(57)【要約】【課題】報知手段からの報知があった場合には、関係者が直ちに移動物体が倒れている室内まで駆けつけることができること。【解決手段】移動物体が存在する室内を常時監視する画像入力手段、映像データの背景画面を監視領域・非監視領域に区分けする基準画像作成手段、所定時間後に撮像した入力画面に対して前記基準画像と対比して移動物体を抽出するための差分演算手段を介して得られた第１差分画像を格納する記憶手段、第１差分画像を記憶手段に保存した後に所定時間後に撮像した入力画面に対して同様に移動物体を抽出するための差分演算手段を介して得られた第２の差分画像とを比較しかつ監視領域内の移動物体が所定時間停止しているか否かを判定する判定手段、判定手段が第２差分画像と前記第１差分画像との間に両移動物体に全く変化がないと認定判断した場合には、外部に室内の移動物体の異常を知らせる報知手段とを備える事故防止監視システム。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムを制御する制御装置と、この制御装置と電気的に接続し、かつ、移動物体が存在する室内を常時監視する画像入力手段と、この画像入力手段からの映像データの背景画面を監視領域・非監視領域に区分けして基準画像を作成する基準画像作成手段と、少なくとも前記基準画像並びに該基準画像が格納された後にタイマーに基づいて所定時間後に撮像した入力画面に対して前記基準画像と対比して移動物体を抽出するための差分演算手段を介して得られた第１の差分画像をそれぞれ格納する記憶手段と、第１の差分画像を記憶手段に保存した後に前記画像入力手段がタイマーに基づいて所定時間後に撮像した入力画面に対して同様に移動物体を抽出するための差分演算手段を介して得られた第２の差分画像とを比較し、かつ、前記監視領域内の移動物体が所定時間停止しているか否かを判定する判定手段と、この判定手段が第２差分画像と前記第１差分画像との間に両移動物体に全く変化がないと認定判断した場合には、制御装置から出力される信号により外部に前記室内の移動物体の異常を知らせる報知手段とを備える事故防止監視システム。
【請求項２】
請求項１に於いて、報知手段は、病院のナースステーションに固定的に配備されていることを特徴とする事故防止監視システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に於いて、報知手段は、病院や施設内で関係者が保持しかつ受信機を有する携帯型端末手段であることを特徴とする事故防止監視システム。
【請求項４】
請求項１に於いて、非監視領域の床面に、所要間隔を有して配設された複数個の検知器を有するセンサーマットが敷設され、判定手段は、制御装置に入力された検知信号と記憶手段６に予め格納された異常事態宣言プログラム２７に基づいて異常事態か否かを判定し、制御装置は異常事態の場合には報知手段から警報を発することを特徴とする事故防止監視システム。
【請求項５】
請求項４に於いて、センサーマットはベッド脇の床面に敷設されていることを特徴とする事故防止監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、事故防止監視システムに関し、特に病院に入院している患者、特定の施設で一人暮らしをしているご老人、各種ケアーサービス施設を利用しているお年寄り、宿泊施設を利用している宿泊者などに対して適合する事故防止監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
病院に入院中の老齢患者、介護施設で介護されている高齢者、特定の老人ホームで暮らしている高齢者、特定の施設で一人暮らしのご老人などは、例えば自分のベッドから立ち上がった後、当該室内或いは居住空間内で転んで動けなくなったり、或いは意識障害で倒れたりするケースがしばしばある。このような場合、日中ならば比較的人の目に留まり、すぐに介護等の適切な処置が取られるので問題はないが、特に夜間や人がめったに訪問しない環境では、巡廻など特段のケースを除き、重大事故に繋がりかねない。そこで、現在、老齢患者や高齢者向けの安価な事故防止監視システムの出現が要望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、病院に入院中の老齢患者、介護施設で介護されている高齢者、老人ホームで暮らしている高齢者、一人暮らしのご老人など高齢者を対象にした安価な事故防止監視システムを提供することである。第２の目的は、報知手段からの報知があった場合には、関係者が直ちに移動物体（例えば老齢患者）が倒れている室内まで駆けつけることができ、その結果、手遅れにならないうちに適切な処置をすることができることである。第３の目的は、第１の目的を前提とし、比較的に老齢患者や高齢者が転倒しやすい場所であって、監視カメラで十分に監視ができない領域或いは非監視領域（例えばベッド脇）での異常事態をすばやく発見することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の事故防止監視システムは、システムを制御する制御装置と、この制御装置と電気的に接続し、かつ、移動物体が存在する室内を常時監視する画像入力手段と、この画像入力手段からの映像データの背景画面を監視領域・非監視領域に区分けして基準画像を作成する基準画像作成手段と、少なくとも前記基準画像並びに該基準画像が格納された後にタイマーに基づいて所定時間後に撮像した入力画面に対して前記基準画像と対比して移動物体を抽出するための差分演算手段を介して得られた第１の差分画像をそれぞれ格納する記憶手段と、第１の差分画像を記憶手段に保存した後に前記画像入力手段がタイマーに基づいて所定時間後に撮像した入力画面に対して同様に移動物体を抽出するための差分演算手段を介して得られた第２の差分画像とを比較し、かつ、前記監視領域内の移動物体が所定時間停止しているか否かを判定する判定手段と、この判定手段が第２差分画像と前記第１差分画像との間に両移動物体に全く変化がないと認定判断した場合には、制御装置から出力される信号により外部に前記室内の移動物体の異常を知らせる報知手段とを備える。
【０００５】
上記構成に於いて、報知手段は、病院のナースステーションに固定的に配備されていることを特徴とする。また報知手段は、病院や施設内で関係者が保持しかつ受信機を有する携帯型端末手段であることを特徴とする。さらに、非監視領域の床面に、所要間隔を有して配設された複数個の検知器を有するセンサーマットが敷設され、判定手段は、制御装置に入力された検知信号と記憶手段６に予め格納された異常事態宣言プログラム２７に基づいて異常事態か否かを判定し、制御装置は異常事態の場合には報知手段から警報を発することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１乃至５図は、本発明の第１実施例を示す各説明図である。図１はシステムの全体を示すブロック図、図２は主要部のハードウエアに基づく流れを示す説明図、図３は監視領域・非監視領域を示す説明図、図４は要部の説明図、図５はフローチャートである。
【０００７】
まず図１を参照にして事故防止監視システムＸの全体を説明する。１は、例えば病院の病室である。２は病室の天井或いは天井付近に設置された画像入力手段としての監視カメラである。監視カメラ２は監視対象物、特に移動物体としての入院患者３を含む監視領域の状態を常時監視する。
【０００８】
監視カメラ２からは映像信号ａが出力される。この映像信号ａは、後述する基準画像を作成するため、また基準画像作成後の所要の差分画像を作成するために用いられる。本実施例では監視カメラ２からの映像信号ａは連続的ではなく、タイマー回路を介して画像の中から周期的な静止画像として取り出す。そして、周期的に取り出しかつ保存した少なくとも２以上の静止画像は、差分法により対比用の差分画像となり、各差分画像は、移動物体の有無を基準にして判定手段の判断材料とされる。
【０００９】
４は監視カメラ２と制御装置（演算処理装置：ＣＰＵ）５との間に介在する信号変換手段（Ａ／Ｄ変換器）で、この信号変換手段４は監視カメラ２から入力した映像信号をディジタル化し、該変換信号ｂを制御装置５に出力する。本実施例では信号変換手段４を用いているが、例えばディジタルカメラの場合には、ディジタルカメラが監視カメラ２であるから、該監視カメラ２からディジタル化した映像データｂが直ちに制御装置５に送られる。
【００１０】
制御装置５は、プログラムされた主制御部であり、監視カメラ２から得られた入力画面（映像データ）に基づき、本システム全体を統括的に制御する。なお、説明の便宜上、本システムを構成する後述の基準画像作成手段９Ａ、差分法の差分演算手段９Ｂなど制御装置の個別的手段（機能）については、大きな概念の制御装置５と一応区分けして図示する。
【００１１】
記憶手段６は、監視カメラ２の映像視野に入る背景画面（いわば風景画面）に基づいて作成した基準画像やその後に入力される映像画面に基づいて得られた複数個の差分画像を記憶する。
【００１２】
７は判定手段で、この判定手段７は、「監視対象物３が病室内で移動しているか、当該差分画像がそれともワンフレーム前の差分画像と相変わらず同一であるのか（移動物体が動かないため、事故が発生したのか）」を基準画像作成後の幾つかの移動体を含む差分画像に基づいて判定する。
【００１３】
８は基準画像作成後、監視カメラ２から経時的に入力した各映像画面から差分法を用いて少なくとも２以上の差分画像を得るために所定の時間をそれぞれ設定するタイマーである。このタイマー８は、基準画像をファイルとして記憶手段６に記憶した後に起動し、所定時間毎（例えばＴｓ＋△ｔ，Ｔｓ＋△ｔ２など）に作動する。
【００１４】
したがって、タイマー８が所定時間作動する毎に、移動体３の有無を含む監視領域内の映像画面が監視カメラ２を介して制御装置５に周期的に取り込まれ、かつ、差分演算手段を経た第１差分画像Ｔｓ、その後に同様に差分演算手段を経た第２差分画像Ｔｓ２として記憶手段６にそれぞれファイルとして記憶される。
【００１５】
９は制御装置５の各種の手段（機能）である。この各種の手段９については、図１乃至図４を参照にして後述する。１０は判定手段７の判定結果に基づいて結果を報知する報知手段である。この報知手段１０は、図３で示すように少なくもナースステーション１２に配備されている。
【００１６】
報知手段１０は、設置費用が安価であること、関係者が直ちに異常事態を知ることができること等の理由から、本実施例では聴覚に訴えるブザー又は／及び視覚に訴える点灯或いは点滅ランプが用いられている。なお、制御装置５と報知手段１０は、有線又は無線で繋がっている。本実施例では、報知手段１０は所定の場所に固定的に設置するタイプであるが、看護婦など関係者が常に所持し、かつ、受信機を有する携帯型端末手段に設けても良い。それ故に、携帯型端末手段に報知手段１０が設けられている実施例の場合には、それを所持している関係者が室内１の異常事態を即時に知ることができる。
【００１７】
次に事故防止監視システムＸの制御装置５の機能について説明する。９Ａは制御装置５の機能の一つとしての基準画像作成手段である。具体的な構成を図４に示す。この基準画像作成手段９Ａは、本実施例では、監視カメラ２の映像視野に入る病室１等の背景或いは風景となる画像（ここでは「背景画像」という）Ａに基づき、監視領域・非監視領域に区分けして基準画像（ファイル）Ｂを作成する。図３では複数個のベッド１３が置かれている部分を非監視領域とし、これを説明の便宜上斜線で示してある。一方、ベッド１３が置かれていない空間部分を監視領域とし、これを点、点、点…で示してある。
【００１８】
図３及び図４は基準画像作成手段９Ａの一例を示す。まず、監視カメラ２のディジタル化された映像データｂは、映像データ入力部１５を介して記憶手段６に背景画像（ファイル）Ａとして一旦記憶される。次に背景画像（ファイル）Ａは、マーカを施す画像処理部１６で画像処理される。
【００１９】
前述したように、本実施例では図３で示すように背景画像Ａの中から非監視領域と監視領域とを区分けするので、例えば監視対象水平面上に線で結びつけることが可能な複数の箇所にマーカを施す。これを具体的に説明すると、ベッド１３が置かれている壁側１ａ，１ａの箇所は、ある意味では監視対象から外しても良い領域であるから、それぞれ壁側１ａ，１ａに沿ってマーカを施さない反面、病室１の中央部は、普通一般に看者が自由に動く領域であることから、当該中央部分には、例えば横ライン上に３点所定間隔を有してマーカを施す。
【００２０】
次にマーカ計算部１７で前記マーカの数を計算する。次に監視領域設定部１８で計算されたマーカを使用して各３点を結ぶ直線と、該直線と一定間隔で平行線に囲まれた部分（点、点、点…部分）を監視領域とする。これにより基準画像Ｂが作成され、該基準画像Ｂはファィルとして記憶手段６に記憶される。
【００２１】
９Ｂは基準画像作成手段と同様に制御装置５の機能の一つとしての差分演算手段である。差分演算手段９Ｂは公知事項（例えば特開２０００−１１５７４９号）なので、ここでは詳細を割愛する。
【００２２】
差分演算手段９Ｂは、記憶手段６に基準画像Ａのファィルが格納された後に、監視カメラ２がタイマー８に基づいて所定時間後に撮像した映像画面に対して基準画像ファィルと対比して移動物体３を抽出する。この差分演算手段９Ｂを介して得られた最初の差分画像ＴｓのファィルＣは、基準画像のファィルＡと同様に記憶手段６に格納される。また、その後のワンフレームの差分画像Ｔｓ２も、同様に移動物体３を抽出する差分演算手段９Ｂを介して作られる。つまり、その後のワンフレームの差分画像Ｔｓ２は、最初の差分画像ＴｓのファィルＣが記憶手段６に格納された後、監視カメラ２がタイマー８に基づいて所定時間後に撮像した映像画面に対して同様に差分演算手段９Ｂを介して得られ、比較のために該差分画像Ｔｓ２のファィルＤも記憶手段６に格納される。
【００２３】
図５を参照にして本システムの流れを説明する。まず制御装置５には監視カメラ２から入力画面が入っている（ここでは「画像」とも言う）。画像は動画として取り込むのではなく、周期的な背景画像（静止画像）として取り込む。制御装置５に電源を入れ、電源ＯＮからＴｓ秒経っているか。もし、Ｎｏであれば基準画像作成手段９Ａで基準画像Ｂを作成する。基準画像はファイルとして記憶手段６に記憶される。
【００２４】
電源ＯＮからＴｓ秒経っている場合には、制御装置５は背景画像のファイルを材料にして基準画像Ｂを作成する。基準画像ファイルが記憶手段６に格納されるとタイマー８が起動し、制御装置５は所定時間経過後（Ｔｓ＋△ｔ）の入力画像を取り込む。この入力画像と基準画像とを対比する（Ｔｓ＋△ｔの入力画像−基準画像）。
【００２５】
Ｎｏであれば画像をクリアしかつタイマー△ｔをリセットする。一方、監視領域に移動物体３が存在する場合には差がある場合に相当するから、制御装置５は、タイマーがＴｓ＋△ｔ２かを確認する。Ｎｏであれば、制御装置５は監視領域内に移動物体３が存在する差分画像を作成し、第１番目の差分画像ＴｓのファイルＣは記憶手段６に格納される。
【００２６】
一方、Ｙｅｓの場合には、制御装置５は差分画像ＴｓのファイルＣ保存後の画像を監視カメラ２から取り組み、Ｔｓ＋△ｔ２後の画像−基準画像に差があるか否かを確認する。ここで監視領域に移動物体３が存在する場合には同様に差がある場合に相当するが、前記第１番目の差分画像ＴｓのファイルＣと対比するために、第２番目の差分画像を作成し、これを差分画像Ｔｓ２のファイルＤとして記憶手段６に格納する。
【００２７】
しかして、制御装置（判定手段７）は、第２番目の差分画像Ｔｓ２−第１番目の差分画像Ｔｓに差があるか判定する。差があれば、移動物体３は元気良く動き回っているものと見做すことができるから、差分画像Ｔｓ，Ｔｓ２をクリアすると共にタイマー８をＴｓにリセットする。
【００２８】
ところで、この時、判定手段７が第２差分画像Ｔｓ２と前記差分画像Ｔｓとの間に両移動物体に全く変化がないと認定判断した場合には、「事故が発生したもの（異常）と見做し」、制御装置５は報知手段１０に報知信号を出力する。そこで報知手段１０がアラームを出す。
【００２９】
【実施例】
第１実施例に於いて、判定手段７は第２差分画像Ｔｓ２と前の差分画像Ｔｓとの間に両移動物体に全く変化がないか否かを認定判断するが、確実性を帰するために、さらにタイマー８を起動させ、かつ、同様に差分演算手段９Ｂにより第３差分画像Ｔｓ３を作成し、該第３差分画像Ｔｓ３も加味した上で「正常」か、それとも「異常」か、認定判断しても良い。
【００３０】
次にこの欄では他の実施例について説明する。図６乃至１０図は、本発明の第２実施例を示す各説明図である。なお、第２の実施例の説明にあたって、第１実施例と同一又は同様（機能が同一）の部分には、同一又は同様の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３１】
第２実施例に於いて、第１実施例と主に異なる点は、監視領域の一例である病室１内の床面２１に、検知手段として、複数個の検知器２２ａ，２２ｂ…２２ｎを有するセンサーマット２２を複数個敷設したことである。各センサーマット２２は、図７で示すように、少なくとも各ベッド１３の脇（ここでは「人が立ち上がって歩く空間部分」の意味合い。）にそれぞれ敷設されている。その理由は次の通りである。
【００３２】
第１実施例ではベッドが置かれている場所が監視領域外であること、ベッド脇は普通一般に監視カメラの死角に当ること、またベッド脇には仕切りカーテンが設けられている場合が多いこと等の事情を鑑みたからである。
【００３３】
図８及び図９はセンサーマット２２の一例を示す。２３は矩形状の弾性ベース板（ベースクッション）、２４はベースクッションの上面に重ねられたシート状の下敷カバー、２５はシート状の上カバー、２６はこの上カバー２５と前記下敷カバー２４の間にサンドイッチ状に設けられた複数個のテープ状検知器（例えば各検知器はそれぞれスイッチ機能を有する）２２ａ，２２ｂ…２２ｎである。センサーマット２２が弾性ベース板２３を有している理由は、転落ないし転倒時のショックを極力吸収し、被害の軽減化を図るためである。
【００３４】
各テープ状検知器２２ａ，２２ｂ…２２ｎは、図８で示すようにセンサーマット２２の長辺と交差状態（短辺と平行）するように該センサーマットに所要間隔を有して固定的に並列されている。
【００３５】
しかして、各検知器２２ａ，２２ｂ…２２ｎの間隔が、例えば２５ｃｍ〜３５ｃｍとした場合、片足で２つ以上のテープ状検知器を踏むことが普通一般にはないので、仮に患者が３つ以上の検知器を同時に押した場合には、理論上、両足以外の部分でも検知器を押したことに成る。
【００３６】
そこで、第２実施例では、３つ以上の検知器２２ａ，２２ｂ…２２ｎからの信号を得ることができるように一つのセンサーマット２２の各検知器が所定間隔を有して並列状態に制御装置（ＣＰＵ）５にそれぞれ接続している（もちろん、一つの検知器と隣の検知器との離間間隔が、普通一般に両足で同時に踏まれるような間隔でない場合には、２つ以上の検知器からの信号でも良い）。また、記憶手段６Ａには、予め各検知器からの検出信号を利用した異常事態宣言プログラム２７が格納されている。この異常事態宣言プログラム２７には、特に図示しないが、各センサーマット２２を敷設した病室や患者のデータとそれぞれ関連付けられている。
【００３７】
図１０は第２実施例のフローチャート的説明図である。ステップＳ０１は、患者３がベッド１３から転落し、又はベッド１３脇で転倒して一つのセンサーマット２２に横たわった場合である。
【００３８】
ステップＳ０２は、制御装置５が一つのセンサーマット２２から２つ以上或いは３つ以上の検知器２２ａ，２２ｂ…２２ｎからの検知信号を同時に受け取った場合である（本実施例では３つ以上）。ステップＳ０３は、制御装置５が前記条件を充たした場合にタイマー８を起動させる。つまり、患者がセンサーマット２２の上に倒れて、３つ以上の検知器２２ａ，２２ｂ…２２ｎを同時に押した場合にはタイマー８が起動する。
【００３９】
ステップＳ０４は、３つ以上の検知器が相変わらずＯＮの状態であり、そのためタイマー８が所定時間（例えば１分間，２分間など）以上経過した時である。ステップＳ０５は、判定手段７が３つ以上の検知器がＯＮの状態で所定時間以上継続している状況を「異常事態である」との異常事態宣言プログラム２７に基づき異常事態を認定する。本実施例では、正常か異常かは、記憶手段６の異常事態宣言プログラム２７に基づいてなされている。
【００４０】
ステップＳ０６は、判定手段７が異常と判定した場合において、制御装置（ＣＰＵ）５を介して報知手段１０から警報が出る場合である。この警報は、第１実施例と同様である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては、次に列挙するような作用・効果がある。
（１）病院に入院中の老齢患者、介護施設で介護されている高齢者、老人ホームで暮らしている高齢者、一人暮らしのご老人など高齢者を対象にした安価な事故防止監視システムを提供することができる。
（２）報知手段からの報知があった場合には、関係者が直ちに移動物体（例えば老齢患者）が倒れている室内まで駆けつけることができ、その結果、手遅れにならないうちに適切な処置をすることができる。
（３）請求項４及び請求項５に記載の発明は、本発明の第１の目的を前提とし、比較的に老齢患者や高齢者が転倒しやすい場所であって、監視カメラで十分に監視ができない領域或いは非監視領域（例えばベッド脇）での異常事態をすばやく発見することができる。また、この実施例では監視カメラでは比較的監視が困難な領域も、ある意味ではセンサーマットを介して監視領域に含めることができるから、複数個の監視カメラが不要であり、その結果、安価なシステム的を提供できる。もちろん、ベッド脇を監視するための監視カメラを別途配設することができるが、これでは監視カメラの台数が必然的に多くなり、システムがコスト高になる。
【図面の簡単な説明】
図１乃至図５は本発明の第１実施例を示す各概略説明図。図６乃至図１０は本発明の第２実施例を示す各概略説明図。
【図１】第１実施例のシステムの全体を示すブロック図。
【図２】主要部のハードウエアに基づく流れを示す説明図。
【図３】監視領域・非監視領域を示す説明図。
【図４】要部の説明図。
【図５】報知手段が作動するまでのフローチャート。
【図６】第２実施例のシステムの全体を示すブロック図。
【図７】監視領域・センサーマットを敷設した非監視領域を示す説明図。
【図８】センサーマットの一例を示す概略説明図。
【図９】図８の９−９線概略断面図。
【図１０】第２実施例のフローチャート的説明図。
【符号の説明】
Ｘ…事故防止監視システム、１…室内、２…画像入力手段、３…移動物体、４…信号変換手段、５…制御装置、６，６Ａ…記憶手段、７…判定手段、８…タイマー、９…制御装置５の各種の手段（機能）、１０…報知手段、１２…ナースステーション、１３…ベッド、２１…床面、２２…センサーマット、２６ａ，２６ｂ等…検知器、２７…異常事態宣言プログラム、Ａ…背景画像、Ｂ…基準画像、Ｃ…第１差分画像、Ｄ…第２差分画像。
【図１】
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【図２】
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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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【図９】
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【図１０】
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