現在から過去の一定期間までの画像データであってもよいし、現在を基準に前後一定期間の画像データであってもよい。

決定部１１３は、着座センサ２１又は照度センサ２２のセンシングデータが離座を示す期間が第１期間継続した場合、ユーザが便器１００から離座したことを確定する。第１期間は、例えばセンシングデータが離座を示してからユーザが便器１００から立ち上がったとみなせる予め定められた期間である。第１期間は、例えば、５秒、１０秒、２０秒等の適宜の値が採用できる。

決定部１１３は、着座センサ２１又は照度センサ２２のセンシングデータが着座を示した後、センシングデータの変化が所定範囲内にある期間が第２期間継続した場合、少なくとも第２期間に撮影された画像データを無効にする。第２期間は、例えば着座によりボウル部１０２内に入光する外光が減少し、それに伴ってカメラ２４の自動露出部２４１が作動し、カメラ２４の露出が減少した外光に応じて適切な露出になることが想定される予め定められた時間である。

また、決定部１１３は、着座センサ２１又は照度センサ２２のセンシングデータが着座を示した後、センシングデータの変化が所定範囲内にある期間が第２期間継続した場合、着座を確定する。

決定部１１３は、ユーザの便器１００への着座の確定後に着座センサ２１又は照度センサ２２のセンシングデータの変化が所定範囲外になった場合、画像データを無効にする。これにより、着座の確定後に便器１００の座り直しが発生した場合、画像データが無効にされ、排泄物の誤認識を防止できる。

判定部１１４は、決定部１１３により有効と決定された画像データのみに基づいて、ユーザにより排便及び排尿が行われたことを判定する。詳細には、判定部１１４は、有効な画像データに対して溜まり部１０４を含む検知エリアＤ１（図１３参照）を設定し、検知エリアＤ１の画像データ（以下、検知エリアデータと呼ぶ。）と基準便器色データとを比較することで、排便及び排尿が行われたことを判定する。具体的には、判定部１１４は、検知エリアデータから基準便器色データが示す色（基準便器色）を有する画素データを除去する。ここで、判定部１１４は、検知エリアデータにおいて、Ｒ，Ｇ，Ｂ値が、基準便器色のＲ，Ｇ，Ｂ値に対して所定範囲内にある画素データを検知エリアデータから除去すればよい。

そして、判定部１１４は、基準便器色の画素データが除去された検知エリアデータ（以下、判定対象画像データと呼ぶ。）が、排尿条件を満たす場合、排尿が行われたと判定すればよい。また、判定部１１４は、判定対象画像データが、排便条件を満たす場合、排便が行われたと判定すればよい。

さらに、判定部１１４は、有効と決定された画像データに基づいてユーザの出血の有無を判定してもよい。この場合、判定部１１４は、判定対象画像データが、出血条件を満たす場合、ユーザが出血したと判定すればよい。

ここで、基準便器色データは、便器１００の縁部１０１から溜まり部１０４側に所定距離離間したボウル部１０２内の領域である基準領域Ｃ２（図１３参照）の画像データに基づいて算出される。具体的には、基準便器色データは、基準領域Ｃ２のＲ，Ｇ，Ｂ値のそれぞれの平均値を有する。

出力部１１５は、判定部１１４による判定結果を含む排泄情報を生成し、生成した排泄情報を出力する。ここで、出力部１１５は、通信部１３を用いて排泄情報をサーバ３に送信してもよいし、排泄情報をメモリ１２に記憶させてもよい。

メモリ１２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリ等の各種情報を記憶可能な記憶装置で構成されている。メモリ１２は、例えば、排泄情報及び基準便器色データ等を記憶する。メモリ１２は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の可搬型のメモリであってもよい。

通信部１３は、排泄物判定装置１をネットワークを介してサーバ３に接続する機能を有する通信回路である。通信部１３は、排泄物判定装置１を通信路を介してセンサユニット２と接続する機能を備えている。排泄情報は、例えば排泄が行われたことを示す情報（排便、排尿、及び出血）及び排泄日時を示す日時情報等が対応付けられた情報である。排泄物判定装置１は、例えば、１日単位で排泄情報を生成し、生成した排泄情報をサーバ３に送信すればよい。

入退出センサ１４は、例えば測距センサで構成される。入退出センサ１４は、便器１００が設置されたトイレにユーザが入室したことを検知する。ここで、入退出センサ１４を構成する測距センサは、着座センサ２１を構成する測距センサに比べて測定精度は低いが検知範囲は広い。入退出センサ１４は、測距センサに代えて例えば人感センサで構成されてもよい。測距センサは、例えば赤外線測距センサである。人感センサは便器１００に対して所定距離内にいるユーザを検知する。

以上が排泄物判定システムの構成である。引き続いて、排泄物判定装置１の処理の概要を説明する。図３は、本開示の実施の形態１における排泄物判定装置１の処理の概要を示すシーケンス図である。

図３において、１行目は人感センサで構成された入退出センサ１４のシーケンスを示し、２行目は測距センサで構成された入退出センサ１４のシーケンスを示し、３行目は、着座センサ２１のシーケンスを示し、４行目は照度センサ２２のシーケンスを示し、５行目は照明装置２３のシーケンスを示す。図３の例では、人感センサからなる入退出センサ１４と測距センサからなる入退出センサ１４との両方のシーケンスが示されているが、排泄物判定装置１は少なくとも一方の入退出センサ１４を備えていればよい。

タイミングｔ１において、ユーザがトイレに入室している。これに伴い、決定部１１３は、入退出センサ１４（人感センサ）又は入退出センサ１４（測距センサ）から入力されるセンシングデータに基づいて、ユーザがトイレに入室したと判定する。ここで、入退出センサ１４（人感センサ）はユーザを検知するとセンシングデータをハイにし、ユーザを検知しなくなるとセンシングデータをローにするので、決定部１１３は、入退出センサ１４（人感センサ）から入力されるセンシングデータがハイになった場合、トイレ内にユーザが入室したと判定する。また、決定部１１３は、入退出センサ１４（測距センサ）により計測された測距値が閾値Ａ１以下になった場合、トイレ内にユーザが入室したと判定する。閾値Ａ１は、例えば、５０ｃｍ、１００ｃｍ、１５０ｃｍ等、適宜の値が採用できる。

また、タイミングｔ１において、決定部１１３は、入退出センサ１４、着座センサ２１、及び照度センサ２２から入力されるセンシングデータのメモリ１２への蓄積を開始する。

さらに、タイミングｔ１において、決定部１１３は、ユーザの検知に伴い、ユーザがトイレに入室したことを示す入室通知を通信部１３を用いてサーバ３に送信する。

タイミングｔ２において、ユーザが便器１００に着座している。これに伴い、着座センサ２１から入力される測距値が着座検知閾値Ａ２以下になり、決定部１１３は、ユーザが便器１００に着座したと判定する。着座検知閾値Ａ２は、例えば着座センサ２１からユーザの臀部までの測距値が、ユーザが便器１００に着座したことを示す予め定められた値を有する。着座検知閾値Ａ２は、閾値Ａ１よりも小さく、例えば、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ等の適宜の値が採用できる。

また、タイミングｔ２において、着座によりボウル部１０２に入光する外光がユーザの臀部により遮られたため、照度センサ２２から入力される照度値が減少している。

さらに、タイミングｔ２において、決定部１１３は、着座の検知に伴い、照明装置２３をオンする。これにより、照明装置２３がボウル部１０２内を点灯し、画像データから排泄物を抽出するうえで必要な光量が確保される。

さらに、タイミングｔ２において、決定部１１３は、カメラ２４を起動させ、カメラ２４によりボウル部１０２内を撮影させる。以後、第１取得部１１１は、所定のサンプリングレートで画像データを取得する。

なお、入室通知は、タイミングｔ２において送信されてもよい。

タイミングｔ３～タイミングｔ４の期間Ｂ１においてユーザの便器１００の座り直しが発生している。それに伴って、タイミングｔ３において、着座センサ２１の測距値が着座検知閾値Ａ２を超え、タイミングｔ４において、着座センサ２１の測距値が着座検知閾値Ａ２を下回っている。また、タイミングｔ３において、決定部１１３は、照明装置２３をオフし、タイミングｔ４において決定部１１３は、照明装置２３をオンしている。また、照度センサ２２の照度値も着座センサ２１の測距値に連動して変化している。

タイミングｔ５において、ユーザは便器１００からの離座している。これに伴い、着座センサ２１の測距値が着座検知閾値Ａ２を超えている。また、タイミングｔ５において、決定部１１３は、照明装置２３をオフしている。

タイミングｔ６において、入退出センサ１４の測距値が閾値Ａ１を超えたので、決定部１１３は、ユーザがトイレから退出したと判定する。これに伴い、出力部１１５は、ユーザがトイレから退出したことを示す退出通知を通信部１３を用いてサーバ３に送信する。さらに、タイミングｔ６において、出力部１１５は、画像データに基づいて生成した排泄情報を通信部１３を用いてサーバ３に送信する。なお、退出通知及び排泄情報はタイミングｔ７において送信されてもよい。

タイミングｔ７において、タイミングｔ５で着座センサ２１の測距値が着座検知閾値Ａ２を超えた状態が期間Ｂ２続いたので、決定部１１３は、センシングデータのメモリ１２への蓄積を終了すると共に、カメラ２４によるボウル部１０２内の撮影を終了させる。

タイミングｔ８において、タイミングｔ７から入退出センサ１４（人感センサ）のハイ状態が期間Ｂ４経過したので、決定部１１３は、排泄物判定装置１を待機状態にする。

次に、排泄物判定装置１の処理の詳細を説明する。図４は、本開示の実施の形態１における排泄物判定装置１の処理の一例を示すフローチャートである。以下のフローチャートでは、センシングデータは着座センサ２１が検知する測距値であるものとする。

ステップＳ１において、決定部１１３は、ユーザが便器１００に着座したか否かを判定する。ここで、決定部１１３は、第２取得部１１２が着座センサ２１から取得した測距値が着座検知閾値Ａ２以下になった場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、ユーザが着座したと判定し、処理をステップＳ２に進める。一方、決定部１１３は、当該測距値が着座検知閾値Ａ２より大きい場合（ステップＳ１でＮＯ）、処理をステップＳ１で待機する。

ステップＳ２において、決定部１１３は、画像データが有効であるか無効であるかを判定する無効判定処理を実行する。無効判定処理の詳細は、図５を用いて後述する。

ステップＳ３において、判定部１１４は、排尿が確定しているか否かを判定する。排尿が確定していない場合（ステップＳ３でＮＯ）、処理はステップＳ４に進み、排尿が確定している場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、処理はステップＳ７に進む。排尿の確定とは、画像データに排尿の画像が含まれていると断定できたことを指す。

ステップＳ４において、判定部１１４は、画像データに基づいて、ユーザが排尿及び排便の少なくとも１つを行ったことを判定する排泄検知処理を実行する。排泄検知処理の詳細は、図７を用いて後述する。

ステップＳ５において、判定部１１４は、排泄検知処理において排尿有りと判定された場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、排尿を確定する（ステップＳ６）。一方、排泄検知処理において排尿が検知されていない場合（ステップＳ５でＮＯ）、処理はステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、判定部１１４は、排便が確定しているか否かを判定する。排便が確定している場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、処理はステップＳ１１に進み、排便が確定していない場合（ステップＳ７でＮＯ）、処理はステップＳ８に進む。排便の確定とは、画像データに排便の画像が含まれていると断定できたことを指す。

ステップＳ８において、判定部１１４は、排泄検知処理を実行する。

ステップＳ９において、判定部１１４は、排泄検知処理において排便有りと判定された場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、排便を確定させる（ステップＳ１０）。一方、判定部１１４は、排泄検知処理において排便有りと判定されていない場合（ステップＳ９でＮＯ）、処理をステップＳ１１に進める。

ステップＳ１１において、決定部１１３は、ユーザの離座が確定しているか否かを判定する。ここで、決定部１１３は、後述のステップＳ４２で離座が確定している場合、ステップＳ１１でＹＥＳと判定し、処理をステップＳ１２に進める。一方、決定部１１３は、離座が確定していない場合（ステップＳ１１でＮＯ）、処理をステップＳ２に戻す。

ステップＳ１２において、出力部１１５は退出通知及び排泄情報を通信部１３を用いてサーバ３に送信する。

次に、無効判定処理の詳細について説明する。図５は、無効判定処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ３１において、決定部１１３は、第２取得部１１２が取得した測距値をサンプリングする。ここでは、最新のサンプリング点（ｔ）における測距値ＳＤ（０）と、１つ前のサンプリング点（ｔ－１）における測距値ＳＤ（－１）との２つの測距値がサンプリングされる。

ステップＳ３２において、決定部１１３は、測距値ＳＤ（０）が、測距値ＳＤ（－１）－幅Ｎより大きく、且つ、測距値ＳＤ（－１）＋幅Ｎより小さいか否かを判定する。すなわち、決定部１１３は、測距値ＳＤの変化が所定範囲内にあるか否かを判定する。幅Ｎは、例えば、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、１０ｍｍ等の適宜の値が採用できる。幅Ｎの２倍は所定範囲の一例である。

測距値ＳＤの変化が所定範囲内にある場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、処理はステップＳ３３に進み、測距値ＳＤの変化が所定範囲を超える場合（ステップＳ３２でＮＯ）、処理はステップＳ３８に進む。

ステップＳ３３において、決定部１１３は、測距値ＳＤの変化が所定範囲内にある期間が第２期間継続したか否かを判定する。当該期間が第２期間継続した場合(ステップＳ３３でＹＥＳ)、決定部１１３は、ユーザの便器１００への着座を確定し（ステップＳ３５）、処理をステップＳ４１に進める。一方、測距値ＳＤの変化が所定範囲内にある期間が第２期間継続していない場合（ステップＳ３３でＮＯ）、決定部１１３は、第２期間を計時するタイマーをカウントアップする（ステップＳ３６）。

ステップＳ３７において、決定部１１３は、画像データを無効にし、処理をステップＳ４１に進める。ここで、決定部１１３は、ピクセルカウントデータＰＤ（ｔ）＝０に設定することで、画像データを無効にする。ピクセルカウントデータＰＤ（ｔ）は、サンプリング点（ｔ）の画像データに含まれる排便、排尿、及び血液のそれぞれを示す画素のカウント値である。例えば、サンプリング点（ｔ）の画像データにおいて、排便を示す画素がＸ個、排尿を示す画素がＹ個、血液を示す画素がＺ個ある場合、ピクセルカウントデータＰＤ（ｔ）＝（Ｘ、Ｙ、Ｚ）である。

決定部１１３は、最新のサンプリング点から、２０サンプリング点前までのサンプリング点の画像データにおけるピクセルカウントデータＰＤ（ｔ）、すなわち、ピクセルカウントデータＰＤ（０）、ＰＤ（－１）、・・・、ＰＤ（－２０）を０に設定することで画像データを無効にすればよい。ピクセルカウントデータＰＤ（０）、ＰＤ（－１）、・・・、ＰＤ（－２０）＝０に設定された画像データは、後述する排泄検知処理において排泄の有無が検知されなくなる。したがって、ピクセルカウントデータＰＤ（０）、ＰＤ（－１）、・・・、ＰＤ（－２０）を０に設定することで、サンプリング点（０）からサンプリング点（－２０）までの画像データを無効にすることができる。ピクセルカウントデータＰＤを０に設定するとは、排便、排尿、及び血液の全てのピクセルカウントデータＰＤを０に設定することを指す。

ここでは、最新のサンプリング点から２０サンプリング点前までの画像データが無効にされたが、これは一例である。最新のサンプリング点の画像データのみが無効にされてもよいし、最新のサンプリング点から２０以外の任意のサンプリング点前までの画像データが無効にされてもよいし、最新のサンプリング点を含む前後一定期間に撮影された画像データが無効にされてもよい。これらのことは、後述するステップＳ４０においても同じである。

ステップＳ３８において、決定部１１３は、測距値ＳＤの変化が所定範囲を超えたため、着座確定を無効にする。

ステップＳ３９において、決定部１１３は、第２期間をカウントするタイマーをリセットする。

ステップＳ４０において、決定部１１３は、ピクセルカウントデータＰＤ（０）・・・ＰＤ（－２０）＝０に設定することで、サンプリング点（０）から（－２０）までの画像データを無効にする。

ステップＳ４１において、決定部１１３は、測距値ＳＤ（０）が着座検知閾値Ａ２よりも大きい期間が第１期間継続したか否かを判定する。当該期間が第１期間継続した場合（ステップＳ４１でＹＥＳ）、決定部１１３は、着座の確定を無効にすると共に離座を確定し、処理をステップＳ１１（図４）に進める。一方、測距値ＳＤ（０）が着座検知閾値Ａ２よりも大きい期間が第１期間継続していない場合（ステップＳ４１でＮＯ）、処理はステップＳ３（図４）に進む。

図６は、無効判定処理を説明するためのシーケンス図である。図６において１行目の波形Ｗ１は着座の確定の有無を示す。波形Ｗ１において、ハイは着座の確定を示し、ローは着座の無効を示す。

タイミングｔ１において、ユーザが便器１００に着座したので、測距値ＳＤが着座検知閾値Ａ２以下になっている。また、タイミングｔ１において、測距値ＳＤの変化が所定範囲内に入ったため、第２期間の計時が開始されている。

タイミングｔ２において、測距値ＳＤの変化が所定範囲内にある期間が第２期間継続したので、着座が確定されている。その結果、タイミングｔ１～タイミングｔ２までの第２期間が無効区間となっている。無効区間においてはその区間に撮影された画像データが無効にされる。なお、無効区間の各サンプリング点において、最新のサンプリング点から過去２０サンプリング点前までの画像データが無効にされてもよい。

タイミングｔ３～タイミングｔ４において、ユーザの便器１００への座り直しが発生ししている。これにより、タイミングｔ３において、測距値ＳＤの変化が所定範囲を超え、着座の確定が無効にされ、無効区間が開始されている。この座り直しによりボウル部１０２内に入光する外光は急激に増大するが、画像データが無効にされるので、画像データに対して排泄検知処理が適用されない。

タイミングｔ３～タイミングｔ４において、測距値ＳＤが着座検知閾値Ａ２を超えているが、ユーザの着座により、直ぐに測距値ＳＤが着座検知閾値Ａ２を下回っている。すなわち、測距値ＳＤが着座検知閾値Ａ２を超えた期間が第１期間継続されていない。そのため、無効区間が継続されている。

タイミングｔ４において、測距値ＳＤの変化が所定範囲内に入ったため、第２期間の計時が開始されている。

タイミングｔ５において、測距値ＳＤの変化が所定範囲内にある期間が第２期間継続したため、無効区間が終了され、着座が確定にされている。これにより、カメラ２４の露光が適切な露光になるのを待ってから画像データを有効にすることができる。したがって、画像データから排泄物が誤認識されることが防止される。

タイミングｔ６において、ユーザは便器１００からの離座を開始する。これにより、測距値ＳＤの変化が所定範囲を超えるので、無効区間が開始され、着座が無効にされている。

タイミングｔ７において、測距値ＳＤが着座検知閾値Ａ２を超えたので、第１期間の計時が開始されている。

タイミングｔ８において、測距値ＳＤが着座検知閾値Ａ２を超えた期間が第１期間継続したので、離座が確定されている。

次に、排泄検知処理について説明する。図７は、排泄検知処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１１０において、判定部１１４は、メモリ１２から基準便器色データを取得する。

ステップＳ１２０において、判定部１１４は、第１取得部１１１が取得した画像データのうち処理タイミングの画像データを取得する。処理タイミングの画像データは、例えば、最新のサンプリング点から所定サンプリング点（例えば２０サンプリング点）前の画像データである。但し、これは一例であり、処理タイミングの画像データは、最新のサンプリング点の画像データであってもよい。

ステップＳ１３０において、判定部１１４は、処理タイミングの画像データが有効であるか否かを判定する。ここで、判定部１１４は、処理タイミングの画像データにおいてピクセルカウントデータＰＤが０の場合、処理タイミングの画像データは無効であると判定し、ピクセルカウントデータＰＤが０でない場合、処理タイミングの画像データは有効であると判定する。詳細には、排便、排尿、血液の全てのピクセルカウントデータＰＤが０の場合、処理タイミングの画像データは無効と判定される。処理タイミングの画像データが有効の場合（ステップＳ１３０でＹＥＳ）、処理はステップＳ１４０に進み、処理タイミングの画像データが無効の場合（ステップＳ１３０でＮＯ）、処理はステップＳ５又はステップＳ９（図４）に進む。

ステップＳ１４０において、判定部１１４は、処理タイミングの画像データから検知エリアＤ１の画像データ（検知エリアデータ）を抽出する。

ステップＳ１５０において、判定部１１４は、検知エリアデータにおいて、基準便器色と異なる色の画素データが含まれているか否かを判定する。検知エリアデータにおいて基準便器色と異なる色の画素データが含まれている場合（ステップＳ１５０でＹＥＳ）、処理はステップＳ１６０に進み、検知エリアデータにおいて基準便器色と異なる色の画素データが含まれていない場合（ステップＳ１５０でＮＯ）、処理はステップＳ５又はＳ９に進む。

ステップＳ１６０において、判定部１１４は、検知エリアデータから基準便器色データのＲ，Ｇ，Ｂ値に対して所定範囲外のＲ，Ｇ，Ｂ値を有する画素データを除去することで、判定対象画像データを生成する。

ステップＳ１７０において、判定部１１４は、判定対象画像データが排尿条件を満たすか否かを判定する。ここで、排尿条件は、判定対象画像データにおいて、排尿を示す予め定められたＲ，Ｇ，Ｂ範囲内の画素データが存在するという条件である。排尿条件を満たす場合（ステップＳ１７０でＹＥＳ）処理はステップＳ１８０に進み、排尿条件を満たさない場合（ステップＳ１７０でＮＯ）、処理はステップＳ１９０に進む。なお、排尿条件は排尿を示す予め定められたＲ，Ｇ，Ｂ範囲内の画素データが所定画素数以上存在するという条件であってもよい。

ステップＳ１８０において、判定部１１４は、処理対象の画像データに対して排尿有りと判定し、処理をステップＳ５又はステップＳ９に進める（図４）。

ステップＳ１９０において、判定部１１４は、判定対象画像データが排便条件を満たすか否かを判定する。ここで、排便条件は、判定対象画像データにおいて、排便を示す予め定められたＲ，Ｇ，Ｂ範囲内の画素データが存在するという条件である。排便条件を満たす場合（ステップＳ１９０でＹＥＳ）処理はステップＳ２００に進み、排便条件を満たさない場合（ステップＳ１９０でＮＯ）、処理はステップＳ２１０に進む。なお、排便条件は排便を示す予め定められたＲ，Ｇ，Ｂ範囲内の画素データが所定画素数以上存在するという条件であってもよい。

ステップＳ２００において、判定部１１４は、処理対象の画像データに対して排便有りと判定し、処理をステップＳ５又はステップＳ９に進める（図４）。

ステップＳ２１０において、判定部１１４は、判定対象画像データが出血条件を満たすか否かを判定する。ここで、出血条件は、判定対象画像データにおいて、血液を示す予め定められたＲ，Ｇ，Ｂ範囲内の画素データが存在するという条件である。出血条件を満たす場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）処理はステップＳ２２０に進み、出血条件を満たさない場合（ステップＳ２１０でＮＯ）、処理はステップＳ２３０に進む。なお、出血条件は出血を示す予め定められたＲ，Ｇ，Ｂ範囲内の画素データが所定画素数以上存在するという条件であってもよい。

ステップＳ２２０において、判定部１１４は、処理対象の画像データに対して出血有りと判定し、処理をステップＳ５又はステップＳ９に進める（図４）。

ステップＳ２３０において、判定部１１４は、判定対象画像データに異物が有ると判定する。異物は、例えばおむつ、トイレットペーパ等である。

このように、実施の形態１の排泄物判定装置１によれば、便器へのユーザの着座及び離座を検知するセンサのセンシングデータの変化に基づいて、画像データの有効及び無効が決定される。そのため、着座状態の変化に伴ってボウル部１０２に入光する外光が急激に変化したとしても、当該変化した期間に撮影された画像データを無効な画像データとして決定することができる。これにより、ボウル部１０２に入光する外光が急激に変化した場合の画像データに対して排泄検知処理が適用されなくなる。その結果、便器１００に着座するユーザの着座状態が変化した場合において、排泄物の誤認識を防止できる。

（実施の形態２）
実施の形態２は、画像データから検知した物体のピクセル数が急激に変化した場合、画像データを無効にするものである。図８は、本開示の実施の形態２における排泄物判定システムの構成の一例を示すブロック図である。実施の形態２において、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

排泄物判定装置１Ａは、プロセッサ２１Ａを含む。プロセッサ２１Ａは、取得部２１１、決定部２１２、判定部２１３、及び出力部２１４を含む。取得部２１１、判定部２１３、及び出力部２１４は、図１の第１取得部１１１、決定部１１３、判定部１１４、及び出力部１１５と同じである。

決定部２１２は、画像データから所定の物体を検知し、検知した物体のピクセル数が急激に変化したことを示す所定の条件（以下、無効条件と呼ぶ。）を満たす場合、画像データを無効にする。無効条件は後述する。所定の物体は、排尿、排便、及び血液の少なくとも１つである。

次に、実施の形態２における排泄物判定装置１Ａの処理について説明する。排泄物判定装置１Ａのメインルーチンは、図４と同じである。また、排泄物判定装置１Ａにおいて、排泄検知処理は図７と同じである。排泄物判定装置１Ａは、排泄物判定装置１に対して無効判定処理が相違するので、以下、無効判定処理について説明する。

図９は、実施の形態２における無効判定処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ５１において、決定部２１２は、ピクセルカウントデータＰＤをシフトする。具体的には、決定部２１２は、ピクセルカウントデータＰＤ（０）をピクセルカウントデータＰＤ（１）に設定し、ピクセルカウントデータＰＤ（１）をピクセルカウントデータＰＤ（２）に設定し、・・・、ピクセルカウントデータＰＤ（１９）をピクセルカウントデータＰＤ（２０）に設定するというように、ピクセルカウントデータＰＤ（１）～ＰＤ（２０）を設定する。

ステップＳ５２において、決定部２１２は、最新の画像データを取得する。

ステップＳ５３において、決定部２１２は、最新の画像データから排尿、排便、及び血液のそれぞれの画素数を検知する。ここで、決定部２１２は、最新の画像データから検知エリアＤ１を抽出し、抽出した検知エリアＤ１において、排尿を示す予め定められたＲ，Ｇ，Ｂ範囲内の画素データをカウントすることで、排尿の画素数を検知する。また、決定部２１２は、最新の画像データの検知エリアＤ１において、排便を示す予め定められたＲ，Ｇ，Ｂ範囲内の画素データをカウントすることで、排便の画素数を検知する。さらに、決定部２１２は、最新の画像データの検知エリアＤ１において、血液を示す予め定められたＲ，Ｇ，Ｂ範囲内の画素データをカウントすることで、血液の画素数を検知する。

ステップＳ５４において、決定部２１２は、最新の画像データから検知した、排尿、排便、及び血液の画素数をピクセルカウントデータＰＤ（０）にセットする。

ステップＳ５５において、決定部２１２は、ピクセルカウントデータＰＤが無効条件を満足するか否かを判定する。ここで、無効条件は、｜ＰＤ（０）｜＞｜ＰＤ（－１）｜×Ｐ１、且つ、（Ｑ×Ｔ）期間内における少なくとも１つのピクセルカウントデータＰＤ（ｋ）が、｜ＰＤ（ｋ）｜＜｜ＰＤ（ｋ－１）｜×Ｐ２という条件である。

ｋは－１以下の整数である。Ｐ１は５、６、７等の適宜の値が採用できる。Ｐ２はＰ１より小さい値であり、２、３、４等の適宜の値が採用できる。Ｑは、例えば３、４、５等の適宜の値である。Ｔはサンプリング周期である。なお、決定部２１２は、排尿、排便、及び血液のうち、少なくとも１つのピクセルカウントデータＰＤが無効条件を満たす場合、ステップＳ５５でＹＥＳと判定すればよい。或いは、決定部２１２は、排尿、排便、及び血液の合計値をピクセルカウントデータＰＤとして採用してもよい。

ピクセルカウントデータＰＤが無効条件を満足する場合（ステップＳ５５でＹＥＳ）、処理はステップＳ５６に進み、ピクセルカウントデータＰＤが無効条件を満足しない場合（ステップＳ５５でＮＯ）、処理はステップＳ３（図４）に進む。

ステップＳ５６において、決定部２１２は、ＰＤ（０）、ＰＤ（－１）、・・・、ＰＤ（Ｑ）＝０に設定する。これにより、サンプリング点（ｔ）、（ｔ－１）、・・・、（ｔ－Ｑ）における画像データが無効にされる。例えば、Ｑ＝３の場合、ピクセルカウントデータＰＤ（０）、ＰＤ（－１）、ＰＤ（－２）、ＰＤ（－３）に対応する４つの画像データが無効にされる。ステップＳ５６の処理が終了すると、処理はステップＳ３（図４）に進む。

図１０は、実施の形態２における無効判定処理の説明図である。この例では、｜ＰＤ（０）｜＞｜ＰＤ（－１）｜×Ｐ１である。さらに、｜ＰＤ（－２）｜＜｜ＰＤ（－３）｜×Ｐ２である。そのため、ピクセルカウントデータＰＤは無効条件を満たしている。したがって、サンプリング点（０）～サンプリング点（ｔ－３）までの期間が無効区間に設定されている。

便器の座り直しや排泄物を拭くために脚を開く等の着座状態が変化すると、ボウル部に入光する外光が急激に変化するので、その光量の変化がピクセルカウントデータＰＤの変化として現れる。

そこで、決定部２１２は、ピクセルカウントデータＰＤが急激に変化したことを示す所定の条件を満たす場合、急激に変化した場合の画像データが無効と判定する。これにより、ボウル部に入光する外光が急激に変化した期間における画像データに対して排泄検知処理が適用されなくなる。その結果、便器１００に着座するユーザの着座状態が変化した場合において、排泄物の誤認識を防止できる。

なお、無効条件は、ＰＤ（０）＞ＰＤ（－１）×Ｐ１、且つ、（Ｑ×Ｔ）期間内における少なくとも１つのＰＤ（ｋ）が、ＰＤ（ｋ）＜ＰＤ（ｋ－１）×Ｐ２であってもよい。

また、無効条件は、Ｑ×Ｔの期間において、ピクセルカウントデータＰＤが所定の増加率以上の傾きで上昇する区間と、ピクセルカウントデータＰＤが所定の減少率の傾きで減少する区間とを有するという条件であってもよい。

（実施の形態３）
実施の形態３は、基準便器色のキャリブレーション処理を実行するものである。図１１は、実施の形態３における排泄物判定システムの構成の一例を示すブロック図である。なお、実施の形態３において実施の形態１，２と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

排泄物判定装置１Ｂのプロセッサ３１は、第１取得部３１１、第２取得部３１２、決定部３１３、判定部３１４、出力部３１５、及びキャリブレーション実行部３１６を備える。第１取得部３１１～出力部３１５は、図１の第１取得部１１１～出力部１１５と同じである。

キャリブレーション実行部３１６は、基準便器色を決定するためのキャリブレーション処理を実行する。

図１２は、キャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ７１において、キャリブレーション実行部３１６は、カメラ２４が撮影した画像データを取得し、取得した画像データにパターンマッチング等の処理を適用し、マーカを検知する。図１３は、キャリブレーション処理の説明図である。マーカＭ１は、便器１００の縁部１０１の所定位置に位置している。マーカＭ１は画像データに検知エリアＤ１及び基準領域Ｃ２を設定する際の目印である。

ステップＳ７２において、キャリブレーション実行部３１６は、マーカＭ１が検知できたか否かを判定する。マーカＭ１を検知できた場合（ステップＳ７２でＹＥＳ）、処理はステップＳ７３に進み、マーカＭ１を検知できなかった場合（ステップＳ７２でＮＯ）、処理はステップＳ７６に進む。

ステップＳ７３において、キャリブレーション実行部３１６は、画像データに検知エリアＤ１及び基準領域Ｃ２を設定する。ここで、マーカＭ１を基準として、画像データのどの座標に検知エリアＤ１及び基準領域Ｃ２を設定するかを規定する設定情報が予め定められている。したがって、キャリブレーション実行部３１６はマーカＭ１から設定情報にしたがって検知エリアＤ１及び基準領域Ｃ２を画像データに設定すればよい。検知エリアＤ１は溜まり部１０４を含む矩形状の領域である。基準領域Ｃ２は縁部１０１から溜まり部１０４側に所定距離離間し、且つ、溜まり部１０４を含まないボウル部１０２内の矩形状の領域である。

ステップＳ７４において、キャリブレーション実行部３１６は、基準領域Ｃ２から便器基準色データを算出する。便器基準色データは、基準領域Ｃ２を構成する各画素データのＲ，Ｇ，Ｂ値の平均値である。

ステップＳ７５において、キャリブレーション実行部３１６は、キャリブレーション結果をメモリ１２に記憶する。キャリブレーション結果は、設定された検知エリアＤ１の頂点の座標と、基準領域Ｃ２の頂点の座標と、基準便器色データとを含む。

図１３を参照して、従来は、縁部１０１のすぐ下のボウル部１０２内の領域が基準領域Ｃ１として設定されていた。縁部１０１の直ぐ下の箇所は、掃除がしにくい箇所であるため、汚れが除去され難い。したがって、基準領域Ｃ１から基準便器色データを算出すると、汚れの影響により、ボウル部１０２の色を正確に示す基準便器色データを算出できない可能性がある。そこで、キャリブレーション実行部３１６は、基準領域Ｃ２から基準色データを算出する。

ステップＳ７６において、キャリブレーション実行部３１６は、キャリブレーション結果をメモリ１２に記憶せずに処理を終了する。

このように実施の形態３の排泄物判定装置１Ｂによれば、適切な基準便器色データを算出することができる。

本開示は、下記の変形例が採用できる。

（１）排泄物判定装置１は実施の形態１に示す無効判定処理に加えてさらに実施の形態２に示す無効判定処理を実行してもよい。この場合、図５のステップＳ４１でＮＯの場合、図９のステップＳ５１に処理を進めればよい。実施の形態１による無効判定処理は、例えば座り直しによる着座状態の変化を検知するのに有効である。一方、実施の形態２による無効判定処理は、着座したユーザが脚を開くことによる着座状態の変化を検知するのに有効である。したがって、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせることで、座り直しによる着座状態の変化と脚を開くことによる着座状態の変化とを検知することができる。

（２）図５のフローチャートでは、着座センサ２１の測距値を用いて画像データの無効及び有効が決定されているが、照度センサ２２が検知した照度値を用いて画像データの無効及び有効が決定されてもよい。この場合、ステップＳ３２において、ＳＤ（０）はサンプリング点（０）の照度値を示し、ＳＤ（－１）はサンプリング点（ｔ－１）における照度値を示す。また、ステップＳ４１における着座検知閾値Ａ２は、ユーザが便器１００から離座したことを示す予め定められた照度値が採用される。

（３）実施の形態３に示すキャリブレーション処理は実施の形態２に適用されてもよい。

本開示における排泄物判定装置は、画像データから排泄が行われたことを判定する技術において有用である。

Claims (19)

1. 排泄物を判定する排泄物判定装置における排泄物判定方法であって、
   前記排泄物判定装置のプロセッサが、
   トイレ内の便器のボウル部が撮影可能に前記便器に設置されたカメラが撮影した画像データを取得し、
   前記便器へのユーザの着座及び離座を検知するセンサのセンシングデータを取得し、
   前記センシングデータの変化に基づいて、前記画像データを有効又は無効にするかを決定し、
   前記有効と決定された画像データのみに基づいて、前記ユーザにより排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことを判定し、
   前記判定の結果を出力する、
   排泄物判定方法。
2. 前記決定では、前記センシングデータが前記着座を示した後、前記センシングデータの変化が所定範囲を超えた場合、前記画像データを無効にする、
   請求項１記載の排泄物判定方法。
3. 前記決定では、前記センシングデータが前記離座を示す期間が第１期間継続した場合、前記便器からの前記ユーザの前記離座を確定する、
   請求項２記載の排泄物判定方法。
4. 前記決定では、前記センシングデータが前記着座を示した後、前記センシングデータの変化が前記所定範囲内にある期間が第２期間継続した場合、少なくとも前記第２期間に撮影された前記画像データを無効にする、
   請求項２又は３のいずれかに記載の排泄物判定方法。
5. 前記決定では、前記センシングデータが前記着座を示した後、前記センシングデータの変化が前記所定範囲内にある期間が第２期間継続した場合、前記着座を確定する、
   請求項２～４のいずれかに記載の排泄物判定方法。
6. 前記決定では、前記着座の確定後に前記センシングデータの変化が前記所定範囲外になった場合、前記画像データを無効にする、
   請求項５記載の排泄物判定方法。
7. 前記センシングデータは、測距センサの測距値又は照度センサの照度値である、
   請求項１～６のいずれかに記載の排泄物判定方法。
8. 前記判定では、最新の画像データに対して所定期間前の有効な画像データを用いて、前記排便及び前記排尿の少なくとも１つが行われたことを判定する、
   請求項１～７のいずれかに記載の排泄物判定方法。
9. 前記判定では、前記カメラが撮影した画像データと基準便器色データとを比較することで、前記排便及び前記排尿の少なくとも１つが行われたことを判定し、
   前記基準便器色データは、前記便器の縁から前記便器の溜まり部側に所定距離離間した前記ボウル部内の領域の色データに基づいて算出される、
   請求項１～８のいずれかに記載の排泄物判定方法。
10. 請求項１～９のいずれかに記載の排泄物判定方法をコンピュータに実行させる、
    排泄物判定プログラム。
11. 排泄物を判定する排泄物判定装置であって、
    トイレ内の便器のボウル部が撮影可能に前記便器に設置されたカメラが撮影した画像データを取得する第１取得部と、
    前記便器へのユーザの着座及び離座を検知するセンサのセンシングデータを取得する第２取得部と、
    前記センシングデータの変化に基づいて、前記画像データを有効又は無効にするかを決定する決定部と、
    前記有効と決定された画像データのみに基づいて、前記ユーザにより排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことを判定する判定部と、
    前記判定の結果を出力する出力部と、を備える、
    排泄物判定装置。
12. 排泄物を判定する排泄物判定装置における排泄物判定方法であって、
    前記排泄物判定装置のプロセッサが、
    トイレ内の便器のボウル部が撮影可能に前記便器に設置されたカメラが撮影した画像データを取得し、
    前記画像データの変化に基づいて、前記画像データを有効又は無効にするかを決定し、
    前記有効と決定された画像データのみに基づいて、排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことを判定し、
    前記判定の結果を出力するとともに、前記決定では、前記画像データから所定の物体を検知し、検知した前記物体の画素数が急激に変化したことを示す所定の条件を満たす場合、前記画像データを無効にする、
    排泄物判定方法。
13. 前記所定の条件は、前記物体の画素数が所定の増加率以上で上昇し、且つ、所定の減少率以上で減少するという条件である、
    請求項１２記載の排泄物判定方法。
14. 前記所定の条件は、第ｔ（ｔは正の整数）サンプリング点における前記画素数が、第ｔ－１サンプリング点における前記画素数をＰ１倍した値より大きく、且つ、第ｔサンプリング点から過去一定期間における少なくとも１つのサンプリング点である第ｋ（≦ｔ－１）サンプリング点の前記画素数が、第ｋ－１サンプリング点の前記画素数をＰ２（＜Ｐ１）倍した値よりも小さいという条件である、
    請求項１２又は１３記載の排泄物判定方法。
15. 前記所定の物体は、排尿、排便、及び血液の少なくとも１つである、
    請求項１２～１４のいずれかに記載の排泄物判定方法。
16. 前記判定では、最新の画像データに対して所定期間前の有効な画像データを用いて、前記排便及び前記排尿の少なくとも１つが行われたことを判定する、
    請求項１２～１５のいずれかに記載の排泄物判定方法。
17. 前記判定では、前記カメラが撮影した画像データと基準便器色データとを比較することにより、前記排便及び前記排尿の少なくとも１つが行われたことを判定し、
    前記基準便器色データは、前記ボウル部の縁から前記便器の溜まり部側に所定距離離間した前記ボウル部内の領域の色データに基づいて算出される、
    請求項１２～１６のいずれかに記載の排泄物判定方法。
18. 請求項１２～１７のいずれかに記載の排泄物判定方法をコンピュータに実行させる排泄物判定プログラム。
19. 排泄物を判定する排泄物判定装置であって、
    トイレ内の便器のボウル部が撮影可能に前記便器に設置されたカメラが撮影した画像データを取得する取得部と、
    前記画像データの変化に基づいて、前記画像データを有効又は無効にするかを決定する決定部と、
    前記有効と決定された画像データに基づいて、排便及び排尿の少なくとも１つが行われたことを判定する判定部と、
    前記判定の結果を出力する出力部と、を備えるとともに、
    前記決定部は、前記画像データから所定の物体を検知し、検知した前記物体の画素数が急激に変化したことを示す所定の条件を満たす場合、前記画像データを無効にする、
    排泄物判定装置。