(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御可能な光源を用いて空間の照明を制御する方法であって、前記制御は前記制御可能な光源に対する前記空間内のオブジェクトの位置に依存し、前記方法は：
前記空間の少なくとも一部の画像を受信する段階と；
前記制御可能な光源のうちの選択された一つの光源から、前記画像の中のそれぞれのピクセルのピクセル位置により示される前記空間内の点への光が、前記オブジェクトにより遮断されているかどうかを前記画像から検出する段階と；
前記光が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセル位置から、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に対する前記オブジェクトの方向を決定する段階と；
前記光が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセル位置から決定された前記オブジェクトの方向を用いることによって、前記空間内の前記オブジェクトの前記位置を示す位置情報を更新する段階と；
更新された前記位置情報に依存して前記制御可能な光源の照明パラメータの設定を調整することを可能化する段階と；
を有する、方法。
【請求項２】
前記画像の中で前記オブジェクトの位置を検出する段階と；
検出された前記オブジェクトの位置と、前記光が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセル位置から決定された前記オブジェクトの方向との組み合わせを用いて前記位置情報を更新する段階と；
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源の位置に対応する一つのピクセル位置を通って前記光が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセル位置に向かう直線の方向を表す情報を計算する段階と；
前記直線の方向を表す前記情報から、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に対する前記オブジェクトの方向を示す情報を決定する段階と；
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記画像の中で、前記オブジェクトを表すピクセル位置を検出する段階と；
前記オブジェクトを表す前記ピクセル位置だけから前記それぞれのピクセル位置を選択する段階と；
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記それぞれのピクセル位置の統計値を計算する段階と；
前記統計値から前記オブジェクトの方向を決定する段階と；
を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
間取図の複数の領域の、ある所定の組の中で前記オブジェクトが存在するか否かの情報を用いて前記位置情報を表す段階；
を有し、
前記領域は、前記間取図の中の前記制御可能な光源の位置から広がる境界線を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記調整には：
前記オブジェクトに対する向きに依存して光特性を規定する、所望の照明環境（light  ambience）の選択を受信する段階と；
更新された前記位置に依存して、受信された前記照明環境の選択に従って、前記制御可能な光源の照明パラメータを設定する段階と；
が含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記調整には、
前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源を用いて取得される前記位置情報に依存して、前記制御可能な光源のうちのさらなる光源の照明パラメータを設定する段階
が含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記検出する段階は、
前記画像からのピクセル値と前記それぞれのピクセル位置の基準値とを比較する段階
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に依存して前記基準値を決定する段階
を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源の前記照明パラメータを変える段階と；
さらなる画像を取得する段階であって、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源は、前記画像と前記さらなる画像をそれぞれ取得するときに相互に異なる照明パラメータを有する、段階と；
前記画像と前記さらなる画像の中の画像の値の差異を計算する段階と；
前記それぞれのピクセル位置の前記差異を前記基準値と比較することにより前記検出する段階を実行する段階と；
を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
該光源の照明への寄与が、前記オブジェクトによって少なくとも光が遮断されていない前記それぞれのピクセル位置において、前記制御可能な光源の他の光源の寄与を支配しているかどうかの決定に依存して前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源を選択する段階
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
複数の制御可能な光源を用いて空間の照明を制御する照明システムであって：
前記複数の制御可能な光源の強度及び／又はスペクトル成分を制御するための出力を有し、前記制御可能な光源に対する、前記空間内のオブジェクトの位置を示す位置情報に依存して前記制御可能な光源の前記強度及び／又はスペクトル成分を調整するよう構成される制御回路と；
画像センサから画像を受信するための入力装置と前記制御回路に前記位置情報を提供するための出力装置とを有する画像処理回路であって、当該画像処理回路は：
前記制御可能な光源のうちの選択された一つの光源から、前記画像の中のそれぞれのピクセルのピクセル位置により示される点への光が、前記オブジェクトにより一時的に遮断されているかどうかを前記画像センサからの画像の中で検出し；
前記光が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセル位置から、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に対する前記オブジェクトトの方向を決定し；
前記光が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセル位置から決定された前記オブジェクトの方向を用いることによって、前記空間内の前記オブジェクトの前記位置を示す前記位置情報を更新する；
よう構成される、画像処理回路と；
を有する照明システム。
【請求項１４】
画像センサから画像を受信するための入力と；
制御可能な光源に対するオブジェクトの位置を示す位置情報を出力するための出力ユニットと；
を有する画像処理装置であって、
当該装置は：
前記制御可能な光源のうちの選択された一つの光源から、前記画像の中のそれぞれのピクセルのピクセル位置により示される点への光が、前記オブジェクトにより一時的に遮断されているかどうかを前記画像センサからの画像の中で検出し；
前記照明が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセル位置から、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に対する前記オブジェクトの方向を決定し；
前記光が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセル位置から決定された前記オブジェクトの方向を用いることによって、前記オブジェクトの前記位置を示す前記位置情報を更新する；
よう構成される、画像処理装置。
【請求項１５】
制御可能なコンピュータのための命令からなるプログラムを有するコンピュータプログラムであって、コンピュータに、請求項１乃至１２何れか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明を制御するための方法、照明を制御するためのシステム、画像処理装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２００７／０７２２８５号において、家具の位置に依存して部屋の中の照明を制御することが知られている。家具の位置への依存は、「照明環境（light  ambience）」と呼ばれる、部屋の中の光強度及びスペクトル特性の空間分布を制御する、照明システムでの一つの要因となり得る。選択された照明環境は、部屋の中の異なる場所の複数の光源により、選択可能な強度及びスペクトル成分を用いて実現できる。好ましい照明環境の選択は、例えば、テレビの視聴、会話、読書等のような、ユーザの活動に基づいてなされる。例えば、ユーザがディスプレイのスクリーンを見ているとき、異なった照明環境の選択が、表示された情報の区分（恋愛映画、アクション映画、ビデオゲーム等）に依存してなされ得る。あるいは、異なった照明環境は、ビデオコンテンツ分析又はコンテンツ専用の照明スクリプトを用いて、表示されたビデオフレームに基づいて作り出され得る。また、ユーザは、通常、プリセットのオプションから選択することにより、環境の選択を手動で制御することができる。
【０００３】
照明環境は多くの個別の照明パラメータを含み得るため、これらのパラメータは、ユーザが毎回全てのパラメータを設定する必要なく、自動的に大部分が調整され得ることが望ましい。しかしながら、そのような自動的な選択は課題を有する。なぜなら、部屋の中の家具の位置と同様に、ユーザの位置や注意を払っている向きに依存するためである。家具や人は、光を遮り、光の反射のスペクトル分布に作用する可能性がある。さらに、異なる照明パラメータが、ユーザの位置及び注意を払っている向きに依存して必要とされ得る。例えば、照明パラメータは、それに対応する光源がユーザの前方か、後方か、あるいは側面かに依存して、異なって制御される必要があり得る。
【０００４】
部屋の中の家具と人の効果を説明するために、国際公開第２００７／０７２２８５号は、家具と人の服に付されるRFIDタグの使用を規定している。この方法において、様々なオブジェクトの位置及び正体がRFIDについての三角測量（triangulation）により測定されることができ、その結果が光源の制御を適合させるよう用いられ得る。国際公開第２００７／０７２２８５号は、RFIDタグの代わりに他のセンサが用いられ得ることも説明している。他のセンサは、赤外線又は超音波変換器のような、信号を受信して情報を送信することができる。しかしながら、全ての照明効果を説明するために、この解決策は、全ての家具と人に応答装置を提供するという費用を必要とする。別の方法として、オブジェクトと人の位置を、画像処理技術を用いて測定する方法が考えられる。ステレオ投影（Stereoscopy）、あるいは部屋の中のオブジェクトと人に作用する、複数の光線の、より抽象的な識別が、位置を測定するために用いられ得る。しかしながら、そのような測定方法は、調整された（calibrated）手順を必要とする。このことは、自宅のように専門的ではない環境において、実用的でない可能性がある。
照明システムをプログラム及び／又は制御するための同様の方法及びシステムは、国際公開第２００７／１１０７９１Ａ１号において知られている。このシステムは、位置検出器の監視領域内に設置される可動位置決め装置を有し、容易かつ効率的なプログラムを可能にする。位置検出器は、位置決め装置の位置を検出する。位置決め装置の位置に関連して予め位置付けられる領域を照らす、一つ以上の照明が決定され、決定された照明への参照情報を含むデータの対応する組が生成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特に、詳細な調整のような、相当な費用を必要としないで、人又は他のオブジェクトの位置を自動的に考慮することのできる、照明環境を制御するための方法及びシステムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１により、方法が提供される。照明環境を作るために用いられる光源によって、照らされる空間の、少なくとも一部の画像が取得される。前記画像から、画像プロセッサは、制御可能な光源のうちの選択された一つの光源からの、前記画像の中のそれぞれの画像の位置における、前記空間内の点への光が、人又は他のオブジェクトによって遮断されるかどうかを検出する。これらは、前記人又は他のオブジェクトが、例えば前記制御可能な光源の方を向いていない、他のオブジェクトの上又は前記人若しくは他のオブジェクトの上の画像の位置の上に影を投げかける画像位置であり得る。一つの実施形態において、前記それぞれの画像の位置は、画像の位置の所定の一つの組からのみ選択される。画像の位置の所定の一つの組とは、例えば、人若しくは他のオブジェクトを示すと検出された画像の位置；前記人又は他のオブジェクトが存在しないときに前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源により照らされるよう検出された画像の位置；又は前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源が前記人又は他のオブジェクトが存在しないときに照明を支配すると予測される場所；である。
【０００７】
前記光が遮断されていると検出された前記画像の位置から、プロセッサは、前記光が遮断されていると検出された前記それぞれの画像の位置から、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に対して遮断している前記人又は他のオブジェクトの方向を示す情報を決定する。例えば、前記人又は他のオブジェクトが影を投げかけることがわかっている画像の位置から、前記光源のうちの選択された前記一つの光源の画像の位置への直線が、前記方向を決定するために用いられることができる。別の例として、前記人又は他のオブジェクトの上の、前記選択された光源のうちの選択された前記一つの光源により照らされる部分及び照らされない部分の分布が、前記方向を決定するために用いられることができる。
【０００８】
一つの実施形態において、前記方向の前記決定に用いられる前記制御可能な光源は、制御可能な光源からの光が前記情報の決定のために用いられる前記画像の位置で遮断されたとみなせるという決定により、利用可能な複数の前記制御可能な光源から自動的に選択される。
【０００９】
取得された前記方向は、プロセッサにより、前記空間内の前記人又は他のオブジェクトの位置を示す位置情報を更新するために用いられる。例えば、更新には、人又は他のオブジェクトが存在する可能性のある、部屋の中の領域の数を絞り込む段階が含まれる。例えば、更新は、全ての可能性のある初期の位置の組から開始されることができる。あるいは、更新は、以前の画像に由来する更新、前記制御可能な光源のうちの他の光源を用いて得られた更新、又は画像の中の前記人若しくは他のオブジェクトの検出のような他の技術を用いて得られた結果により、既に絞り込まれている組から開始されることができる。
【００１０】
もたらされる前記位置情報は、前記制御可能な光源の照明パラメータの設定を自動的に調整するために用いられる。この方法により、前記制御可能な光源のうちの選択された複数の光源による影の効果の観測を用いて、前記照明環境を作るために用いられる全ての制御可能な光源の照明パラメータを調整することができる。前記位置情報を決定するために用いられていない制御可能な光源でさえも、これらと前記位置情報を決定するために用いられた前記光源との幾何学的関係が既知であれば、この方法により制御されることができる。一つの実施形態において、照明の調整には、前記人又は他のオブジェクトに対する方向に依存して光特性を規定する、所望の照明環境の選択を受信する段階が含まれる。異なる選択可能な照明環境は、光強度及びスペクトル成分の分布又はこれらの分布の一時的な変動を有することができる。選択された環境は、次に、更新された前記位置情報にしたがって、前記制御可能な光源の照明パラメータの設定へと自動的に変換される。
【００１１】
一つの実施形態において、前記パラメータの調整は、前記人又はオブジェクトが、程度とは無関係に、単に所定の角度を超えているかどうかを示す前記方向についての情報により制御される。これにより、部屋の中の光源及びオブジェクトの位置についての正確な情報が、制御のために不要となる。
【００１２】
相対的に正確な方向の測定が提供される実施形態が用いられ得るが、人の位置をほとんど正確に示すような正確さは必要とされ得ないことが理解されるべきである。一つの実施形態において、人が、制御可能な光源のうちの選択された一つの、左にいるか右にいるかという情報以上の情報を提供しない、非常に粗い測定が用いられ得る。なぜなら、人からの影は、画像の中でそれぞれ左か右に伸びる方向の要素を有するためである。かつ／あるいは、人が、制御可能な光源のうちの選択された一つの、前にいるか後ろにいるかという情報以上の情報を提供しない、非常に粗い測定が用いられ得る。なぜなら、その影は、カメラから離れる、あるいはカメラに向かう方向の要素を有するためである。この種類の情報は、人のいる可能性がある、間取図の中の領域を減らすために用いられ得る。そのような減少は、単独で、照明制御のための十分な情報を提供することができる。あるいは、十分な情報を提供するために、制御可能な光源のうちの選択された他の光源の結果と組み合わされ得る。
【００１３】
一つの実施形態において、前記位置情報は、間取図の複数の領域の、ある所定の組の中で、前記人又は他のオブジェクトが存在するか否かを表すことができる。前記領域は、前記間取図の中の前記制御可能な光源の位置から広がる境界線を有する。そのような領域が用いられる場合、前記光源のうちの選択された複数の光源からの方向についての前記情報を、位置情報の更新に容易に適用できる。例えば、この更新は、観測される影と一致しない方向の領域の中の前記人又は他のオブジェクトの存在を除外するために用いられることができる。
【００１４】
一つの実施形態において、前記それぞれの画像位置は、床面、天井及び／又は前記空間の壁を表す画像の位置からのみ選択される。既知の画像のセグメンテーション技術が、予めそのような画像の位置を特定するために用いられることができる。
【００１５】
一つの実施形態において、異なる照明パラメータの設定を用いて取得された画像の間の差異が、前記人又は他のオブジェクトにより遮断された前記空間内の点を表すピクセル位置を検出するために用いられる。選択された前記照明環境が一時的な変動のパターンを定義するとき、前記検出は、検出のためだけに照明を変えることなく、この変動に同期されて実行されることができる。
【００１６】
一つの実施形態において、光が前記人又は他のオブジェクトにより遮断された、前記空間内の点を示すピクセル位置の検出は、前記画像からのピクセル値を前記それぞれのピクセル位置の参照値と比較することにより実行される。この比較は、直接になされるか、ピクセル値を前記参照値により除算して、その比を所定の閾値と比較することによりなされ得る。さらなる実施形態において、前記参照値は、前記画像が取得された時点の前記制御可能な光源の照明パラメータの設定から計算される。前記参照値は、前記制御可能な光源のうちの前記選択された光源に適応されることができる。これにより、照明パラメータを変えることすらせずに、より信頼できる検出を得ることができる。
【００１７】
この方法は、複数の制御可能な光源の強度及び／又はスペクトル成分を制御するための出力を有し、前記制御可能な光源に対するオブジェクトの位置を示す位置情報に依存して前記強度及び／又はスペクトル成分を調整するよう構成される制御回路と；画像センサから画像を受信するための入力と前記制御回路に前記位置情報を提供するための出力とを有する画像処理回路であって、当該画像処理回路は：前記制御可能な光源のうちの選択された一つの光源から、前記画像の中のそれぞれの画像の位置において示される点への光が、オブジェクトにより一時的に遮断されたかどうかを前記画像センサからの画像の中で検出し；前記光が遮断されていると検出された前記それぞれの画像の位置から、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に対して遮断している前記オブジェクトの方向を示す情報を決定し；前記光が遮断されていると検出された前記それぞれの画像の位置から決定された前記方向に従って、前記位置情報を更新する；よう構成される、画像処理回路と；を有する照明システムを用いて実現されることができる。  
すなわち、本発明の一実施形態における方法は、複数の制御可能な光源を用いて空間の照明を制御する方法であって、前記制御は前記制御可能な光源に対する前記空間内のオブジェクトの位置に依存し、前記方法は：前記空間の少なくとも一部の画像を受信する段階と；前記制御可能な光源のうちの選択された一つの光源から、前記画像の中のそれぞれのピクセルのピクセル値により示される、前記空間内の点への光が、前記オブジェクトにより遮断されたかどうかを前記画像から検出する段階と；前記光が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセルのピクセル値を用いることによって、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に対して遮断している前記オブジェクトの向きを決定する段階と；前記光が遮断されていると検出された前記それぞれの画像の位置から決定された前記向きを用いることによって、前記空間内で前記オブジェクトの前記位置を示す位置情報を更新する段階と；更新された前記位置情報に依存して前記制御可能な光源の照明パラメータの設定を調整することを可能化する段階と；を有する。  
また、本発明の一実施形態における照明システムは、複数の制御可能な光源を用いて空間の照明を制御する照明システムであって：前記複数の制御可能な光源の強度及び／又はスペクトル成分を制御するための出力を有し、前記制御可能な光源に対する、前記空間内のオブジェクトの位置を示す位置情報に依存して前記制御可能な光源の前記強度及び／又はスペクトル成分を調整するよう構成される制御回路と；画像センサから画像を受信するための入力装置と前記制御回路に前記位置情報を提供するための出力装置とを有する画像処理回路であって、当該画像処理回路は：前記制御可能な光源のうちの選択された一つの光源から、前記画像の中のそれぞれのピクセルのピクセル値により示される点への光が、前記オブジェクトにより一時的に遮断されたかどうかを前記画像センサからの画像の中で検出し；前記光が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセルのピクセル値を用いることによって、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に対して遮断している前記オブジェクトの向きを決定し；前記光が遮断されていると検出された前記それぞれの画像の位置から決定された前記向きを用いることによって、前記空間内の前記オブジェクトの前記位置を示す前記位置情報を更新する；よう構成される、画像処理回路と；を有する。  
また、本発明の一実施形態における画像処理装置は、画像センサから画像を受信するための入力と；制御可能な光源に対するオブジェクトの位置を示す位置情報を出力するための出力ユニットと；を有する画像処理装置であって、当該装置は：前記制御可能な光源のうちの選択された一つの光源から、前記画像の中のそれぞれのピクセルのピクセル値により示される点への光が、前記オブジェクトにより一時的に遮断されたかどうかを前記画像センサからの画像の中で検出し；前記照明が遮断されていると検出された前記それぞれのピクセルのピクセル値を用いることによって、前記制御可能な光源のうちの選択された前記一つの光源に対して遮断している前記オブジェクトの向きを決定し；前記光が遮断されていると検出された前記それぞれの画像の位置から決定された前記向きを用いることによって、前記オブジェクトの前記位置を示す前記位置情報を更新する；よう構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】照明システムを表す図。
【図２】照明の構成を表す図。
【図３】人の上の影を説明する図。
【図４】人によって投げかけられる影を説明する図。
【図５】影に基づいて照明を制御するための処理を表す図。
【図６】間取図を表す図。
【図７】影に基づいて照明を制御するための処理を表す図。
【図８】位置の更新を実行するための処理を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
例示的な実施形態は、図面を用いて説明される。
【００２０】
図１は、カメラ１０、画像プロセッサ１２、制御回路１４及び複数の制御可能な光源１６を有する照明システムを表す。画像プロセッサ１２は、カメラ１０に接続される入力と、制御回路１４に接続される通信インターフェースを有する。制御回路１４は、制御可能な光源１６の制御入力と接続される出力を有する。制御可能な光源１６の一部又は全ては、オン／オフ制御、強度制御、方向制御及び／又はスペクトル成分の制御を提供することができる。運用可能な設定において、制御可能な光源１６は、部屋の中の様々な位置に配置される。
【００２１】
運用中に、制御回路１４は、制御可能な光源１６の設定を制御する。すなわち、制御回路１４は、どの制御可能な光源１６の組み合わせがオンであるかを制御し、さらに任意でどのような強度、スペクトル成分及び／又は方向の分布を有するかを制御する。一つの実施形態において、その設定は、少なくともある間隔に対して時間的に独立していてもよい。しかし、代わりに、選択された制御可能な光源１６の強度及び／又はスペクトル成分の変動についての一時的な変動パターンを有する設定が、所定の繰り返し時間とともに用いられてもよい。
【００２２】
制御回路１４は、照明環境の選択と、画像プロセッサ１２により提供される位置情報に依存して設定を選択するよう構成される。好ましくは、制御回路１４は、照明環境の選択を受け取るための入力を有する。しかし、代わりに、単一の所定の照明環境の選択が提供されてもよい。照明環境の選択を受け取るための入力は、ユーザが、複数の別の照明環境の選択のうちの一つを選択できるように構成される、ユーザインターフェースを有することができる。好ましくは、位置情報は、部屋の中の人の位置を少なくとも近似的に示す。しかし、代わりに、あるいは追加で、他の種類のオブジェクトの位置が決定され、照明を制御するために用いられてもよい。
【００２３】
さらに、ディスプレイスクリーン（図示されない）が、部屋の中で、テレビ受信器、メディアプレーヤ（図示されない）、ゲーム機（コンピュータ）又はディスプレイ画像の他のソースのような、映像ソースと接続され、提供されてもよい。この場合に、映像ソース、ゲーム機等は、映像コンテンツの指示、ゲームの状態等に依存した、照明環境の選択を受け取るための入力と接続される出力を有し得る。カメラ１０は、ディスプレイスクリーンの上に設置され得る。
【００２４】
述べたように、制御回路１４は、部屋の中の人又は他のオブジェクトの位置についての情報に依存して、制御可能な光源１６の設定を選択する必要があり得る。例示する目的で、人の位置を決定するための実施形態が説明される。照明環境の選択は、光強度及び／又はスペクトル成分及び／又は光強度の一時的な変動のパターン及び／又は人に対する異なった角度からのスペクトル成分を定義できる。したがって、例えば、照明環境の選択は、人の後ろ及び前からよりも、人のわきからより強い光強度を提供できる。あるいは、わきからよりも、後ろからより赤みを帯びた光を提供できる。別の照明環境の選択は、上からよりも下から、より強い光強度を提供できる。あるいは、上からよりも上前方から、より緑がかった光を提供できる。さらに別の照明環境の選択は、選択された時点において時間関数としてピークに達する、人に対するある角度の範囲からの光強度を要求することができる。
【００２５】
理解されるように、そのような照明環境の選択を実装するために必要とされる制御可能な光源１６に対する制御信号の分配は、人２０の位置に依存する。図２ａ、ｂは、人２０と複数の制御可能な光源１６、２２、２４を有する部屋の上面図を示し、このことを説明する。人がある位置にいるとき人２０の横方向にある制御可能な光源２２は、人２０が別の位置にいるとき人２０の人の前又は後ろの方向に配置され得る。異なる制御可能な光源２４は、この場合、人２０の横方向に存在し得る。したがって、照明環境の選択が、横方向からのある光強度及び／又はスペクトル成分を要求するとき、異なる制御可能な光源２２、２４は、人２０の位置に依存して、この光強度及び／又はスペクトル成分を提供することが必要とされ得る。それに応じて、制御回路１４は、制御信号を適応させるよう構成される。
【００２６】
画像プロセッサ１２は、部屋の中の人の位置についての情報を提供する。画像プロセッサ１２は、光と影のパターン、すなわち、個別の光源による直接照明の有無の検出を用いる。人の上で観察される光と影、及び／又は他のオブジェクトの上の、人によって投げかけられる影が用いられ得る。
【００２７】
光源と人との間に障害物がない場合、光源は人の一面のみを直接に照らす。およそ、人の半分が直接に照らされる。図３は、部屋の上面図を用いて、カメラ１０からの画像への効果を説明する。光源３２がカメラ１０の左に存在するとき、人３０の左側の部分は、カメラ１０からの画像において直接に照らされてみえる。人を直接に照らす部分の画像領域と、そうでない部分の画像領域との間の比率は、左から右までの、人の位置の関数として変動する。さらに、照らされる部分の強度は、照らされる部分と照らされない部分との間の端に向かって小さくなる。同様の効果が、上方向及び下方向の相対的な位置に対して適用できる。
【００２８】
さらに、人は影を投げかける。図４において、点光源４６に対してこのことが説明される。人４０ａは、光源４６からのより大きな光錐４４からの光錐４２ａを遮る。遮られた光錐４２ａ、あるいは少なくとも遮られた光錐４２ａとより大きな光錐４４との間の境界は、光錐が部屋の中でオブジェクトと交わる位置において、カメラ１０からの画像の中で可視である。遮られた光錐４２ａの方向は、人の位置に依存する。例として、異なる位置の人４０ａ、ｂが、異なる方向に遮られた光錐４２ａ、ｂを作る例が示される。
【００２９】
一つの実施形態において、プロセッサ１２は、制御可能な光源１６の制御のために使用する目的で、部屋の中の人の位置についての情報を取得するために、人によって投げかけられる影に起因する、個々の光源による直接照明の有無のパターンの検出を用いるよう構成される。
【００３０】
図５は、そのような方法を説明するために用いられる。参考までに、方法は、まず、完全な情報が利用可能であると仮定して説明される。後に、この情報のどのような部分が不要とされ得るかが明らかにされる。１番目のステップ５１において、誰も人がいない部屋についての情報が、画像プロセッサ１２へと入力される。原則として、この情報は、カメラ１０からの画像の中のそれぞれのピクセル位置に対して、そのピクセル位置において可視であるオブジェクト点の三次元座標と、制御可能な光源１６のそれぞれの光源からの光への応答関数とを定義することができる。これらの応答関数は、関連のある制御可能な光源１６がオブジェクト点を照らすか否かを示す、単純なｙｅｓ／ｎｏ値を有し得る。または、応答関数は、ピクセルの光強度と制御可能な光源１６の強度との割合として、任意で制御可能な光源１６の波長又はスペクトル分布の制御パラメータの関数として、表現されることができる。別の代替案として、応答関数は、この割合が所定の閾値を超えるかどうかを示す、単純なｙｅｓ／ｎｏ値を有することができる。
【００３１】
２番目のステップ５２において、画像プロセッサ１２は、互いに異なる制御設定において、複数の制御可能な光源１６のうちの選択された一つを用いて、人が存在している間、第一の画像と第二の画像を入力することができる。ここで、第一の画像と第二の画像がそれぞれ入力されると間、他の制御可能な光源１６は、両方の画像に対して同じ設定を有する。３番目のステップ５３において、画像プロセッサ１２は、制御可能な光源１６のうちの選択された一つの影響を分離するために、画像の間の差異を決定する。４番目のステップ５４において、画像プロセッサ１２は、制御可能な光源１６のうちの選択された一つからの影響が全く分離されていない第一の種類のピクセル位置を特定する。しかし、これらのピクセル位置は、人がいないとき、制御可能な光源１６のうちの選択された一つに応答するために記録されている。さらに、画像プロセッサ１２は、制御可能な光源１６のうちの選択された一つからの影響が分離されている第二の種類のピクセル位置を特定する。これらのピクセル位置は、人がいないとき、制御可能な光源１６のうちの選択された一つに応答するために記録されている。
【００３２】
オブジェクト点の三次元座標は、制御可能な光源１６のうちの選択された一つから、オブジェクト点への直線を定義する。第一の種類のピクセル位置に関して、画像は、人が対応する線のどこかに存在することを示している。第二の種類のピクセル位置に関して、画像は、人が対応する線のどこかには存在しないことを示している。５番目のステップ５５において、画像プロセッサ１２は、部屋のモデルについてのこのボクセル（voxel）を記録することができる。制御可能な光源１６のうちの選択された複数の異なる光源についてこれを繰り返すことにより、画像プロセッサ１２は、人が存在しない線上にないボクセルと、人が存在する少なくとも一つの線上に位置するボクセルを特定する。画像プロセッサ１２は、それらのボクセルの配置の平均的な位置又はそのようなボクセルの配置の集合の一部を、制御可能な光源１６のパラメータを制御するために、制御回路１４に提供することができる。位置を決定するために用いられた、光源１６のうちの選択された光源は、このような方法で制御されることができるが、光源１６のうちのさらに他の光源も同様に制御されることができることに留意する。
【００３３】
さらに、画像プロセッサは、人がカメラ１０からの画像内で可視であるピクセル位置を検出することができる。そのような検出を実行するための技術は、それ自体が既に知られている。このようなピクセル位置で終わる光線経路は、人が存在する追加の線及び人が存在しない追加の線を定義するために用いられることができる。これらの追加の線は、５番目のステップ５５において、ボクセルのモデルを構成するために用いることができる。
【００３４】
この理想的な方法についての多数の要求は、照明システムの性能品質に著しい影響を及ぼすことなく緩和され得る。例えば、ピクセル位置の使用は、床面のような、実質的に水平な面を示すものとして既知のピクセルに限定され得る。これらのピクセル位置の少なくとも一部を有するグループは、正確な調整を必要とせず、容易に決定されることができる。従って、本方法の１番目のステップは、そのようなピクセル位置のグループが、４番目のステップにおいて用いられる場合、相当に単純化されることができる。別の例として、ピクセル位置の使用は、壁のような、実質的に垂直な面を示すものとして既知のピクセル位置のグループに限定され得る。あるいは、ピクセル位置は、実質的に水平な面及び垂直な面を示すそれぞれのグループに限定され得る。グループの数は、例えばわずか６つ（床面、４つの壁、天井）に制限され得る。
【００３５】
画像プロセッサ１２が、そのような既知の方向（orientation）の面の上のピクセル位置のグループの上に投げかけられる影のみを用いるとき、人から光源に向かう方向は、画像の中のそれらのピクセルの上の人から伸びる影の方向から直接に推論され得る。幾何学的な表現において、モデル化された人は、垂直の線として考えることができる。その影が、その線と制御可能な光源１６の選択された一つとを通る影の面の中に投げかけられるようにするためである。次に、ピクセル位置のグループにおいて可視である既知の平面上の影は、影の面と既知の平面の交差する線である。カメラ１０からの画像において、交差する線の投影（projection）が生じる。カメラの相対的な配置及び既知の平面が得られるので、投影は、交差する線へ一対一で関連付けられ、これにより、影の面の向きは一対一の関係によって生じる。したがって、画像の中で伸びる影の方向は、光源１６のうちの選択された一つからの方向に変換され得る。ある実施形態において、これは、５番目のステップ５５を、ピクセル位置の選択されたグループからの影の向きを決定するステップに置き換えることにより使用される。
【００３６】
カメラに対する平面の位置及び／又は方向がたとえ正確にわかっていなくても、人の位置についてのいくらかの情報は得ることができる。例えば、影が人の左側にある場合、人は、制御可能な光源のうちの選択された一つの、左側のどこかに存在する。ここで、左右の方向はカメラによって定義される。したがって、５番目のステップ５５は、ピクセル位置のうちの選択されたグループからの影の方向の範囲を決定するステップにより置き換えることができる。
【００３７】
さらに、１番目のステップ５１において、制御可能な光源の位置についての情報に関する要求を減らしてもよい。任意で、５番目のステップ５５における決定は、画像の座標に関して、制御可能な光源１６のうちの選択された一つの位置を使用できる（当然ながら、これらの画像の座標は、実際の画像の外側で、一つの位置を表すことができる。すなわち、画像の座標は、より大きな画像面における位置を単に定義する）。調整処理は、影の中にあると検出されたグループからの実際のピクセル位置、又は照らされているピクセルと影のピクセルとの間の端に位置することが検出された実際のピクセル位置に最も適合する、制御可能な光源１６のうちの選択された一つの画像の位置を通る、一つの線を選択するために用いられ得る。
【００３８】
上で述べたように計算される影の方向から、光源からの人の空間方向が決定される。この方向の水平の面上への投影が、例えば決定され得る。これを制御可能な光源１６のうちの少なくとも２つの選択された光源に対して適用することにより、画像プロセッサ１２は、人の位置を推定することができる。さらに、照明パラメータを制御するために、推定された位置を制御回路１４へと供給できる。位置を決定するために用いられた、光源１６のうちの選択された複数の光源は、このような方法で制御され得るが、光源１６のうちのさらに他の光源が同様に制御され得ることに留意する。この方法によって、存在する影が理論上一つの線に縮小されるため、結果である位置は、必然的に近似値にすぎない。しかし、近似値は、照明パラメータの制御には十分である。
【００３９】
一つの実施形態において、人の位置の単なる近似的表現、又は間取図の一部若しくは可能性のある高さの一部に対する、人の可能性のある位置を単に限定する情報が用いられる。照明システムの制御に対して、そのような近似的表現は、制御パラメータの決定に達するために足りる精度であれば十分である。例えば一つの実施形態において、照明パラメータは、人がカメラから一定の距離を越えて存在するかどうかに依存して制御されることができ、人がどの程度この距離を越えているか、あるいは人がどの程度この距離の手前かについての情報は用いられない。同様に、一つの実施形態において、照明パラメータは、人がある光源から一定距離左に存在するかどうかに依存して制御されることができる。あるいは、照明パラメータは、人の顔が床から一定の高さ上にあるかどうかに依存して制御されることができる。大まかに言えば、次のような一つの実施形態が提供される。一つの実施形態に係る制御回路１６は、人又は他のオブジェクトが所定の方向に、どの程度超えているかには無関係に、ある線を越えて検出されることを示す情報に依存して照明パラメータを制御するよう構成される。この実施形態において、画像プロセッサ１２は、光源１６のうちの選択された一つから、選択された画像の位置への光が妨害されていることの検出によって情報を得た後、この情報を供給する。ここで、人の位置を選択するため、あるいは位置の関数としての可能性（likelihood）において最も可能性の高い少なくとも一つの位置を選択するため、必要とされる情報よりも少ない情報を用いる。
【００４０】
このためには、一つの制御可能な照明が配置される場所の人からの角度の範囲（例えば、−４５から＋４５度までの範囲、３０から９０度までの範囲又は６０から１２０度までの範囲等）がわかれば十分である。人と制御可能な光源との間の距離が必要である場合、距離の範囲が十分である。一つの実施形態において、そのような範囲を得るために十分な近似的表現は、ある人の可能性のある位置の空間を複数の領域に分割することによって実現される。例えば、制御可能な光源１６の（可能性として正確にはわかっていない）位置に関して得られる領域が用いられ得る。
【００４１】
図６は、部屋の間取図のそのような領域への分割を示す。領域の間の境界は、異なる制御可能な光源１６から他の制御可能な光源１６へ放射状に広がる複数の線に基づいて選択される。そのような境界線の間の角度が大きい場合、ある制御可能な光源１６から放射状に広がる、他の制御可能な光源１６を通らない追加の線を追加してもよい。そして角度が小さいとき、いくつかの境界線は削除してもよい。影の方向についての情報は、そのような領域の組を区別するために容易に用いられることができる。これにより、光源の位置が正確にわかっていなくても、光源に対する位置の情報が提供される。続いて、画像プロセッサ１２は、照明パラメータを制御するために、ある領域の指示を制御回路に提供する。間取図は、読者の利便性のためだけの図として示されていることが理解されるべきである。実際のところ、プロセッサ１２及び制御回路１４は、境界線上の点の識別等のような、同等の情報により間取図を表現することができる。
【００４２】
任意で、画像プロセッサ１２は、制御可能な光源１６のうちの選択された一つへの、影の最小距離を選択してもよい。影の距離が最小であることは、人が制御可能な光源１６のうちの選択された一つに確実に近いことを示す。これは、人が存在し得る間取図の領域の数を制限するために用いられ得る。最小距離は、例えば、影の中にあって、かつ制御可能な光源１６のうちの選択された一つに最も近くにあるように検出された、画像の中のピクセル位置を選択することにより選択され得る。あるいは、最小距離は、所定の割合（fraction）の距離、あるいは影の中の点の所定の数の距離より大きいように選択され得る。これは、ノイズに対してより堅牢である。
【００４３】
照明制御のために、間取図の中の制御可能な光源１６の場所は、光源１６についての正確に調整された位置と等しく対応する必要はない。間取図の中の近似的な位置を用いて、その位置についての十分に信頼性のある指示が、照明制御のために実現され得る。多くの場合、多数の制御可能な光源１６が間取図の中に現れる、相対的順序がわかっていれば十分である（すなわち、制御可能な光源１６の間のオフセットが左右方向又は上下方向の所定のオフセットを超えている場合の、間取図における、左から右、さらに天井から床へ現われる順序）。
【００４４】
さらなる実施形態において、異なる時点における複数の位置の決定が用いられ得る。したがって、部屋の中で、人が後ろに続く、ある経路が追跡され得る。あるいは、ある人が同じ領域に留まる場合、異なる時点からの位置情報は、より正確な位置を推定するために組み合わされ得る。速く大きな規模の運動を示す測定結果に、より小さな重みを割り当てることにより、誤差の影響は抑制され得る。一つの実施形態において、ある先行する時点の画像により得られた位置の決定の結果は、部屋の中の異なる領域における、人の存在の初期の可能性を提供するために用いられる。このことは、先の時点のために決定された可能性を空間的に拡大する（例えば、畳み込み（convoluting））ことによってなされる。これらの初期の可能性は、次に、現在の時点における、画像から得られる方向の情報を用いて絞り込むことができる。
【００４５】
２番目のステップ５２及び３番目のステップ５３において、互いに異なる照明制御設定を有する第一の画像及び第二の画像が用いられる。異なる照明条件は、ある制御可能な光源の状態を、その画像の一つが取得される短いパルス間隔の前及び後に、異なる状態に切り替え、さらに戻すことにより実現することができる。好ましくは、パルスを見えなくするか、あるいはユーザにとって見ることが困難にするようなパルス持続時間が用いられる。したがって、オフの状態の、ある制御可能な光源１６は、一時的にオンにされることができ、またその逆もあり得る。あるいは、強度及び／又はスペクトル成分が変化され得る。
【００４６】
この実施形態を実現するために、制御回路１４は、そのようなパルスを利用し、画像を選択するために画像プロセッサ１２に同期信号を提供するよう構成され得る。あるいは、画像プロセッサ１２は、複数の時点を選択でき、照明特性を変化させるために制御回路１４に信号を送ることができる。画像プロセッサ１２又は制御回路１４は、これらのパルスが適用される、一連の制御可能な光源１６を選択できる。別の実施形態において、画像プロセッサは、画像からパルスの時点を検出できる。この場合、追加の同期信号は不要である。
【００４７】
しかしながら、時にはパルスは、ユーザによって不愉快に感じられる可能性がある。カメラの制限により、より弱い制限が、パルスの持続時間に課される可能性がある。
【００４８】
一つの実施形態において、照明をよりゆっくりと変化させることによる、照明環境の選択が用いられる。例えば、１秒以上の期間で周期的に変化する、連続的な変化を伴う照明特性や、全ての変化の大きさが複数のステップ、例えば少なくとも１０ステップを必要とするような、小さなステップが用いられる。この実施形態において、制御回路１４は、同期信号と、制御可能な光源１６の変化の識別の指示と、その光強度及びそのスペクトル成分とを画像プロセッサ１２に提供することができる。
【００４９】
さらに、別の実施形態において、制御可能な光源によって照らされるピクセル位置と照らされないピクセル位置は、２番目のステップ５２と３番目のステップ５３において用いられるものと異なる他の方法で区別され得る。一つの実施形態において、第一の画像と第二の画像のうちの一方は、人が部屋の中にいないときに取得できる。あるいは、測定されるべき部屋の中の、少なくとも人がいない位置において取得できる。影の中のピクセル位置は、次に、この画像と、人がその位置にいるときに取得された画像とを比較することによって、検出できる。この場合、光源のうちの選択された一つの照明パラメータを、変化させる必要すらない。
【００５０】
別の実施形態において、画像プロセッサ１２は、人がいない場合に制御可能な光源１６のうちの選択された一つにより照らされるとき、強く照らし出すよう測定されているピクセル位置のみから、制御可能な光源に対する影の中の点を検出するよう構成される。例えば、ピクセル位置は、人がいない場合に、ピクセル位置におけるピクセル値が、制御可能な光源１６のうちの他の一つに比べて、制御可能な光源１６のうちの選択された一つによってより強く応答するかどうかを検出することにより、選択できる。
【００５１】
一つの実施形態において、画像プロセッサ１２は、照明パラメータの設定において、人がいない場合の、制御可能な光源１６のうちの選択された一つへの第一の予測応答を計算する。さらに、画像プロセッサ１２は、照明パラメータの設定において、人がいない場合の、制御可能な光源１６のうちの他の光源への第二の予測応答を計算する。画像プロセッサ１２は、第一の予測応答が第二の予測応答より大きいピクセル位置を選択し、第一及び第二の予測応答の間にある位置の閾値を選択する。続いて、画像プロセッサ１２は、そのピクセル位置における実際の応答と、その選択された閾値とを比較し、その応答が閾値の下であれば影を検出し、その応答が閾値より上であれば光を検出する。これらの選択されたピクセル位置を使用するだけで、影を検出することができる。
【００５２】
さらなる実施形態において、画像プロセッサ１２は、第一の予測応答が第二の予測応答より大きい色成分又は色成分の組み合わせを選択することができる。さらに、画像プロセッサ１２は、比較のためにその色成分又は色成分の組み合わせを用いることができる。色成分又は色成分の組み合わせは、選択されるピクセル位置をできるだけ多く実現できるように、異なるピクセル位置のために個々に選択され得る。あるいは、制御可能な光源１６のうちの選択された一つのために選択される、共通の色成分又は白成分の組み合わせが用いられ得る。
【００５３】
図７は、これらの単純化を利用する処理のフローチャートを示す。１番目のステップ７１において、背景情報がピクセル位置について提供される。その背景情報は、制御可能な光源１６のそれぞれのために用いられるピクセル位置のグループを示すことができる。さらに、その背景情報は、部屋の間取図の中の領域を定義することができる。２番目のステップ７２において、画像プロセッサ１２は、人が部屋の中に存在し得る時点でカメラ１０から画像を取得する。
【００５４】
３番目のステップ７３において、画像プロセッサ１２は、画像を取得した時点でオンである制御可能な光源１６のうちの一つを選択する。そして、制御可能な光源１６のうちの選択された一つのためのピクセル位置の一つのグループの中の、複数のピクセル位置におけるその画像からのピクセル値の強度を、閾値と比較する。制御可能な光源の現在の強度と色成分に関して決定される、相対的な閾値が用いられることができる。あるいは、プリセットの閾値が用いられてもよい。その強度は、例えば、総合的な強度、色成分の強度又は色成分の組み合わせであってもよい。強度が閾値より下であるグループからのピクセル位置は、影の中にあるとみなされる。
【００５５】
一つの実施形態において、制御可能な光源１６から一つを選択するために、制御可能な光源１６のある組から、一つの制御可能な光源を任意に選択することができる。このステップは、他の選択のために繰り返される。別の実施形態において、制御可能な光源１６からの一つの光源の選択は、少なくとも現在の照明パラメータの設定のもと、人がいない場合に、そのような光源の照明への寄与が、全ての他の光源の寄与に対して支配的であるピクセル位置のグループを有する、一つ以上の光源に制限され得る。そのような支配は、少なくともある光源の寄与が、全ての他の寄与の合計より高いときに起きるといえる。
【００５６】
４番目のステップ７４において、画像プロセッサ１２は、影の中にあると検出されたピクセル位置のグループの中のピクセル位置から影の方向を得る。このことは、例えば、影の中のピクセル位置に最も適合する、光源のうちの選択された一つの画像の位置を通る、画像の中の一つの直線を選択することによりなされ得る。任意で、画像プロセッサ１２は、制御可能な光源１６のうちの選択された一つに対する影の最小距離を選択してもよい。グループの中にいかなる影のピクセル位置も検出されない場合、処理は、制御可能な光源のうちの別の光源を選択するために、３番目のステップ７３へと戻る。あらゆる数の光源を用いることができるが、いくつかの目的のためには、単一の光源を用いた測定が十分であり得る。
【００５７】
５番目のステップ７５において、画像プロセッサ１２は、間取図の中の領域の状態の値を更新するために、得られた方向を用い、人を含まないような、この方向と合致しない領域をマークする。図６に示されるように、領域は、制御可能な光源１６の位置から放射状に広がる境界線によって定義され得る。画像プロセッサ１２が制御可能な光源１６のうちの選択された一つから方向を取得しているとき、取得された方向から所定の閾値以上異なっている方向の間の領域は、人の位置と合致しないようにマークされ得る。代わりに、異なる領域のための可能性の値（likelihood  value）が、その方向に依存して適応され得る。初めに、領域の合致するものとしないものへのマーキング、あるいは可能性の値が所定の値（同等の値又は障害の割合を占める値）に設定され得る。あるいは、初期のマーキング又は可能性の値は、前の時点での位置の決定に基づいて設定され得る。例えば、そのような時点において合致するものとしてマークされている領域の組を広げることによってなされる。影の制御可能な光源１６のうちの選択された一つに対する最小距離は、より大きな距離において合致しないものとしてマークするためにも用いられ得る。
【００５８】
人の位置を一つのセクタに限定するのに十分な、比較的正確な方向の測定が用いられる実施形態が示されているが、これが必須ではないことが理解されるべきである。人が、制御可能な光源のうちの選択された一つの、左にいるか右にいるかという情報以上の情報を提供しない、非常に粗い測定が用いられ得る。なぜなら、人からの影は、画像の中でそれぞれ左か右に伸びる方向の要素を有するためである。かつ／あるいは、人が、制御可能な光源のうちの選択された一つの、前にいるか後ろにいるかという情報以上の情報を提供しない、非常に粗い測定が用いられ得る。なぜなら、その影は、カメラから離れる、あるいはカメラに向かう方向の要素を有するためである。この種類の情報は、人のいる可能性がある、間取図の中の領域を減らすために用いられ得る。そのような減少は、単独で、照明制御のための十分な情報を提供することができる。あるいは、十分な情報を提供するために、制御可能な光源のうちの選択された他の光源の結果と組み合わされ得る。
【００５９】
６番目のステップ７６において、画像プロセッサ１２は、制御可能な光源１６のうちの別の光源を選択する３番目のステップ７３から繰り返すために、後方に分岐する。これは、全ての有効である制御可能な光源１６について繰り返され得る。あるいは、選択された複数の制御可能な光源１６について繰り返され得る。有効である複数の制御可能な光源１６を用いることにより、人の位置に一致しない領域が、単一の領域あるいは限定された数の領域へと絞られる。７番目のステップ７７において、画像プロセッサ１２は、残りの領域についての情報、あるいはその領域の中の代表的な位置を、照明パラメータを選択する際に使用するため、制御回路１４に提供する。
【００６０】
フローチャートは多くの基本的な実施形態を示すが、限定されない様々な別の実施形態を残していることが理解されるべきである。例えば、画像プロセッサ１２が画像の中の人の位置を検出し、この位置を用いて間取図の領域の中の人の存在の可能性についての情報を更新するため、検出された位置を使用するというステップが追加され得る。これは、間取図の中のカメラの位置から放射状に広がる、領域の間の境界線を用いることによってなされる。放射状に広がる線を有する間取図の代わりに、放射状に広がる線の間の領域がタイルにマッピングされ得る、タイルを有する間取図を用いることができる。画像の中の人を検出するための技術はそれ自体が既知である。引き続いて取得される複数の画像は、例えば人を発見するための動き検出を用いて、使用され得る。
【００６１】
別の例として、画像プロセッサ１２は、領域を一致するか一致しないかによってマーキングする代わりに、異なる領域の人の存在のための可能性の値を保持することができ、画像プロセッサ１２は、得られた方向を用いて可能性の値を更新する。このことは、誤りのある測定の影響を減らす。一致するか一致しないかによるマーキング、あるいは可能性の値は、新たな画像が処理されるごとに、２番目のステップ７２において、デフォルトの値、あるいは前の画像から導かれ得る初期設定に初期化され得る。
【００６２】
制御可能な光源１６のためのピクセル位置のグループの選択は、固定され得る。あるいは、画像が取得されたとき、説明されたように、ピクセル位置の応答関数を用いて、照明パラメータの設定へと適応され得る。さらなる実施形態において、照明パラメータは、時間関数として変化され得る。さらに、複数の画像が取得され、影の中の位置を検出するために比較される。
【００６３】
画像プロセッサ１２は、前もって、処理で用いるために背景情報を収集するよう構成され得る。これは、時間の経過の中で、照明パラメータの様々な設定のために、カメラを用いて画像を取得することによりなされ得る。これにより、画像の中の光源の座標のような、光源の位置についての情報が収集され得る。さらに、制御可能な光源への応答についての応答関数は、ピクセル位置のために収集され得る。セグメンテーション（segmentation）のような画像処理技術は、床や家具等のようなオブジェクトの位置を特定するために用いられ得る。
【００６４】
多くの照明制御アプリケーションにとって、人の位置がわかれば十分である。照明制御は、人が見つめている方向に依存し得る。照明は、照明が人が見つめている方向であるか、あるいは人の後ろの方向であるかどうかにより、異なって制御され得る。人が必ずテレビを見つめているアプリケーションにとっては、この方向は、追加の測定なしに推測され得る。さらなる実施形態において、画像認識技術は、見つめている方向を検出するために用いられ得る。さらに、画像プロセッサ１２は、結果を照明制御回路１４に信号で伝えるよう構成され得る。
【００６５】
これまでの実施形態は、人によって投げかけられる影を用いたが、別の実施形態において、画像プロセッサ１２は、人の上の影の検出を用いる。そのような影は最初に生じる。なぜなら、人の上の面は、ある制御可能な光源１６から離れて向きを変えるためである。さらに具体的には、人の上の影は、人の上の個別の制御可能な光源１６による人の上の直接照明の有無に関連する。人から制御可能な光源１６及びカメラ１０への方向は、人を示すピクセル位置が、そのように直接に照明される人の部分と、直接に照明されない人の部分とを、どの程度示すかを決定する。
【００６６】
図８は、人の位置を決定するために、人の上の影を用いる処理のフローチャートである。そのフローチャートの目的は、光源のうちの選択された一つから人への向きを決定することである。概念的に、この方向は、間取図の上に投影される、人とカメラと制御可能な光源とにより形成される三角形の角度を用いて取得される。これらの角度のうち一つは、画像の中の人の位置から得られ、もう一つは人の上の可視である影から決定される。
【００６７】
１番目のステップ８１において、カメラ１０からの少なくとも一つの画像が取得される。画像プロセッサ１２は、２番目のステップ８２において、人又は顔のような人の一部を示す、ピクセル位置の一つの組を検出する。そのような検出を実行するための技術はそれ自体が既知である。画像プロセッサ１２は、画像の中の検出された人の位置より、カメラ１０から人への直線の間取図上への投影の角度を決定し得る。カメラ１０から制御可能な光源１６のうちの選択された一つへの、間取図の中の所定の既知の角度は得られているので、前記三角形の角度の一つ、すなわちカメラから人への直線とカメラから光源への直線との間の角度は、これによって得られる。
【００６８】
３番目のステップ８３において、画像プロセッサ１２は、制御可能な光源１６のうちの選択された一つのためのこの組の中のピクセル位置における人の照明データ（illumination  data）を決定する。ここで用いられる制御可能な光源１６の照明データとは、制御可能な光源１６が、ピクセル位置において照明に寄与しているか、及び任意でどのくらい強く寄与しているかを説明する。一つの実施形態において、照明データの決定は、人を示すそれぞれのピクセルに対して、人の照らされる部分がそれぞれのピクセル位置で可視かどうか（および、任意で、どちらも十分に確かでないかどうか）の決定をただ単に含む。別の実施形態において、照明の強さ（illumination  strength）が決定され得る。人により投げかけられる影の検出のため、前で述べた技術は、このために用いられ得る。
【００６９】
一つの実施形態において、照明の強さを決定するために、差異が、制御可能な光源１６のうちの選択された一つの、互いに異なるパラメータ設定とともに得られる画像の間で計算され得る。任意で、その差異は、正規化された照明の強さを得るために、パラメータ設定の間の差異の大きさによって除算され得る。さらなる選択肢として、その差異は、さらに正規化された照明の強さを得るために、ピクセルにおいて可視である人の部分の応答関数により、さらに除算され得る。そのような応答関数は、例えば、それ自体が既知である画像認識技術を適用することにより、人を示す画像の部分を、同様の応答関数を有するセグメント（例えば、皮膚のセグメント、髪のセグメント）に区分けするために決定され得る。さらに、ピクセル位置のための応答関数を提供するために、平均応答関数又は応答関数のモデルを用いる。この方法において、照明の強さは、概して反射特性とは独立に取得され得る。
【００７０】
この実施形態及びこれらのあらゆる選択肢は、全体的な強度（overall  intensity）についての照明の強さ、色成分の強度についての照明の強さ又はピクセル位置におけるそのような強度の組み合わせに適用され得る。任意で、照明の強さは、ピクセル位置が直接照明されているかどうかを示す照明データを決定するための閾値と比較され得る。これについても同様に、全体的な強度についての照明の強さ、色成分の強度についての照明の強さ又はピクセル位置におけるそのような強度の組み合わせのためになされる。
【００７１】
光源のうちの選択された一つが人の上の照明を支配する場合、異なるパラメータ設定を用いて取得される画像を用いる代わりに、近接性（proximity）か色内容の独自性かにより、照らされる部分と照らされない部分とが十分に区別され得る。この特性を利用する一つの実施形態において、照明データの決定は、制御可能な光源のうちの選択された一つが画像の中の人の照明を支配するかどうかを検出する段階と、差異からではなく、画像から近い（approximate）照明データを決定する段階とを含む。例えば、支配は、検出された人の画像の位置の、光源の位置への距離、あるいは色が光源の特性を表わす場合には人の照明の色から検出され得る。
【００７２】
差異ではなく画像の値が用いられるとき、結果は、制御可能な光源１６のうちの選択された一つについての応答関数と照明の強さを用いて正規化され、かつ／又は閾値と比較され得る。投げかけられる影の場合のように、人の上の位置の応答関数は、閾値を設定するために用いられ得る。一つの実施形態において、照明（全体的あるいは色成分）を閾値と比較することにより、人の画像の位置が、制御可能な光源１６のうちの選択された一つのその所定の距離の範囲内であるかどうかの検出がなされ得る。
【００７３】
４番目のステップ８４において、画像プロセッサ１２は、人（又は顔のような人の選択された部分）の上のピクセル位置の組のための照明データの統計値を計算する。この一部の画像から、前述の、人−カメラ−光源の三角形の２番目の角度が決定される。この一部の画像から、プロセッサ１２は、人からカメラへの向きと、人から制御可能な光源１６の選択された一つへの向きとの間の角度を計算する。統計値の異なる値に対する向きの値を含むエントリを有する探索テーブルが、統計値を向きの値に変換するために用いられ得る。これにより、人−カメラ−光源の三角形の３番目の角度、すなわち光源から人への直線と光源からカメラへの直線の間の角度が決定される。カメラ１０から制御可能な光源１６のうちの選択された一つへの、間取図の中の所定の既知の角度が得られているので、制御可能な光源のうちの選択された一つからの人の向きが得られる。
【００７４】
４番目のステップ８４から、処理は、位置情報を更新するための２番目の向きを用い、任意で制御可能な光源１６のうちの他の選択された光源のために処理を繰り返し、さらに照明パラメータの設定を調整するためのもたらされた位置情報を用いることにより、図７の５番目のステップ７５より続く。
【００７５】
統計値は、照らされていると検出される（照らされている位置と、人又は人の部分の上の位置の総数との割合）、人（又は顔のような人の部分）の上のピクセル位置のごく一部であり得る。ごく一部の代わりに、照明の度合いについての他の統計的な情報がテーブルへのエントリとして用いられ得る。モーメントが用いられ得る（照明データにより重み付けされるxとyの多項式の平均、例えば<x>,<y>.<x2><xy>等）。人を表す画像の部分における水平位置の関数として、例えば、平均の照明の強さの一連の値が用いられ得る（垂直方向に平均化される）。直接照明から人の端に関連する影への遷移を示す、そのような一連の値の端の位置が決定され、向きを探索するために用いられる。
【００７６】
そのような統計値を向きの情報へ変換するための探索テーブルの使用は、一つの実施形態における単なる一例である。探索テーブルは、光源への方向への直接照明の割合（fraction）に関連する人のモデルを表す。一つの実施形態において、画像プロセッサ１２は、光源に対する人の既知の角度で統計値の値を測定することによる学習段階において、探索テーブルを決定するよう構成され得る。代わりに、モデルに基づく値がテーブルの中で用いられてもよい。探索テーブルの代わりに、統計値と角度との間の関連を表す関数のような、他の探索技術が用いられてもよい。
【００７７】
別の例において、人を表すピクセル位置を、直接に照らされるセグメントと直接に照らされないセグメントとに区分けするセグメンテーションが用いられ得る。この場合、照らされるセグメントの数は、角度を探索するために用いられ得る。
【００７８】
さらなる実施形態において、画像プロセッサ１２は、カメラ１０からの連続した一連の画像を取得し、時間関数として、その一部の変化、統計値情報又はセグメントの数を決定する。これらの変化から、画像プロセッサ１２は、間取図の中の人の位置を更新するために、人の濃さ（depth）の変化の方向を決定し得る。
【００７９】
間取図の中の位置の決定についての例が与えられたが、垂直位置の決定のために、同様の技術が用いられ得ることが理解されるべきである。人より高い位置及び低い位置において投げかけられる影、あるいは人の上に、より高く上昇する影及びより低く降りる影が、このために用いられ得る。
【００８０】
照明環境の制御を目的とする本明細書において、照明環境を作るために用いられる制御可能な光源を位置の決定にも二重に使用することにより、強力な制御の可能性を有する少ない費用の照明システムを作ることを可能にする。しかしながら、照明環境の制御を目的とするアプリケーションが説明されているが、もたらされる位置の推定は、他の目的のために同様に用いられ得ることが理解されるべきである。例えば、位置情報は、検出される位置に対応するステレオサウンドイメージを作るために、オーディオソースの組を制御するために用いられ得る。
【００８１】
画像プロセッサ１２は、プログラム可能なコンピュータ回路であってもよく、説明されるような機能を実行させるプログラムとともに提供されるよう構成される。代わりに、専用のプロセッサが、同様のことを行うよう構成される回路とともに、用いられてもよい。制御回路１４は、プログラム可能なコンピュータ回路として実装されてもよく、説明されるような機能を実行させるプログラムとともに、あるいは専用の回路により提供されるよう構成される。一つの実施形態において、画像プロセッサ１２及び制御回路１４は、単一のコンピュータに実装されてもよい。画像プロセッサ１２及び制御回路１４は、あるコンピュータに実装されてもよく、あるいはゲーム制御やビデオの復号化等のような他の機能も実行するコンピュータに実装されてもよい。
【００８２】
人の位置についての情報が決定される実施形態が説明されているが、同様の技術が、他の種類のオブジェクトの位置を決定するために適用され得ることが理解されるべきである。好ましい使用は、画像の中で容易に認識され得るオブジェクトである。
【００８３】
開示される実施形態を目的とする他のバリエーションが、図面、開示書及び添付されるクレームから知識を獲得することにより、クレームされる発明を実施する当業者により理解され、影響され得る。クレームにおいて、「含む（comprising）」の語は、他の要素又はステップを除外しない。さらに、不定冠詞「一つの／ある（a）」又は「一つの／ある（an）」は、複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、クレームにおいて列挙されるいくつかの項目の機能を実行できる。ある手段が、相互に異なる従属クレームにおいて引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。コンピュータプログラムは、共に提供される、あるいは他のハードウェアの部分として提供される、光学記録媒体又は半導体の媒体のような適合する媒体の上に保管され／流通され得る。しかし、例えばインターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを通じて、他の形式によって流通されてもよい。クレーム内のあらゆる参照番号は、範囲を限定するよう解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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