JPH05149725A - 姿勢判別装置とその応用機器 - Google Patents

姿勢判別装置とその応用機器

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JPH05149725A JP3316707A JP31670791A JPH05149725A JP H05149725 A JPH05149725 A JP H05149725A JP 3316707 A JP3316707 A JP 3316707A JP 31670791 A JP31670791 A JP 31670791A JP H05149725 A JPH05149725 A JP H05149725A
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田 武 彦 志
Takayuki Imai
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邦 夫 ▲吉▼田
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Ikuo Akamine
嶺 育 雄 赤
Makoto Shimizu
水 真 清
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 室内の2次元熱画像データから人間の姿勢を
検出する装置およびその応用機器の提供。 【構成】 画像入力手段10からの2次元熱画像データ
は、記憶手段11に一時的に記憶され、次いで人間領域
検出手段12で人間の領域が検出され、その形状が人間
の領域の形状判別手段13により判別される。記憶手段
11に記憶された熱画像データから動き検出手段14が
動き領域を検出し、姿勢判別手段15では、領域の形状
情報と動き情報とから正確な人間の姿勢を判別する。判
別された室内の人間の姿勢情報は、機器制御手段に渡さ
れて機器の制御に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、室内の2次元の画像デ
ータから室内の人間の姿勢を判別するための装置および
その応用機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば空気調和機においては、温度、風
量および風向の制御を自動的に行なうことにより室内の
人間の快適性を高めることができる。その場合、室内の
人間がどのような姿勢でいるのか、すなわち立って働い
ているのか、座ってくつろいでいるのか、睡眠中である
のか等を検出することにより、人間の生活シーンに合わ
せた空調運転が可能になる。このような人間の姿勢情報
は、温風により室内の温度制御を行なうファンヒータ等
にも利用することができる。本発明においては、このよ
うなファンヒータ等も空気調和機の概念に含めるものと
する。
【0003】従来、このような人間の姿勢情報を利用し
て空気調和機を制御することは行なわれていなかった。
焦電型の赤外線センサにより検出した2次元の熱画像デ
ータから人間らしい部分の領域を検出し、その領域の形
状から人間かどうかを判断することは従来の空気調和機
でも行なわれている。このような人間情報から敢えて人
間の姿勢情報を求める場合は、図7に示すような姿勢判
別装置が使われる。
【0004】図7は従来における姿勢判別装置の構成を
示している。図7において、60は2次元の赤外線熱画
像を検出する画像入力手段、600は熱画像データ、6
1は熱画像データ記憶手段、601は記憶された熱画像
データ、62は人間の領域検出手段、602は人間の領
域を示す線画像データ、63は領域の形状判別手段、6
03,605は形状を示す形状信号、64は人間の判別
を行なう人間判別手段、604は人間と判別された領域
信号、65は人間の姿勢判別手段である。
【0005】次に、上記従来の姿勢判別装置の動作につ
いて説明する。画像入力手段60により検出された熱画
像データ600は、熱画像データ記憶手段61に記憶さ
れる。記憶された熱画像データ601は、人間の領域検
出手段62によりエッジや線を検出処理され、人間らし
い領域を示す線画像データ602に変換される。線画像
データ602は、その線画像が構成する領域の形状を形
状判別手段63により判別され、その形状信号603に
より人間かどうかが人間判別手段64により検出され
る。人間と判別された領域信号604と、領域の形状信
号605とにより人間の姿勢判別手段65が人間の姿勢
を判別する。
【0006】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の姿勢判別装置では、2次元の赤外線熱画像データか
ら領域の形状認識が正確に行なえない場合には、人間の
姿勢についても良好な判別結果を求めることは難しい。
これが従来において人間の姿勢情報が空気調和機に使用
されなかった理由である。
【0007】本発明は、このような従来の問題に鑑み、
室内の人間の姿勢情報を容易にかつ正確に検出すること
ができる優れた姿勢判別装置およびこれを利用した応用
機器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、室内の2次元の画像情報を検出する画像
入力手段と、画像入力手段から得られた画像データを記
憶する画像データ記憶手段と、画像データ上の人間の領
域を検出する人間領域検出手段と、人間の領域の形状を
判別する形状判別手段と、画像データ記憶手段に記憶さ
れた画像データから人間の動きを検出する動き検出手段
と、形状判別手段からの形状信号および動き検出手段か
らの動き信号から人間の姿勢を判別する姿勢判別手段と
を備えたものである。
【0009】
【作用】本発明は、上記構成により、2次元画像データ
から人間の領域とその形状を判別して大まかな人間の姿
勢を求めておき、誤りそうな姿勢については連続する画
像データから動き検出を行なって、判別結果の姿勢を修
正することにより、人間の姿勢を正確かつ容易に検出す
ることができる。また、このような人間の姿勢情報を空
気調和機等の機器の制御に応用することにより、より快
適な自動運転が可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
図1は本発明の一実施例における姿勢判別装置の構成を
示すブロック図である。図1において、1は姿勢判別装
置全体を示し、10は室内の2次元の熱画像情報を検出
する画像入力手段、11は得られた熱画像データを記憶
する熱画像データ記憶手段、12は熱画像データ上の人
間の領域を検出する人間領域検出手段、13は人間の領
域の形状を判別する形状判別手段、14は記憶された熱
画像データから人間の動きを検出する動き検出手段、1
5は得られた人間の領域形状信号と動き信号とから人間
の姿勢を判別する姿勢判別手段である。
【0011】画像入力手段10は、一般的な家庭の室内
に設置されるものとして、室内の床面全てが画像データ
内に読み取れものとする。また、画像入力手段10は、
可視画像の入力手段として撮像管方式のカメラや固体素
子を使ったCCDカメラの場合は、2次元画像データは
物体の輝度情報を示し、赤外線の画像入力装置の場合は
物体の温度を示す2次元の熱画像情報になる。本実施例
においては画像入力手段10として焦電型の赤外線セン
サを用いた画像入力装置を使用している。
【0012】次に、上記実施例の動作について説明す
る。画像入力手段10により読み取られた2次元熱画像
データ100は、熱画像データ記憶手段11に一時的に
記憶される。熱画像データ記憶手段11に記憶された熱
画像データ101は、後述するように動きの検出にも用
いるために一枚の画像情報ではなく、撮影時間に対して
連続した画像記憶が行なえるものとする。この記憶され
た熱画像データ101は、人間領域検出手段12に入力
され、各画素が示す温度値により人間の領域を検出す
る。例えば、室内に人間以外の発熱源がなく、人間以外
の室内温度が25℃以下であるとすれば、26℃から3
4℃の温度の領域を検出することにより人間の領域が検
出できる。なお、この領域切り出し温度は、熱画像デー
タ101の画素値のヒストグラム分布より算出する方法
や図3に示すようにエッジ検出と切り出し温度の併用で
行なうことができる。
【0013】検出された人間の領域を示す信号102
は、人間の領域の形状判別手段13により形状信号10
3となり、姿勢判別手段15に渡される。姿勢判別手段
15では、領域の形状信号103と熱画像データ記憶手
段11に記憶された熱画像データ104から動き検出手
段14により算出した動き信号105に基づき、室内の
人間の姿勢を判別する。
【0014】図2は本発明による姿勢判別装置応用機器
の一実施例を示し、姿勢判別装置1は、図1に示した姿
勢判別装置1と全く同じ構成であり、同様な処理が行な
われる。16は姿勢判別装置1の姿勢判別手段15から
得られた室内の人間の姿勢情報106を制御信号として
使用する機器制御手段である。例えば、制御の対象とな
る機器が空気調和機である場合、人間の姿勢情報106
としては、立位、座位、臥位の3つの大きな区別が行な
えれば良い。姿勢による空気調和機の制御の例として
は、立位の場合は温度を少し下げて風量を強め、座位の
場合は温度を少し上げ、臥位の場合は温度を下げて、風
量も弱める等の制御を行なう。
【0015】図3は前述した人間領域を検出する例とし
てエッジ検出と切り出し温度の併用を行なう場合の構成
を示しており、2次元画像データから領域の抽出を行な
う場合によく用いられる空間フィルタを利用した輪郭線
の抽出方法を採用している。熱画像20からの熱画像デ
ータ200は、空間フィルタを用いた輪郭線抽出手段2
1に入力され、ここで熱画像データ200のエッジの検
出が行なわれる。このエッジ検出により得られた線画像
データ201は、領域抽出手段23に入力され、ここで
領域を示す信号203となる。領域を示す信号203に
は、人間の領域以外も含まれるが、熱画像データ200
の人間らしい温度を示す指定温度範囲の領域を領域抽出
手段22により抽出して、その信号202とエッジから
求めた領域信号203とが同時に示す領域を、信号合成
手段24により求めて人間の領域25を求める。
【0016】図4は図1および図2の姿勢判別手段15
における処理例を示す。30,31,32は形状判別手
段13から得られた結果の熱画像データを示す。簡単な
形状判別方法として領域の縦、横の比により縦長、横
長、正方形の3種類の形状判別を行なった例を示す。3
3,34,35は熱画像データ30,31,32の形状
に対して立位、臥位、座位の3種類の姿勢の判別を行な
った結果を示す。ただし、立位33については、室内の
縦方向に寝ている人間の姿勢と判別がつかないので、動
き検出手段14で得られた動き信号105を用いて、動
きが見られない場合は臥位36と判断する。
【0017】図5は動き検出手段14における動きの検
出処理の例を示す。熱画像データ記憶手段11に3枚の
3秒間の連続した熱画像データが記憶されている場合、
動き検出手段14では3枚の連続した熱画像データ4
0,41,42を用いて、それぞれ熱画像データ40と
41、41と42の画素毎の画素値の引き算の処理を演
算手段45、46により行なう。演算された結果熱画像
データ43,44には、熱画像データ40と41、41
と42に動き物体が記録されていなければ、ゼロの値の
画像ができる。また、熱画像データ40,41,42に
おいて、人間のような動き物体の温度が他の領域の温度
よりも高い場合は、熱画像データ43に示すように、移
動前の領域は画素値がマイナスを示し、移動後の領域は
画素値がプラスを示す。この画素値により動き物体の領
域が獲得できる。
【0018】図6は姿勢判別装置1における処理の流れ
を示す。画像入力手段10から得られた熱画像データ
は、熱画像データ記憶手段11に記憶され(ステップ5
0)、この熱画像データから人間の領域が人間領域検出
手段12により抽出され(ステップ51)、次いで形状
判別手段13により領域の形状が判断され(ステップ5
2)、姿勢判別手段15に引き渡される。また、記憶さ
れた画像データから動き検出手段14により動き物体の
領域検出が行なわれ(ステップ53)、その結果と形状
とから姿勢判別手段15により人間の姿勢が判別される
(ステップ54)。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明は、2次元画像デ
ータから人間の領域検出を行ない、その人間の領域の形
状と動き領域の検出結果から人間の姿勢を判別するよう
にしたものであり、人間の姿勢の判別を容易にかつ正確
に行なうことができる。また本発明を空気調和機等の機
器に応用して、人間の姿勢情報を制御信号に用いること
により、人間の姿勢情報を必要とする機器の自動運転が
可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における姿勢判別装置を示す
ブロック図
【図2】本発明の一実施例における姿勢判別装置応用機
器を示すブロック図
【図3】発明の一実施例における人間領域の抽出処理を
行なう装置のブロック図
【図4】本発明の一実施例における人間の姿勢判別処理
例を示す模式図
【図5】本発明の一実施例における動き領域検出処理例
を示す模式図
【図6】本発明の一実施例における処理の流れを示すフ
ローチャート
【図7】従来例における姿勢判別装置のブロック図
【符号の説明】
1 姿勢判別装置 10 画像入力手段 11 熱画像データ記憶手段 12 人間領域検出手段 13 形状判別手段 14 動き検出手段 15 姿勢判別手段 16 機器制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼田 邦 夫 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 赤 嶺 育 雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 清 水 真 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤 原 克 彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室内の2次元の画像情報を検出する画像
    入力手段と、前記画像入力手段から得られた画像データ
    を記憶する画像データ記憶手段と、画像データ上の人間
    の領域を検出する人間領域検出手段と、人間の領域の形
    状を判別する形状判別手段と、前記画像データ記憶手段
    に記憶された画像データから人間の動きを検出する動き
    検出手段と、前記形状判別手段からの形状信号および前
    記動き検出手段からの動き信号から人間の姿勢を判別す
    る姿勢判別手段とを備えた姿勢判別装置。
  2. 【請求項2】 画像入力手段が焦電型赤外線センサを使
    用した画像入力装置である請求項1記載の姿勢判別装
    置。
  3. 【請求項3】 判別される人間の姿勢が、立位、座位、
    臥位である請求項1または2記載の姿勢判別装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載の姿勢
    判別装置を用い、この装置から得られる人間の姿勢情報
    を制御信号として用いる姿勢判別装置応用機器。
  5. 【請求項5】 応用機器が空気調和機であり、人間の姿
    勢情報により温度、風量、風向を制御する請求項4に記
    載の姿勢判別装置応用機器。
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