(57)【要約】【課題】温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することのできる情報処理装置及び情報処理方法と、制御対象とする空間内の実態に即した適切な温熱環境の制御を行うことのできる環境制御装置を得る。【解決手段】赤外線カメラにより収集された時間的に異なる二つの温熱画像ＩＤ１、ＩＤ２における画素毎の減算によって差分画像ＳＤを導出し、当該差分画像ＳＤにおける零を含む所定範囲の外の値となる画素により構成される領域を人間の上記二つの温熱画像間の非重複領域として抽出し、当該非重複領域に対応する上記温熱画像により示される温度に基づいて、当該非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための閾値（Ｂｔ±ＴＨ２）を導出し、二つの温熱画像ＩＤ１、ＩＤ２の何れかと上記閾値との画素毎の比較により当該温熱画像における人間領域を抽出する。【選択図】　　　　図７
2004078297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段と、
前記収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の減算によって前記分割領域毎の差分画像情報を導出する差分画像導出手段と、
前記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の前記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出する非重複領域抽出手段と、
前記非重複領域に対応する前記温熱画像情報により示される温度に基づいて、当該非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための閾値を導出する閾値導出手段と、
前記二つの温熱画像情報の何れかと前記閾値との前記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における前記人間に対応する領域を抽出する人間領域抽出手段と、
を備えた情報処理装置。
【請求項２】
前記閾値導出手段は、前記非重複領域に対応する前記温熱画像情報により示される温度に基づいて、前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するための重複領域抽出閾値を前記閾値に代えて導出し、
前記二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の加算又は乗算によって前記分割領域毎の合成画像情報を導出する合成画像導出手段と、
前記合成画像情報と前記重複領域抽出閾値との前記分割領域毎の比較により前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出する重複領域抽出手段と、
を更に備え、
前記人間領域抽出手段は、前記非重複領域抽出手段により抽出された前記非重複領域と前記重複領域抽出手段により抽出された前記重複領域とを合成することにより前記人間に対応する領域を抽出する
請求項１記載の情報処理装置。
【請求項３】
処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段と、
前記収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の減算によって前記分割領域毎の差分画像情報を導出する差分画像導出手段と、
前記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の前記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出する非重複領域抽出手段と、
前記二つの温熱画像情報の何れかと、人間の温度に対応する領域を抽出するために予め定めた閾値との前記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における人間の領域の候補となる領域を抽出する候補領域抽出手段と、
前記候補領域抽出手段によって抽出された領域のうち、前記非重複領域抽出手段によって抽出された前記非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみを前記人間に対応する領域として抽出する人間領域抽出手段と、
を備えた情報処理装置。
【請求項４】
前記二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の加算又は乗算によって前記分割領域毎の合成画像情報を導出する合成画像導出手段
を更に備え、
前記候補領域抽出手段は、前記合成画像情報と、前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するために予め定めた閾値との前記分割領域毎の比較により前記人間の領域の候補となる領域を抽出し、
前記人間領域抽出手段は、前記候補領域抽出手段によって抽出された領域のうちの前記非重複領域抽出手段によって抽出された前記非重複領域から所定距離以内に位置する領域と、当該非重複領域とを合成することによって前記人間に対応する領域を抽出する
請求項３記載の情報処理装置。
【請求項５】
処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を所定の時間間隔で収集し、
収集した時間的に異なる二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の減算によって前記分割領域毎の差分画像情報を導出し、
前記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の前記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、
前記非重複領域に対応する前記温熱画像情報により示される温度に基づいて、当該非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための閾値を導出し、
前記二つの温熱画像情報の何れかと前記閾値との前記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における前記人間に対応する領域を抽出する
情報処理方法。
【請求項６】
前記非重複領域に対応する前記温熱画像情報により示される温度に基づいて、前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するための重複領域抽出閾値を前記閾値に代えて導出すると共に、前記二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の加算又は乗算によって前記分割領域毎の合成画像情報を導出し、
前記合成画像情報と前記重複領域抽出閾値との前記分割領域毎の比較により前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出し、
前記非重複領域と前記重複領域とを合成することにより前記人間に対応する領域を抽出する
請求項５記載の情報処理方法。
【請求項７】
処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を所定の時間間隔で収集し、
収集した時間的に異なる二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の減算によって前記分割領域毎の差分画像情報を導出し、
前記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の前記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、
前記二つの温熱画像情報の何れかと、人間の温度に対応する領域を抽出するために予め定めた閾値との前記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における人間の領域の候補となる領域を抽出し、
抽出した領域のうち、前記非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみを前記人間に対応する領域として抽出する
情報処理方法。
【請求項８】
前記二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の加算又は乗算によって前記分割領域毎の合成画像情報を導出し、
前記合成画像情報と、前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するために予め定めた閾値との前記分割領域毎の比較により前記人間の領域の候補となる領域を抽出し、
抽出した領域のうちの前記非重複領域から所定距離以内に位置する領域と、当該非重複領域とを合成することによって前記人間に対応する領域を抽出する
請求項７記載の情報処理方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の情報処理装置と、前記情報処理装置の前記人間領域抽出手段によって抽出された前記人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた温熱画像情報とに基づいて得られるパラメータを用いて前記処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標を導出する快適性指標導出手段と、
前記快適性指標に基づいて前記空間内の環境を制御する環境制御手段と、
を備えた環境制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報処理装置、情報処理方法及び環境制御装置に係り、より詳しくは、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報に対する処理を行う情報処理装置及び情報処理方法と、当該情報処理装置によって得られた情報に基づいて上記空間内が快適な環境となるように制御する環境制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、化石燃料等の有用天然資源の保護や地球環境の保護等の観点から、建築物に対する省エネルギー化の要求が高まっている。また、その一方で、建築物に対する居住環境の快適化の要求も年々高まっている。
【０００３】
これらの点に鑑み、従来、制御対象とする空間内の温度、湿度、風速、輻射温度等の環境的要素と、当該空間内に存在する人の着衣量、代謝量（活動量）等の人に関する要素と、の二つの要素に基づいて当該空間内の快適性を示す快適性指数（例えば、ＰＭＶ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　Ｍｅａｎ　Ｖｏｔｅ）値）を求め、当該快適性指数が快適域に含まれるように当該空間内に設けられた空気調和装置や暖房装置等を制御する環境制御装置があった。この装置によれば、上記環境的要素と人に関する要素の二つの要素に基づいて適切に空気調和装置や暖房装置等の制御が行われるので、環境的要素のみに基づいて制御が行われる場合に比較して、これらの装置の無駄な作動を抑制することができ、この結果として省エネルギー化することができると共に、居住環境を快適化することができる。
【０００４】
なお、上記ＰＭＶ値は、Ｆａｎｇｅｒにより開発され、ＩＳＯ−７７３０として採用されたものであり、人間と環境との熱交換量に基づいて熱的中立温度を予測する快適方程式により得られるものである。
【０００５】
ところで、上記快適性指標を用いて空間内の温熱環境を制御する場合、従来、人の着衣表面温度については計算によって得られた予測値や、予め与えられた固定値を適用していたので、制御対象とする空間内に存在する人の実態を反映しておらず、温熱環境の制御を必ずしも適切に行うことができるとは限らない、という問題点があった。
【０００６】
この問題点に鑑み、特開平６−１８０１３９号公報に記載の技術では、センサーを用いて室内の在室者及び環境の温度を計測して温熱画像を取得し、当該温熱画像の中から人間部分の領域を検出し、当該領域に対応する温熱画像により示される温度に基づいて人の着衣表面温度を取得し、当該着衣表面温度を用いて快適性指標を導出していた。
【０００７】
ここで、上記特開平６−１８０１３９号公報に記載の技術では、温熱画像から人間の温度範囲である領域を人間部分の領域であるものとして抽出する技術において、人間と略同一の温度で発熱する装置の領域を人間部分の領域であるものと誤って抽出してしまう、という問題点を回避するために、人間は移動するものである、という点に着目し、図１８に示すように、実空間から得られた２枚の時間的に異なる温熱画像Ａ及び温熱画像Ｂの差分をとって差分画像を得ている。そして、当該差分画像では、移動している人間のみが残り、パーソナル・コンピュータ（図１８では、「ＰＣ」と表記。）等の静止物は発熱温度にかかわらず相殺されて消去された状態となるので、当該差分画像で残っている画像領域を人間部分の領域であるものとして検出していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６−１８０１３９号公報に記載の技術では、人間部分の領域を２枚の時間的に異なる温熱画像の差分をとることにより得られた差分画像に基づいて検出しているので、上記２枚の時間的に異なる温熱画像の同一領域に人間が重複して存在する場合には、当該重複部分の領域を検出することができず、人間部分の領域を適切に検出することができない、という問題点があった。
【０００９】
すなわち、通常、室内の人間が常時移動していることは少なく、腕、足、首等の体の一部のみを動かしている場合が殆どである。この場合、人間の胴体部分は、上記２枚の時間的に異なる温熱画像の同一領域に重複して存在することになり、上記差分画像では胴体部分の領域が消去された状態となる。従って、この場合、人間の主要な部分となる胴体部分を検出することができないことになる。この問題は、前述の人間部分の領域に対応する温熱画像により示される温度に基づいて人の着衣表面温度を取得する場合においては、着衣は、その多くが人間の胴体部分に位置される点を考えると、深刻な問題である。
【００１０】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することのできる情報処理装置及び情報処理方法を提供することを第１の目的とし、制御対象とする空間内の実態に即した適切な温熱環境の制御を行うことのできる環境制御装置を提供することを第２の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１記載の情報処理装置は、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段と、前記収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の減算によって前記分割領域毎の差分画像情報を導出する差分画像導出手段と、前記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の前記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出する非重複領域抽出手段と、前記非重複領域に対応する前記温熱画像情報により示される温度に基づいて、当該非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための閾値を導出する閾値導出手段と、前記二つの温熱画像情報の何れかと前記閾値との前記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における前記人間に対応する領域を抽出する人間領域抽出手段と、を備えている。
【００１２】
請求項１記載の情報処理装置によれば、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の減算によって当該分割領域毎の差分画像情報が差分画像導出手段によって導出される。なお、上記収集手段には、赤外線カメラや、放射温度計等の、温熱画像情報を得ることのできるあらゆる機器が含まれる。
【００１３】
ここで、本発明では、非重複領域抽出手段により、上記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域が、人間の上記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出され、閾値導出手段により、当該非重複領域に対応する上記温熱画像情報により示される温度に基づいて、当該非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための閾値が導出され、人間領域抽出手段により、上記二つの温熱画像情報の何れかと上記閾値との上記分割領域毎の比較によって当該温熱画像情報における上記人間に対応する領域が抽出される。
【００１４】
すなわち、本発明では、人間は、例えば椅子に着座しているような状態であっても、顔、腕、肩等の一部は動くものである、という点に着目し、上記のような差分画像情報に基づいて人間の動いている領域（非重複領域）を抽出し、抽出した領域に対応する温熱画像情報に基づいて人間領域を抽出するための閾値を導出している。この閾値は、収集手段により収集された、処理対象とする空間内の気温や季節等の環境状態に応じた実際の人間の温度に基づく高精度なものであるので、当該閾値を人間に対応する領域を抽出するための閾値として適用することにより、処理対象とする空間内に人間の温度と略等しい温度の発熱体が存在する場合であっても、当該発熱体の温度が僅かでも人間の温度と異なる場合には、当該発熱体を抽出対象から除外することができ、人間部分の領域のみを高精度に抽出することができる。
【００１５】
このように、請求項１に記載の情報処理装置によれば、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の減算によって当該分割領域毎の差分画像情報を導出し、当該差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の上記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、当該非重複領域に対応する上記温熱画像情報により示される温度に基づいて、当該非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための閾値を導出し、上記二つの温熱画像情報の何れかと上記閾値との上記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における上記人間に対応する領域を抽出しているので、温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することができる。
【００１６】
また、請求項２記載の情報処理装置は、請求項１記載の発明において、前記閾値導出手段は、前記非重複領域に対応する前記温熱画像情報により示される温度に基づいて、前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するための重複領域抽出閾値を前記閾値に代えて導出し、前記二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の加算又は乗算によって前記分割領域毎の合成画像情報を導出する合成画像導出手段と、前記合成画像情報と前記重複領域抽出閾値との前記分割領域毎の比較により前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出する重複領域抽出手段と、を更に備え、前記人間領域抽出手段は、前記非重複領域抽出手段により抽出された前記非重複領域と前記重複領域抽出手段により抽出された前記重複領域とを合成することにより前記人間に対応する領域を抽出するものである。
【００１７】
請求項２記載の情報処理装置によれば、閾値導出手段により、上記非重複領域に対応する温熱画像情報により示される温度に基づいて、人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するための重複領域抽出閾値が導出され、合成画像導出手段により、上記二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の加算又は乗算によって当該分割領域毎の合成画像情報が導出され、重複領域抽出手段により、当該合成画像情報と上記重複領域抽出閾値との上記分割領域毎の比較により人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域が抽出され、更に、人間領域抽出手段により、上記非重複領域抽出手段により抽出された非重複領域と上記重複領域抽出手段により抽出された重複領域とが合成されることにより上記人間に対応する領域が抽出される。
【００１８】
すなわち、本発明では、上記二つの温熱画像情報における分割領域毎の加算又は乗算によって当該分割領域毎の合成画像情報を導出している。従って、この合成画像情報は、処理対象とする空間内に人間の温度と略等しい温度の発熱体が存在し、かつ当該発熱体の温度が僅かに人間の温度と異なる場合において、上記二つの温熱画像情報間の人間部分の重複領域と、上記発熱体部分の重複領域と、の値の差分が大きくされたものとなる。従って、この合成画像情報から、閾値導出手段によって導出された重複領域抽出閾値を用いて人間部分の重複領域を抽出することにより、単に温熱画像情報から抽出する場合に比較して、より高精度に当該重複領域を抽出することができ、当該重複領域と非重複領域とを合成することによって、より高精度に人間に対応する領域を抽出できる。
【００１９】
このように、請求項２に記載の情報処理装置によれば、非重複領域に対応する温熱画像情報により示される温度に基づいて、人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するための重複領域抽出閾値を導出すると共に、上記二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の加算又は乗算によって当該分割領域毎の合成画像情報を導出し、当該合成画像情報と上記重複領域抽出閾値との上記分割領域毎の比較により人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出し、上記非重複領域と上記重複領域とを合成することにより人間に対応する領域を抽出しているので、単に温熱画像情報から抽出する場合に比較して、より高精度に人間に対応する領域を抽出することができる。
【００２０】
一方、上記第１の目的を達成するために、請求項３記載の情報処理装置は、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段と、前記収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の減算によって前記分割領域毎の差分画像情報を導出する差分画像導出手段と、前記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の前記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出する非重複領域抽出手段と、前記二つの温熱画像情報の何れかと、人間の温度に対応する領域を抽出するために予め定めた閾値との前記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における人間の領域の候補となる領域を抽出する候補領域抽出手段と、前記候補領域抽出手段によって抽出された領域のうち、前記非重複領域抽出手段によって抽出された前記非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみを前記人間に対応する領域として抽出する人間領域抽出手段と、を備えている。
【００２１】
請求項３記載の情報処理装置によれば、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の減算によって当該分割領域毎の差分画像情報が差分画像導出手段によって導出される。なお、上記収集手段には、赤外線カメラや、放射温度計等の、温熱画像情報を得ることのできるあらゆる機器が含まれる。
【００２２】
ここで、本発明では、非重複領域抽出手段により、上記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域が、人間の上記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出され、候補領域抽出手段により、上記二つの温熱画像情報の何れかと、人間の温度に対応する領域を抽出するために予め定めた閾値との上記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における人間の領域の候補となる領域が抽出され、更に、人間領域抽出手段により、候補領域抽出手段によって抽出された領域のうち、非重複領域抽出手段によって抽出された非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみが人間に対応する領域として抽出される。
【００２３】
なお、上記「非重複領域から所定距離以内に位置する領域」には、非重複領域内に位置する領域（非重複領域と重複する領域）、及び非重複領域に接する領域が含まれる。また、上記所定距離に対応する距離として、非重複領域と人間の領域の候補となる領域との間の最も近接する分割領域間の距離や、非重複領域と人間の領域の候補となる領域との間の各々の重心間の距離等を適用することができる。
【００２４】
すなわち、本発明でも、人間は、例えば椅子に着座しているような状態であっても、顔、腕、肩等の一部は動くものである、という点に着目し、上記のような差分画像情報に基づいて確実に人間の動いている領域（非重複領域）を抽出し、抽出した領域に近接する人間の領域の候補となる領域を人間に対応する領域として抽出しており、処理対象とする空間内に人間の温度と略等しい温度の発熱体が存在する場合であっても、当該発熱体が人間から比較的離れて存在する場合には、当該発熱体を抽出対象から除外することができ、人間部分の領域のみを高精度に抽出することができるようにしている。
【００２５】
このように、請求項３に記載の情報処理装置によれば、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の減算によって当該分割領域毎の差分画像情報を導出し、当該差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の上記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、当該二つの温熱画像情報の何れかと、人間の温度に対応する領域を抽出するために予め定めた閾値との上記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における人間の領域の候補となる領域を抽出し、抽出した領域のうち、上記非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみを人間に対応する領域として抽出しているので、温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することができる。
【００２６】
また、請求項４記載の情報処理装置は、請求項３記載の発明において、前記二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の加算又は乗算によって前記分割領域毎の合成画像情報を導出する合成画像導出手段を更に備え、前記候補領域抽出手段は、前記合成画像情報と、前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するために予め定めた閾値との前記分割領域毎の比較により前記人間の領域の候補となる領域を抽出し、前記人間領域抽出手段は、前記候補領域抽出手段によって抽出された領域のうちの前記非重複領域抽出手段によって抽出された前記非重複領域から所定距離以内に位置する領域と、当該非重複領域とを合成することによって前記人間に対応する領域を抽出するものである。
【００２７】
請求項４記載の情報処理装置によれば、合成画像導出手段により、上記二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の加算又は乗算によって当該分割領域毎の合成画像情報が導出され、候補領域抽出手段により、上記合成画像情報と、人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するために予め定めた閾値との上記分割領域毎の比較により人間の領域の候補となる領域が抽出され、更に、人間領域抽出手段により、上記候補領域抽出手段によって抽出された領域のうちの上記非重複領域抽出手段によって抽出された非重複領域から所定距離以内に位置する領域と、当該非重複領域とが合成されることによって人間に対応する領域が抽出される。
【００２８】
すなわち、本発明では、上記二つの温熱画像情報における分割領域毎の加算又は乗算によって当該分割領域毎の合成画像情報を導出している。従って、この合成画像情報は、処理対象とする空間内に人間の温度と略等しい温度の発熱体が存在し、かつ当該発熱体の温度が僅かに人間の温度と異なる場合において、上記二つの温熱画像情報間の人間部分の重複領域と、上記発熱体部分の重複領域と、の値の差分が大きくされたものとなる。
【００２９】
従って、この合成画像情報から、上記重複領域を抽出するために予め定めた閾値に基づいて人間の領域の候補となる領域を抽出することにより、単に温熱画像情報から抽出する場合に比較して、より高精度に上記候補となる領域を抽出することができ、この結果として、より高精度に人間に対応する領域を抽出することができる。
【００３０】
このように、請求項４に記載の情報処理装置によれば、二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の加算又は乗算によって当該分割領域毎の合成画像情報を導出し、当該合成画像情報と、人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するために予め定めた閾値との上記分割領域毎の比較により人間の領域の候補となる領域を抽出し、抽出した領域のうちの非重複領域から所定距離以内に位置する領域と、当該非重複領域とを合成することによって人間に対応する領域を抽出しているので、単に温熱画像情報から人間の領域の候補となる領域を抽出する場合に比較して、より高精度に人間に対応する領域を抽出することができる。
【００３１】
一方、上記第１の目的を達成するために、請求項５記載の情報処理方法は、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を所定の時間間隔で収集し、収集した時間的に異なる二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の減算によって前記分割領域毎の差分画像情報を導出し、前記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の前記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、前記非重複領域に対応する前記温熱画像情報により示される温度に基づいて、当該非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための閾値を導出し、前記二つの温熱画像情報の何れかと前記閾値との前記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における前記人間に対応する領域を抽出するものである。
【００３２】
従って、請求項５に記載の情報処理方法によれば、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することができる。
【００３３】
また、請求項６記載の情報処理方法は、請求項５記載の発明において、前記非重複領域に対応する前記温熱画像情報により示される温度に基づいて、前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するための重複領域抽出閾値を前記閾値に代えて導出すると共に、前記二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の加算又は乗算によって前記分割領域毎の合成画像情報を導出し、前記合成画像情報と前記重複領域抽出閾値との前記分割領域毎の比較により前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出し、前記非重複領域と前記重複領域とを合成することにより前記人間に対応する領域を抽出するものである。
【００３４】
従って、請求項６に記載の情報処理方法によれば、請求項２記載の発明と同様に作用するので、請求項２記載の発明と同様に、単に温熱画像情報から抽出する場合に比較して、より高精度に人間に対応する領域を抽出することができる。
【００３５】
一方、上記第１の目的を達成するために、請求項７記載の情報処理方法は、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を所定の時間間隔で収集し、収集した時間的に異なる二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の減算によって前記分割領域毎の差分画像情報を導出し、前記差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の前記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、前記二つの温熱画像情報の何れかと、人間の温度に対応する領域を抽出するために予め定めた閾値との前記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における人間の領域の候補となる領域を抽出し、抽出した領域のうち、前記非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみを前記人間に対応する領域として抽出するものである。
【００３６】
従って、請求項７に記載の情報処理方法によれば、請求項３記載の発明と同様に作用するので、請求項３記載の発明と同様に、温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することができる。
【００３７】
更に、請求項８記載の情報処理方法は、請求項７記載の発明において、前記二つの温熱画像情報における前記分割領域毎の加算又は乗算によって前記分割領域毎の合成画像情報を導出し、前記合成画像情報と、前記人間の前記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するために予め定めた閾値との前記分割領域毎の比較により前記人間の領域の候補となる領域を抽出し、抽出した領域のうちの前記非重複領域から所定距離以内に位置する領域と、当該非重複領域とを合成することによって前記人間に対応する領域を抽出するものである。
【００３８】
従って、請求項８に記載の情報処理方法によれば、請求項４記載の発明と同様に作用するので、請求項４記載の発明と同様に、単に温熱画像情報から人間の領域の候補となる領域を抽出する場合に比較して、より高精度に人間に対応する領域を抽出することができる。
【００３９】
一方、上記第２の目的を達成するために、請求項９記載の環境制御装置は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の情報処理装置と、前記情報処理装置の前記人間領域抽出手段によって抽出された前記人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた温熱画像情報とに基づいて得られるパラメータを用いて前記処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標を導出する快適性指標導出手段と、前記快適性指標に基づいて前記空間内の環境を制御する環境制御手段と、を備えている。
【００４０】
請求項９記載の環境制御装置によれば、快適性指標導出手段により、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の情報処理装置の人間領域抽出手段によって抽出された人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた温熱画像情報とに基づいて得られるパラメータが用いられて処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標が導出され、環境制御手段により、当該快適性指標に基づいて処理対象とする空間内の環境が制御される。
【００４１】
なお、上記パラメータには、上記人間に対応する領域の温熱画像情報の平均値等として得られる人間の着衣表面温度、上記人間に対応する領域の温熱画像情報により示される温度と通常の人体の温度との差分に基づいて得られる着衣量、上記人間に対応する領域以外の領域の温熱画像情報の平均値として得られる平均輻射温度等を例示することができる。また、上記快適性指標には、ＰＭＶ値やＥＴ＊等が含まれる。更に、上記環境制御手段による制御対象には、処理対象とする空間内の温度の制御、湿度の制御、風速の制御等の快適性に関するあらゆる制御が含まれる。
【００４２】
すなわち、本発明では、本発明の情報処理装置により高精度に抽出された人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた、実際に処理対象とする空間内から収集された温熱画像情報と、に基づいて得られるパラメータを用いて、処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標を導出して温熱環境の制御を行っており、当該パラメータに計算によって得られた予測値や、予め与えられた固定値を適用して快適性指標を導出する場合に比較して、制御対象とする空間内の実態に即した、より的確な温熱環境の制御を行うことができるようにしている。
【００４３】
この結果、例えば、本発明に係る環境制御装置を建築物内の温熱環境の制御用装置として適用した場合には、非定常性を考慮した高品質で、人に優しい、やわらかい（コールド／ホットショックの少ない）建築環境を実現できる。
【００４４】
このように、請求項９に記載の環境制御装置によれば、本発明に係る情報処理装置の人間領域抽出手段によって抽出された人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた温熱画像情報と、に基づいて得られるパラメータを用いて処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標を導出し、当該快適性指標に基づいて当該空間内の環境を制御しているので、制御対象とする空間内の実態に即した適切な温熱環境の制御を行うことができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に示す各実施の形態において、人間部分の一部領域（後述する非重複領域）の抽出手法は、全ての実施の形態について共通である。
【００４６】
すなわち、各実施の形態とも、図１に示すように、実空間から得られた２枚の時間的に異なる温熱画像Ａ及び温熱画像Ｂの差分をとって差分画像Ｃを導出し、当該差分画像に残った画像領域（差分画像Ｃの斜線が付された領域）を人間部分の非重複領域であるものとして抽出する。
【００４７】
なお、図１において温熱画像Ａ及び温熱画像Ｂは、便宜上、線画像で表現しているが、実際には、例えば、５０℃の領域を赤とし、５０℃から１０℃にかけて温度が低くなるに従って予め定められた温度範囲毎に寒色系の色に徐々に変化する、というように、各温熱画像は温度を示す色が付された状態で表わされる。
【００４８】
また、ここでは、本発明に係る情報処理装置、情報処理方法及び環境制御装置を空気調和装置により温熱環境を制御する環境制御システムに適用した場合について説明する。
【００４９】
〔第１実施形態〕
まず、図２を参照して、本実施の形態に係る環境制御システム１０の全体構成について説明する。同図に示すように、本実施の形態に係る環境制御システム１０は、温熱環境の制御対象とする略直方体状の実空間Ｓにおける温度分布をできるだけ広い領域に亘って収集できる位置（例えば、実空間Ｓの何れかの壁面付近でかつ当該壁面の略中心の位置。）に設置されると共に、実空間Ｓ内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域（ここでは、画素）毎の温度を示す温熱画像情報を動画像の情報として収集する収集手段としての赤外線カメラ１２を含んで構成されている。
【００５０】
また、環境制御システム１０は、赤外線カメラ１２により収集された温熱画像情報によって示される温熱画像を動画像として表示するディスプレイ１４と、赤外線カメラ１２により収集された温熱画像情報を逐次記録する録画装置１６と、録画装置１６に記録された温熱画像情報から任意の情報をキャプチャリングする機能を有するキャプチャボード１８Ａと、キャプチャボード１８Ａによるキャプチャリングの制御を行うと共に、キャプチャボード１８Ａによりキャプチャされた温熱画像情報を取得することができるパーソナル・コンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）２０Ａと、を備えている。
【００５１】
更に、環境制御システム１０は、赤外線カメラ１２により収集された温熱画像情報から任意の情報をキャプチャリングする機能を有するキャプチャボード１８Ｂが装着されたＰＣ２０Ｂも備えている。
【００５２】
なお、図２では図示を省略するが、環境制御システム１０は、以上の構成要素の他、実空間Ｓ内若しくは実空間Ｓの近くに設けられた空気調和装置（以下、「空調装置」という。）と、実空間Ｓ内の温度、湿度、及び風速を検知するための温度センサ、湿度センサ、及び風速センサも備えている。
【００５３】
次に、図３を参照して、本実施の形態に係るＰＣ２０Ａの電気系の構成を説明する。同図に示すように、ＰＣ２０Ａは、ＰＣ２０Ａ全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）２２と、ＣＰＵ２２による各種処理プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）２４と、各種処理プログラムや各種パラメータ等を記憶したＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）２６と、各種情報を記憶するために用いられるハードディスク２８と、各種情報を表示するために用いられるディスプレイ３０と、キーボード及びマウスにより構成された入力装置３２と、前述のキャプチャボード１８Ａ、温度センサ３８、湿度センサ４０、及び風速センサ４２に接続され、かつこれら各部との間で各種情報の授受を制御するインタフェース（以下、「Ｉ／Ｆ」という。）３４と、前述の空調装置４４との間で各種情報の授受を制御するＩ／Ｆ３６と、がシステムバスＢＵＳにより相互に接続されて構成されている。
【００５４】
従って、ＣＰＵ２２は、ＲＡＭ２４、ＲＯＭ２６、及びハードディスク２８に対するアクセス、ディスプレイ３０に対する各種情報の表示の制御、入力装置３２を介した各種情報の取得、Ｉ／Ｆ３４を介したキャプチャボード１８Ａの制御、Ｉ／Ｆ３４を介した温度センサ３８、湿度センサ４０、及び風速センサ４２の各々の検知結果を示す情報の取得、及びＩ／Ｆ３６を介した空調装置４４の制御、を各々行うことができる。
【００５５】
なお、ＰＣ２０Ｂの構成も、キャプチャボード１８Ａがキャプチャボード１８Ｂとなる点以外はＰＣ２０Ａと同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００５６】
次に、図４を参照して、本実施の形態に係る環境制御システム１０の作用を説明する。なお、図４は、環境制御システム１０において温熱環境の制御を行う際にＰＣ２０ＡのＣＰＵ２２によって実行される環境制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはＲＯＭ２６の所定領域に予め記憶されている。また、ここでは、赤外線カメラ１２によって実空間Ｓ内の温熱画像情報が動画像情報として得られており、当該温熱画像情報が録画装置１６を介してキャプチャボード１８Ａに逐次入力されている場合について説明する。
【００５７】
図４のステップ１００では、予め定められた固定パラメータ設定画面を表示するようにディスプレイ３０を制御し、次のステップ１０２では、入力装置３２を介した所定情報の入力待ちを行う。
【００５８】
図５には、上記ステップ１００の処理によってディスプレイ３０に表示された固定パラメータ設定画面が示されている。同図に示すように、本実施の形態に係る固定パラメータ設定画面では、代謝率及び着衣量の入力を促す旨のメッセージが表示されると共に、これらのパラメータを入力するための矩形枠が表示される。同図に示すような固定パラメータ設定画面がディスプレイ３０に表示されると、ＰＣ２０Ａの操作者は、入力装置３２を構成するキーボード及びマウスに対する操作により、実空間Ｓ内における代謝率及び実空間Ｓに存在する人間の着衣量の各情報を対応する矩形枠内に入力した後に、上記マウスによって当該画面の最下に表示されている「入力終了」ボタンをポインティング指定する。これによりＣＰＵ２２には、操作者によって入力された代謝率及び着衣量を各々示す情報と、「入力終了」ボタンが指定された旨を示す情報とが入力され、上記ステップ１０２が肯定判定となってステップ１０４に移行する。
【００５９】
なお、上記代謝率は、人間の活動量を示すものであり、通常はＭｅｔ値と呼ばれる値で表現される。例えば、臥位で横になりリラックスしている状態でＭｅｔ値は０．８であり、静かに椅子に座っている状態で１．０、立位でリラックスしている状態で１．４、立位で軽作業をしている状態で１．６、時速３ｋｍで歩行している状態で２．０、時速５ｋｍで走っている状態や激しく動いている状態で３．０である。本実施の形態では、代謝率として［Ｗ／ｍ２］を単位とする値に１Ｍｅｔ＝５８［Ｗ／ｍ２］として換算したものを適用する。
【００６０】
ステップ１０４では、キャプチャボード１８Ａに入力されている温熱画像情報をキャプチャリングするようにキャプチャボード１８Ａを制御することにより、この時点において赤外線カメラ１２により収集されている温熱画像情報を収集してハードディスク２８の所定領域（以下、「第１領域」という。）に記憶し、次のステップ１０６では、所定時間（本実施の形態では、１分。）の経過待ちを行い、次のステップ１０８では、上記ステップ１０４と同様にして、この時点において赤外線カメラ１２により収集されている温熱画像情報を収集してハードディスク２８の上記第１領域とは異なる領域（以下、「第２領域」という。）に記憶する。
【００６１】
次のステップ１１０では、上記ステップ１０４においてハードディスク２８に記憶した温熱画像情報と、上記ステップ１０８においてハードディスク２８に記憶した温熱画像情報と、を用いて、人間領域検出処理を行う。以下、本実施の形態に係る人間領域検出処理について、図６を参照しつつ詳細に説明する。なお、図６は、人間領域検出処理を行う際に、ＰＣ２０ＡのＣＰＵ２２によって実行される人間領域検出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムもＲＯＭ２６の所定領域に予め記憶されている。
【００６２】
図６のステップ２００では、上記ステップ１０４においてハードディスク２８に記憶した温熱画像情報と、上記ステップ１０８においてハードディスク２８に記憶した温熱画像情報と、の画素毎の減算を行うことにより、差分画像情報を導出する。なお、この減算は、どちらの温熱画像情報から他方の温熱画像情報を減算してもよいが、ここでは、後で収集された温熱画像情報から先に収集された温熱画像情報を減算する場合について説明する。
【００６３】
また、当該差分画像情報を導出するにあたり、本実施の形態に係る人間領域検出処理では、上記減算によって得られた画素毎の値（温度差を示す値）の絶対値が、予め定められた閾値ＴＨ１（ここでは、０．１℃）より小さい場合には、当該画素値を０（零）とする。
【００６４】
例えば、図７に示すように、先に収集された温熱画像情報により示される画像が温熱画像ＩＤ１であり、後で収集された温熱画像情報により示される画像が温熱画像ＩＤ２である場合、本ステップ２００で得られる差分画像情報により示される画像は差分画像ＳＤのようになる。なお、図７においてＡ及びＢは人間の領域を、Ｗは静止物である発熱体（例えば、ＰＣ、プリンタ等）の領域を、Ｈは発熱体以外の静止物（例えば、処理対象空間の内壁、机、椅子等）の領域を、各々示す。
【００６５】
図７に示すように、本ステップ２００で得られる差分画像情報により示される差分画像ＳＤは、人間の上記二つの温熱画像ＩＤ１、ＩＤ２間の非重複領域のみが、当該領域に対応する人間の領域の温度と静止物の領域の温度との差の温度を示す画像となり、他の領域は全て画素値が０（零）となる。また、（領域Ａの温度＞領域Ｈの温度）かつ（領域Ｂの温度＞領域Ｈの温度）のとき、本実施の形態に係る環境制御システム１０では、温熱画像ＩＤ１に含まれる人間の領域Ａに対応する非重複領域の画素値は負の値となり、温熱画像ＩＤ２に含まれる人間の領域Ｂに対応する非重複領域の画素値は正の値となる。
【００６６】
なお、一方の温熱画像情報を収集した時点と、他方の温熱画像情報を収集した時点とで静止物の温度が若干変化する場合も考えられるが、前述のように、上記減算によって得られた画素毎の値の絶対値が予め定められた閾値ＴＨ１より小さい場合には当該画素値を０（零）としているので、当該静止物の領域の画素値を０とすることができる。従って、閾値ＴＨ１は、処理対象空間内に存在する静止物の温度の変化量に応じて、当該変化量が大きいほど大きな値を設定するようにする。
【００６７】
次のステップ２０２では、上記ステップ２００で得られた差分画像情報において正の値を示す画素により構成される領域を非重複領域として抽出する。これにより、図７に示す例では、非重複領域Ｂ’のみが抽出されることになる。
【００６８】
次のステップ２０４では、抽出した非重複領域の画素に対応する画素値（温度値）を、後で収集された温熱画像情報（図７に示す例では温熱画像ＩＤ２）から抽出し、抽出した温度値に基づいて、次の（１）式及び（２）式により、上記非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための二つの閾値（下限閾値ＴＨＬ及び上限閾値ＴＨＨ）を導出する。
【００６９】
ＴＨＬ＝Ｂｔ−ＴＨ２　　　・・・（１）
ＴＨＨ＝Ｂｔ＋ＴＨ２　　　・・・（２）
ここで、Ｂｔは本ステップ２０４で抽出した温度値の平均値を、ＴＨ２は閾値ＴＨＬ、ＴＨＨの許容誤差（例えば、０．１℃）を、各々示す。
【００７０】
次のステップ２０６では、後で収集された温熱画像情報から、上記ステップ２０４で導出された下限閾値ＴＨＬから上限閾値ＴＨＨまでの範囲内の値を示す画素により構成される領域を抽出する。これにより、図７に示す例では、人間領域Ｂのみが抽出されることになる。
【００７１】
このように、本実施の形態に係る人間領域検出処理では、人間は、例えば椅子に座っているような状態であっても、顔、腕、肩等の一部は動くものである、という点に着目し、上記のような差分画像情報を導出することによって人間の動いている領域（非重複領域）を抽出し、抽出した領域に対応する温熱画像情報に基づいて人間領域を抽出するための閾値（下限閾値ＴＨＬ及び上限閾値ＴＨＨ）を導出しており、この閾値は、処理対象空間内の気温や季節等の環境状態に応じた実際の人間の温度に基づくものであるので、処理対象空間内に人間の温度と略等しい温度の発熱体が存在する場合であっても、当該発熱体の温度が僅かでも人間の温度と異なる場合には、当該発熱体を抽出対象から除外することができ、人間部分の領域のみを高精度に抽出することができる。
【００７２】
上記ステップ２０６の処理が終了すると本人間領域検出処理を終了し、環境制御処理プログラム（図４参照）のステップ１１２に移行する。
【００７３】
本実施の形態に係る人間領域検出処理プログラムにおけるステップ２００の処理が請求項１記載の発明の差分画像導出手段に、ステップ２０２の処理が請求項１記載の発明の非重複領域抽出手段に、ステップ２０４の処理が請求項１記載の発明の閾値導出手段に、ステップ２０６の処理が請求項１記載の発明の人間領域抽出手段に、各々相当する。
【００７４】
ステップ１１２では、後で収集された温熱画像情報（図７に示す例では温熱画像ＩＤ２）から、人間領域検出処理によって得られた人間領域に対応する画素値（温度値）を抽出して当該温度値の平均値を人の着衣表面温度（℃）として算出し、次のステップ１１４では、後で収集された温熱画像情報から、人間領域検出処理によって得られた人間領域以外の領域の温度値を抽出して当該温度値の平均値を平均輻射温度（℃）として算出する。
【００７５】
次のステップ１１６では、温度センサ３８から室温を示す情報を、湿度センサ４０から湿度を示す情報を、風速センサ４２から風速を示す情報を、各々取得し、次のステップ１１８では、以上の処理によって得られたパラメータ（代謝率、着衣表面温度、平均輻射温度）以外の快適性指標を算出するために必要とされるパラメータを導出する。
【００７６】
なお、本実施の形態に係る環境制御システム１０では、一例として上記快適性指標として次の（３）式により算出されるＰＭＶ値を適用する。
【００７７】
【数１】
2004078297.tif 000003
【００７８】
また、（３）式におけるｈｃ及びｆｃｌは次の式により算出される。
【００７９】
【数２】
2004078297.tif 000004
【００８０】
但し、Ｍ：代謝率（Ｗ／ｍ２）
Ｗ：外部仕事（Ｗ／ｍ２）・・・通常は０
Ｉｃｌ：衣服の熱抵抗（ｍ２Ｋ／Ｗ）
ｆｃｌ：人間の裸の場合に対する着衣時の表面積の比
ｔａ：室温（℃）
ｔｒ：平均輻射温度（℃）
ｖａｒ：風速（ｍ／ｓ）
Ｐａ：水蒸気分圧（Ｐａ）
ｈｃ：対流熱伝導率（Ｗ／ｍ２Ｋ）
ｔｃｌ：着衣の表面温度（℃）
である。
【００８１】
ここで、代謝率Ｍ、室温ｔａ、平均輻射温度ｔｒ、風速ｖａｒ、及び着衣の表面温度ｔｃｌは、以上の処理によって得られている。
【００８２】
従って、ここでは、衣服の熱抵抗Ｉｃｌ及び水蒸気分圧Ｐａを算出する必要があるが、熱抵抗Ｉｃｌは上記ステップ１０２において得られた情報によって示される着衣量（ｃｌｏ）を用いた周知の演算式により導出することができ、水蒸気分圧Ｐａは室温ｔａ及び湿度センサ４０によって得られた湿度を用いた周知の演算式により導出することができる。
【００８３】
次のステップ１２０では、以上の処理によって得られた各種パラメータを（３）式に代入することによりＰＭＶ値を算出する。
【００８４】
ところで、通常、着衣の表面温度ｔｃｌは次の（４）式で表わされる。
【００８５】
【数３】
2004078297.tif 000005
【００８６】
しかしながら、（４）式を（３）式に代入すると、（３）式は未知数ｔｃｌ、ｈｃに関する非線形方程式となり、収束演算（繰り返し演算）を行う必要がある。
【００８７】
これに対し、本実施の形態に係る環境制御システム１０では、温熱画像情報に基づく着衣の表面温度ｔｃｌ及び平均輻射温度ｔｒの測定値を直接（３）式に代入しているので、上記収束演算を省略することができる。
【００８８】
次のステップ１２２では、上記ステップ１２０において算出したＰＭＶ値に基づいて空調装置４４の作動を制御する空調制御処理を実行する。
【００８９】
なお、本実施の形態に係る空調制御処理は、図８に示すように、ＰＭＶ値が＋０．５以上である（１）の領域にあるときは、空調装置４４から吹き出される空気の温度を所定温度だけ低下させると共に、当該空気の湿度を所定湿度だけ低下させ、かつ当該空気の風量を所定量だけ増加させる。これに対し、ＰＭＶ値が−０．５以下である（２）の領域にあるときは、空調装置４４から吹き出される空気の温度を所定温度だけ上昇させると共に、当該空気の湿度を所定湿度だけ上昇させ、かつ当該空気の風量を所定量だけ増加させる。
【００９０】
次のステップ１２４では、本環境制御処理を終了させるタイミングか否かを判定し、否定判定の場合は上記ステップ１０６に戻って、再び上記ステップ１０６〜ステップ１２２の処理を実行し、肯定判定となった時点で本環境制御処理を終了する。なお、上記の本環境制御処理を終了させるタイミングか否かの判定は、ＰＣ２０Ａの操作者により本環境制御処理を終了させる旨の指示入力があった否かを判定することや、予め定められた運転時間を経過したか否かを判定すること等によって行うことができる。また、上記ステップ１０６〜ステップ１２４の処理を繰り返し実行する際にステップ１１０では、その直前にステップ１０８において収集された温熱画像情報と、その前回にステップ１０８において収集された温熱画像情報とを処理対象とする温熱画像情報とするようにする。
【００９１】
上記ステップ１０６〜ステップ１２４の繰り返し処理により、的確なタイミングで空調動作を行うことにより、必要以上の空調動作を行うことなくＰＭＶ値を一例として−０．５から＋０．５までの範囲内である快適域（図８参照）に入るようにすることができ、この結果として、快適化及び省エネルギー化を推進することができる。
【００９２】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る環境制御システムでは、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域（本実施の形態では、画素）毎の温度を示す温熱画像情報を収集する赤外線カメラ１２により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の減算によって当該分割領域毎の差分画像情報を導出し、当該差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の上記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、当該非重複領域に対応する上記温熱画像情報により示される温度に基づいて、当該非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための閾値を導出し、上記二つの温熱画像情報の何れかと上記閾値との上記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における上記人間に対応する領域を抽出しているので、温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することができる。
【００９３】
また、本実施の形態に係る環境制御システムでは、以上のように抽出された人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた温熱画像情報と、に基づいて得られるパラメータを用いて処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標を導出し、当該快適性指標に基づいて当該空間内の環境を制御しているので、制御対象とする空間内の実態に即した適切な温熱環境の制御を行うことができる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、人間領域を検出する際に用いる閾値を、後で収集された温熱画像情報（図７に示す例では温熱画像ＩＤ２）の非重複領域に対応する温度値に基づいて導出した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、先に収集された温熱画像情報（図７に示す例では温熱画像ＩＤ１）の非重複領域（図７に示す例では非重複領域Ａ’）に対応する温度値に基づいて導出する形態とすることもでき、双方の温熱画像情報の非重複領域（図７に示す例では、非重複領域Ａ’及びＢ’）に対応する温度値に基づいて導出する形態とすることもできる。これらの場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、後で収集された温熱画像情報から人間領域を抽出した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、先に収集された温熱画像情報から人間領域を抽出する形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００９６】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、収集された温熱画像情報から直接人間領域を抽出する場合の形態について説明したが、本第２実施形態では、収集時間の異なる二つの温熱画像情報に基づいて生成される合成画像情報を用いて、人間の当該二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出し、当該重複領域と前述の非重複領域とを合成することにより人間領域を抽出する場合の形態、すなわち、人間領域の抽出手法に請求項２及び請求項６に記載の発明を適用した場合の実施の形態について説明する。なお、本第２実施形態に係る環境制御システム１０の構成は、上記第１実施形態に係る環境制御システム１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９７】
以下、本第２実施形態に係る環境制御システム１０の環境制御処理実行時の作用を説明する。なお、本第２実施形態に係る環境制御処理は、上記第１実施形態に係る環境制御処理（図４参照）に比較して、ステップ１１０において実行される人間領域検出処理のみが異なるので、ここでは、本第２実施形態に係る人間領域検出処理のみについて、図９及び図１０を参照しつつ説明する。ここで、図９は、本第２実施形態に係る人間領域検出処理を行う際に、ＰＣ２０ＡのＣＰＵ２２によって実行される人間領域検出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムもＲＯＭ２６の所定領域に予め記憶されている。また、図９における図６と同一の処理を行うステップについては図６と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。
【００９８】
図９のステップ２０２’では、上記ステップ２００で得られた差分画像情報において負の値を示す画素により構成される領域と、正の値を示す画素により構成される領域とを、非重複領域として抽出する。これにより、図１０に示す例では、非重複領域Ａ’及び非重複領域Ｂ’のみが抽出されることになる。なお、同図における温熱画像ＩＤ１、温熱画像ＩＤ２及び差分画像ＳＤは、図７と同様のものである。
【００９９】
次のステップ２０４’では、上記負の値を示す画素により構成される領域として抽出した非重複領域の画素に対応する画素値（温度値）と、上記正の値を示す画素により構成される領域として抽出した非重複領域の画素に対応する画素値とを、各々、先に収集された温熱画像情報（図１０に示す例では温熱画像ＩＤ１）と、後で収集された温熱画像情報（図１０に示す例では温熱画像ＩＤ２）とから抽出することにより、各温熱画像情報における非重複領域の温度値を抽出する。これにより、図１０に示す例では、非重複領域Ａ’及び非重複領域Ｂ’の各領域の温度値が領域別に抽出されることになる。
【０１００】
そして、ステップ２０４’では、抽出した各非重複領域毎の温度値に基づいて、次の（５）式及び（６）式により、二つの異なるタイミングで収集された温熱画像情報の各々に含まれる人間の当該二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するための二つの閾値（下限閾値ＴＨＬ及び上限閾値ＴＨＨ）を導出する。
【０１０１】
ＴＨＬ＝Ａｔ＋Ｂｔ−ＴＨ２　　　・・・（５）
ＴＨＨ＝Ａｔ＋Ｂｔ＋ＴＨ２　　　・・・（６）
ここで、Ａｔは本ステップ２０４’で負の値を示す画素に対応するものとして抽出した温度値の平均値を、Ｂｔは本ステップ２０４’で正の値を示す画素に対応するものとして抽出した温度値の平均値を、ＴＨ２は各閾値ＴＨＬ、ＴＨＨの許容誤差（例えば、０．１℃）を、各々示す。
【０１０２】
次のステップ２０８では、上記ステップ１０４においてハードディスク２８に記憶した温熱画像情報（先に収集された温熱画像情報）と、上記ステップ１０８においてハードディスク２８に記憶した温熱画像情報（後で収集された温熱画像情報）と、の画素毎の加算を行うことにより、合成画像情報を導出する。
【０１０３】
例えば、図１０に示す例では、本ステップ２０８で得られる合成画像情報により示される画像は合成画像ＧＤのようになる。同図に示すように、本ステップ２０８で得られる合成画像情報により示される合成画像ＧＤは、発熱体以外の静止物の領域Ｈについては、当該領域Ｈに対応する二つの温熱画像ＩＤ１、ＩＤ２の各々の温度値が加算された値（図１０では、‘２Ｈ’と表現。）を示す画像となり、静止物である発熱体の領域Ｗについては、当該領域Ｗに対応する二つの温熱画像ＩＤ１、ＩＤ２の温度値が加算された値（図１０では、‘２Ｗ’と表現。）を示す画像となる。また、人間の上記二つの温熱画像ＩＤ１、ＩＤ２間の非重複領域Ａ’、Ｂ’については、当該領域Ａ’、Ｂ’に対応する人間の領域の温度値と静止物の領域の温度値とが加算された値（図１０では、‘Ａ＋Ｈ’及び‘Ｂ＋Ｈ’と表現。）を示す画像となり、人間の上記二つの温熱画像ＩＤ１、ＩＤ２間の重複領域については、当該領域に対応する二つの温熱画像情報ＩＤ１、ＩＤ２の各々の温度値が加算された値（図１０では、‘Ａ＋Ｂ’と表現。）を示す画像となる。
【０１０４】
次のステップ２１０では、上記ステップ２０８において導出された合成画像情報から、上記ステップ２０４’で導出された下限閾値ＴＨＬから上限閾値ＴＨＨまでの範囲内の値を示す画素を抽出することにより、当該合成画像情報における人間の上記重複領域を抽出する。これにより、図１０に示す例では、重複領域のみ（‘Ａ＋Ｂ’の領域）が抽出されることになる。
【０１０５】
次のステップ２１２では、上記ステップ２０２’において画素値が正の値であるものとして抽出した非重複領域と、上記ステップ２１０において抽出した重複領域とを合成することにより、人間領域を抽出する。これによって、図１０に示す例では、人間領域Ｂのみが得られることになる。
【０１０６】
このように、本実施の形態に係る人間領域検出処理でも、上記第１実施形態と同様に、人間は、例えば椅子に座っているような状態であっても、顔、腕、肩等の一部は動くものである、という点に着目し、差分画像情報を導出することによって人間の動いている領域（非重複領域）を抽出し、抽出した領域に対応する温熱画像情報に基づいて人間領域を抽出するための閾値（下限閾値ＴＨＬ及び上限閾値ＴＨＨ）を導出しており、この閾値は、処理対象空間内の気温や季節等の環境状態に応じた実際の人間の温度に基づくものであるので、処理対象空間内に人間の温度と略等しい温度の発熱体が存在する場合であっても、当該発熱体の温度が僅かでも人間の温度と異なる場合には、当該発熱体を抽出対象から除外することができ、人間部分の領域のみを高精度に抽出することができる。
【０１０７】
上記ステップ２１２の処理が終了すると本人間領域検出処理を終了し、環境制御処理プログラム（図４参照）のステップ１１２に移行する。
【０１０８】
本実施の形態に係る人間領域検出処理プログラムにおけるステップ２００の処理が請求項２記載の発明の差分画像導出手段に、ステップ２０２’の処理が請求項２記載の発明の非重複領域抽出手段に、ステップ２０４’の処理が請求項２記載の発明の閾値導出手段に、ステップ２０８の処理が請求項２記載の発明の合成画像導出手段に、ステップ２１０の処理が請求項２記載の発明の重複領域抽出手段に、ステップ２１２の処理が請求項２記載の発明の人間領域抽出手段に、各々相当する。
【０１０９】
図１１及び図１２には、本第２実施形態に係る環境制御システム１０による環境制御処理の実行途中で実際に得られた各種画像情報により示される画像の一例が示されている。なお、図１１では、便宜上、温熱画像における温度の差異を線の密度で５段階程度で表現しているが、実際には、例えば、５０℃の領域を赤とし、５０℃から１０℃にかけて温度が低くなるに従って予め定められた温度範囲毎に多段階で寒色系の色に徐々に変化する、というように、各温熱画像は温度を示す色が付された状態とされている。
【０１１０】
図１１（Ａ）は、環境制御処理（図４）のステップ１０４の処理で得られた温熱画像情報により示される温熱画像を、図１１（Ｂ）は、環境制御処理のステップ１０８の処理で得られた温熱画像情報により示される温熱画像を、各々示している。なお、同図に示すように、ここでは、処理対象空間内に多数の人間が着席した状態で存在し、発熱体としてＰＣ及びプリンタが固定的に設置されている場合について示されている。
【０１１１】
この場合、ＰＣ及びプリンタは静止しているため、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）とも略同様の状態となっているが、人間については若干の動きがあるため、図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）とで若干異なる温度分布となっている。
【０１１２】
これに対し、図１１（Ｃ）は、人間領域検出処理（図９）のステップ２００の処理によって得られた差分画像情報により示される差分画像を示しており、図１２（Ａ）は、人間領域検出処理のステップ２０２’の処理によって抽出された非重複領域の画像を示している。なお、図１２（Ａ）では、図１１（Ｃ）に示す画像を２値化することにより非重複領域を抽出した場合の２値化画像が示されている。
【０１１３】
図１１（Ｃ）及び図１２（Ａ）に示す画像では、静止しているＰＣ及びプリンタの領域と、人間の重複領域については殆どの画像が消去され、人間の非重複領域の殆どの画像が残っている。従って、図１１（Ｃ）に示すような差分画像となる差分画像情報に基づいて得られた閾値によって人間領域を抽出することにより、人間領域を高精度に抽出できることがわかる。
【０１１４】
一方、図１２（Ｂ）は、人間領域検出処理のステップ２１０の処理によって抽出された重複領域の画像を示しており、図１２（Ｃ）は、人間領域検出処理のステップ２１２の処理によって抽出された人間領域の画像を示している。なお、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）では、抽出された重複領域ないし人間領域のみを黒レベルとした場合の２値化画像が示されている。
【０１１５】
図１２（Ｂ）に示す画像では、人間の重複領域のみが的確に抽出できている。この結果、図１２（Ｃ）に示されるように、人間領域のみを高精度に抽出することができる。
【０１１６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る環境制御システムでは、非重複領域に対応する温熱画像情報により示される温度に基づいて、人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するための閾値を導出すると共に、上記二つの温熱画像情報における分割領域（本実施の形態では、画素）毎の加算によって当該分割領域毎の合成画像情報を導出し、当該合成画像情報と上記閾値との上記分割領域毎の比較により人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出し、上記非重複領域と上記重複領域とを合成することにより人間に対応する領域を抽出しているので、単に温熱画像情報から抽出する場合に比較して、より高精度に人間に対応する領域を抽出することができる。
【０１１７】
また、本実施の形態に係る環境制御システムでは、以上のように抽出された人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた温熱画像情報と、に基づいて得られるパラメータを用いて処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標を導出し、当該快適性指標に基づいて当該空間内の環境を制御しているので、制御対象とする空間内の実態に即した適切な温熱環境の制御を行うことができる。
【０１１８】
なお、本実施の形態では、下限閾値ＴＨＬ及び上限閾値ＴＨＨを（５）式及び（６）式を用いて算出した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、次の（７）式及び（８）式を用いて算出する形態とすることもできる。また、（７）式及び（８）式のＢｔをＡｔに置き換えて算出することもできる。
【０１１９】
ＴＨＬ＝２×Ｂｔ−ＴＨ２　　　・・・（７）
ＴＨＨ＝２×Ｂｔ＋ＴＨ２　　　・・・（８）
これらの場合には、当該閾値を算出するために、一例として図１０に示される領域Ａ’及び領域Ｂ’の何れか一方のみを抽出すればよいので、本実施の形態に比較して、演算負荷を低減することができる。
【０１２０】
また、本実施の形態では、人間領域検出処理のステップ２０８における合成画像情報を二つの温熱画像情報の画素毎の加算によって導出した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、二つの温熱画像情報の画素毎の乗算によって導出する形態とすることもできる。この場合は、本実施の形態に比較して、生成された合成画像情報における人間領域の重複領域の情報と、発熱体の重複領域の情報との差を大きくすることができるので、本実施の形態に比較して、より高精度に人間領域の重複領域を抽出することができる。
【０１２１】
〔第３実施形態〕
上記第１、第２実施形態では、差分画像情報に基づいて導出した閾値を用いることにより、人間領域を抽出する場合の形態について説明したが、本第３実施形態では、温熱画像情報から人間の領域の候補となる領域を抽出し、当該領域から差分画像情報に基づいて抽出された非重複領域に近接する領域を人間領域であるものとして抽出する場合の形態、すなわち、人間領域の抽出手法として請求項３及び請求項７に記載の発明を適用した場合の形態について説明する。なお、本第３実施形態に係る環境制御システム１０の構成は、上記第１、第２実施形態に係る環境制御システム１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２２】
以下、本第３実施形態に係る環境制御システム１０の環境制御処理実行時の作用を説明する。なお、本第３実施形態に係る環境制御処理も、上記第１実施形態に係る環境制御処理（図４参照）に比較して、ステップ１１０において実行される人間領域検出処理のみが異なるので、ここでも、本第３実施形態に係る人間領域検出処理のみについて、図１３及び図１４を参照しつつ説明する。なお、図１３は、本第３実施形態に係る人間領域検出処理を行う際に、ＰＣ２０ＡのＣＰＵ２２によって実行される人間領域検出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムもＲＯＭ２６の所定領域に予め記憶されている。また、図１３における図６と同一の処理を行うステップについては図６と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。
【０１２３】
図１３のステップ２１４では、後で収集された温熱画像情報（図１４に示す例では温熱画像ＩＤ２）から、人間の温度に対応する領域を抽出するために予め定めた下限閾値ＴＨＬ（ここでは、３０℃）から上限閾値ＴＨＨ（ここでは、３７℃）までの範囲内の値を示す画素により構成される領域を人間候補領域として抽出する。これにより、図１４に示す例では、人間領域Ｂ及び人間の温度域と略同様の温度となる発熱体の領域Ｗが人間候補領域として抽出されることになる。なお、図１４における温熱画像ＩＤ１、温熱画像ＩＤ２、差分画像ＳＤ及び非重複領域Ｂ’は、図７と同様のものである。
【０１２４】
次のステップ２１６では、上記ステップ２１４で抽出された人間候補領域のうち、上記ステップ２０２の処理によって抽出された非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみを人間領域として抽出する。なお、上記非重複領域から所定距離以内に位置する領域には、非重複領域内に位置する領域（非重複領域と重複する領域）、及び非重複領域に接する領域が含まれる。また、ここでは、上記所定距離に対応する距離として、非重複領域と人間候補領域との間の最も近接する画素間の距離を適用するものとする。
【０１２５】
これにより、図１４に示す例では、非重複領域Ｂ’から所定距離以内に位置する領域として、非重複領域Ｂ’と重複する領域及び非重複領域Ｂ’に接する領域から構成される人間領域Ｂのみが的確に抽出される。
【０１２６】
このように、本実施の形態に係る人間領域検出処理でも、人間は、例えば椅子に座っているような状態であっても、顔、腕、肩等の一部は動くものである、という点に着目し、差分画像情報を導出することによって確実に人間の領域（非重複領域）を抽出し、抽出した領域に近接する人間候補領域を人間領域として抽出しており、処理対象空間内に人間の温度と略等しい温度の発熱体が存在する場合であっても、当該発熱体を抽出対象から除外することができ、人間部分の領域のみを高精度に抽出することができるようにしている。
【０１２７】
上記ステップ２１６の処理が終了すると本人間領域検出処理を終了し、環境制御処理プログラム（図４参照）のステップ１１２に移行する。
【０１２８】
本実施の形態に係る人間領域検出処理プログラムにおけるステップ２００の処理が請求項３記載の発明の差分画像導出手段に、ステップ２０２の処理が請求項３記載の発明の非重複領域抽出手段に、ステップ２１４の処理が請求項３記載の発明の候補領域抽出手段に、ステップ２１６の処理が請求項３記載の発明の人間領域抽出手段に、各々相当する。
【０１２９】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る環境制御システムでは、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域（本実施の形態では、画素）毎の温度を示す温熱画像情報を収集する赤外線カメラ１２により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の減算によって当該分割領域毎の差分画像情報を導出し、当該差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の上記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、当該二つの温熱画像情報の何れかと、人間の温度に対応する領域を抽出するために予め定めた閾値との上記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における人間の領域の候補となる領域を抽出し、抽出した領域のうち、上記非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみを人間に対応する領域として抽出しているので、温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することができる。
【０１３０】
また、本実施の形態に係る環境制御システムでは、以上のように抽出された人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた温熱画像情報と、に基づいて得られるパラメータを用いて処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標を導出し、当該快適性指標に基づいて当該空間内の環境を制御しているので、制御対象とする空間内の実態に即した適切な温熱環境の制御を行うことができる。
【０１３１】
なお、本実施の形態では、後で収集された温熱画像情報（図１４に示す例では温熱画像ＩＤ２）から非重複領域を抽出した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、先に収集された温熱画像情報（図１４に示す例では温熱画像ＩＤ１）から非重複領域（図１４に示す例では非重複領域Ａ’）を抽出する形態とすることもでき、双方の温熱画像情報から非重複領域（図１４に示す例では、非重複領域Ａ’及びＢ’）を抽出する形態とすることもできる。これらの場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１３２】
また、本実施の形態では、後で収集された温熱画像情報から人間候補領域を抽出した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、先に収集された温熱画像情報から人間候補領域を抽出する形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１３３】
更に、本実施の形態では、人間候補領域を抽出するために用いる閾値として予め定められた閾値を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記第１実施形態に係る人間領域検出処理（図６）のステップ２０４において導出した閾値や、上記第２実施形態に係る人間領域検出処理（図９）のステップ２０４’において導出した閾値を適用する形態とすることもできる。この場合、これらの閾値は、処理対象空間内の気温や季節等の環境状態に応じた実際の人間の温度に基づくものであるので、処理対象空間内に人間の温度と略等しい温度の発熱体が存在する場合であっても、当該発熱体の温度が僅かでも人間の温度と異なる場合には、当該発熱体を抽出対象から除外することができ、より的確に人間候補領域を抽出することができる。
【０１３４】
〔第４実施形態〕
上記第３実施形態では、収集された温熱画像情報から直接人間候補領域を抽出する場合の形態について説明したが、本第４実施形態では、収集時間の異なる二つの温熱画像情報に基づいて生成される合成画像情報を用いて、人間の当該二つの温熱画像情報間の重複領域を人間候補領域として抽出する場合の形態、すなわち、人間領域の抽出手法に請求項４及び請求項８に記載の発明を適用した場合の実施の形態について説明する。なお、本第４実施形態に係る環境制御システム１０の構成も、上記第１実施形態に係る環境制御システム１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３５】
以下、本第４実施形態に係る環境制御システム１０の環境制御処理実行時の作用を説明する。なお、本第４実施形態に係る環境制御処理も、上記第１実施形態に係る環境制御処理（図４参照）に比較して、ステップ１１０において実行される人間領域検出処理のみが異なるので、ここでは、本第４実施形態に係る人間領域検出処理のみについて、図１５及び図１６を参照しつつ説明する。ここで、図１５は、本第４実施形態に係る人間領域検出処理を行う際に、ＰＣ２０ＡのＣＰＵ２２によって実行される人間領域検出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムもＲＯＭ２６の所定領域に予め記憶されている。また、図１５における図６と同一の処理を行うステップについては図６と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。
【０１３６】
図１５のステップ２１８では、第２実施形態に係る人間領域検出処理（図９）のステップ２０８と同様にして合成画像情報を導出する。これにより、図１６に示す例では、合成画像ＧＤを示す合成画像情報を得ることができる。なお、同図における温熱画像ＩＤ１、温熱画像ＩＤ２、差分画像ＳＤ及び合成画像ＧＤは、図１０と同様のものである。
【０１３７】
次のステップ２２０では、上記ステップ２１８において導出された合成画像情報と、人間の異なるタイミングで収集された二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するためのものとして予め定めた下限閾値ＴＨＬ（ここでは、６０℃）から上限閾値ＴＨＨ（ここでは、７４℃）までの範囲内の値を示す画素により構成される領域を人間候補領域として抽出する。これにより、図１６に示す例では、人間の重複領域、及び人間の温度域と略同様の温度となる発熱体の領域Ｗが人間候補領域として抽出されることになる。
【０１３８】
次のステップ２２２では、上記ステップ２２０で抽出された人間候補領域のうち、上記ステップ２０２の処理によって抽出された非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみを人間領域として抽出する。なお、上記非重複領域から所定距離以内に位置する領域には、上記第３実施形態と同様に、非重複領域内に位置する領域（非重複領域と重複する領域）、及び非重複領域に接する領域が含まれる。また、ここでも、上記所定距離に対応する距離として、非重複領域と人間候補領域との間の最も近接する画素間の距離を適用するものとする。これにより、図１６に示す例では、非重複領域Ｂ’から所定距離以内に位置する領域として、人間の重複領域のみが抽出される。
【０１３９】
そして、本ステップ２２２では、抽出された領域（人間の重複領域）と上記ステップ２０２の処理によって抽出された非重複領域とを合成することによって人間領域を抽出する。これにより、図１６に示す例では、人間領域Ｂのみが高精度に抽出される。
【０１４０】
本実施の形態に係る人間領域検出処理プログラムにおけるステップ２００の処理が請求項４記載の発明の差分画像導出手段に、ステップ２０２の処理が請求項４記載の発明の非重複領域抽出手段に、ステップ２１８の処理が請求項４記載の発明の合成画像導出手段に、ステップ２２０の処理が請求項４記載の発明の候補領域抽出手段に、ステップ２２２の処理が請求項４記載の発明の人間領域抽出手段に、各々相当する。
【０１４１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る環境制御システムでは、二つの温熱画像情報における分割領域（本実施の形態では、画素）毎の加算によって当該分割領域毎の合成画像情報を導出し、当該合成画像情報と、人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するために予め定めた閾値との上記分割領域毎の比較により人間の領域の候補となる領域を抽出し、抽出した領域のうちの非重複領域から所定距離以内に位置する領域と、当該非重複領域とを合成することによって人間に対応する領域を抽出しているので、単に温熱画像情報から人間の領域の候補となる領域を抽出する場合に比較して、より高精度に人間に対応する領域を抽出することができる。
【０１４２】
また、本実施の形態に係る環境制御システムでは、以上のように抽出された人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた温熱画像情報と、に基づいて得られるパラメータを用いて処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標を導出し、当該快適性指標に基づいて当該空間内の環境を制御しているので、制御対象とする空間内の実態に即した適切な温熱環境の制御を行うことができる。
【０１４３】
なお、本実施の形態では、後で収集された温熱画像情報（図１６に示す例では温熱画像ＩＤ２）から非重複領域を抽出した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、先に収集された温熱画像情報（図１６に示す例では温熱画像ＩＤ１）から非重複領域（図１６に示す例では非重複領域Ａ’）を抽出する形態とすることもでき、双方の温熱画像情報から非重複領域（図１６に示す例では、非重複領域Ａ’及びＢ’）を抽出する形態とすることもできる。これらの場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１４４】
更に、本実施の形態では、人間候補領域を抽出するために用いる閾値として予め定められた閾値を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記第１実施形態に係る人間領域検出処理（図６）のステップ２０４において導出した閾値や、上記第２実施形態に係る人間領域検出処理（図９）のステップ２０４’において導出した閾値を適用する形態とすることもできる。この場合、これらの閾値は、処理対象空間内の気温や季節等の環境状態に応じた実際の人間の温度に基づくものであるので、処理対象空間内に人間の温度と略等しい温度の発熱体が存在する場合であっても、当該発熱体の温度が僅かでも人間の温度と異なる場合には、当該発熱体を抽出対象から除外することができ、より的確に人間候補領域を抽出することができる。
【０１４５】
また、上記各実施の形態では、快適域をＰＭＶ値が＋０．５から−０．５までの範囲であるものとした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、＋０．６から−０．６までの範囲や、＋０．４から−０．４までの範囲等、当該快適域を示す値は、環境制御の対象とする空間の条件等に応じて適宜変更することができることは言うまでもない。
【０１４６】
また、上記各実施の形態では、空調制御処理（図４のステップ１２２参照）において、空調装置４４から吹き出される空気の温度、当該空気の湿度、及び当該空気の風量の三つのパラメータを全て調整する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら三つのパラメータの一つ又は二つを調整する形態とすることもできる。この場合には、上記各実施の形態に比較して調整対象の数が減るので、当該調整によって快適性が変化するまでに要する時間が長時間化するものの、調整のための制御を簡易化することができる。
【０１４７】
また、上記各実施の形態では、録画装置１６を介して温熱画像情報を収集することができるＰＣ２０Ａによって環境制御処理を実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、録画装置１６を介することなく温熱画像情報を収集することのできるＰＣ２０Ｂによって環境制御処理を実行する形態とすることもできることはいうまでもない。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１４８】
また、上記各実施の形態では、本発明の情報処理装置及び情報処理方法を温熱環境を制御する環境制御装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図１７に示すように、防災・施設維持管理装置５０を用いた防災・施設維持管理システムに適用する形態とすることもできる。
【０１４９】
この場合、上記各実施の形態に係るＰＣ２０Ａは、人間領域検出処理によって人間領域が検出された場合に、処理対象空間内に人間が存在することを示す信号及び人間の存在位置を示す信号を防災・施設維持管理装置５０に出力する。これに応じて防災・施設維持管理装置５０では、この時点が人間の存在しない時間帯（深夜や休日等）であるときには、不審者が処理対象空間内に侵入している可能性があるものと判断して、当該空間内を確認する、警報を発する、警備会社に通報する、といった対応を行う。
【０１５０】
なお、このようなシステムでは、通常、処理対象空間内の生画像をビデオカメラを用いて収集する、といったことを行うが、この場合、当該空間内に存在する個人が特定されるので、プライバシーの問題があった。しかしながら、本発明に係る情報処理装置を適用したシステムでは、生画像を用いることなくシステムを構築することができるので、このようなプライバシーの問題が生じることはない。
【０１５１】
更に、上記各実施の形態では、本発明の快適性指標としてＰＭＶ値を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｇａｇｇｅらによって開発され、ＡＳＨＲＡＥ（米国空調学会）により採用されたものであり、発汗を含めた熱平衡式に基づく温熱指標であるＥＴ＊（ＥＴスター：新有効温度）を適用する形態とすることもできる。この場合にも、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１５２】
【発明の効果】
請求項１に記載の情報処理装置及び請求項５に記載の情報処理方法によれば、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の減算によって当該分割領域毎の差分画像情報を導出し、当該差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の上記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、当該非重複領域に対応する上記温熱画像情報により示される温度に基づいて、当該非重複領域と同一の温度を示す領域を抽出するための閾値を導出し、上記二つの温熱画像情報の何れかと上記閾値との上記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における上記人間に対応する領域を抽出しているので、温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することができる、という効果が得られる。
【０１５３】
また、請求項２に記載の情報処理装置及び請求項６に記載の情報処理方法によれば、非重複領域に対応する温熱画像情報により示される温度に基づいて、人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するための重複領域抽出閾値を導出すると共に、上記二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の加算又は乗算によって当該分割領域毎の合成画像情報を導出し、当該合成画像情報と上記重複領域抽出閾値との上記分割領域毎の比較により人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出し、上記非重複領域と上記重複領域とを合成することにより人間に対応する領域を抽出しているので、単に温熱画像情報から抽出する場合に比較して、より高精度に人間に対応する領域を抽出することができる、という効果が得られる。
【０１５４】
また、請求項３に記載の情報処理装置及び請求項７に記載の情報処理方法によれば、処理対象とする空間内を２次元平面として捉え、当該２次元平面の予め定められた分割領域毎の温度を示す温熱画像情報を収集する収集手段により収集された時間的に異なる二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の減算によって当該分割領域毎の差分画像情報を導出し、当該差分画像情報における零を含む所定範囲の外の値となる分割領域により構成される領域を人間の上記二つの温熱画像情報間の非重複領域として抽出し、当該二つの温熱画像情報の何れかと、人間の温度に対応する領域を抽出するために予め定めた閾値との上記分割領域毎の比較により当該温熱画像情報における人間の領域の候補となる領域を抽出し、抽出した領域のうち、上記非重複領域から所定距離以内に位置する領域のみを人間に対応する領域として抽出しているので、温熱画像から人間部分の領域を高精度に抽出することができる、という効果が得られる。
【０１５５】
また、請求項４に記載の情報処理装置及び請求項８に記載の情報処理方法によれば、二つの温熱画像情報における上記分割領域毎の加算又は乗算によって当該分割領域毎の合成画像情報を導出し、当該合成画像情報と、人間の上記二つの温熱画像情報間の重複領域を抽出するために予め定めた閾値との上記分割領域毎の比較により人間の領域の候補となる領域を抽出し、抽出した領域のうちの非重複領域から所定距離以内に位置する領域と、当該非重複領域とを合成することによって人間に対応する領域を抽出しているので、単に温熱画像情報から人間の領域の候補となる領域を抽出する場合に比較して、より高精度に人間に対応する領域を抽出することができる、という効果が得られる。
【０１５６】
更に、請求項９に記載の環境制御装置によれば、本発明に係る情報処理装置の人間領域抽出手段によって抽出された人間に対応する領域と、当該領域を抽出する際に用いた温熱画像情報と、に基づいて得られるパラメータを用いて処理対象とする空間内の快適性を示す快適性指標を導出し、当該快適性指標に基づいて当該空間内の環境を制御しているので、制御対象とする空間内の実態に即した適切な温熱環境の制御を行うことができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る人間部分の非重複領域の抽出手法の説明に供する概略図である。
【図２】実施の形態に係る環境制御システム１０の全体構成を示す概略ブロック図である。
【図３】実施の形態に係るＰＣ２０Ａの電気系の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態に係る環境制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】固定パラメータ設定画面の一例を示す概略図である。
【図６】第１実施形態に係る人間領域検出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る人間領域検出処理の処理手順の説明に供する説明図である。
【図８】実施の形態に係る環境制御処理の説明に供する、ＰＭＶ値と不満足者率との関係、及び快適域を示すグラフである。
【図９】第２実施形態に係る人間領域検出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る人間領域検出処理の処理手順の説明に供する説明図である。
【図１１】第２実施形態に係る環境制御システム１０による環境制御処理の実行途中で実際に得られた温熱画像情報により示される温熱画像の一例を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係る環境制御システム１０による環境制御処理の実行途中で実際に得られた画像情報により示される２値化画像の一例を示す図である。
【図１３】第３実施形態に係る人間領域検出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第３実施形態に係る人間領域検出処理の処理手順の説明に供する説明図である。
【図１５】第４実施形態に係る人間領域検出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】第４実施形態に係る人間領域検出処理の処理手順の説明に供する説明図である。
【図１７】本発明の情報処理装置及び情報処理方法の他の適用例を示すブロック図である。
【図１８】従来技術の説明に供する模式図である。
【符号の説明】
１０　　環境制御システム
１２　　赤外線カメラ（収集手段）
１８Ａ、１８Ｂ　　キャプチャボード
２０Ａ、２０Ｂ　　パーソナル・コンピュータ
２２　　ＣＰＵ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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