(57)【要約】      （修正有）【課題】２次元に配置された赤外線検出素子をもつ赤外線検出装置が出力する２次元でデータを用い、検出空間内に存在する熱源の中から精度良く目的とする移動熱源を検出する。【解決手段】赤外線検出装置から出力される２次元データより検出空間内に存在する熱源を検出し、その検出した熱源を動かない熱源として記憶。次に読み込まれる２次元データから最初に読み込んだデータを減算し、差分条件が設定条件と一致していれば、動いた可能性のある熱源とし、さらに、記憶した動かない熱源データとの位置のずれを比較することで完全に動いた熱源と判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元に配列された赤外線検出素子を備え、順次時系列で２次元データを出力する赤外線検出装置からのデータを読み込み処理する方法であって、まず読み込んだデータを記憶、演算でもとめる背景値とあらかじめ設定した閾値で２値化処理をおこない、さらに２値化し抽出した熱源を移動しない熱源データとして記憶、次に読み込んだ２次元データについて同様の２値化処理をおこない、２値化処理した抽出熱源の範囲内及び周辺データについて読み込んだデータから記憶したデータを減算し、２値化により抽出した熱源の範囲内のデータであって減算結果があらかじめ設定した閾値以上のデータが少なくとも設定データ数以上あり、さらに、抽出した熱源の近辺のデータであって減算結果がマイナス設定閾値以下であるデータが少なくとも設定データ数以上あった時、その抽出した熱源は移動した可能性のある熱源とし、さらに、移動しない熱源として記憶したデータとの位置ずれを調査することにより確実に移動した熱源のみを検出することを特徴とする移動熱源検出方法。
【請求項２】
前記記憶する移動しない熱源データは、熱源の移動を検出した場合更新しないで、熱源の移動を検出しなかった場合、更新することを特徴とする請求項１記載の移動熱源検出方法。
【請求項３】
前記演算でもとめる背景値は、２次元データの平均と標準偏差を求め、さらにデータから平均値を減算した値の絶対値が標準偏差以下である２次元データの平均値を再度求め背景値とすることを特徴とする請求項１記載の移動熱源検出方法。
【請求項４】
前記移動熱源を検出するための設定データ数は検出したい熱源の大きさ及び赤外線検出装置が出力する２次元データの大きさで設定されることを特徴とする請求項１記載の移動熱源検出方法。
【請求項５】
前記あらかじめ設定した閾値は赤外線検知装置が出力する暗視野ノイズの最大値近辺まで下げることができることを特徴とする請求項１記載の移動熱源検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元に配置された赤外線検出素子をもつ赤外線検出装置から出力される２次元データを用い移動熱源のみを検出する方法に関するものであり、移動熱源が人体しか存在しないような場合、人体のみを検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動熱源を人体とすれば、従来の人体検知装置は２次元状に配置された複数のサーモパイル素子で空間の各領域の温度を計測し、異なった計測時間での差分温度より人の存在を検出する人体検出方法が従来技術として知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
または、より精度良く温度を計測するために、計測領域を重ねるように走査し、計測した温度情報に基づいて人体の存在、不在を判断している（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、検出空間の温度範囲で計測される人体表面の温度データベース、人体実面積データベース、人体形状データベースに基づき人体を検出する方法を持った人体検出装置が考案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８０５１６５公報
【特許文献２】特願２００８−５３３１１２
【特許文献３】特許第３６９５０７１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２で示される従来の人体検出装置での検出方法では温度情報を元に人体の検出を行っているため、人体表面の温度は環境温度によって変動し、さらに表面温度に時間と共に変化する温度ムラが発生しやすく、検出空間の温度以外の環境温度から人体が検出空間に入った場合、例えば温度の高い室外から温度の低い室内に入った場合、叉は、温度の低い室外から温度の高い室外に入った場合人体として検出するための閾値を設定することができず、さらに、人体以外の発熱機器と区別するために、検出に時間をかけて行うため、検出空間を通りぬけるような人体を検出することができない問題がある。特許文献３のようにあらかじめ記憶した温度、面積、形状のデータベースから判断する方法も変化する風等の影響で人体の表面温度が不安定な状況では判断できない場合があり。いずれの方法にしても確実に人体を検知しようとすれば、検出空間にある発熱体を誤検出する確立が高くなり、誤検出の確立を下げれば、人体を検出する確立が下がる関係にある。また、２値化の閾値を上げれば目的とする熱源を抽出できなくなる確立が高くなり、閾値を下げれば目的とする熱源以外の熱源も抽出してしまう確立が高くなる関係にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る移動熱源検出方法は、２次元に配置された赤外線検出素子を持つ赤外線検知装置から時系列で順次出力される２次元の出力データを用い、そのデータより検出空間内の背景データ値を求め、背景データ値からノイズと識別可能な設定閾値以上はなれているデータ値を熱源として抽出２値化し、まずは、抽出した熱源を動かない熱源として記憶し、抽出熱源及び周辺のデータについて、時系列でのデータの差分をもとめ、その差分データと記憶した動かない熱源データを評価することにより、確実に短時間で移動熱源が存在するかどうかを判断し、その熱源を追跡することが可能となる方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、移動熱源出空間内に存在する発熱体及び背景温度の変動に惑わされることなく短時間で確実に移動熱源を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態を示すフローチャートである。
【図２】最初の２値化の方法を示すフローチャートである。
【図３】２値化の方法を示すフローチャートである。
【図４】移動熱源を検出するフローチャートである。
【図５】検出した移動熱源を確認するフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態を説明する配列１を表した図である。
【図７】本発明の実施の形態を説明する配列２を表した図である。
【図８】本発明の実施の形態を説明する配列３を表した図である。
【図９】本発明の実施の形態を説明する配列６を表した図である。
【図１０】本発明の実施の形態を説明する配列２を表した図である。
【図１１】本発明の実施の形態を説明する配列４を表した図である。
【図１２】本発明の実施の形態を説明する配列５を表した図である。
【図１３】本発明の実施の形態を説明する減算結果を表した図である。
【図１４】本発明の実施の形態を説明する配列７を表した図である。
【図１５】本発明の実施の形態を説明する配列８を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明の実施の形態を示すフローチャートである。説明を簡単にするため赤外線検出装置から読み込む２次元データは１０×９の２次元データとし、読み込んだ値は単純な値にしてフローチャートと実施例を元に説明する。まず、各データ記憶用配列の各配列要素を０にする（図１、処理１０１）。次に、赤外線検出装置が時系列で順次出力する２次元データを読み込み、配列１の各配列要素に記憶する（図１、処理１０２）処理した実施例は図６に示す。なお、本発明で実施例として説明する各配列は２次元データが例えば１０×９のデータであれば、１０×９＝９０個の配列要素を持ち、本発明でいう熱源とは背景温度より高い温度を持つものと、背景温度より低い温度をもつものを指す。次に読み込み記憶した２次元データから図２で示すフローチャートの方法で２値化を行い配列２に記憶する。
【００１１】
熱源を抽出するために背景の値を以下の方法で求める。まず配列１の配列要素の平均と標準偏差を求め（図２、処理３０１、３０２）、その平均値より標準偏差以上叉は標準偏差以下のデータを取り除いた配列１の平均値を再度求め、背景の値とする（図２、処理３０３）。図６の例では平均が１３０、標準偏差が６４．４となり背景の値は１００となる。
【００１２】
次に赤外線検出装置から時系列で順次出力される次の２次元データを読み込み配列６に記憶する（図１、処理１０５）。処理した実施例は図９に示す。ここで図９のデータは抽出した熱源の１つが左方向に１画素分移動した場合を実施例にしている。配列６のデータに対し同様の方法で２値化処理をおこない配列２に記憶（図１、処理１０６）。処理した実施例は図１０で示す。次に、ラベリング処理をおこない抽出熱源にラベル番号をつけ配列４に記憶する（図１、処理１０７）。処理した実施例は図１１に示す。次に各抽出した熱源の重心位置を求め配列５に記憶する（図１、処理１０８）。処理した実施例は図１２に示す。
図１２の実施例ではラベル番号１の熱源の重心位置は配列要素（Ｄ、３）で、ラベル番号２の熱源の重心位置は配列要素（Ｅ，８）となる。
【００１３】
次に、移動熱源検出追跡部の処理（図１、処理１０９）について図４で示すフローチャートを元に説明する。配列６から配列１の対応する配列要素を減算する（図４、処理２０１）。減算結果例は図１３に示す。減算結果について各抽出熱源内及び、抽出熱源周辺について調査する。
調査の方法は以下の方法で行う。
各抽出熱源に注目し（図４、処理２０２）、注目抽出熱源内であり、且つ、減算結果が例として設定した設定閾値（赤外線検知装置の出力する暗視野ノイズの最大値の１．５倍）以上である（実施例では５０以上とする）配列要素が設定データ数以上ある場合で（図４、判断２０３）、さらに、注目抽出熱源外で注目抽出熱源周辺の配列要素を調べ、減算結果が設定閾値以下である要素の数が設定データ数以上あった場合（図４、判断２０４）、この注目熱源は移動した可能性のある熱源として注目熱源の範囲内の要素で対応する配列要素すべてに１をいれ配列７に記憶する（図４、処理２０５）。実施例では設定データ数に２を設定した場合としている。処理の実施例は図１４に示す。上記設定データ数は検出しようとする熱源の大きさと赤外線検出装置が出力する２次元データの大きさによりあらかじめ設定しておく。
【００１４】
次に移動した可能性のある熱源が表面温度の揺らぎ等によるものでなく真に移動した熱源であるかどうか、すなわち、真に熱源の位置がずれているかどうかの判断を以下の方法で行う（図５で示すフローチャート）。
移動した可能性のある熱源データの配列７の各配列要素と動かない熱源として記憶した配列３の対応する各配列要素の理論積を求める（図５、処理５０１）。実施例では配列要素(Ａ、１)から配列要素（Ｉ，１０）までの理論積を求める。結果が１の要素があった場合（図５、判断５０２）（実施例では要素（Ｃ，２））、その要素が含まれる抽出熱源の全要素に対応する配列８の要素を配列４のラベル情報を元に（実施例では図１５の要素（Ｃ、１）から（Ｅ，４）まで）調べ（図５、処理５０３）、配列８の要素の値が０以上の要素があれば（図５、判断５０４）、その値を理論積が１であった配列８の要素位置に記憶する（図５、処理５０６）。これは過去に検出した移動熱源が移動し再度同じ熱源を検出した場合に相当する。配列８の要素(Ｃ、１)から配列要素(Ｅ，４)の配列要素に０以上の要素がなかった場合、過去に検出した別の熱源ナンバーと重ならないように、配列８の各要素（Ａ，１）から（Ｉ，１０）に使用されていない１以上の若い数字を調べ（図５、処理５０５）、配列８の注目配列要素に調べた数字を新規検出移動熱源ナンバーとして追記憶する（図５、処理５０７）。実施例の場合は１を追記憶する。
実施例では調べていく上で配列要素（Ｃ、３）も理論積が１となり、配列要素（Ｃ、２）にすでに１が記憶されているので、配列８の配列要素（Ｃ、３）に１を記憶する。同様に配列要素（Ｃ，４）にも１を記憶する。処理した実施例を図１５に示す。
【００１５】
次に、配列２と配列８の配列要素（Ａ，１）から配列要素（Ｉ，１０）について対応する各要素を調査し、配列２の要素が０で配列８の要素が０以上の数字の場合（図４、判断２０８）、配列８の対応する要素には０を記憶する（図４、処理２０９）。この処理により、確実に移動した熱源の情報としてナンバリングされた値を配列８に追記憶し、熱源が移動を続けた場合抽出熱源と重なっていない配列８の情報はリセットされ、移動熱源と重なる要素のみを記憶し続ける。つまり、配列８の情報は移動熱源と共に移動していく。
次に、配列８の要素すべてが０の場合（図１、判断１１０）、配列２の各要素を反転した内容を配列３に記憶し（図１、処理１１２）、それ以外の場合で、検出空間内に移動熱源が存在する場合は、配列３は以降の処理でも維持する（図１、処理１１１）。
この処理は温度分布のある移動熱源が移動する過程で温度分布のある移動しない熱源と重なり離れた場合に移動しない熱源を移動熱源と誤検出しないための処理である。
配列７の情報をリセット、すべての要素に０を記憶し（図１、処理１１３）、配列６の内容を配列１に複写（図１、処理１１４）、以降、赤外線検出装置から送られてくる次の２次元データを読み込み、同様の処理を繰り返していく（図１、処理１０５に戻る）。
【００１６】
以上の処理を繰り返すことで、本発明の移動熱源検出方法は、移動を検出した熱源にナンバーがつけられ配列８に追記憶、その情報は移動熱源と共に移動していき、その大きさは配列４に、その位置情報は配列５に記憶する。本発明の情報を元にラベリング処理された配列４の同じナンバーの要素数を数えることで移動熱源の大きさがわかり、配列５の同じラベルナンバーの要素の位置を調べれば、移動熱源の重心位置がわかり、１度検出した移動熱源は検出空間内にいる限り、停止、移動に係らず追跡を行うことが可能となる。
【００１７】
唯一検出した移動熱源が移動過程で大きな移動しない熱源と完全に重なってしまった場合、移動熱源を見失ってしまう場合がある。この場合、本発明の検出方法から得られるデータを元に処理を行う上位の処理で追跡を行い、検出空間外方向へ移動していないで、検出空間内で突如消えてしまった移動熱源は移動しない熱源と重なっていると判断することができる。
【００１８】
移動熱源の検出時間は赤外線検出装置が出力する２次元データを１フレームのデータとすれば。最短２フレームのデータを出力する時間で検出できるため、３０フレーム／秒の装置からのデータであれば約７０ｍｓｅｃで検出することができる。
【００１９】
さらに、本発明の移動熱源検出方法は２値化のための閾値が検出空間の環境変化に追従し、閾値を赤外線検出装置が出力するノイズで誤動作しない程度に下げた状態で、抽出したくない熱源を多く抽出した場合でも、抽出した熱源を必ず一旦マスクするため、誤検出することなく確実に移動熱源を検出することができる。
【００２０】
本発明は赤外線検出装置が出力する２次元赤外線データを処理する方法としたが、当然赤外線検出装置内に組み込まれてもいい。
【符号の説明】
【００２１】
１０１  初期設定部
１０２  データ読み込み部
１０３  ２値化処理部１
１０４  記憶部
１０５  データ読み込み部
１０６  ２値化処理２
１０７  ラベリング処理部
１０８  重心記録部
１０９  移動熱源検出部
１１０  判断分岐部
１１１  記憶部
１１２  記憶部
１１３  リセット部
１１４  データの複写部
３０１  ３０２  ３０３  ３０４  ２値化処理部１
４０１  ４０２  ４０３  ４０４  ２値化処理部２
２０１  減算部
２０２  調査部
２０３  判断分岐部
２０４  判断分岐部
２０５  記憶部
２０６  判断分岐部
２０７  移動熱源調査部
２０８  判断分岐部
２０９  記憶部
２１０  判断分岐部
５０１  理論積計算部
５０２  判断分岐部
５０３  調査部
５０４  判断分岐部
５０５  調査部
５０６  記憶部
５０７  記憶部
５０８  判断分岐部
【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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