(57)【要約】  空気調和機は、空調空間の空調を行う空調機本体と、空調機本体に設けられ、赤外線を走査して空調空間の温度を検出する赤外線センサと、赤外線センサを制御する制御部と、を備え、制御部は、赤外線センサによって検出された空調空間の温度から、空調空間の第１の温度分布画像を生成する第１の画像生成手段と、第１の画像生成手段によって生成された第１の温度分布画像において、第１の閾値温度を超える画素を抽出する第１の抽出手段と、赤外線センサによって検出された空調空間の温度から、第１の抽出手段において抽出された画素を含む領域の画像であり第１の温度分布画像よりも解像度が高い第２の温度分布画像を生成する第２の画像生成手段と、第２の画像生成手段によって生成された第２の温度分布画像において、第２の閾値温度を超える画素群からなる領域を人体領域として抽出する第２の抽出手段と、第２の抽出手段によって抽出された人体領域の温度に基づいて、空調機本体の動作を制御する空調制御手段と、を有する。
2017029762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調空間の空調を行う空調機本体と、
前記空調機本体に設けられ、赤外線を走査して前記空調空間の温度を検出する赤外線センサと、
前記赤外線センサを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記赤外線センサによって検出された前記空調空間の温度から、前記空調空間の第１の温度分布画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記第１の画像生成手段によって生成された第１の温度分布画像において、第１の閾値温度を超える画素を抽出する第１の抽出手段と、
前記赤外線センサによって検出された前記空調空間の温度から、前記第１の抽出手段において抽出された画素を含む領域の画像であり前記第１の温度分布画像よりも解像度が高い第２の温度分布画像を生成する第２の画像生成手段と、
前記第２の画像生成手段によって生成された第２の温度分布画像において、第２の閾値温度を超える画素群からなる領域を人体領域として抽出する第２の抽出手段と、
前記第２の抽出手段によって抽出された人体領域の温度に基づいて、前記空調機本体の動作を制御する空調制御手段と、を有する
空気調和機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記第２の抽出手段によって抽出された人体領域において、第２の閾値温度よりも高い第３の閾値温度を超える複数の隣接する画素群の画素数が閾値画素数を超える場合、前記画素群からなる領域を頭部領域として抽出する頭部抽出手段と、
前記頭部抽出手段によって抽出された頭部領域から前記人体領域の輪郭に位置する画素に沿って走査し、到達した端部の画素群からなる領域を手領域として抽出する手抽出手段と、を更に有し、
前記空調制御手段は、
前記手抽出手段によって抽出された手領域の温度に基づいて、前記空調機本体の動作を制御するものである請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第２の抽出手段によって抽出された人体領域の平均温度を算出する算出手段を更に有し、
前記空調制御手段は、
前記算出手段によって算出された平均温度に基づいて、前記空調機本体の動作を制御するものである請求項１記載の空気調和機。
【請求項４】
前記第１の画像生成手段は、
前記赤外線センサによって測定された画像を低解像度化して前記第１の温度分布画像を生成するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記第２の抽出手段は、
前記第２の温度分布画像を２値化処理することによって、人体領域を抽出するものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調空間の温度を検出する赤外線センサによって人体を検出する空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線センサを備える空気調和機において、赤外線センサで取得した熱画像に対し、人の体温に近い温度を閾値として、その閾値を超えた部分を人体として切り出す技術が知られている。特許文献１には、サーモパイルを走査することによって熱画像を取得する空気調和機が開示されている。特許文献１は、サーモパイルを１回だけ走査したときに得られる熱画像によって、人体を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０２９６７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された空気調和機は、走査回数が１回であるため、人体を正確に検出するためには、走査ステップを細かくして分解能を上げ、解像度を高める必要がある。このため、走査時間が増大し、高解像度化により画素数が増える。従って、制御部の処理能力が過大となる。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、制御部の処理能力を抑えつつ人体を正確に検出する空気調和機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る空気調和機は、空調空間の空調を行う空調機本体と、空調機本体に設けられ、赤外線を走査して空調空間の温度を検出する赤外線センサと、赤外線センサを制御する制御部と、を備え、制御部は、赤外線センサによって検出された空調空間の温度から、空調空間の第１の温度分布画像を生成する第１の画像生成手段と、第１の画像生成手段によって生成された第１の温度分布画像において、第１の閾値温度を超える画素を抽出する第１の抽出手段と、赤外線センサによって検出された空調空間の温度から、第１の抽出手段において抽出された画素を含む領域の画像であり第１の温度分布画像よりも解像度が高い第２の温度分布画像を生成する第２の画像生成手段と、第２の画像生成手段によって生成された第２の温度分布画像において、第２の閾値温度を超える画素群からなる領域を人体領域として抽出する第２の抽出手段と、第２の抽出手段によって抽出された人体領域の温度に基づいて、空調機本体の動作を制御する空調制御手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の温度分布画像が生成された後、第１の閾値温度を超える画素を含む領域の画像であり、第１の温度分布画像よりも解像度が高い第２の温度分布画像が生成される。このように、解像度が高い第２の温度分布画像の生成は、人体領域に相当する領域のみとすることができるため、制御部の処理能力を抑えつつ、人体を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１における赤外線センサ３を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１を示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態１における第１の温度分布画像１１ａを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の形態１における第１の温度分布画像１１ａを示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施の形態１における第１の温度分布画像１１ａを示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態１における第１の温度分布画像１１ａを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における第２の温度分布画像１３ａを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１における第２の温度分布画像１３ａのヒストグラムである。
【図８】本発明の実施の形態１における第２の温度分布画像１３ａの人体領域１４ａを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る空気調和機１００を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における第２の温度分布画像１３ａのヒストグラムである。
【図１２Ａ】本発明の実施の形態２における第２の温度分布画像１３ａを示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施の形態２における第２の温度分布画像１３ａを示す図である。
【図１２Ｃ】本発明の実施の形態２における第２の温度分布画像１３ａを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る空気調和機１００の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る空気調和機２００を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態４における第２の温度分布画像１３ａの人体領域１４ａを示す図である。
【図１６Ａ】本発明の他の実施の形態における第１の温度分布画像１１ａを示す図である。
【図１６Ｂ】本発明の他の実施の形態における第１の温度分布画像１１ａを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明に係る空気調和機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機１を示す模式図である。この図１に基づいて、空気調和機１について説明する。図１に示すように、空気調和機１は、空調空間の空調を行う空調機本体２と、赤外線センサ３と、制御部１０とを備えている。空調機本体２には、送風機（図示せず）と熱交換器（図示せず）とが設けられている。送風機は、空気を空調機本体２の内部に導入し且つ外部に放出するものである。熱交換器は、空調機本体２に取り込まれた空気と冷媒とを熱交換するものである。
【００１０】
図２は、本発明の実施の形態１における赤外線センサ３を示す図である。図３に示すように、赤外線センサ３は、空調機本体２に設けられ、赤外線を走査して空調空間の温度を検出するものである。赤外線センサ３は、例えば垂直方向に並べられたサーモパイル等の熱画像センサであり、所定時間毎に水平方向に走査される。
【００１１】
図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機１を示すブロック図である。制御部１０は、ＣＰＵ等から構成され、赤外線センサ３を制御するものであり、図２に示すように、第１の画像生成手段１１と、第１の抽出手段１２と、第２の画像生成手段１３と、第２の抽出手段１４と、空調制御手段１５とを有している。
【００１２】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の実施の形態１における第１の温度分布画像１１ａを示す図である。第１の画像生成手段１１は、赤外線センサ３によって検出された空調空間の温度から、空調空間の第１の温度分布画像１１ａを生成するものである。図４Ａに示すように、赤外線センサ３によってセンシングされた垂直方向熱画像は、赤外線センサ３が所定時間毎に水平方向に走査されることによって、複数作成される。そして、水平方向の走査が、左右のいずれかで終了された場合、複数の垂直方向熱画像が合成されて、図４Ｂに示すように、第１の温度分布画像１１ａが生成される。なお、第１の画像生成手段１１は、赤外線センサ３によって測定された画像を低解像度化して第１の温度分布画像１１ａを生成するようにしてもよい。
【００１３】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の実施の形態１における第１の温度分布画像１１ａを示す図である。第１の抽出手段１２は、第１の画像生成手段１１によって生成された第１の温度分布画像１１ａにおいて、第１の閾値温度を超える画素を抽出するものである。図５Ａに示すように、第１の画像生成手段１１によって第１の温度分布画像１１ａが生成され、例えば、低温領域と中温領域と高温領域とが存在するものとする。高温領域は、第１の閾値温度を超える画素であり、第１の抽出手段１２は、この高温領域を抽出する。なお、第１の閾値温度は、人の体温に近い温度が設定される。
【００１４】
図６は、本発明の実施の形態１における第２の温度分布画像１３ａを示す図である。第２の画像生成手段１３は、赤外線センサ３によって検出された空調空間の温度から、第１の抽出手段１２において抽出された画素を含む領域の画像であり第１の温度分布画像１１ａよりも解像度が高い第２の温度分布画像１３ａを生成するものである。図５Ｂにおいて第１の閾値温度を超える画素である高温領域が、第１の画像生成手段１１における走査ステップよりも細かい走査ステップで走査される。例えば、水平方向の刻み幅が第１の画像生成手段１１における刻み幅よりも狭く設定される。これにより、図６に示すように、第１の温度分布画像１１ａよりも解像度が高い第２の温度分布画像１３ａが生成される。
【００１５】
前述の如く、第１の画像生成手段１１は、赤外線センサ３によって測定された画像を低解像度化して第１の温度分布画像１１ａを生成するようにしてもよい。この場合、第１の画像生成手段１１は、赤外線センサ３を低解像度で走査し、第２の画像生成手段１３は、赤外線センサ３を高解像度で走査する。また、第２の画像生成手段１３は、第１の閾値温度を超える画素を含む領域を高解像度で取得しつつ、それ以外の領域を低解像度で生成してもよい。
【００１６】
図７は、本発明の実施の形態１における第２の温度分布画像１３ａのヒストグラム、図８は、本発明の実施の形態１における第２の温度分布画像１３ａの人体領域１４ａを示す図である。第２の抽出手段１４は、第２の画像生成手段１３によって生成された第２の温度分布画像１３ａにおいて、第２の閾値温度を超える画素群からなる領域を人体領域１４ａとして抽出する。図７に示すように、温度毎の頻度を示すヒストグラムにおいて、例えば二つのピーク値の間に位置する谷領域の温度（図７の白抜き矢印）が第２の閾値として設定され、その第２の閾値よりも高温領域が、図８に示すように、人体領域１４ａとして抽出される。このように、本実施の形態１は、ヒストグラムが２つのクラスに分割処理されることにより、人体領域１４ａが抽出される。
【００１７】
空調制御手段１５は、第２の抽出手段１４によって抽出された人体領域１４ａの温度に基づいて、空調機本体２の動作を制御するものである。空調制御手段１５は、例えば、空調機本体２の風量、空調機本体２に設けられたルーバーの風向、空調機本体２の運転モード、空調機本体２の設定温度等を制御する。
【００１８】
図９は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機１の動作を示すフローチャートである。次に、本実施の形態１に係る空気調和機１の動作について説明する。図９に示すように、先ず、第１の画像生成手段１１によって、第１の温度分布画像１１ａが生成される（ステップＳＴ１）。次に、第１の抽出手段１２によって、第１の閾値温度を超える画素が抽出される（ステップＳＴ２）。第１の閾値温度を超える画素がない場合（ステップＳＴ２のＮｏ）、ステップＳＴ１に戻る。第１の閾値温度を超える画素が抽出された場合（ステップＳＴ２のＹｅｓ）、第２の画像生成手段１３によって第２の温度分布画像１３ａが生成される（ステップＳＴ３）。その後、第２の抽出手段１４によって、人体領域１４ａが抽出される（ステップＳＴ４）。そして、空調制御手段１５によって、人体領域１４ａの温度に基づいて、空調機本体２の動作が制御される（ステップＳＴ５）。
【００１９】
本実施の形態１によれば、第１の温度分布画像１１ａが生成された後、第１の閾値温度を超える画素を含む領域の画像であり、第１の温度分布画像１１ａよりも解像度が高い第２の温度分布画像１３ａが生成される。このように、解像度が高い第２の温度分布画像１３ａの生成は、人体領域１４ａに相当する領域のみとすることができるため、制御部１０の処理能力を抑えつつ、人体を正確に検出することができる。また、空調制御手段１５は、人体領域１４ａの温度、例えば人体の温冷感に基づいて、空調機本体２の動作を制御するため、使用者の快適性を高めることができる。このように、本実施の形態１は、人体の温冷感を推定することによって、使用者の快適性を向上させている。そして、第２の温度分布画像１３ａは解像度が高いため、手足を含む人体領域１４ａを正確に抽出することができる。
【００２０】
従来、人の体温に近い温度を閾値として、人体領域１４ａを抽出する場合、日照りを受けた壁、テレビ等の高温物体等と人体とを区別するため、画像同士の差分を用いた技術が知られている。また、人体の複数の部位毎に閾値が設定されている技術が知られている。これらの従来技術は、人体と人体以外の背景とを区別するために、人体と背景とを切り分ける閾値が設定される。また、人体の温冷感を推定するためには、手先、足先といった一点の体温ではなく、手、足、体といった人体領域１４ａの全体の温度分布が必要であるが、従来技術では、事前に設定された閾値が用いられるため、人体領域１４ａをシルエットとして正確に検出することができない。
【００２１】
ここで、人の体温は、暑さに弱い体質、寒さに弱い体質、現在の環境、直前の環境等によって変動する。このため、人の体温の変動に応じた閾値を設定することは容易ではない。また、背景の温度は、外気等環境の状態によって変動するため、環境に応じた閾値を設定することも容易ではない。また、人の体温は、不均一な温度分布を有しており、頭部、体幹、手、足等の部分で温度が異なる。手足等の温度は、暑さに弱い体質、寒さに弱い体質、現在の環境、直前の環境等によって顕著に変動し、頭部に比べて温度が低く背景の温度に近づくことが多い。このように、従来技術の場合、人又は環境に応じた閾値の設定が困難のため、手足を含む人体領域１４ａを正確に抽出することが難しい。
【００２２】
また、画像の差分を用いて人体領域１４ａを抽出する場合、人体と人体以外の高温物体とを区別することは可能でも、人体の温度変動及び背景の温度変動に対応していないため、手足を含む人体領域１４ａを正確に抽出することは容易ではない。また、従来技術では、走査回数が１回であるため、人体を正確に検出するためには、走査ステップを細かくして分解能を上げ、解像度を高める必要がある。このため、走査時間が増大し、高解像度化により画素数が増える。従って、制御部の処理能力が過大となる。また、熱画像の画素数が増大するため、ＲＡＭ等の記憶部の容量が増大する。このため、コストがかかる。
【００２３】
これに対し、本実施の形態１は、先ず、第１の温度分布画像１１ａが生成され、その後、人体領域１４ａと推定された領域が、高解像度の第２の温度分布画像１３ａとして生成される。これにより、制御部１０の処理能力を抑え、記憶部の容量を削減することができる。また、空間全体の熱画像には、窓、床、家具等の人体以外の多様な熱源が存在し、これらの温度と人の体温とを区別する必要がある。本実施の形態１は、先ず人体が含まれる可能性が高い領域が抽出され、その領域だけが高解像度の熱画像として生成されるため、手足を含む正確な人体領域１４ａを抽出することができる。
【００２４】
また、従来、熱画像から人体領域１４ａを切り出し、リモコンの設定に従って風向を制御し、人体領域１４ａに対して体感温度を算出して空調負荷を調整する技術が知られている。本実施の形態１は、高解像度の第２の温度分布画像１３ａを生成して人体領域１４ａを抽出するため、手先及び足先等の部位を検出して人体の温冷感を推定することができる。そして、人体の温冷感に基づいて、風向制御、空調負荷調整等が行われる。従って、同一空間内で代謝が異なる複数の人を同時に快適にすることができる。
【００２５】
また、第１の画像生成手段１１は、赤外線センサ３によって測定された画像を低解像度化して第１の温度分布画像１１ａを生成してもよい。これにより、第２の温度分布画像１３ａと同じ解像度となるように走査された画像を間引きして、第１の温度分布画像１１ａを生成することができる。即ち、第１の画像生成手段１１と第２の画像生成手段１３とで、赤外線センサ３の走査ステップ等を共通化することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機１００を示すブロック図である。図１０に示すように、本実施の形態２は、制御部１１０が頭部抽出手段１１５及び手抽出手段１１６を有している点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００２７】
図１１は、本発明の実施の形態２における第２の温度分布画像１３ａのヒストグラムである。頭部抽出手段１１５は、第２の抽出手段１４によって抽出された人体領域１４ａにおいて、第２の閾値温度よりも高い第３の閾値温度を超える複数の隣接する画素群の画素数が閾値画素数を超える場合、画素群からなる領域を頭部領域１１５ａとして抽出するものである。図１１に示すように、温度毎の頻度を示すヒストグラムにおいて、温度が最も高く且つ頻度も高い領域（図１１の囲い部）が、頭部領域１１５ａとして抽出される。
【００２８】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、本発明の実施の形態２における第２の温度分布画像１３ａを示す図である。手抽出手段１１６は、頭部抽出手段１１５によって抽出された頭部領域１１５ａから人体領域１４ａの輪郭に位置する画素に沿って走査し、到達した端部の画素群からなる領域を手領域１１６ａとして抽出するものである。先ず、図１２Ａに示すように、頭部領域１１５ａにおける中心を頭部位置とされる。次に、図１２Ｂに示すように、頭部領域１１５ａの下端において水平方向に延びる画素群が肩ラインとされる。そして、図１２Ｃに示すように、肩ラインの左端部から、輪郭に位置する画素に沿って、下方向、左方向、下方向に走査され、到達した端部が手先とされる。また、肩ラインの右端部から、輪郭に位置する画素に沿って、下方向、右方向に走査され、到達した端部が手先とされる。このように、手抽出手段１１６は、輪郭に位置する画素を屈曲しながら手先を探索する。
【００２９】
空調制御手段１５は、手抽出手段１１６によって抽出された手領域１１６ａの温度に基づいて、空調機本体２の動作を制御するものである。
【００３０】
図１３は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機１００の動作を示すフローチャートである。次に、本実施の形態２に係る空気調和機１００の動作について説明する。図１３に示すように、先ず、第１の画像生成手段１１によって、第１の温度分布画像１１ａが生成される（ステップＳＴ１）。次に、第１の抽出手段１２によって、第１の閾値温度を超える画素が抽出される（ステップＳＴ２）。第１の閾値温度を超える画素がない場合（ステップＳＴ２のＮｏ）、ステップＳＴ１に戻る。第１の閾値温度を超える画素が抽出された場合（ステップＳＴ２のＹｅｓ）、第２の画像生成手段１３によって第２の温度分布画像１３ａが生成される（ステップＳＴ３）。その後、第２の抽出手段１４によって、人体領域１４ａが抽出される（ステップＳＴ４）。
【００３１】
そして、頭部抽出手段１１５によって、頭部領域１１５ａが抽出される（ステップＳＴ１１）。頭部領域１１５ａがない場合（ステップＳＴ１１のＮｏ）、ステップＳＴ１に戻る。頭部領域１１５ａが抽出された場合（ステップＳＴ１１のＹｅｓ）、手抽出手段１１６によって、手領域１１６ａが抽出される（ステップＳＴ１２）。手領域１１６ａがない場合（ステップＳＴ１２のＮｏ）、ステップＳＴ１に戻る。手領域１１６ａが抽出された場合（ステップＳＴ１２のＹｅｓ）、空調制御手段１５によって、手領域１１６ａの温度に基づいて、空調機本体２の動作が制御される（ステップＳＴ５）。
【００３２】
本実施の形態２によれば、制御部１１０は、第２の抽出手段１４によって抽出された人体領域１４ａにおいて、第２の閾値温度よりも高い第３の閾値温度を超える複数の隣接する画素群の画素数が閾値画素数を超える場合、画素群からなる領域を頭部領域１１５ａとして抽出する頭部抽出手段１１５と、頭部抽出手段１１５によって抽出された頭部領域１１５ａから人体領域１４ａの輪郭に位置する画素に沿って走査し、到達した端部の画素群からなる領域を手領域１１６ａとして抽出する手抽出手段１１６と、を更に有し、空調制御手段１５は、手抽出手段１１６によって抽出された手領域１１６ａの温度に基づいて、空調機本体２の動作を制御するものである。
【００３３】
人体において、手以外の胸部等は、着衣によって正確な体温が検出し難い。本実施の形態２では、衣服等から露出している可能性が高い手先を検出することによって、人体の温冷感を正確に推定することができる。このように、人体の温冷感を推定し、この温冷感に基づいて空調機本体２を制御することによって、使用者の快適性を手間なく向上させることができる。また、頭部領域１１５ａ及び手領域１１６ａを抽出する上で、頭部領域１１５ａ又は手領域１１６ａが抽出されない場合、人体領域１４ａではないと判断される。このように、本実施の形態２は、人体ではないものを人体であると誤検出することを抑制することができる。なお、頭部領域１１５ａから人体領域１４ａの輪郭に位置する画素に沿って走査し、到達した端部の画素群からなる領域として、頭部領域１１５ａに近い領域を手領域１１６ａ、頭部領域１１５ａから遠い領域を足領域として抽出されてもよい。即ち、頭部領域１１５ａからの距離に基づいて、手領域１１６ａを抽出してもよい。
【００３４】
実施の形態３．
図１４は、本発明の実施の形態３に係る空気調和機２００を示すブロック図である。図１４に示すように、本実施の形態３は、制御部２１０が算出手段２１７を有している点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００３５】
算出手段２１７は、第２の抽出手段１４によって抽出された人体領域１４ａの平均温度を算出するものである。空調制御手段１５は、算出手段２１７によって算出された平均温度に基づいて、空調機本体２の動作を制御するものである。
【００３６】
本実施の形態３によれば、制御部２１０は、第２の抽出手段１４によって抽出された人体領域１４ａの平均温度を算出する算出手段２１７を更に有し、空調制御手段１５は、算出手段２１７によって算出された平均温度に基づいて、空調機本体２の動作を制御するものである。このように、人体領域１４ａの平均温度によって人体の温冷感を推定して、空調機本体２の動作を制御することによって、実施の形態１及び２と同様の効果を奏する。
【００３７】
実施の形態４．
図１５は、本発明の実施の形態４における第２の温度分布画像１３ａの人体領域１４ａを示す図である。本実施の形態４では、第２の抽出手段１４が第２の温度分布画像１３ａを２値化処理することによって、人体領域１４ａを検出する点で、実施の形態１，２，３と相違する。本実施の形態４では、実施の形態１，２，３と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１，２，３との相違点を中心に説明する。
【００３８】
図１５に示すように、第２の温度分布画像１３ａにおいて、背景と背景以外とを２値化処理することによって人体と背景とが切り分けられる。人体と背景とを切り分ける２値化処理として、先ず、第１の温度分布画像１１ａから検出された第１の閾値温度を超える画素を含む領域について高解像度の第２の温度分布画像１３ａが取得される。そして、第２の温度分布画像１３ａが、画素数と出力とからヒストグラム化され、第２の温度分布画像１３ａにおける最大頻度の温度が得られる。そして、最大頻度の温度の周辺が第２の閾値温度とされ、第２の閾値温度よりも高温側と低温側とでクラス間分散が行われ、最大となる温度が算出される。そして、クラス間分散が最大で且つクラス内分散が最小となる温度が第２の閾値温度に設定される。ここで、第２の閾値温度をＴとすると、クラス内分散σwithin（Ｔ）は、下記式（１）から算出される。
【００３９】
［数１］
2017029762.tif 000003
σＢ２（Ｔ）：背景画像の分散（下側閾値）
σO２（Ｔ）：前景画像の分散（上側閾値）
Ｂ：背景
Ｏ：人
【００４０】
本実施の形態４によれば、第２の抽出手段１４は、第２の温度分布画像１３ａを２値化処理することによって、人体領域１４ａを抽出するものである。これにより、人体領域１４ａである高温領域と人体以外の背景である低温領域との２つに分ける第２の閾値温度を最適化することができる。このため、環境及び人の体質に依らず、手足を含む人体領域１４ａを正確に抽出することができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態１〜４において、第２の画像生成手段１３が第２の温度分布画像１３ａを取得するタイミングを、人体領域１４ａのいずれかのパラメータが所定値以上変化した場合としてもよい。例えば、第１の温度分布画像１１ａにおいて、人体の温冷感が変化するタイミングで、第２の温度分布画像１３ａが取得されてもよい。
【００４２】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、本発明の他の実施の形態における第１の温度分布画像１１ａを示す図であり、図１６Ａは、１回目に取得された第１の温度分布画像１１ａ、図１６Ｂは、２回目に取得された第１の温度分布画像１１ａである。ここで、人体領域１４ａのパラメータとして、人体領域１４ａの平均温度としてもよい。この場合、先ず、図１６Ａに示すように、１回目に取得された第１の温度分布画像１１ａにおける第１の閾値温度を超える画素の平均温度Ｔ０が計算される。そして、図１６Ｂに示すように、２回目に取得された第１の温度分布画像１１ａにおける第１の閾値温度を超える画素が、１回目の画素に近い位置である場合、１回目の平均温度Ｔ０と２回目の平均温度Ｔ１との差分が計算され、その差分が所定値以上の場合、第２の温度分布画像１３ａが取得される。
【００４３】
また、人体領域１４ａのパラメータとして、人体領域１４ａの縦横比及び面積、即ち位置としてもよい。この場合、先ず、図１６Ａに示すように、１回目に取得された第１の温度分布画像１１ａにおける第１の閾値温度を超える画素の縦横比及び面積が計算される。そして、図１６Ｂに示すように、２回目に取得された第１の温度分布画像１１ａにおける第１の閾値温度を超える画素が、１回目の画素に近い位置である場合、１回目の縦横比及び面積と２回目の縦横比及び面積との差分が計算され、その差分が所定値以上の場合、第２の温度分布画像１３ａが取得される。
【００４４】
更に、前述の如く、第２の画像生成手段１３は、第１の閾値温度を超える画素を含む領域を高解像度で取得しつつ、それ以外の領域を低解像度で取得してもよい。この場合、第１の温度分布画像１１ａと第２の温度分布画像１３ａとで第１の閾値温度を超える画素の位置が同じであるかが判断されてもよい。画素の位置が同じである場合、第２の温度分布画像１３ａが取得された際の取得範囲が正しいと判断することができる。
【００４５】
そして、人体領域１４ａの抽出は、制御部１０のＲＡＭ容量等を削減するため、１回目に取得された第１の温度分布画像１１ａにおける背景領域を用いて、２回目に取得された第１の温度分布画像１１ａとの差分をとることによって、第１の閾値温度を超える画素を検出する。なお、画素の検出は、差分による検出以外に、第１の温度分布画像１１ａを直接２値化処理することによって行われてもよい。第１の温度分布画像１１ａを２値化処理した場合、左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向）における温度勾配が所定値以上あるか否か、即ち温度ムラがあるか否かによって、人体、家具、窓等を区別することができる。なお、左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向）における温度勾配の有無は、第２の温度分布画像１３ａを２値化処理した場合に判断されてもよい。
【００４６】
なお、空気調和機１は、扇風機といった送風機としてもよい。また、例えばリビングに設置された空気調和機１に搭載された赤外線センサ３によって熱画像が作成され温冷感が推定された場合、ＨＥＭＳ等の無線通信を介して、同じ宅内の他の部屋、例えば寝室等の空気調和機１と連携されていれば、人体の移動と共に空調の補正情報、風向条件等が相互通信される。これにより、使用者に対し、快適な空間を直ちに提供することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  空気調和機、２  空調機本体、３  赤外線センサ、１０  制御部、１１  第１の画像生成手段、１１ａ  第１の温度分布画像、１２  第１の抽出手段、１３  第２の画像生成手段、１３ａ  第２の温度分布画像、１４  第２の抽出手段、１４ａ  人体領域、１５  空調制御手段、１００  空気調和機、１１０  制御部、１１５  頭部抽出手段、１１５ａ  頭部領域、１１６  手抽出手段、１１６ａ  手領域、２００  空気調和機、２１０  制御部、２１７  算出手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月14日(2017.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る空気調和機は、空調空間の空調を行う空調機本体と、空調機本体に設けられ、赤外線によって空調空間の温度を検出する赤外線センサと、赤外線センサを制御する制御部と、を備え、制御部は、赤外線センサによって検出された空調空間の温度から、空調空間の第１の温度分布画像を生成する第１の画像生成手段と、第１の画像生成手段によって生成された第１の温度分布画像において、第１の閾値温度を超える画素を抽出する第１の抽出手段と、赤外線センサによって検出された空調空間の温度から、第１の抽出手段において抽出された画素を含む領域の画像であり第１の温度分布画像よりも解像度が高い第２の温度分布画像を生成する第２の画像生成手段と、第２の画像生成手段によって生成された第２の温度分布画像において、第２の閾値温度を超える画素群からなる領域を人体領域として抽出する第２の抽出手段と、第２の抽出手段によって抽出された人体領域の温度に基づいて、空調機本体の動作を制御する空調制御手段と、を有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調空間の空調を行う空調機本体と、
前記空調機本体に設けられ、赤外線によって前記空調空間の温度を検出する赤外線センサと、
前記赤外線センサを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記赤外線センサによって検出された前記空調空間の温度から、前記空調空間の第１の温度分布画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記第１の画像生成手段によって生成された第１の温度分布画像において、第１の閾値温度を超える画素を抽出する第１の抽出手段と、
前記赤外線センサによって検出された前記空調空間の温度から、前記第１の抽出手段において抽出された画素を含む領域の画像であり前記第１の温度分布画像よりも解像度が高い第２の温度分布画像を生成する第２の画像生成手段と、
前記第２の画像生成手段によって生成された第２の温度分布画像において、第２の閾値温度を超える画素群からなる領域を人体領域として抽出する第２の抽出手段と、
前記第２の抽出手段によって抽出された人体領域の温度に基づいて、前記空調機本体の動作を制御する空調制御手段と、を有する
空気調和機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記第２の抽出手段によって抽出された人体領域において、前記第２の閾値温度よりも高い第３の閾値温度を超える複数の隣接する画素群の画素数が閾値画素数を超える場合、前記画素群からなる領域を頭部領域として抽出する頭部抽出手段と、
前記頭部抽出手段によって抽出された頭部領域から前記人体領域の輪郭に位置する画素に沿って走査し、到達した端部の画素群からなる領域を手領域として抽出する手抽出手段と、を更に有し、
前記空調制御手段は、
前記手抽出手段によって抽出された手領域の温度に基づいて、前記空調機本体の動作を制御するものである請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第２の抽出手段によって抽出された人体領域の平均温度を算出する算出手段を更に有し、
前記空調制御手段は、
前記算出手段によって算出された平均温度に基づいて、前記空調機本体の動作を制御するものである請求項１記載の空気調和機。
【請求項４】
前記第１の画像生成手段は、
前記赤外線センサによって測定された画像を低解像度化して前記第１の温度分布画像を生成するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記第２の抽出手段は、
前記第２の温度分布画像を２値化処理することによって、人体領域を抽出するものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
【国際調査報告】
2017029762.tif 000025
2017029762.tif 000026