照明制御システム
【課題】撮像手段により撮像される所定範囲内の周期動作物体の有無にかかわらず、自動的に人体の検知精度を向上させることが可能な照明制御システムを提供する。
【解決手段】照明器具５と、所定範囲を撮像する撮像手段を具備する画像センサ１と、所定範囲内の人体の在否に基づいて照明器具５を制御する制御部２とを備える。制御部２は、複数の期間において画像センサ１により取得された各画像の差分画像群に繰り返し現れた物体を、周期的な動作をする周期動作物体と判定し、且つ、人体と判定せず、差分画像群に繰り返し現れた物体を周期動作物体と判定したのちに、画像センサ１により取得された画像の差分画像Ｉ３０に基づいて所定範囲内の人体の在否を判定する。
【解決手段】照明器具５と、所定範囲を撮像する撮像手段を具備する画像センサ１と、所定範囲内の人体の在否に基づいて照明器具５を制御する制御部２とを備える。制御部２は、複数の期間において画像センサ１により取得された各画像の差分画像群に繰り返し現れた物体を、周期的な動作をする周期動作物体と判定し、且つ、人体と判定せず、差分画像群に繰り返し現れた物体を周期動作物体と判定したのちに、画像センサ１により取得された画像の差分画像Ｉ３０に基づいて所定範囲内の人体の在否を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、照明空間における人体の在否に応じて照明器具の点滅および調光を制御する照明システム（照明制御システム）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された照明システムは、図１０に示すように、複数の照明器具３０と、照明空間を時系列に順次撮像して画像データを出力する撮像装置３１とを有する。また、この照明システムは、撮像装置３１により出力された画像データに基づいて照明空間における人体の在否を判断する判断装置３２と、照明空間における人体の在否に応じて複数の照明器具３０の点滅および調光を制御する照明制御装置３３とを有する。
【０００４】
撮像装置３１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子と、広角レンズまたは魚眼レンズなどの光学レンズと、信号処理回路とで構成されている。
【０００５】
判断装置３２は、撮像装置３１により出力された画像データから、キャンセルするための第１のテクスチャデータ（人体以外の動作する物体（例えば、天井側から見たときに水平面内で首振り動作をする扇風機など）の画像データ）を設定する設定部３４と、撮像装置３１から出力された画像データを表示する表示部３５とを有する。なお、表示部３５は、タッチパネル機能を有する液晶ディスプレイにより構成されている。
【０００６】
設定部３４は、表示部３５に表示された画像データにおいてユーザが人体以外の動作する物体の周囲を指またはタッチペンで圧力を加えながらなぞったときに、表示部３５に表示された上述の画像データを第１のテクスチャデータとして設定する。
【０００７】
また、判断装置３２は、撮像装置３１から時系列に順次出力された画像データを差分演算して生成された第２のテクスチャデータと、設定部３４により設定された第１のテクスチャデータとに基づいて照明空間における人体の在否を判断する。
【０００８】
また、従来から、人体検知技術を適用した空気調和機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
特許文献２に開示された空気調和機は、図１１に示すように、室内を撮像する撮像部３６と、撮像部３６により取得された基準画像を記憶する基準画像記憶部３７とを有する。また、この空気調和機は、撮像部３６により取得された画像（入力画像）と基準画像記憶部３７に記憶された基準画像との間で画素ごとに画素値を差分演算して差分画像を生成する差分演算部３８と、差分演算部３８により生成された差分画像の各画素値を所定のしきい値Ｌ１でそれぞれ２値化して２値画像を生成する２値化部３９とを有する。
【００１０】
また、上述の空気調和機は、２値化部３９により生成された複数の２値画像間で画素ごとに画素値を累積加算して加算画像を生成する加算演算部４０と、加算演算部４０により生成された加算画像の各画素値を所定のしきい値Ｌ２でそれぞれ２値化してマスク画像を生成するマスク画像生成部４１とを有する。ここで、上述の空気調和機は、加算演算部４０により生成された加算画像の画素値が所定のしきい値Ｌ２以上となる画素の集合を、周期的な動作をする周期動作物体（例えば、扇風機など）と判定する。
【００１１】
また、上述の空気調和機は、マスク画像生成部４１により生成されたマスク画像を用いて、２値化部３９により生成された２値画像にマスク処理を行い、人体以外の部分（ここでは、周期動作物体）がマスク処理された画像を生成するマスク演算部４２を有する。さらに、上述の空気調和機は、マスク演算部４２により生成された画像に基づいて人体の存在有無および存在位置を判定する人体認識部４３を有する。なお、上述の空気調和機は、人体認識部４３から出力された人体の存在有無および存在位置の情報に基づいて図示しない空気調和部を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−２６６５０１号公報
【特許文献２】特開２０００−１７２８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、図１０に示した構成の照明システムでは、ユーザが、表示部３５に表示された画像データにおいて周期動作物体を指定する必要がある（設定部３４に周期動作物体を認識させる必要がある）ので、設定部３４に第１のテクスチャデータを設定させるための手間がかかる。
【００１４】
また、図１１に示した構成の空気調和機は、加算演算部４０により生成された加算画像の画素値が所定のしきい値Ｌ２以上となる画素の集合を周期動作物体と判定するので、ユーザがこの空気調和機に周期動作物体を認識させるための手間が省ける。また、この空気調和機は、マスク演算部４２によりマスク画像を用いて２値画像にマスク処理を行うことによって、周期動作物体を人体として誤検知するのを抑制することが可能となる。そこで、このような空気調和機の技術を上述の照明システムに適用することが考えられる。
【００１５】
しかしながら、このような照明システムでは、加算演算部４０により生成された加算画像の画素値が所定のしきい値Ｌ２以上となる画素の集合が周期動作物体と判定されるので、例えば、人体が同じ場所で激しく動いた場合に、この人体を周期動作物体であると誤判定する可能性がある。
【００１６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、撮像手段により撮像される所定範囲内の周期動作物体の有無にかかわらず、自動的に人体の検知精度を向上させることが可能な照明制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の照明制御システムは、照明器具と、所定範囲を撮像する撮像手段を具備する画像センサと、前記所定範囲内の人体の在否に基づいて前記照明器具を制御する制御部とを備え、前記制御部は、複数の期間において前記画像センサにより取得された各画像の差分画像群に繰り返し現れた物体を、周期的な動作をする周期動作物体と判定し、且つ、人体と判定せず、前記差分画像群に繰り返し現れた物体を前記周期動作物体と判定したのちに、前記画像センサにより取得された画像の差分画像に基づいて前記所定範囲内の人体の在否を判定することを特徴とする。
【００１８】
この照明制御システムにおいて、前記制御部は、前記差分画像群に繰り返し現れた物体を前記周期動作物体と判定したのちに、前記差分画像群において前記周期動作物体が繰り返し現れた領域を、前記所定範囲内に人体が存在するか否かを判定する対象から除外することが好ましい。
【００１９】
この照明制御システムにおいて、前記制御部には、前記差分画像の画素値に対して前記所定範囲内に人体が存在するか否かを判定するためのしきい値が設定されており、前記しきい値は、前記差分画像に対して前記周期動作物体が繰り返し現れた領域の第１のしきい値と、前記差分画像に対して前記周期動作物体が繰り返し現れた領域以外の領域の第２のしきい値とを有してなり、前記第１のしきい値が前記第２のしきい値よりも大きく設定されてなることが好ましい。
【００２０】
この照明制御システムにおいて、前記制御部は、前記画像センサにより取得された各画像間で画素ごとに差分したのちに、前記画像センサにより取得された各画像間において差分が検出された領域のみを差分することが好ましい。
【００２１】
この照明制御システムにおいて、前記制御部は、前記画像センサにより取得された一定数の画像をｘ行ｙ列のエリアごとに分割し、ｘ行ｙ列のエリアごとに分割された各画像に対して前記周期動作物体が存在するエリアを所定の回数抽出したのちに、前記画像センサにより取得された画像に対して前記周期動作物体が存在するエリアとして抽出された頻度が高いエリアを、前記周期動作物体を検出するための画像処理を行うエリアとして限定することが好ましい。
【００２２】
この照明制御システムにおいて、前記制御部は、人体の在否を検出するための通常モードと異なる設定モードを有し、前記設定モードの状態のときに、前記画像センサにより取得された画像において前記周期動作物体に付されたマーカーが検出された場合、前記画像センサにより取得された画像において前記マーカーを含む一定範囲の領域を、前記画像処理を行う領域として限定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の照明制御システムにおいては、撮像手段により撮像される所定範囲内の周期動作物体の有無にかかわらず、自動的に人体の検知精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１の照明制御システムを示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は動作説明図である。
【図２】同上の照明制御システムを示し、（ａ）は使用例の説明図、（ｂ）は画像センサにより取得された画像の説明図である。
【図３】同上の照明制御システムの制御部の概略構成図である。
【図４】同上の照明制御システムの動作説明図である。
【図５】実施形態２の照明制御システムの動作説明図である。
【図６】同上の照明制御システムの動作説明図である。
【図７】同上の照明制御システムの動作説明図である。
【図８】実施形態３の照明制御システムの使用例の説明図である。
【図９】同上の照明制御システムの構成図である。
【図１０】従来例の人体検知技術を適用した照明システムの構成図である。
【図１１】従来例の人体検知技術を適用した空気調和機の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施形態１）
以下、本実施形態の照明制御システムについて、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００２６】
本実施形態の照明制御システムは、造営面（例えば、天井面２９（図２参照）など）に設置された照明器具５と、照明器具５を制御する制御回路からなる照明制御部４と、撮像手段（図示せず）を具備する画像センサ１を有して撮像手段により撮像される所定範囲１２（図２参照）内に存在する人体２０（図２参照）を検知する人体検知部１１とを備えている。なお、照明制御部４は、照明器具５に設けてもよい。
【００２７】
また、上述の照明制御システムは、人体検知部１１により所定範囲１２内に存在する人体２０が検知されたときに、照明制御部４により照明器具５を点灯させる。つまり、この照明制御システムは、所定範囲１２内に人体２０が進入したときに自動的に照明器具５を点灯させることができる。また、上述の照明制御システムは、所定範囲１２内に人体２０が検知されなくなってから、予め設定された点灯保持時間を経過したのちに、照明制御部４により照明器具５を消灯させる。したがって、本実施形態の照明制御システムは、所定範囲１２内の人体２０の在否に基づいて照明器具５を制御するので、省エネルギー化や防犯効果を奏する。
【００２８】
人体検知部１１は、上述の撮像手段を具備する画像センサ１と、所定範囲１２内の人体２０の在否に基づいて照明制御部４を制御する制御部２とを有している。また、人体検知部１１は、所定範囲１２内に人体２０が存在しない時点の画像（以下説明の便宜上、背景画像と称する）を記憶するＤＤＲＡＭ、ＤＲＡＭなどの揮発性のメモリからなる記憶部３を有している。上述の撮像手段は、所定範囲１２を撮像するＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラにより構成すればよい。
【００２９】
画像センサ１は、撮像手段が下方を撮像できるように照明器具５に固定されている（図２参照）。また、画像センサ１には、撮像手段により所定範囲１２を連続的に撮像（例えば、毎秒３０フレームの周期で撮像）して出力されたアナログの画像データを、ディジタルの画像データに変換するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）が設けられている。この画像センサ１は、撮像手段により連続的に取得されたアナログの画像データを、Ａ／Ｄコンバータにてディジタルの画像データに変換したのちに、制御部２へ時系列に順次出力する。
【００３０】
制御部２は、例えば、ＤＳＰ（DigitalSignal Processor）、イメージプロセッサなどの半導体デバイスにより構成すればよい。
【００３１】
また、制御部２は、画像センサ１から時系列に順次出力された画像データからなる現在画像Ｉ１０と記憶部３に予め記憶された背景画像Ｉ２０とに基づいて、所定範囲１２内の人体２０の在否を判定する。
【００３２】
具体的に説明すると、制御部２には、現在画像Ｉ１０の各画素値から背景画像Ｉ２０の各画素値をそれぞれ差分演算する差分演算器（図示せず）が設けられている。また、制御部２には、差分演算器により差分演算された各画素値に基づいて差分画像Ｉ３０を生成する差分画像生成部６（図３参照）が設けられている。つまり、制御部２は、図１に示すように、差分演算器によって現在画像Ｉ１０の各画素値から背景画像Ｉ２０の各画素値をそれぞれ差分演算したのちに、差分画像生成部６により差分画像Ｉ３０を生成する。ここで、差分画像Ｉ３０において差分がない画素の画素値は「０」となる。また、差分画像Ｉ３０において差分がある画素の画素値は、予め設定された第１の規定値以上の場合に「１」となる。一方、差分画像Ｉ３０において差分がある画素の画素値は、第１の規定値未満の場合に「０」となる。図１（ｂ）に示した一例で説明すると、現在画像Ｉ１０には人体２０と机などの物体２１などが撮像されており、背景画像Ｉ２０には物体２１などが撮像されているので、第１の規定値を適宜設定しておくことにより、差分画像Ｉ３０は、人体２０が存在する領域の各画素値が「１」となる。
【００３３】
ここにおいて、本実施形態の制御部２は、現在画像Ｉ１０と背景画像Ｉ２０との間で画素ごとに画素値を差分演算しているが、現在画像Ｉ１０と背景画像Ｉ２０との間で画素ごとに画素値を差分演算したのちに、現在画像Ｉ１０と背景画像Ｉ２０との間において差分が検出された画素値のみを差分演算してもよい。この場合には、差分演算器の演算処理を低減することが可能となるとともに、制御部２の処理負荷を低減することが可能となる。
【００３４】
また、制御部２には、差分画像生成部６により生成された差分画像Ｉ３０に基づいて所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定する人体判定部１０（図３参照）が設けられている。この人体判定部１０には、所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定するための第２の規定値が予め設定されている。
【００３５】
人体判定部１０は、差分画像Ｉ３０において画素値が「１」である画素の合計数を抽出して、この合計数が第２の規定値を超えた場合に、所定範囲１２内に人体２０が存在すると判定する。ここにおいて、本実施形態の照明制御システムでは、人体判定部１０が、差分画像Ｉ３０において画素値が「１」である画素の合計数を抽出して所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定しているが、例えば、差分画像Ｉ３０において画素値が「１」である画素同士が隣接する画素の集合の大きさを抽出して所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定してもよい。
【００３６】
制御部２は、人体判定部１０により所定範囲１２内に人体２０が存在すると判定されたときに、人体２０の検知情報を含む検知信号Ｓ１を照明制御部４へ出力する。
【００３７】
照明制御部４は、制御部２から検知信号Ｓ１が入力されると、照明器具５に設けられた図示しない光源（例えば、蛍光灯、ＬＥＤなど）へ電力が供給されるように照明器具５を点灯または調光させる。なお、照明器具５は、図示しない商用電源に電気的に接続されている。
【００３８】
ここにおいて、本実施形態の照明制御システムでは、記憶部３に記憶された背景画像として、所定範囲１２内に人体２０が存在しない時点の画像を常に使用しているが、これに限らず、例えば、画像センサ１により時系列に順次取得された現在画像を使用してもよい。
【００３９】
また、制御部２には、図３に示すように、差分画像生成部６により生成された一定数（図４（ａ）では、ｋ枚：ｋは自然数）の差分画像Ｉ３０により構成された差分画像群Ｇ３０（図４（ａ）参照）に基づいて累積差分画像Ｈ３０（図４（ｂ）参照）を生成する累積差分画像生成部７が設けられている。さらに、制御部２には、累積差分画像生成部７により生成された累積差分画像Ｈ３０において周期的な動作をする周期動作物体（例えば、扇風機、換気扇、コピーまたはプリンタの紙排出部など）の候補領域ＰＭ（図４（ｃ）参照）を抽出する抽出部８が設けられている。また、制御部２には、複数の期間（図４では、第〔Ｍ〕期間〜第〔Ｍ＋１〕期間）において抽出部８によりそれぞれ抽出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１が周期動作物体の領域であるか否かを判定する判定部９が設けられている。
【００４０】
累積差分画像生成部７には、所定期間（図４中の一例では、第〔Ｍ〕期間）の差分画像群Ｇ３０における各差分画像Ｉ３０の画素ごとに画素値を累積加算する累積加算器（図示せず）が設けられている。つまり、累積差分画像生成部７は、累積加算器により累積加算された各画素値に基づいて累積差分画像Ｈ３０を生成する。
【００４１】
ここにおいて、本実施形態の照明制御システムでは、累積加算器が各差分画像Ｉ３０の各画素の画素値を累積加算しているが、例えば、各差分画像Ｉ３０において画素値が「１」である画素ｊ１〜ｊ３（図４（ａ）参照）の画素値のみを累積加算してもよい。この場合には、累積加算器の演算処理を低減することが可能となるとともに、制御部２の処理負荷を低減することが可能となる。また、本実施形態の照明制御システムでは、上述の複数の期間において差分画像群Ｇ３０を一定数（図示例では、ｋ枚）の差分画像Ｉ３０で構成しているが、例えば、期間ごとに差分画像群を異なる数の差分画像Ｉ３０でそれぞれ構成してもよい。
【００４２】
抽出部８には、累積差分画像生成部７により生成された累積差分画像Ｈ３０に対して候補領域ＰＭを抽出するための第３の規定値が予め設定されている。ここで、抽出部８は、累積差分画像生成部７により生成された累積差分画像Ｈ３０の画素値が第３の規定値以上となる画素同士が隣接する画素の集合を、候補領域ＰＭとして抽出する。
【００４３】
判定部９には、累積差分画像生成部７によりそれぞれ生成された各累積差分画像Ｈ３０，Ｈ３１において、抽出部８によりそれぞれ抽出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率を算出する演算部（図示せず）が設けられている。また、判定部９には、各累積差分画像Ｈ３０，Ｈ３１それぞれにおいて抽出部８によりそれぞれ抽出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１が重なる領域（共通領域）Ａ１（図４（ｄ）参照）を、周期動作物体の領域であるか否かを判定するための第４の規定値が予め設定されている。つまり、判定部９は、演算部により算出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率が第４の規定値以上となる場合に、上述の共通領域Ａ１を周期動作物体の領域と判定し、且つ、人体２０の領域と判定しない。
【００４４】
具体的に説明すると、判定部９は、例えば、図４に示すように、第〔Ｍ〕期間（第ｎフレーム目〜第ｎ＋ｋ−１フレーム目の期間）の累積差分画像Ｈ３０および第〔Ｍ＋１〕期間（第ｎ＋ｋフレーム目〜第ｎ＋ｋ＋ｋ−１フレーム目の期間）の累積差分画像Ｈ３１それぞれにおいて、抽出部８によりそれぞれ抽出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率Ａを、演算部にて算出する。
【００４５】
演算部は、下記の式を用いて各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率Ａを算出する。
Ａ＝共通領域Ａ１の面積／（候補領域ＰＭの面積−共通領域Ａ１の面積＋候補領域ＰＭ＋１の面積）
つまり、判定部９は、演算部により算出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率Ａが第４の規定値以上となる場合に、共通領域Ａ１を周期動作物体の領域と判定し、且つ、人体２０の領域と判定しない。
【００４６】
ここにおいて、本実施形態の照明制御システムでは、演算部が、連続する２つの期間（図４では、第〔Ｍ〕期間〜第〔Ｍ＋１〕期間）において各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率Ａを算出しているが、例えば、連続しない２つの期間において各候補領域の重なり率Ａを算出してもよい。また、本実施形態の照明制御システムでは、３つ以上の期間における重なり率Ａを算出してもよく、これら３つ以上の期間それぞれが連続していても、連続していなくてもよい。
【００４７】
そして、制御部２は、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、人体判定部１０において、差分画像Ｉ３０に基づいて所定範囲１２内の人体２０の在否を判定する。したがって、本実施形態の照明制御システムは、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、人体判定部１０により差分画像Ｉ３０に基づいて所定範囲１２内の人体２０の在否を判定するので、撮像手段により撮像される所定範囲１２内の周期動作物体の有無にかかわらず、自動的に人体２０の検知精度を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態の制御部２には、差分画像Ｉ３０の画素値に対して所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定するためのしきい値が設定されてもよい。具体的に説明すると、上述のしきい値は、差分画像Ｉ３０に対して判定部９により周期動作物体の領域と判定された共通領域Ａ１を含む領域Ａ２（図４（ｂ）参照）の第１のしきい値と、差分画像Ｉ３０に対して共通領域Ａ１を含む領域Ａ２以外の領域Ａ３（図４（ｂ）参照）の第２のしきい値とを有する。また、制御部２には、差分画像Ｉ３０の画素値に対して、第１のしきい値が第２のしきい値よりも大きく設定されている。したがって、本実施形態の照明制御システムは、差分画像Ｉ３０の画素値に対して所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定するためのしきい値を設定しているので、周期動作物体を人体２０として誤検知するのを抑制するとともに、人体２０を周期動作物体であると誤判定するのを抑制可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の制御部２は、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、差分画像Ｉ３０に対して判定部９により周期動作物体の領域と判定された共通領域Ａ１を含む領域Ａ２を、所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定する対象から除外することが望ましい。これによって、本実施形態の照明制御システムは、周期動作物体を人体２０として誤検知するのを抑制可能で、且つ、制御部２の処理負荷を低減することが可能となる。ここにおいて、本実施形態の制御部２は、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、差分画像Ｉ３０に対して共通領域Ａ１を含む領域Ａ２を、所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定する対象から除外しているが、差分画像Ｉ３０に対して共通領域Ａ１を含む領域Ａ２をマスク処理してもよい。
【００５０】
（実施形態２）
本実施形態の照明制御システムの基本構成は実施形態１と同じであり、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、画像センサ１により取得された現在画像において周期動作物体が存在する領域を特定する点が実施形態１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００５１】
以下、本実施形態の照明制御システムについて、図５および図６を参照しながら説明する。
【００５２】
制御部２は、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、図５に示すように、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像Ｉ１１を、ｘ行ｙ列（図示例では、８行１３列）のエリアごとに分割する。なお、ｘ行ｙ列のエリアごとに分割された現在画像Ｉ１１の各エリアの座標をＩ１１（ｘ，ｙ）として説明する。
【００５３】
また、制御部２は、ｘ行ｙ列のエリアごとに分割された各現在画像Ｉ１１に対して周期動作物体Ｂ１が存在する領域Ｃ１を構成する各エリア（図５では、Ｉ１１（６，８）、Ｉ１１（６，９）、Ｉ１１（７，８）、Ｉ１１（７，９））それぞれを抽出する。
【００５４】
ここにおいて、制御部２には、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像Ｉ１１の各エリアに対して制御部２により抽出された回数をカウントするカウンタ（図示せず）が設けられている。また、制御部２には、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像Ｉ１１の各エリアに対して周期動作物体Ｂ１が存在する領域Ｃ１のエリアであるか否かを判定するための所定のカウント値が予め設定されている。
【００５５】
つまり、制御部２は、図６に示すように、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像Ｉ１２の各エリアに対してカウンタによりカウントされた回数が所定のカウント値以上であるエリアにより構成された領域（図７では、Ｃ２〜Ｃ６）を、周期動作物体が存在する領域であると特定する。そして、制御部２は、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を特定したのちに、画像センサ１から時系列に順次出力された現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を構成するエリアとして抽出された頻度が高いエリアを、周期動作物体を検出するための画像処理を行うエリアとして限定する。したがって、本実施形態の照明制御システムは、撮像手段により撮像される所定範囲１２内の周期動作物体の有無にかかわらず、自動的に人体２０の検知精度をさらに向上させることが可能となる。また、本実施形態の照明制御システムは、一定数の現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を特定したのちに、画像センサ１から時系列に順次出力された現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を構成するエリアとして抽出された頻度が高いエリアを、周期動作物体を検出するための画像処理を行うエリアとして限定するので、制御部２の処理負荷を低減することが可能となる。なお、本実施形態の照明制御システムでは、記憶部３に、カウンタによりカウントされた回数（頻度）を記憶するための記憶エリアが設けられてもよい。
【００５６】
ところで、本実施形態の照明制御システムでは、制御部２に、所定範囲１２内の人体２０の在否を検出するための通常モードと異なる設定モードを予め設けておき、この設定モードの状態のときに、画像センサ１から時系列に順次出力された現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を特定する方法も考えられる。
【００５７】
具体的に説明すると、本実施形態の制御部２は、例えば、リモコン等から出力された第１のリモコン信号を受信することによって、強制的に通常モードの状態から設定モードの状態へ移行する。また、本実施形態の制御部２は、設定モードの状態から通常モードの状態に戻す方法として、例えば、リモコン等からの第２のリモコン信号を受信することによって、強制的に設定モードの状態から通常モードの状態に移行する。なお、通常モードの状態から設定モードの状態に移行させる方法は、リモコン等からの第１のリモコン信号を受信する方法に限らず、例えば、電源を投入してから所定時間だけ、制御部２が設定モードの状態を維持する方法などであってもよい。
【００５８】
また、制御部２は、設定モードの状態のときに、図７に示すように、画像センサ１により取得された現在画像Ｉ１３において周期動作物体（図示せず）に付されたマーカー１９が検出された場合、このマーカー１９が配置された各エリアで構成された領域（図７では、Ｃ７〜Ｃ１１）を、周期動作物体が存在する領域であると特定して上述の画像処理を行う領域として限定する。これによって、本実施形態の照明制御システムでは、画像センサ１により取得された現在画像Ｉ１３に対して周期動作物体が存在する領域を特定するための時間を短縮することが可能で、且つ、人体２０の検知精度を向上させることが可能となる。なお、周期動作物体においてマーカー１９を設置する位置としては、周期動作物体の中央部付近に設置し、撮像手段により撮像される所定範囲１２内で、且つ、遮蔽されない位置が望ましい。
【００５９】
また、本実施形態の照明制御システムでは、例えば、オフィスなどのレイアウトが変更された場合に、周期動作物体が存在する領域を再び特定する必要がある。この場合には、例えば、記憶部３に記憶された周期動作物体が存在する領域の頻度を一括消去する方法がある。しかしながら、記憶部３に記憶された周期動作物体が存在する領域の頻度のうち、マーカー１９が設置された周期動作物体が存在する領域の頻度だけを消去する場合も考えられる。この場合、本実施形態の制御部２は、例えば、通常モードの状態のときに、画像センサ１から時系列に順次出力された現在画像Ｉ１３に対して周期動作物体に付されたマーカー１９が検出された場合、このマーカー１９が配置された各エリアで構成された領域の頻度のみを、記憶部３に記憶された周期動作物体が存在する領域の頻度から消去する。
【００６０】
なお、本実施形態の照明制御システムでは、人体検知部１１として、人体２０の在否を検出する焦電素子を具備する人感センサを設けてもよい。この場合には、画像センサ１と人感センサとを用いて人体２０を検知することによって、人体２０の検知精度をさらに向上させることが可能となる。
【００６１】
（実施形態３）
本実施形態の照明制御システムの基本構成は実施形態２と同じであり、図８に示すように画像センサ１が照明器具１４に固定されていない点など（内蔵されていない点など）が実施形態２と相違する。なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６２】
以下、本実施形態の照明制御システムについて、図８および図９を参照しながら説明する。
【００６３】
本実施形態の照明制御システムは、複数の照明器具１４と、これらの照明器具１４を制御する照明制御端末１３とを有する。なお、複数の照明器具１４は、図示しない商用電源に電気的に接続されている。また、照明制御端末１３は、信号線１５を介して複数の照明器具１４に電気的に接続されている。
【００６４】
照明制御端末１３は、図９に示すように、画像センサ１と、制御部２と、記憶部３と、制御部２から検知信号Ｓ１が入力されたときに複数の照明器具１４を調光するための調光信号Ｓ２を生成して出力する調光信号生成部１６とを備えている。また、照明制御端末１３は、造営面（例えば、天井面２９など）に設置されている。なお、画像センサ１は、撮像手段が下方を撮像できるように照明制御端末１３に固定されている。
【００６５】
調光信号生成部１６は、ＦＥＴ（FieldEffect Transistor）などのスイッチング素子により構成されており、生成した調光信号Ｓ２を、信号線１５を介して複数の照明器具１４へ出力する。なお、調光信号生成部１６は、制御部２に設けてもよい。
【００６６】
以上説明した本実施形態の照明制御システムは、照明制御端末１３を有することによって、複数の照明器具１４を一括制御することが可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 画像センサ
２ 制御部
５ 照明器具
１２ 所定範囲
１４ 照明器具
１９ マーカー
２０ 人体
Ｉ３０ 差分画像
Ｇ３０ 差分画像群
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、照明空間における人体の在否に応じて照明器具の点滅および調光を制御する照明システム（照明制御システム）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された照明システムは、図１０に示すように、複数の照明器具３０と、照明空間を時系列に順次撮像して画像データを出力する撮像装置３１とを有する。また、この照明システムは、撮像装置３１により出力された画像データに基づいて照明空間における人体の在否を判断する判断装置３２と、照明空間における人体の在否に応じて複数の照明器具３０の点滅および調光を制御する照明制御装置３３とを有する。
【０００４】
撮像装置３１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子と、広角レンズまたは魚眼レンズなどの光学レンズと、信号処理回路とで構成されている。
【０００５】
判断装置３２は、撮像装置３１により出力された画像データから、キャンセルするための第１のテクスチャデータ（人体以外の動作する物体（例えば、天井側から見たときに水平面内で首振り動作をする扇風機など）の画像データ）を設定する設定部３４と、撮像装置３１から出力された画像データを表示する表示部３５とを有する。なお、表示部３５は、タッチパネル機能を有する液晶ディスプレイにより構成されている。
【０００６】
設定部３４は、表示部３５に表示された画像データにおいてユーザが人体以外の動作する物体の周囲を指またはタッチペンで圧力を加えながらなぞったときに、表示部３５に表示された上述の画像データを第１のテクスチャデータとして設定する。
【０００７】
また、判断装置３２は、撮像装置３１から時系列に順次出力された画像データを差分演算して生成された第２のテクスチャデータと、設定部３４により設定された第１のテクスチャデータとに基づいて照明空間における人体の在否を判断する。
【０００８】
また、従来から、人体検知技術を適用した空気調和機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
特許文献２に開示された空気調和機は、図１１に示すように、室内を撮像する撮像部３６と、撮像部３６により取得された基準画像を記憶する基準画像記憶部３７とを有する。また、この空気調和機は、撮像部３６により取得された画像（入力画像）と基準画像記憶部３７に記憶された基準画像との間で画素ごとに画素値を差分演算して差分画像を生成する差分演算部３８と、差分演算部３８により生成された差分画像の各画素値を所定のしきい値Ｌ１でそれぞれ２値化して２値画像を生成する２値化部３９とを有する。
【００１０】
また、上述の空気調和機は、２値化部３９により生成された複数の２値画像間で画素ごとに画素値を累積加算して加算画像を生成する加算演算部４０と、加算演算部４０により生成された加算画像の各画素値を所定のしきい値Ｌ２でそれぞれ２値化してマスク画像を生成するマスク画像生成部４１とを有する。ここで、上述の空気調和機は、加算演算部４０により生成された加算画像の画素値が所定のしきい値Ｌ２以上となる画素の集合を、周期的な動作をする周期動作物体（例えば、扇風機など）と判定する。
【００１１】
また、上述の空気調和機は、マスク画像生成部４１により生成されたマスク画像を用いて、２値化部３９により生成された２値画像にマスク処理を行い、人体以外の部分（ここでは、周期動作物体）がマスク処理された画像を生成するマスク演算部４２を有する。さらに、上述の空気調和機は、マスク演算部４２により生成された画像に基づいて人体の存在有無および存在位置を判定する人体認識部４３を有する。なお、上述の空気調和機は、人体認識部４３から出力された人体の存在有無および存在位置の情報に基づいて図示しない空気調和部を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−２６６５０１号公報
【特許文献２】特開２０００−１７２８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、図１０に示した構成の照明システムでは、ユーザが、表示部３５に表示された画像データにおいて周期動作物体を指定する必要がある（設定部３４に周期動作物体を認識させる必要がある）ので、設定部３４に第１のテクスチャデータを設定させるための手間がかかる。
【００１４】
また、図１１に示した構成の空気調和機は、加算演算部４０により生成された加算画像の画素値が所定のしきい値Ｌ２以上となる画素の集合を周期動作物体と判定するので、ユーザがこの空気調和機に周期動作物体を認識させるための手間が省ける。また、この空気調和機は、マスク演算部４２によりマスク画像を用いて２値画像にマスク処理を行うことによって、周期動作物体を人体として誤検知するのを抑制することが可能となる。そこで、このような空気調和機の技術を上述の照明システムに適用することが考えられる。
【００１５】
しかしながら、このような照明システムでは、加算演算部４０により生成された加算画像の画素値が所定のしきい値Ｌ２以上となる画素の集合が周期動作物体と判定されるので、例えば、人体が同じ場所で激しく動いた場合に、この人体を周期動作物体であると誤判定する可能性がある。
【００１６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、撮像手段により撮像される所定範囲内の周期動作物体の有無にかかわらず、自動的に人体の検知精度を向上させることが可能な照明制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の照明制御システムは、照明器具と、所定範囲を撮像する撮像手段を具備する画像センサと、前記所定範囲内の人体の在否に基づいて前記照明器具を制御する制御部とを備え、前記制御部は、複数の期間において前記画像センサにより取得された各画像の差分画像群に繰り返し現れた物体を、周期的な動作をする周期動作物体と判定し、且つ、人体と判定せず、前記差分画像群に繰り返し現れた物体を前記周期動作物体と判定したのちに、前記画像センサにより取得された画像の差分画像に基づいて前記所定範囲内の人体の在否を判定することを特徴とする。
【００１８】
この照明制御システムにおいて、前記制御部は、前記差分画像群に繰り返し現れた物体を前記周期動作物体と判定したのちに、前記差分画像群において前記周期動作物体が繰り返し現れた領域を、前記所定範囲内に人体が存在するか否かを判定する対象から除外することが好ましい。
【００１９】
この照明制御システムにおいて、前記制御部には、前記差分画像の画素値に対して前記所定範囲内に人体が存在するか否かを判定するためのしきい値が設定されており、前記しきい値は、前記差分画像に対して前記周期動作物体が繰り返し現れた領域の第１のしきい値と、前記差分画像に対して前記周期動作物体が繰り返し現れた領域以外の領域の第２のしきい値とを有してなり、前記第１のしきい値が前記第２のしきい値よりも大きく設定されてなることが好ましい。
【００２０】
この照明制御システムにおいて、前記制御部は、前記画像センサにより取得された各画像間で画素ごとに差分したのちに、前記画像センサにより取得された各画像間において差分が検出された領域のみを差分することが好ましい。
【００２１】
この照明制御システムにおいて、前記制御部は、前記画像センサにより取得された一定数の画像をｘ行ｙ列のエリアごとに分割し、ｘ行ｙ列のエリアごとに分割された各画像に対して前記周期動作物体が存在するエリアを所定の回数抽出したのちに、前記画像センサにより取得された画像に対して前記周期動作物体が存在するエリアとして抽出された頻度が高いエリアを、前記周期動作物体を検出するための画像処理を行うエリアとして限定することが好ましい。
【００２２】
この照明制御システムにおいて、前記制御部は、人体の在否を検出するための通常モードと異なる設定モードを有し、前記設定モードの状態のときに、前記画像センサにより取得された画像において前記周期動作物体に付されたマーカーが検出された場合、前記画像センサにより取得された画像において前記マーカーを含む一定範囲の領域を、前記画像処理を行う領域として限定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の照明制御システムにおいては、撮像手段により撮像される所定範囲内の周期動作物体の有無にかかわらず、自動的に人体の検知精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１の照明制御システムを示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は動作説明図である。
【図２】同上の照明制御システムを示し、（ａ）は使用例の説明図、（ｂ）は画像センサにより取得された画像の説明図である。
【図３】同上の照明制御システムの制御部の概略構成図である。
【図４】同上の照明制御システムの動作説明図である。
【図５】実施形態２の照明制御システムの動作説明図である。
【図６】同上の照明制御システムの動作説明図である。
【図７】同上の照明制御システムの動作説明図である。
【図８】実施形態３の照明制御システムの使用例の説明図である。
【図９】同上の照明制御システムの構成図である。
【図１０】従来例の人体検知技術を適用した照明システムの構成図である。
【図１１】従来例の人体検知技術を適用した空気調和機の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施形態１）
以下、本実施形態の照明制御システムについて、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００２６】
本実施形態の照明制御システムは、造営面（例えば、天井面２９（図２参照）など）に設置された照明器具５と、照明器具５を制御する制御回路からなる照明制御部４と、撮像手段（図示せず）を具備する画像センサ１を有して撮像手段により撮像される所定範囲１２（図２参照）内に存在する人体２０（図２参照）を検知する人体検知部１１とを備えている。なお、照明制御部４は、照明器具５に設けてもよい。
【００２７】
また、上述の照明制御システムは、人体検知部１１により所定範囲１２内に存在する人体２０が検知されたときに、照明制御部４により照明器具５を点灯させる。つまり、この照明制御システムは、所定範囲１２内に人体２０が進入したときに自動的に照明器具５を点灯させることができる。また、上述の照明制御システムは、所定範囲１２内に人体２０が検知されなくなってから、予め設定された点灯保持時間を経過したのちに、照明制御部４により照明器具５を消灯させる。したがって、本実施形態の照明制御システムは、所定範囲１２内の人体２０の在否に基づいて照明器具５を制御するので、省エネルギー化や防犯効果を奏する。
【００２８】
人体検知部１１は、上述の撮像手段を具備する画像センサ１と、所定範囲１２内の人体２０の在否に基づいて照明制御部４を制御する制御部２とを有している。また、人体検知部１１は、所定範囲１２内に人体２０が存在しない時点の画像（以下説明の便宜上、背景画像と称する）を記憶するＤＤＲＡＭ、ＤＲＡＭなどの揮発性のメモリからなる記憶部３を有している。上述の撮像手段は、所定範囲１２を撮像するＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラにより構成すればよい。
【００２９】
画像センサ１は、撮像手段が下方を撮像できるように照明器具５に固定されている（図２参照）。また、画像センサ１には、撮像手段により所定範囲１２を連続的に撮像（例えば、毎秒３０フレームの周期で撮像）して出力されたアナログの画像データを、ディジタルの画像データに変換するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）が設けられている。この画像センサ１は、撮像手段により連続的に取得されたアナログの画像データを、Ａ／Ｄコンバータにてディジタルの画像データに変換したのちに、制御部２へ時系列に順次出力する。
【００３０】
制御部２は、例えば、ＤＳＰ（DigitalSignal Processor）、イメージプロセッサなどの半導体デバイスにより構成すればよい。
【００３１】
また、制御部２は、画像センサ１から時系列に順次出力された画像データからなる現在画像Ｉ１０と記憶部３に予め記憶された背景画像Ｉ２０とに基づいて、所定範囲１２内の人体２０の在否を判定する。
【００３２】
具体的に説明すると、制御部２には、現在画像Ｉ１０の各画素値から背景画像Ｉ２０の各画素値をそれぞれ差分演算する差分演算器（図示せず）が設けられている。また、制御部２には、差分演算器により差分演算された各画素値に基づいて差分画像Ｉ３０を生成する差分画像生成部６（図３参照）が設けられている。つまり、制御部２は、図１に示すように、差分演算器によって現在画像Ｉ１０の各画素値から背景画像Ｉ２０の各画素値をそれぞれ差分演算したのちに、差分画像生成部６により差分画像Ｉ３０を生成する。ここで、差分画像Ｉ３０において差分がない画素の画素値は「０」となる。また、差分画像Ｉ３０において差分がある画素の画素値は、予め設定された第１の規定値以上の場合に「１」となる。一方、差分画像Ｉ３０において差分がある画素の画素値は、第１の規定値未満の場合に「０」となる。図１（ｂ）に示した一例で説明すると、現在画像Ｉ１０には人体２０と机などの物体２１などが撮像されており、背景画像Ｉ２０には物体２１などが撮像されているので、第１の規定値を適宜設定しておくことにより、差分画像Ｉ３０は、人体２０が存在する領域の各画素値が「１」となる。
【００３３】
ここにおいて、本実施形態の制御部２は、現在画像Ｉ１０と背景画像Ｉ２０との間で画素ごとに画素値を差分演算しているが、現在画像Ｉ１０と背景画像Ｉ２０との間で画素ごとに画素値を差分演算したのちに、現在画像Ｉ１０と背景画像Ｉ２０との間において差分が検出された画素値のみを差分演算してもよい。この場合には、差分演算器の演算処理を低減することが可能となるとともに、制御部２の処理負荷を低減することが可能となる。
【００３４】
また、制御部２には、差分画像生成部６により生成された差分画像Ｉ３０に基づいて所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定する人体判定部１０（図３参照）が設けられている。この人体判定部１０には、所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定するための第２の規定値が予め設定されている。
【００３５】
人体判定部１０は、差分画像Ｉ３０において画素値が「１」である画素の合計数を抽出して、この合計数が第２の規定値を超えた場合に、所定範囲１２内に人体２０が存在すると判定する。ここにおいて、本実施形態の照明制御システムでは、人体判定部１０が、差分画像Ｉ３０において画素値が「１」である画素の合計数を抽出して所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定しているが、例えば、差分画像Ｉ３０において画素値が「１」である画素同士が隣接する画素の集合の大きさを抽出して所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定してもよい。
【００３６】
制御部２は、人体判定部１０により所定範囲１２内に人体２０が存在すると判定されたときに、人体２０の検知情報を含む検知信号Ｓ１を照明制御部４へ出力する。
【００３７】
照明制御部４は、制御部２から検知信号Ｓ１が入力されると、照明器具５に設けられた図示しない光源（例えば、蛍光灯、ＬＥＤなど）へ電力が供給されるように照明器具５を点灯または調光させる。なお、照明器具５は、図示しない商用電源に電気的に接続されている。
【００３８】
ここにおいて、本実施形態の照明制御システムでは、記憶部３に記憶された背景画像として、所定範囲１２内に人体２０が存在しない時点の画像を常に使用しているが、これに限らず、例えば、画像センサ１により時系列に順次取得された現在画像を使用してもよい。
【００３９】
また、制御部２には、図３に示すように、差分画像生成部６により生成された一定数（図４（ａ）では、ｋ枚：ｋは自然数）の差分画像Ｉ３０により構成された差分画像群Ｇ３０（図４（ａ）参照）に基づいて累積差分画像Ｈ３０（図４（ｂ）参照）を生成する累積差分画像生成部７が設けられている。さらに、制御部２には、累積差分画像生成部７により生成された累積差分画像Ｈ３０において周期的な動作をする周期動作物体（例えば、扇風機、換気扇、コピーまたはプリンタの紙排出部など）の候補領域ＰＭ（図４（ｃ）参照）を抽出する抽出部８が設けられている。また、制御部２には、複数の期間（図４では、第〔Ｍ〕期間〜第〔Ｍ＋１〕期間）において抽出部８によりそれぞれ抽出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１が周期動作物体の領域であるか否かを判定する判定部９が設けられている。
【００４０】
累積差分画像生成部７には、所定期間（図４中の一例では、第〔Ｍ〕期間）の差分画像群Ｇ３０における各差分画像Ｉ３０の画素ごとに画素値を累積加算する累積加算器（図示せず）が設けられている。つまり、累積差分画像生成部７は、累積加算器により累積加算された各画素値に基づいて累積差分画像Ｈ３０を生成する。
【００４１】
ここにおいて、本実施形態の照明制御システムでは、累積加算器が各差分画像Ｉ３０の各画素の画素値を累積加算しているが、例えば、各差分画像Ｉ３０において画素値が「１」である画素ｊ１〜ｊ３（図４（ａ）参照）の画素値のみを累積加算してもよい。この場合には、累積加算器の演算処理を低減することが可能となるとともに、制御部２の処理負荷を低減することが可能となる。また、本実施形態の照明制御システムでは、上述の複数の期間において差分画像群Ｇ３０を一定数（図示例では、ｋ枚）の差分画像Ｉ３０で構成しているが、例えば、期間ごとに差分画像群を異なる数の差分画像Ｉ３０でそれぞれ構成してもよい。
【００４２】
抽出部８には、累積差分画像生成部７により生成された累積差分画像Ｈ３０に対して候補領域ＰＭを抽出するための第３の規定値が予め設定されている。ここで、抽出部８は、累積差分画像生成部７により生成された累積差分画像Ｈ３０の画素値が第３の規定値以上となる画素同士が隣接する画素の集合を、候補領域ＰＭとして抽出する。
【００４３】
判定部９には、累積差分画像生成部７によりそれぞれ生成された各累積差分画像Ｈ３０，Ｈ３１において、抽出部８によりそれぞれ抽出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率を算出する演算部（図示せず）が設けられている。また、判定部９には、各累積差分画像Ｈ３０，Ｈ３１それぞれにおいて抽出部８によりそれぞれ抽出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１が重なる領域（共通領域）Ａ１（図４（ｄ）参照）を、周期動作物体の領域であるか否かを判定するための第４の規定値が予め設定されている。つまり、判定部９は、演算部により算出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率が第４の規定値以上となる場合に、上述の共通領域Ａ１を周期動作物体の領域と判定し、且つ、人体２０の領域と判定しない。
【００４４】
具体的に説明すると、判定部９は、例えば、図４に示すように、第〔Ｍ〕期間（第ｎフレーム目〜第ｎ＋ｋ−１フレーム目の期間）の累積差分画像Ｈ３０および第〔Ｍ＋１〕期間（第ｎ＋ｋフレーム目〜第ｎ＋ｋ＋ｋ−１フレーム目の期間）の累積差分画像Ｈ３１それぞれにおいて、抽出部８によりそれぞれ抽出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率Ａを、演算部にて算出する。
【００４５】
演算部は、下記の式を用いて各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率Ａを算出する。
Ａ＝共通領域Ａ１の面積／（候補領域ＰＭの面積−共通領域Ａ１の面積＋候補領域ＰＭ＋１の面積）
つまり、判定部９は、演算部により算出された各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率Ａが第４の規定値以上となる場合に、共通領域Ａ１を周期動作物体の領域と判定し、且つ、人体２０の領域と判定しない。
【００４６】
ここにおいて、本実施形態の照明制御システムでは、演算部が、連続する２つの期間（図４では、第〔Ｍ〕期間〜第〔Ｍ＋１〕期間）において各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の重なり率Ａを算出しているが、例えば、連続しない２つの期間において各候補領域の重なり率Ａを算出してもよい。また、本実施形態の照明制御システムでは、３つ以上の期間における重なり率Ａを算出してもよく、これら３つ以上の期間それぞれが連続していても、連続していなくてもよい。
【００４７】
そして、制御部２は、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、人体判定部１０において、差分画像Ｉ３０に基づいて所定範囲１２内の人体２０の在否を判定する。したがって、本実施形態の照明制御システムは、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、人体判定部１０により差分画像Ｉ３０に基づいて所定範囲１２内の人体２０の在否を判定するので、撮像手段により撮像される所定範囲１２内の周期動作物体の有無にかかわらず、自動的に人体２０の検知精度を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態の制御部２には、差分画像Ｉ３０の画素値に対して所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定するためのしきい値が設定されてもよい。具体的に説明すると、上述のしきい値は、差分画像Ｉ３０に対して判定部９により周期動作物体の領域と判定された共通領域Ａ１を含む領域Ａ２（図４（ｂ）参照）の第１のしきい値と、差分画像Ｉ３０に対して共通領域Ａ１を含む領域Ａ２以外の領域Ａ３（図４（ｂ）参照）の第２のしきい値とを有する。また、制御部２には、差分画像Ｉ３０の画素値に対して、第１のしきい値が第２のしきい値よりも大きく設定されている。したがって、本実施形態の照明制御システムは、差分画像Ｉ３０の画素値に対して所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定するためのしきい値を設定しているので、周期動作物体を人体２０として誤検知するのを抑制するとともに、人体２０を周期動作物体であると誤判定するのを抑制可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の制御部２は、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、差分画像Ｉ３０に対して判定部９により周期動作物体の領域と判定された共通領域Ａ１を含む領域Ａ２を、所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定する対象から除外することが望ましい。これによって、本実施形態の照明制御システムは、周期動作物体を人体２０として誤検知するのを抑制可能で、且つ、制御部２の処理負荷を低減することが可能となる。ここにおいて、本実施形態の制御部２は、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、差分画像Ｉ３０に対して共通領域Ａ１を含む領域Ａ２を、所定範囲１２内に人体２０が存在するか否かを判定する対象から除外しているが、差分画像Ｉ３０に対して共通領域Ａ１を含む領域Ａ２をマスク処理してもよい。
【００５０】
（実施形態２）
本実施形態の照明制御システムの基本構成は実施形態１と同じであり、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、画像センサ１により取得された現在画像において周期動作物体が存在する領域を特定する点が実施形態１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００５１】
以下、本実施形態の照明制御システムについて、図５および図６を参照しながら説明する。
【００５２】
制御部２は、判定部９により各候補領域ＰＭ，ＰＭ＋１の共通領域Ａ１が周期動作物体の領域と判定されたのちに、図５に示すように、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像Ｉ１１を、ｘ行ｙ列（図示例では、８行１３列）のエリアごとに分割する。なお、ｘ行ｙ列のエリアごとに分割された現在画像Ｉ１１の各エリアの座標をＩ１１（ｘ，ｙ）として説明する。
【００５３】
また、制御部２は、ｘ行ｙ列のエリアごとに分割された各現在画像Ｉ１１に対して周期動作物体Ｂ１が存在する領域Ｃ１を構成する各エリア（図５では、Ｉ１１（６，８）、Ｉ１１（６，９）、Ｉ１１（７，８）、Ｉ１１（７，９））それぞれを抽出する。
【００５４】
ここにおいて、制御部２には、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像Ｉ１１の各エリアに対して制御部２により抽出された回数をカウントするカウンタ（図示せず）が設けられている。また、制御部２には、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像Ｉ１１の各エリアに対して周期動作物体Ｂ１が存在する領域Ｃ１のエリアであるか否かを判定するための所定のカウント値が予め設定されている。
【００５５】
つまり、制御部２は、図６に示すように、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像Ｉ１２の各エリアに対してカウンタによりカウントされた回数が所定のカウント値以上であるエリアにより構成された領域（図７では、Ｃ２〜Ｃ６）を、周期動作物体が存在する領域であると特定する。そして、制御部２は、画像センサ１から時系列に順次出力された一定数の現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を特定したのちに、画像センサ１から時系列に順次出力された現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を構成するエリアとして抽出された頻度が高いエリアを、周期動作物体を検出するための画像処理を行うエリアとして限定する。したがって、本実施形態の照明制御システムは、撮像手段により撮像される所定範囲１２内の周期動作物体の有無にかかわらず、自動的に人体２０の検知精度をさらに向上させることが可能となる。また、本実施形態の照明制御システムは、一定数の現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を特定したのちに、画像センサ１から時系列に順次出力された現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を構成するエリアとして抽出された頻度が高いエリアを、周期動作物体を検出するための画像処理を行うエリアとして限定するので、制御部２の処理負荷を低減することが可能となる。なお、本実施形態の照明制御システムでは、記憶部３に、カウンタによりカウントされた回数（頻度）を記憶するための記憶エリアが設けられてもよい。
【００５６】
ところで、本実施形態の照明制御システムでは、制御部２に、所定範囲１２内の人体２０の在否を検出するための通常モードと異なる設定モードを予め設けておき、この設定モードの状態のときに、画像センサ１から時系列に順次出力された現在画像に対して周期動作物体が存在する領域を特定する方法も考えられる。
【００５７】
具体的に説明すると、本実施形態の制御部２は、例えば、リモコン等から出力された第１のリモコン信号を受信することによって、強制的に通常モードの状態から設定モードの状態へ移行する。また、本実施形態の制御部２は、設定モードの状態から通常モードの状態に戻す方法として、例えば、リモコン等からの第２のリモコン信号を受信することによって、強制的に設定モードの状態から通常モードの状態に移行する。なお、通常モードの状態から設定モードの状態に移行させる方法は、リモコン等からの第１のリモコン信号を受信する方法に限らず、例えば、電源を投入してから所定時間だけ、制御部２が設定モードの状態を維持する方法などであってもよい。
【００５８】
また、制御部２は、設定モードの状態のときに、図７に示すように、画像センサ１により取得された現在画像Ｉ１３において周期動作物体（図示せず）に付されたマーカー１９が検出された場合、このマーカー１９が配置された各エリアで構成された領域（図７では、Ｃ７〜Ｃ１１）を、周期動作物体が存在する領域であると特定して上述の画像処理を行う領域として限定する。これによって、本実施形態の照明制御システムでは、画像センサ１により取得された現在画像Ｉ１３に対して周期動作物体が存在する領域を特定するための時間を短縮することが可能で、且つ、人体２０の検知精度を向上させることが可能となる。なお、周期動作物体においてマーカー１９を設置する位置としては、周期動作物体の中央部付近に設置し、撮像手段により撮像される所定範囲１２内で、且つ、遮蔽されない位置が望ましい。
【００５９】
また、本実施形態の照明制御システムでは、例えば、オフィスなどのレイアウトが変更された場合に、周期動作物体が存在する領域を再び特定する必要がある。この場合には、例えば、記憶部３に記憶された周期動作物体が存在する領域の頻度を一括消去する方法がある。しかしながら、記憶部３に記憶された周期動作物体が存在する領域の頻度のうち、マーカー１９が設置された周期動作物体が存在する領域の頻度だけを消去する場合も考えられる。この場合、本実施形態の制御部２は、例えば、通常モードの状態のときに、画像センサ１から時系列に順次出力された現在画像Ｉ１３に対して周期動作物体に付されたマーカー１９が検出された場合、このマーカー１９が配置された各エリアで構成された領域の頻度のみを、記憶部３に記憶された周期動作物体が存在する領域の頻度から消去する。
【００６０】
なお、本実施形態の照明制御システムでは、人体検知部１１として、人体２０の在否を検出する焦電素子を具備する人感センサを設けてもよい。この場合には、画像センサ１と人感センサとを用いて人体２０を検知することによって、人体２０の検知精度をさらに向上させることが可能となる。
【００６１】
（実施形態３）
本実施形態の照明制御システムの基本構成は実施形態２と同じであり、図８に示すように画像センサ１が照明器具１４に固定されていない点など（内蔵されていない点など）が実施形態２と相違する。なお、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６２】
以下、本実施形態の照明制御システムについて、図８および図９を参照しながら説明する。
【００６３】
本実施形態の照明制御システムは、複数の照明器具１４と、これらの照明器具１４を制御する照明制御端末１３とを有する。なお、複数の照明器具１４は、図示しない商用電源に電気的に接続されている。また、照明制御端末１３は、信号線１５を介して複数の照明器具１４に電気的に接続されている。
【００６４】
照明制御端末１３は、図９に示すように、画像センサ１と、制御部２と、記憶部３と、制御部２から検知信号Ｓ１が入力されたときに複数の照明器具１４を調光するための調光信号Ｓ２を生成して出力する調光信号生成部１６とを備えている。また、照明制御端末１３は、造営面（例えば、天井面２９など）に設置されている。なお、画像センサ１は、撮像手段が下方を撮像できるように照明制御端末１３に固定されている。
【００６５】
調光信号生成部１６は、ＦＥＴ（FieldEffect Transistor）などのスイッチング素子により構成されており、生成した調光信号Ｓ２を、信号線１５を介して複数の照明器具１４へ出力する。なお、調光信号生成部１６は、制御部２に設けてもよい。
【００６６】
以上説明した本実施形態の照明制御システムは、照明制御端末１３を有することによって、複数の照明器具１４を一括制御することが可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 画像センサ
２ 制御部
５ 照明器具
１２ 所定範囲
１４ 照明器具
１９ マーカー
２０ 人体
Ｉ３０ 差分画像
Ｇ３０ 差分画像群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明器具と、所定範囲を撮像する撮像手段を具備する画像センサと、前記所定範囲内の人体の在否に基づいて前記照明器具を制御する制御部とを備え、前記制御部は、複数の期間において前記画像センサにより取得された各画像の差分画像群に繰り返し現れた物体を、周期的な動作をする周期動作物体と判定し、且つ、人体と判定せず、前記差分画像群に繰り返し現れた物体を前記周期動作物体と判定したのちに、前記画像センサにより取得された画像の差分画像に基づいて前記所定範囲内の人体の在否を判定することを特徴とする照明制御システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記差分画像群に繰り返し現れた物体を前記周期動作物体と判定したのちに、前記差分画像群において前記周期動作物体が繰り返し現れた領域を、前記所定範囲内に人体が存在するか否かを判定する対象から除外することを特徴とする請求項１記載の照明制御システム。
【請求項３】
前記制御部には、前記差分画像の画素値に対して前記所定範囲内に人体が存在するか否かを判定するためのしきい値が設定されており、前記しきい値は、前記差分画像に対して前記周期動作物体が繰り返し現れた領域の第１のしきい値と、前記差分画像に対して前記周期動作物体が繰り返し現れた領域以外の領域の第２のしきい値とを有してなり、前記第１のしきい値が前記第２のしきい値よりも大きく設定されてなることを特徴とする請求項１記載の照明制御システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記画像センサにより取得された各画像間で画素ごとに差分したのちに、前記画像センサにより取得された各画像間において差分が検出された領域のみを差分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項に記載の照明制御システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記画像センサにより取得された一定数の画像をｘ行ｙ列のエリアごとに分割し、ｘ行ｙ列のエリアごとに分割された各画像に対して前記周期動作物体が存在するエリアを所定の回数抽出したのちに、前記画像センサにより取得された画像に対して前記周期動作物体が存在するエリアとして抽出された頻度が高いエリアを、前記周期動作物体を検出するための画像処理を行うエリアとして限定することを特徴とする請求項４記載の照明制御システム。
【請求項６】
前記制御部は、人体の在否を検出するための通常モードと異なる設定モードを有し、前記設定モードの状態のときに、前記画像センサにより取得された画像において前記周期動作物体に付されたマーカーが検出された場合、前記画像センサにより取得された画像において前記マーカーを含む一定範囲の領域を、前記画像処理を行う領域として限定することを特徴とする請求項５記載の照明制御システム。
【請求項１】
照明器具と、所定範囲を撮像する撮像手段を具備する画像センサと、前記所定範囲内の人体の在否に基づいて前記照明器具を制御する制御部とを備え、前記制御部は、複数の期間において前記画像センサにより取得された各画像の差分画像群に繰り返し現れた物体を、周期的な動作をする周期動作物体と判定し、且つ、人体と判定せず、前記差分画像群に繰り返し現れた物体を前記周期動作物体と判定したのちに、前記画像センサにより取得された画像の差分画像に基づいて前記所定範囲内の人体の在否を判定することを特徴とする照明制御システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記差分画像群に繰り返し現れた物体を前記周期動作物体と判定したのちに、前記差分画像群において前記周期動作物体が繰り返し現れた領域を、前記所定範囲内に人体が存在するか否かを判定する対象から除外することを特徴とする請求項１記載の照明制御システム。
【請求項３】
前記制御部には、前記差分画像の画素値に対して前記所定範囲内に人体が存在するか否かを判定するためのしきい値が設定されており、前記しきい値は、前記差分画像に対して前記周期動作物体が繰り返し現れた領域の第１のしきい値と、前記差分画像に対して前記周期動作物体が繰り返し現れた領域以外の領域の第２のしきい値とを有してなり、前記第１のしきい値が前記第２のしきい値よりも大きく設定されてなることを特徴とする請求項１記載の照明制御システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記画像センサにより取得された各画像間で画素ごとに差分したのちに、前記画像センサにより取得された各画像間において差分が検出された領域のみを差分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項に記載の照明制御システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記画像センサにより取得された一定数の画像をｘ行ｙ列のエリアごとに分割し、ｘ行ｙ列のエリアごとに分割された各画像に対して前記周期動作物体が存在するエリアを所定の回数抽出したのちに、前記画像センサにより取得された画像に対して前記周期動作物体が存在するエリアとして抽出された頻度が高いエリアを、前記周期動作物体を検出するための画像処理を行うエリアとして限定することを特徴とする請求項４記載の照明制御システム。
【請求項６】
前記制御部は、人体の在否を検出するための通常モードと異なる設定モードを有し、前記設定モードの状態のときに、前記画像センサにより取得された画像において前記周期動作物体に付されたマーカーが検出された場合、前記画像センサにより取得された画像において前記マーカーを含む一定範囲の領域を、前記画像処理を行う領域として限定することを特徴とする請求項５記載の照明制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１５５９１８（Ｐ２０１２−１５５９１８Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２５３２（Ｐ２０１１−１２５３２）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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