JP2000172827A - 人体検知装置およびそれを用いた空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動きの激しい物体を人間として誤検出するこ
とのなく、最適な空気調和を行なうことができる空気調
和機を提供する。 【解決手段】 空気調和機は、撮像部１０１と、撮像部
１０１より得られる画像を基準画像として一時記憶する
基準画像記憶部１０３と、撮像部１０１より得られる画
像と基準画像とより差分画像を作成する差分演算部１０
２と、差分画像を２値化し２値画像を作成する２値化部
１０４と、２値画像を累積加算して加算画像を作成する
加算演算部１０５と、加算画像を２値化してマスク画像
を生成するマスク画像生成部１０７と、マスク画像を用
いて２値画像のマスク演算を行なうためのマスク演算部
１０８と、マスク演算部１０８より得られる画像より人
体の存在位置を認識する人体認識部１０９と、人の存在
位置情報から空気調和部（図示せず）の稼動／被稼動、
温度、風向、風速を制御する制御部１１０とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体検知装置およ
びそれを用いた空気調和機に関し、特に、室内の人の存
在の有無と人の位置とを正確に検知することができる人
体検知装置およびそれを用いた空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機では、使用者が空気調
和機本体またはリモートコントロール（以下「リモコ
ン」と呼ぶ）に付帯しているスイッチ類を操作して、空
気調和機の稼動ＯＮ／ＯＦＦ、温度設定、風向、風速な
どを設定することにより、運転制御が行なわれている。

【０００３】稼動ＯＮ／ＯＦＦスイッチは、空気調和機
の運転開始と運転停止とを操作するためのスイッチであ
る。通常、使用者が空気調和機による温度調節を必要と
するとき、または必要としなくなったときに、稼動ＯＮ
／ＯＦＦスイッチが操作される。

【０００４】温度設定スイッチは、空気調和機が自動調
節する室内の空気温度の目標値を設定するためのスイッ
チである。通常、使用者が快適に感じる温度が目標値と
して設定されるが、使用者が不在中にあらかじめ部屋を
暖めておく場合、使用者が少しの間部屋を離れる場合、
または使用者が睡眠中の場合などには、省エネルギーま
たは寝冷え防止などの観点から、目標値（設定温度）が
変更されることがある。

【０００５】風向スイッチは、空気調和機の吹き出し口
に取付けられているルーバーの角度を調節して部屋の中
を流れる風の方向を制御するためのスイッチである。風
向スイッチを操作することにより、部屋全体ができるだ
け均一な温度になるように風向を調整したり、人のいる
方向またはいない方向に風があたるように風向を調整し
たりすることができる。

【０００６】風速スイッチは、空気調和機の空気吹き出
し量を調整して部屋の中を流れる風の強さを制御するた
めのスイッチである。風速スイッチを操作することによ
り、運転開始時には強風にし、設定温度に近づくにつれ
て弱風にするなど風の強さを時々刻々変化させたり、睡
眠中は運転音を小さくするため弱風にするなど風の強さ
を一定にしたりすることができる。

【０００７】しかし、このような従来の空気調和機で
は、使用者の不注意により運転を停止するのを忘れてし
まうと、人が不在にもかかわらず運転状態を保持し、無
駄にエネルギーを消費してしまうという問題点があっ
た。

【０００８】また、使用者の不在時にあらかじめ部屋を
暖めておく場合や、使用者が少しの間部屋を離れる場合
や、または睡眠中の場合などには、省エネルギーまたは
寝冷え防止などの観点から温度を変更したい場合が生じ
るが、そのような場合には、その都度リモコン等を操作
して風向および風速などの再設定をする必要があった。

【０００９】さらに、運転を開始した直後で設定温度と
室内温度との差が大きいときには人のいる方向に風を向
け、運転開始後十分時間が経過し、設定温度と室内温度
との差がなくなった場合には、風を人に直接当てないよ
うにしたいと思ったときには、その都度リモコン等を操
作して風向および風速等の再設定をする必要があった。

【００１０】このような問題点を解決するために、近
年、人体検知機能を備えた空気調和機が開発されてい
る。

【００１１】特開平５−１８７６８２号公報に開示され
ている空気調和機は、一定の赤外線検知領域を有する赤
外線センサ２個を検知領域が一部重なるように配置し、
赤外線センサの出力から人体の存在方向と空気調和機か
ら人体までの距離とを検知し、設定温度、風向、および
風速を制御するものである。

【００１２】図２２を参照して、特開平５−１８７６８
２号公報に開示されている空気調和機は検知領域が互い
に重なり合うように配置された２個の赤外線センサ１お
よび２を有する。赤外線センサ１のみが人体が輻射する
赤外線を検知した場合には、人が位置検出領域３に存在
すると判定し、赤外線センサ２のみが人体が輻射する赤
外線を検知した場合には、人が位置検出領域５に存在す
ると判定する。赤外線センサ１と赤外線センサ２とが同
時に人体を検知した場合には、人体が位置検出領域４に
存在すると判定する。また、赤外線センサ１および２の
出力値が人体までの距離に応じて変化することを利用し
て、人が空気調和機から一定距離の範囲内に進入したか
否かを判定する。

【００１３】このように、特開平５−１８７６８２号公
報に開示されている空気調和機では、人体の存在領域と
空気調和機から人体までの距離とを検知することによ
り、設定温度、風向、および風速の制御を行なってい
る。

【００１４】また、特開平５−２３１６９５号公報に開
示されている対人追従スポット空調装置は、超音波セン
サにより人体の存在と人体までの距離とを検知すること
により、空気吹き出し口の方向の回動制御を行なってい
る。

【００１５】この対人追従スポット空調装置には、左右
一対の超音波センサが前方に向けて支持されている。超
音波センサは超音波振動子とホーンとにより構成されて
おり、超音波振動子からパルス状の超音波が前方に向け
て出力されるとともに、障害物（被検出体）にあたって
反射した超音波がホーンにて受信される。２つの超音波
センサの検知領域は、互いに重なった検知領域を有し、
一方の超音波センサのみが人体を検知する場合または両
方の超音波センサが人体を検知する場合など、どの超音
波センサが人体を検知するかにより、人体の存在する方
向を検出している。また、超音波の発信から受信までの
時間計測により、追従スポット空調装置から人体までの
距離を検出している。

【００１６】さらに、特開平４−１３０３６号公報に開
示されている空気調和装置は、人の存在しない時点で撮
影された画像と現在の画像との画像差をとることによ
り、人体の存在する範囲を検出し、風向きを制御するも
のである。

【００１７】この空気調和装置は、室内の景観を撮影す
る撮影手段を有し、撮影手段の出力信号は２値化回路に
より２値化され画像メモリに記憶される。画像メモリに
は、あらかじめ人体が存在しないときに撮影された背景
画像と、所定の時間間隔で取込まれる現在の画像との２
画面が記憶される。これらの画像間の画像差が大きい領
域が存在すれば、その方向に人体が存在すると判断され
る。

【００１８】さらにまた、特開平５−１１８９１６号公
報に開示されている人体検知装置は、背景画像と現在の
画像との差分画像および赤外線センサの出力を用いて、
人体検知を行なう。

【００１９】この人体検知装置は、画像入力手段より得
られた信号より背景となる画像および現在の画像を得
て、２つの画像間で差分演算を行ない、差分画像を所定
のしきい値で２値化することにより、移動体を抽出す
る。抽出された移動体の存在領域の温度を赤外線センサ
により検出し、人体の抽出を行なう。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平５−１
８７６８２号公報に開示されている空気調和機では、赤
外線センサは人体から放射される赤外線エネルギーと、
部屋の壁、窓および家具など人体の背景から放射される
赤外線エネルギーとの差により人体の存在領域の検知を
行なっている。このため、夏の暑いときなど人の体温と
室温との差が小さい場合には検出精度が悪くなるという
問題がある。また、赤外線センサは移動している熱源に
しか反応しないという性質を有する。このため、たとえ
ば椅子に座って微動している人体の検出が困難であり、
逆に、動きまわっている猫などの小動物に反応してしま
う。

【００２１】よって、赤外線センサが反応した場合には
人または小動物がいる可能性が高いが、赤外線センサが
反応しない場合には人が不在であるか否かの判定ができ
ないという課題がある。

【００２２】特開平５−２３１６９５号公報に開示され
ている対人追従スポット空調装置では、超音波センサは
障害物（被検出体）から反射して戻ってくる超音波を検
出するという性質上、人と人以外の物体とは同じ反応を
示す。このため、これらの区別を行なうことが困難であ
る。また、椅子に座っている人のように人の周りに他の
障害物があったり、人と超音波センサとの間に他の障害
物があったりすると、人と他の障害物とを混同して検出
してしまう。このため、人が存在するか否かを判断する
のがさらに困難になる。よって、人と物との区別をつけ
ることができなかった。

【００２３】特開平４−１３０３６号公報に開示されて
いる空気調和装置では、基準画像作成後、日照量の変
化、直射日光の差込み、または室内照明のオン／オフな
どにより部屋の明るさが変った場合や、椅子などの家具
または室内の物を移動させた場合には、人体が存在しな
い領域においても、基準画像との間に画像差が生じる。
このため誤検出を生じる。

【００２４】この問題点を解決する方法として、部屋の
明るさなどの環境変化が生じた時点において、その基準
画像を取り直すことにより対処する方法が考えられる。
しかし、環境変化を検知すること自体が困難であり、自
動化を行なうことができない。一方、このような判断お
よび作業を、一般家庭で空気調和装置を使っている人に
要求するのは困難であり、非現実的である。

【００２５】また、テレビ画面のように物体そのものは
移動しないが明るさが変動している物体、または回動す
る扇風機など実際に動きのある物体が部屋の中に存在す
る場合に、基準画像との画像差をとると、その部分が検
出され、人として抽出されたのか否かの判断が困難であ
る。

【００２６】上記従来例に比較して、特開平５−１１８
９１６号公報に開示されている人体検知装置では、背景
画像と現在の画像との差分画像により抽出された部分に
対して、さらに赤外線センサの出力有無により人体認識
を行なっている。このため、テレビのようにそれ自体は
移動しないが視覚的に動きがある物体や、回動する扇風
機など実際に動きのある物体と人とを区別することがで
きるという長所を有する。

【００２７】しかし、椅子に座って微動している人の場
合、背景画像と現在の画像との差がほとんどないため、
差分画像より人体を抽出することが困難である。

【００２８】また、この人体検知装置は、背景画像と現
在の画像との差分画像より人体を抽出する機構と、赤外
線センサで人か否かを抽出する機構とを有する。このた
め、どちらか一方の機構のみで構成された人体検知装置
よりもサイズが大きくなり、コストが高くなるという課
題がある。

【００２９】さらに、赤外線センサを背景画像と現在の
画像との差分画像で抽出した部分に向けるため、モータ
等により赤外線センサを回動駆動させなければならな
い。このような機構を取付けることにより、人体検知装
置のサイズが大きくなり、コストが高くなるという課題
がある。

【００３０】さらにまた、赤外線センサにより温度を検
出するためには、一般的にチョッパーと呼ばれる赤外線
を断続するための機構が必要となる。このチョッパーを
駆動するためにはモータ等が必要となり、人体検知装置
のサイズが大きくなり、コストが高くなるという課題が
ある。

【００３１】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、動きの激しい物体を人間と
して誤検出することのない人体検知装置を提供すること
である。

【００３２】他の目的は、静止している人間を正確に検
出することができる人体検知装置を提供することであ
る。

【００３３】さらに他の目的は、人体を正確に検知でき
る人体検知装置を用いて最適な空気調和を行なうことが
できる空気調和機を提供することである。

【００３４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る人体検知装置は、画像を撮像するための撮像手段
と、撮像手段に接続され、撮像手段より得られる画像を
記憶するための基準画像記憶手段と、撮像手段および基
準画像記憶手段に接続され、撮像手段より得られる画像
と、基準画像記憶手段に保持された画像との間で差分を
行ない差分画像を作成するための差分演算手段と、差分
演算手段に接続され、差分画像を２値化して、２値画像
を作成するための２値化手段と、２値化手段に接続さ
れ、所定枚数の２値画像を累積加算して加算画像を作成
するための加算演算手段と、加算演算手段に接続され、
加算画像を２値化してマスク画像を生成するためのマス
ク画像生成手段と、２値化手段およびマスク画像生成手
段に接続され、２値画像とマスク画像との間でマスク演
算を行なうためのマスク演算手段と、マスク演算手段に
接続され、マスク演算手段より得られた画像に基づい
て、人体の存在有無および人体の存在位置を認識するた
めの人体認識手段とを含む。

【００３５】請求項１に記載の発明によると、撮像手段
より得られる画像と基準画像記憶手段に保持された画像
との差分画像を２値化し、その結果を累積加算する。こ
れにより、画像の中からテレビ画面等の人体以外の動き
の激しい画像部分のみを抽出することができる。そのよ
うにして得られる画像をマスク画像とする。一方、基準
画像記憶手段に保持された画像と撮像手段より得られる
画像との間で差分が行われ、差分画像が得られる。差分
画像が２値化され、２値画像が得られる。２値画像とマ
スク画像との間でマスク演算することにより、動きの激
しい部分を除いた領域で人体の領域が検出される。この
ため、人体の存在有無およびその存在位置を正確に検出
することができる。

【００３６】請求項２に記載の発明に係る人体検知装置
は、画像を撮像するための撮像手段と、撮像手段に接続
され、撮像手段より得られる画像を記憶するための基準
画像記憶手段と、撮像手段および基準画像記憶手段に接
続され、撮像手段より得られる画像と、基準画像記憶手
段に保持された画像との間で差分を行ない差分画像を作
成するための差分演算手段と、差分演算手段に接続さ
れ、差分画像を２値化して、２値画像を作成するための
２値化手段と、２値化手段に接続され、所定枚数の２値
画像を累積加算して加算画像を作成するための加算演算
手段と、加算演算手段に接続され、加算画像を２値化し
てマスク画像を生成するためのマスク画像生成手段と、
加算演算手段およびマスク画像生成手段に接続され、加
算画像とマスク画像との間でマスク演算を行なうための
マスク演算手段と、マスク演算手段に接続され、マスク
演算手段より得られた画像に基づいて、人体の存在有無
および人体の存在位置を認識するための人体認識手段と
を含む。

【００３７】請求項２に記載の発明によると、加算画像
を用いてマスク画像が作成される。このため、テレビ画
面等の人体以外の動きの激しい領域を除いた領域で人体
の検知を行なうことができる。また、マスク演算手段で
は、加算画像に基づいて人体の検出が行われる。このた
め、人のわずかな動きをも検出することができる。した
がって、静止している人が部屋の中に存在する場合であ
っても、その人の存在有無および存在位置を正確に検出
することができる。

【００３８】請求項３に記載の発明に係る人体検知装置
は、画像を撮像するための撮像手段と、撮像手段に接続
され、撮像手段より得られる画像を記憶するための基準
画像記憶手段と、撮像手段および基準画像記憶手段に接
続され、撮像手段より得られる画像と、基準画像記憶手
段に保持された画像との間で差分を行ない差分画像を作
成するための差分演算手段と、差分演算手段に接続さ
れ、差分画像を２値化して、２値画像を作成するための
２値化手段と、２値化手段に接続され、所定枚数の２値
画像を累積加算して加算画像を作成するための加算演算
手段と、加算演算手段に接続され、加算画像を第１およ
び第２のしきい値で２値化し、２値化後の２枚の画像間
で差分演算を行なうためのマスク画像生成手段と、マス
ク画像生成手段に接続され、マスク画像生成手段より得
られた画像に基づいて、人体の存在有無および人体の存
在位置を認識するための人体認識手段とを含む。

【００３９】請求項３に記載の発明によると、加算画像
が第１および第２のしきい値で２値化され、２値化後の
２枚の画像間で差分画像を行なうことにより人体の検知
が行われる。加算画像を用いているため、人のわずかな
動きをも検出することができる。また、第１および第２
のしきい値を適切に決めてやることにより、２値化後の
２枚の画像間で差分演算を行なうと、テレビ画面などの
動きの激しい部分を消去し、微動している人間のみを検
出することができる。したがって、静止している人が部
屋の中に存在する場合であっても、その人の存在有無お
よび存在位置を正確に検出することができる。

【００４０】請求項４に記載の発明に係る空気調和機
は、請求項１、２または３に記載の人体検知装置と、室
内の空気調節を行なうための空気調和手段と、人体検知
装置の人体認識手段に接続され、人体の存在有無および
人体の存在位置に応じて、空気調和手段を制御するため
の制御手段とを含む。

【００４１】請求項４に記載の発明によると、請求項
１、２または３に記載の人体検知装置より得られた正確
な人体の有無に関する情報および人体の存在位置に基づ
いて、空気調和手段の制御が行なわれる。このため、最
適な空気調和を行なうことができる空気調和機を提供す
ることができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］以下、図面を
参照しつつ、本発明における実施の形態の１つである空
気調和機について説明する。なお、以下の説明では、同
一の部品には同一の参照符号を付す。それらの名称およ
び機能も同一であるので、説明の繰返しは適宜省略す
る。

【００４３】図１を参照して、第１の実施形態に係る空
気調和機は、室内の様子を撮像するための撮像部１０１
と、撮像部１０１に接続され、撮像部１０１によって得
られる画像を基準画像として一時記憶するための基準画
像記憶部１０３と、撮像部１０１および基準画像記憶部
１０３に接続され、撮像部１０１より得られる画像と、
基準画像記憶部１０３に記憶された画像との対応する画
素間で差分をとるための差分演算部１０２と、差分演算
部１０２に接続され、差分演算部１０２より得られる画
像を２値化するための２値化部１０４と、２値化部１０
４および後述の加算画像記憶部１０６に接続され、２値
化部１０４より出力された２値画像と、加算画像記憶部
１０６に一時記憶されている加算画像との間の対応する
画素間で加算演算を行なう加算演算部１０５と、加算演
算部１０５により得られる加算画像を一時記憶するため
の加算画像記憶部１０６と、加算演算部１０５に接続さ
れ、加算演算部１０５より出力された加算画像を２値化
してマスク画像を生成するためのマスク画像生成部１０
７と、２値化部１０４およびマスク画像生成部１０７に
接続され、マスク画像を用いて２値画像のマスク演算を
行なうためのマスク演算部１０８と、マスク演算部１０
８に接続され、マスク演算部１０８より得られる画像よ
り人体の存在有無と人体の存在位置とを認識するための
人体認識部１０９と、人体認識部１０９の出力に接続さ
れ、人の存在位置情報から空気調和部（図示せず）の稼
動／非稼動、温度、風向、風速を制御するための制御部
１１０と、各部の処理を制御するための処理制御部（図
示せず）とを含む。

【００４４】撮像部１０１は、室内の画像を撮影するた
めに空気調和機の一部に組込まれている。撮像部１０１
は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）カメラのように
アナログの映像信号を出力するものであっても良いし、
デジタルの映像信号を出力するものであっても良い。撮
像部１０１の出力がアナログの映像信号であるならば、
空気調和機は、この映像信号を量子化およびサンプリン
グによりＡ／Ｄ変換し、デジタルの映像信号を生成する
ためのＡ／Ｄ変換器（図示せず）をさらに含むものとす
る。デジタルの映像信号より得られるデジタル画像は、
図２に示すように、画像を構成する各画素が２次元の座
標空間にマッピングされており、それぞれの画素が濃淡
を表わすための階調を有する。図２では、ｘ軸方向およ
びｙ軸方向の画素数を各々５１２画素としているが、こ
れに限られるものではなく、それ以外の画素数であって
も良い。

【００４５】図３を参照して、空気調和機の各部は以下
のように動作する。撮像部１０１により室内の様子が撮
像される（Ｓ２０１）。撮像部１０１より出力されるｉ
番目のフレームの画像をＡ_i （ｉ＝１，２，…）とし、
画像Ａ_i の座標（ｘ，ｙ）の画素値をａ_i （ｘ，ｙ）と
する。

【００４６】基準画像記憶部１０３に記憶されている基
準画像Ａ_i が差分演算部１０２に取込まれ、その後、Ｓ
２０１で撮像された画像Ａ_i+1 が基準画像Ａ_i として、
基準画像記憶部１０３に記憶される（Ｓ２０２）。差分
演算部１０２は、Ｓ２０１で撮像手段により撮像された
画像Ａ_i+1 と、Ｓ２０２で基準画像記憶部１０３より取
込んだ基準画像Ａ_i との差分を行ない、差分画像Ｂ_i を
作成する（Ｓ２０３）。すなわち、差分画像Ｂ_i の座標
（ｘ，ｙ）の画素値をｂ_i （ｘ，ｙ）とした場合には、
ｂ_i （ｘ，ｙ）は以下の式（１）で表わされる。

【００４７】 ｂ_i （ｘ，ｙ）＝｜ａ_i+1 （ｘ，ｙ）−ａ_i （ｘ，ｙ）｜ （１） ２値化部１０４は、所定のしきい値で差分画像を２値化
し、２値画像Ｃ_i を作成する（Ｓ２０４）。これによ
り、フレーム間で動きの大きい領域が抽出される。２値
画像Ｃ_iの座標（ｘ，ｙ）の画素値をｃ_i （ｘ，ｙ）と
し、しきい値をＬ１とすると、画素値ｃ_i （ｘ，ｙ）
は、以下の式（２）で表わされる。

【００４８】

【数１】

【００４９】たとえば、図４に示す画像Ａ_i と図５に示
す画像Ａ_i+1 との間で差分画像Ｂ_iを求め、差分画像Ｂ
_i より２値画像Ｃ_i を求めると、Ｃ_i は図６のようにな
る。すなわち、移動した人間の手の部分とテレビ画面の
部分とが検出されている。

【００５０】マスク演算部１０８は、Ｓ２０４で得られ
た２値画像Ｃ_i と、後述のＳ２１０の処理により得られ
るマスク画像Ｅとの間でマスク演算を行ない、人体以外
の部分がマスクされた画像Ｆ_i を得る（Ｓ２０５）。マ
スク画像Ｅの座標（ｘ，ｙ）の画素値をｅ（ｘ，ｙ）と
し、画像Ｆ_i の座標（ｘ，ｙ）の画素値をｆ_i （ｘ，
ｙ）とすると、ｆ_i （ｘ，ｙ）は以下の式（３）で表わ
される。ただし、ｅ（ｘ，ｙ）は、０または１の値であ
る。

【００５１】 ｆ_i （ｘ，ｙ）＝ｃ_i （ｘ，ｙ）−ｅ（ｘ，ｙ） （３） 図７に示すマスク画像Ｅと図６に示す２値画像Ｃ_i との
間で式（３）に基づいた演算を行なうと、図８に示すよ
うな画像Ｆ_i が得られる。画像Ｆ_i では、人間の手の部
分のみが検出され、テレビ画面の部分は検出されていな
いことがわかる。

【００５２】人体認識部１０９は、Ｓ２０５で得られた
画像Ｆ_i より人が存在しているか否かを判断し、人が存
在している場合にはその位置を判断する（Ｓ２０６）。
すなわち、画像Ｆ_i より、ｆ_i （ｘ，ｙ）＝１となる領
域の面積を求め、面積値が所定の値よりも大きければ人
が存在すると判断する。また、人が存在すると判断され
た場合には、人体として抽出された領域の中心座標を求
め、その中心座標を人の存在位置とする。

【００５３】制御部２０７は、人の存在有無に関する情
報および人の存在位置にしたがって、空気調和部の制御
方法を定め、所望の制御を行なう（Ｓ２０７）。具体的
には、室内に人が存在しないと判断された場合には、空
気調和機の運転を停止したり、温度設定、風量等を変更
したりする。すなわち、夏場の冷房運転時には温度設定
を室温より少し高めに変更し、冬場の暖房運転時には温
度設定を室温より少し低めに変更することにより、無駄
なエネルギーの消費を抑えるような制御を行なう。人が
存在すると判断された場合には、人のいる方向または人
のいない方向に風向が向けられ、かつ風量が制御され
る。

【００５４】加算演算部１０５は、Ｓ２０４の処理で得
られた２値画像Ｃ_i を累積加算して加算画像Ｄ_i を生成
する。すなわち、加算演算部１０５は、Ｓ２０４の処理
で得られた２値画像Ｃ_i と加算画像記憶部１０６に記憶
されている加算画像Ｄ_i-1 との対応する画素間で加算処
理を行ない、新たな加算画像Ｄ_i を作成し、その加算画
像Ｄ_i を加算画像記憶部１０６に記憶する（Ｓ２０
８）。加算画像Ｄ_i-1 およびＤ_i の座標（ｘ，ｙ）のそ
れぞれの画素値をｄ_i-1 （ｘ，ｙ）およびｄ_i （ｘ，
ｙ）とすると、ｄ_i （ｘ，ｙ）は以下の式（４）で表わ
される。

【００５５】 ｄ_i （ｘ，ｙ）＝ｄ_i-1 （ｘ，ｙ）＋ｃ_i （ｘ，ｙ） （４） 処理制御部（図示せず）は、Ｓ２０１からＳ２０８まで
の一連の処理を所定回数行なったか否かを判定する（Ｓ
２０９）。これらの処理を所定回数行なっていなければ
（Ｓ２０９でＮＯ）、Ｓ２０１以降の処理を再度繰返
す。これらの処理を所定回数行なっていれば（Ｓ２０９
でＹＥＳ）、マスク画像生成部１０７は、加算画像記憶
部１０６に記憶されている加算画像Ｄ_i を所定のしきい
値で２値化することによりマスク画像Ｅを作成する（Ｓ
２１０）。その後、Ｓ２０１に戻る。これにより、画像
変化の生じる頻度が高い部分、たとえばテレビ画面のよ
うに物体そのものは移動しないが明るさが変動するもの
や、または回動する扇風機などが、マスク領域として抽
出される。Ｓ２０９の処理で判定される所定回数をｎと
すると、ｄ_n （ｘ，ｙ）は以下の式（５）で表わすこと
ができる。Ｓ２１０での２値化しきい値をＬ２とする
と、ｅ（ｘ，ｙ）は、以下の式（６）で表わされる。

【００５６】

【数２】

【００５７】式（６）に従い、求められたマスク画像Ｅ
の例を図７に示す。テレビの画面部分がマスク領域とし
て抽出されていることがわかる。

【００５８】以上説明したように、本実施形態に係る空
気調和機では、現在の画像と基準画像との差分画像を２
値化するという操作を複数回行い、その結果を累積加算
していく。この事により、動き画像の中からテレビ画面
等の人体以外の動きの激しい画像部分のみを抽出するこ
とが可能となり、その画像部分をマスク領域として、そ
の領域を人体の検出対象から外すことにより、人体の存
在有無およびその存在位置を正確に検出することが可能
となる。

【００５９】また、日照量の変化等により部屋の明るさ
が徐々に変化しても、基準画像を常に更新しているた
め、基準画像と現在の画像との差分画像に明るさのずれ
がなく、位置のみがずれている物体を効果的に検出する
ことができる。 ［第２の実施形態］図９を参照して、第２の実施形態に
係る空気調和機は、図１を参照して説明した第１の実施
形態に係る空気調和機の構成において、マスク演算部１
０８の代わりにマスク演算部１１８を用いたものであ
る。その他の構成部品は同一である。このため、それら
の説明は繰返さない。

【００６０】マスク演算部１１８は加算演算部１０５お
よびマスク画像生成部１０７に接続され、加算演算部１
０５より得られる加算画像をマスク画像生成部より得ら
れるマスク画像でマスクするためのものである。

【００６１】図１０を参照して、空気調和機の各部は以
下のように動作する。Ｓ２１１〜Ｓ２１４までの処理
は、図３のＳ２０１〜Ｓ２０４までの処理と同様であ
る。そのため、これらの説明は繰返さない。Ｓ２１５の
処理は、図３のＳ２０８の処理と同様である。そのた
め、その説明は繰返さない。

【００６２】処理制御部（図示せず）は、Ｓ２１１から
Ｓ２１５までの一連の処理を所定回数行なったか否かを
判定する（Ｓ２１６）。これらの処理を所定回数行なっ
ていなければ（Ｓ２１６でＮＯ）、Ｓ２１１以降の処理
を再度繰返す。これらの処理を所定回数行なっていれば
（Ｓ２１６でＹＥＳ）、マスク画像生成部１０７は、加
算演算部１０５の出力を受け、マスク画像を生成する
（Ｓ２１７）。Ｓ２１７の処理は、図３のＳ２１０の処
理と同様である。このため、説明は繰返さない。

【００６３】マスク画像を生成した後、マスク演算部１
１８は、加算演算部１０５より出力された加算画像とマ
スク画像との間でマスク演算を行なう（Ｓ２１８）。加
算画像の座標（ｘ，ｙ）の画素値をｄ_i （ｘ，ｙ）と
し、マスク画像の座標（ｘ，ｙ）の画素値をｅ（ｘ，
ｙ）とし、マスク演算の結果得られる画像の画素値をｇ
_i（ｘ，ｙ）とすると、画素値ｇ_i （ｘ，ｙ）は、以下
の式（７）で表わされる。

【００６４】 ｇ_i （ｘ，ｙ）＝ｄ_i （ｘ，ｙ）−ｅ（ｘ，ｙ） （７） Ｓ２１８の処理の結果得られた画像より人が存在してい
るか否かを判断し、人が存在している場合にはその位置
を判断する（Ｓ２１９）。その後、Ｓ２１９の処理結果
に従い、空気調和部（図示せず）の制御が行なわれる
（Ｓ２２０）。Ｓ２１９およびＳ２２０の処理は、図３
のＳ２０６およびＳ２０７の処理と同様である。そのた
め、説明は繰返さない。

【００６５】たとえば、図１１に示す人とテレビとが映
った画像が基準画像記憶部１０３にあらかじめ記憶され
ているものとし、図１２に示す画像が、撮像部１０１よ
り得られるとする。図１２に示す画像は、図１１の画像
の直後に撮像された画像であり、人の体全体が微動し、
テレビの画面が変化している。

【００６６】Ｓ２１３およびＳ２１４の処理により、図
１１に示す画像と図１２に示す画像との差分画像が求め
られ、差分画像が２値化される。図１３に２値画像の例
を示す。人の微動した部分とテレビ画面のうち変化した
部分とが検出されている。図１３に示すような２値画像
を累積加算して求めた加算画像の例を図１４に示す。図
１４では、人体とテレビ画面とが抽出されている。通
常、人間は静止している状態であってもわずかに微動し
ている。このため、２値画像を累積加算することによ
り、人が微動している部分をある程度の大きな面積で抽
出することが可能である。

【００６７】図１５は、Ｓ２１７の処理で図１４の画像
を２値化することにより生成されたマスク画像である。
人の微動している部分の一部と、テレビ画面とが抽出さ
れている。

【００６８】図１６は、図１４に示す加算画像と図１５
に示すマスク画像との間でマスク演算を行ない得られた
画像（Ｓ２１８の処理で得られた画像）である。この画
像では、人の微動している部分の一部のみが抽出されて
いる。

【００６９】以上説明したように、本実施形態に係る空
気調和機では、基準画像と現在の画像との差分画像の２
値画像を累積していくことにより、人のわずかな動きも
検出することができる。したがって、静止している人が
部屋の中に存在する場合であっても、その人の存在位置
を正確に検出することができる。

【００７０】また、照明のオン／オフや日光の差込み等
により部屋の明るさが急激に変化し、基準画像と現在の
画像との間に明るさの差が生じた場合であっても、差分
画像を累積していくことによりその影響が緩和される。
このため、誤検出を防止することができる。 ［第３の実施形態］図１７を参照して、第３の実施形態
に係る空気調和機は、図１を参照して説明した第１の実
施形態に係る空気調和機の構成において、マスク画像生
成部１０７およびマスク演算部１０８を削除し、新たに
マスク画像生成部１１１を設けたものである。マスク画
像生成部１１１は、加算演算部１０５の出力に接続され
ており、人体認識部１０９は、マスク画像生成部１１１
の出力に接続されている。マスク画像生成部１１１は、
加算演算部１０５より出力された加算画像を２つのしき
い値で２値化し、得られた２枚の画像間で差分演算を行
なうものである。その他の構成部品は第１の実施形態と
同様である。このため、それらの説明は繰返さない。

【００７１】図１８を参照して、第３の実施形態に係る
空気調和機は、以下のように動作する。Ｓ２２１からＳ
２２６までの処理は、図１０のＳ２１１からＳ２１６ま
での処理と同様である。このため、これらの説明は繰返
さない。マスク画像生成部１１１は、加算演算部１０５
より出力される加算画像を第１および第２のしきい値で
２値化し、２枚の２値画像を得る。第１のしきい値は、
第２のしきい値よりも小さいものとする。２枚の２値画
像間で差分をとることにより、人間の領域のみを抽出し
た画像を得る（Ｓ２２７）。

【００７２】Ｓ２２７で得られた画像より人が存在して
いるか否かを判断し、人が存在している場合にはその位
置を判断する（Ｓ２２８）。その後、Ｓ２２８の処理結
果に従い、空気調和部の制御が行なわれる（Ｓ２２
９）。Ｓ２２８およびＳ２２９の処理は、図３のＳ２０
６およびＳ２０７の処理と同様である。そのため、説明
は繰返さない。

【００７３】たとえば、Ｓ２２７の処理において、図１
４に示すような加算画像を第１および第２のしきい値で
２値化した結果得られる画像は、それぞれ図１９および
図２０のようになる。第１のしきい値のほうが第２のし
きい値よりも小さいため、図１９のほうが、人間の輪郭
部分の面積が大きい。それに対して、テレビ画面の部分
は、明るさの変化が激しく、加算画像の濃度値が大きな
値を示す。このため、第２のしきい値で２値化した場合
であっても、テレビ画面の部分は完全な状態で抽出され
る。図１９に示される画像と図２０に示される画像との
間で差分演算を行なうと、図２１に示されるような画像
が得られ、確実に人体のみを抽出することができてい
る。

【００７４】以上説明したように、本実施形態に係る空
気調和機では、基準画像と現在の画像との差分画像の２
値画像を累積していくことにより、人のわずかな動きも
検出することができる。したがって、静止している人が
部屋の中に存在する場合であっても、その人の存在位置
を正確に検出することができる。

【００７５】また、照明のオン／オフや日光の差込み等
により部屋の明るさが急激に変化し、基準画像と現在の
画像との間に明るさの差が生じた場合であっても、差分
画像を累積していくことによりその影響が緩和される。
このため、誤検出を防止することができる。

【００７６】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る空気調和機の構成を示す
ブロック図である。

【図２】撮像部１０１より出力されるデジタル画像を説
明する図である。

【図３】第１の実施形態に係る空気調和機の動作を説明
するフローチャートである。

【図４】基準画像記憶部１０３に記憶された基準画像の
一例を示す図である。

【図５】撮像部１０１より出力される画像の一例を示す
図である。

【図６】２値化部１０４より出力される２値画像の一例
を示す図である。

【図７】マスク画像生成部１０７より出力されるマスク
画像の一例を示す図である。

【図８】マスク演算部１０８より出力される画像の一例
を示す図である。

【図９】第２の実施形態に係る空気調和機の構成を示す
ブロック図である。

【図１０】第２の実施形態に係る空気調和機の動作を説
明するフローチャートである。

【図１１】基準画像記憶部１０３に記憶された基準画像
の一例を示す図である。

【図１２】撮像部１０１より出力される画像の一例を示
す図である。

【図１３】２値化部１０４より出力される２値画像の一
例を示す図である。

【図１４】加算演算部１０５より出力される加算画像の
一例を示す図である。

【図１５】マスク画像生成部１０７より出力されるマス
ク画像の一例を示す図である。

【図１６】マスク演算部１１８より出力される画像の一
例を示す図である。

【図１７】第３の実施形態に係る空気調和機の構成を示
すブロック図である。

【図１８】第３の実施形態に係る空気調和機の動作を説
明するフローチャートである。

【図１９】加算演算部１０５より出力される加算画像を
第１のしきい値で２値化した結果得られる画像の一例を
示す図である。

【図２０】加算演算部１０５より出力される加算画像を
第２のしきい値で２値化した結果得られる画像の一例を
示す図である。

【図２１】図１９で示される画像と図２０で示される画
像との間で差分演算を行なった結果得られる画像の一例
を示す図である。

【図２２】特開平５−１８７６８２号公報に開示されい
る空気調和機に設けられている赤外線センサの配置を説
明する図である。

【符号の説明】

１０１ 撮影部 １０２ 差分演算部 １０３ 基準画像記憶部 １０４ ２値化部 １０５ 加算演算部 １０６ 加算画像記憶部 １０７ マスク画像生成部 １０８ マスク演算部 １０９ 人体認識部 １１０ 制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を撮像するための撮像手段と、 前記撮像手段に接続され、前記撮像手段より得られる画
   像を記憶するための基準画像記憶手段と、 前記撮像手段および前記基準画像記憶手段に接続され、
   前記撮像手段より得られる画像と、前記基準画像記憶手
   段に保持された画像との間で差分を行ない差分画像を作
   成するための差分演算手段と、 前記差分演算手段に接続され、前記差分画像を２値化し
   て、２値画像を作成するための２値化手段と、 前記２値化手段に接続され、所定枚数の２値画像を累積
   加算して加算画像を作成するための加算演算手段と、 前記加算演算手段に接続され、前記加算画像を２値化し
   てマスク画像を生成するためのマスク画像生成手段と、 前記２値化手段および前記マスク画像生成手段に接続さ
   れ、前記２値画像と前記マスク画像との間でマスク演算
   を行なうためのマスク演算手段と、 前記マスク演算手段に接続され、前記マスク演算手段よ
   り得られた画像に基づいて、人体の存在有無および人体
   の存在位置を認識するための人体認識手段とを含む、人
   体検知装置。
2. 【請求項２】 画像を撮像するための撮像手段と、 前記撮像手段に接続され、前記撮像手段より得られる画
   像を記憶するための基準画像記憶手段と、 前記撮像手段および前記基準画像記憶手段に接続され、
   前記撮像手段より得られる画像と、前記基準画像記憶手
   段に保持された画像との間で差分を行ない差分画像を作
   成するための差分演算手段と、 前記差分演算手段に接続され、前記差分画像を２値化し
   て、２値画像を作成するための２値化手段と、 前記２値化手段に接続され、所定枚数の２値画像を累積
   加算して加算画像を作成するための加算演算手段と、 前記加算演算手段に接続され、前記加算画像を２値化し
   てマスク画像を生成するためのマスク画像生成手段と、 前記加算演算手段および前記マスク画像生成手段に接続
   され、前記加算画像と前記マスク画像との間でマスク演
   算を行なうためのマスク演算手段と、 前記マスク演算手段に接続され、前記マスク演算手段よ
   り得られた画像に基づいて、人体の存在有無および人体
   の存在位置を認識するための人体認識手段とを含む、人
   体検知装置。
3. 【請求項３】 画像を撮像するための撮像手段と、 前記撮像手段に接続され、前記撮像手段より得られる画
   像を記憶するための基準画像記憶手段と、 前記撮像手段および前記基準画像記憶手段に接続され、
   前記撮像手段より得られる画像と、前記基準画像記憶手
   段に保持された画像との間で差分を行ない差分画像を作
   成するための差分演算手段と、 前記差分演算手段に接続され、前記差分画像を２値化し
   て、２値画像を作成するための２値化手段と、 前記２値化手段に接続され、所定枚数の２値画像を累積
   加算して加算画像を作成するための加算演算手段と、 前記加算演算手段に接続され、前記加算画像を第１およ
   び第２のしきい値で２値化し、２値化後の２枚の画像間
   で差分演算を行なうためのマスク画像生成手段と、 前記マスク画像生成手段に接続され、前記マスク画像生
   成手段より得られた画像に基づいて、人体の存在有無お
   よび人体の存在位置を認識するための人体認識手段とを
   含む、人体検知装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３に記載の人体検知
   装置と、 室内の空気調節を行なうための空気調和手段と、 前記人体検知装置の前記人体認識手段に接続され、人体
   の存在有無および人体の存在位置に応じて、前記空気調
   和手段を制御するための制御手段とを含む、空気調和
   機。