(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽と、洗場と、出入口とを有する浴室と、該浴室を撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像した画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、分割された領域毎に動き量を演算する動き量演算手段と、前記領域分割手段によって浴槽領域と入口領域と浴槽及び入口領域によって挟まれる中間領域とに区分され、該中間領域内には洗場領域を設け、かつ、中間領域内であって洗場領域外には画像の処理を行なわない無効領域を設けたことを特徴とする浴室。
【請求項２】
浴槽と、洗場と、出入口とを有する浴室と、該浴室を撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像した画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、分割された領域毎に動き量を演算する動き量演算手段と、前記領域分割手段によって浴槽領域と入口領域と浴槽及び入口領域によって挟まれる中間領域とに区分され、該中間領域内には洗場領域を設け、中間領域内であって洗場領域外には画像の処理を行なわない無効領域を設け、前記洗場領域を前記中間領域内で可動させる変更手段を設けたことを特徴とする浴室。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置を有し、人体の動きを検出し異常が生じた場合には、遠隔場所に居る他者に警報を発する人体検出装置を有する浴室に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人体検出装置は、図１５に示されるように、浴室を撮像した画像を複数の領域に分割する領域分割手段を設け、この領域分割手段によって浴槽領域Ａと入口領域Ｃと洗場領域Ｂとにほぼ３等分して入浴者の動きを検出していた。一方、浴室の形態は一律ではなく、特に浴室へ出入りする入口の位置は概ね浴槽側から見て、正面、右側面、左側面の３つの形態がある。また、浴槽の大きさも各種のサイズがある。さらに、シャワー、カウンタの位置もさまざまである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような人体検出装置を有する浴室においては、特に洗場の両側にはカウンタ、シャワー装置等が位置し、洗場領域における画像データ量が多くなるため、画像の処理に時間を要し、人体検出が不安定となる問題があった。また、単に洗場の検知領域を狭くしたのみでは、浴槽の大きさ等による悪影響、例えば洗場が浴槽の影に入り動きの検出を円滑にできにくい等の問題点を有していた。また、浴室のドアの位置によっては検出しにくいという問題もあった。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、安定した人体の動きの検出を行うことができる浴室を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の浴室は、浴槽と、洗場と、出入口とを有する浴室と、該浴室を撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像した画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、分割された領域毎に動き量を演算する動き量演算手段と、前記領域分割手段によって浴槽領域と入口領域と浴槽及び入口領域によって挟まれる中間領域とに区分され、該中間領域内には洗場領域を設け、かつ、中間領域内であって洗場領域外には画像の処理を行なわない無効領域を設けたことを第１の特徴としている。
この第１の特徴によれば、三分割した洗場領域のすべてを処理対象として使用せずに、洗場領域の周囲に画像の検出処理を行なわない領域を設けたことで、浴室の壁面、シャワー、カウンタ等の画像データを処理の対象から除外している。すなわち、画像の処理を行わない無効領域、言い換えれば検出の空白エリアを設けることで、画像の検出、処理の迅速化を図り、検出を安定させ、誤検出を防止することができる。
【０００６】
また、本発明の浴室は、浴槽と、洗場と、出入口とを有する浴室と、該浴室を撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像した画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、分割された領域毎に動き量を演算する動き量演算手段と、前記領域分割手段によって浴槽領域と入口領域と浴槽及び入口領域によって挟まれる中間領域とに区分され、該中間領域内には洗場領域を設け、中間領域内であって洗場領域外には画像の処理を行なわない無効領域を設け、前記洗場領域を前記中間領域内で可動させる変更手段を設けたことを第２の特徴としている。
この第２の特徴によれば、上記の特徴に加え、洗場領域を中間領域内で可動させる変更手段を設けたことで、浴室の入口の方向、浴室の大きさ、浴槽のサイズ、浴室天井の高さ等により画像を撮像して処理するための最適の領域が選択でき、現地の実状に適合した最も撮像処理に必要な洗場床面位置を選択可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明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は本発明の一実施形態を示す全体構成図である。図２は本発明の一実施形態を示す電気回路のブロック図である。図３は人体検出センサの画像検出部の１画素を構成する画像コア回路の構成を示す回路図である。
【０００９】
図１は本発明の一実施形態の概略を示すものであって、浴室１の内部には浴槽２及び洗場３を設けてある。４は浴室１への入口である。５は人体検出装置であり、浴室１の内壁面上部に取り付けてある。
具体的には、浴槽２の長手方向に接する浴室壁面の上部位置に取り付けてある。温水機器４０には、該温水機器４０を遠隔位置から操作する浴室に設置した風呂リモコン６０及び台所に設置した台所リモコン７０を接続してある。また浴室１の壁面又は天井には電灯等の照明機器７１が取り付けてある。
そして人体検出装置５は、本実施形態では浴室１の壁面に取り付けているが、この例に限ることなく、浴室１の天井面に取り付けても良い。
人体検出装置５は、人工網膜チップを組み込んだ撮像装置を有し、浴室１における人体の動きを撮像して画像処理する人体検出センサ５１と、赤外線による熱検知により人体を検知する赤外線センサ５２とから構成している。
【００１０】
浴室１には温水機器４０を遠隔操作する風呂リモコン６０を設置し、また台所には温水機器４０を遠隔操作する台所リモコン７０を設置している。
ここに、温水機器４０とは、浴槽に給湯等水を加熱するための機器であり、具体的には給湯器付風呂釜、給湯器付暖房機、温水暖房機、給湯器等により構成されている。
温水機器にはガスを燃料とするもののみならず石油を燃料とするものでもよい。
温水機器４０と、リモコン６０、７０と、人体検出装置５との接続については、図１のものにおいては、まず温水機器４０と台所リモコン７０とがケーブル４１により接続され、温水機器４０と風呂リモコン６０とがケーブル４１で接続され、さらに温水機器４０と人体検出装置５とがケーブル４１で接続されている。ケーブル４１の末端には分岐された分岐コネクタ４３を設けてあり、一方には人体検出装置５、他方には退室時に操作するスイッチ８０を有する退室リモコンを接続してある。
そして、給湯器等を制御する前記リモコン６０、７０には、浴室１に入浴者がいることを知らせる液晶表示パネル等の表示部を有しており、人体検出装置５が入浴者を検知して、検知信号を出力すると、表示部が点灯等表示するようにしてもよい。
表示部は上記のものに限られず、入浴者の動きが一定時間無かった場合、浴槽で寝ているかまたは倒れたと推測し、まず風呂リモコン６０で警報音あるいは音声により注意を喚起し、浴室側から応答が所定時間内にない場合には、台所リモコン７０において警報音あるいは音声により家族等他者に警報報知するようにしておけばよい。
【００１１】
そして、温水機器４０の内部には熱交換器及びバーナが内蔵されており、制御のための各種センサを設けてある。
また、温水機器４０から浴槽２に対して給湯落しこみ管４６が接続配管されている。また、人体検出装置５を作動させるための電源は、温水機器４０の電源プラグ４７から導入され、温水機器４０のコントローラ４２部の図示しないトランスを介して降圧され低電圧化されて供給される。
【００１２】
図２は人体検出装置５の具体構成を示したものであり、人工網膜チップを利用した人体検出センサ５１と、赤外線センサ５２とからなる。
人体検出センサ５１は浴室領域を撮像する撮像装置６と、撮像装置６を制御すると共に処理情報を判定等する制御装置７とから構成されている。
また、制御装置７と外部のリモコン６０、７０とは例えば後述する通信ＩＣ等の通信部５３により送受信するようにしてある。
そして、人体検出センサ５１の他に赤外線センサ５２を同一のケース体内に設け、その制御装置７を共用し、浴室１が暗い場合の監視の相互補填を行なうようにしてある。
【００１３】
前記撮像装置６の撮像部８は、縦１２８×横１２８画素からなる画像検出部９、結像レンズ１０、スキャナ１１、マルチプレクサ１２及びスキャナ駆動制御部１３から構成されている。画像検出部９の画素はそれぞれモノクロ２５６階調「レベル０（黒）〜２５５（白）の２５６階調」で表現される。画像検出部９の一部画素（３２画素×３２画素）を使用して検知処理するようにしてもよい。
【００１４】
そして、撮像部８においては、浴室内の画像は、結像レンズ１０によって画像検出部９に結像される。スキャナ１１は、スキャナ駆動制御部１３によって駆動制御されており、スキャナ駆動制御部１３は画像検出部９の各画素列を順次一定周期毎に受光状態（オン状態）となるように制御している。
受光状態となった１列の各画素から同時に出力された光電流は、マルチプレクサ１２によって複数の電気信号として１つの電気信号にまとめられ、増幅器１４で増幅された後、アナログ電圧として出力される。アナログデータからデジタルデータへの変換は制御装置７により行うようにしてある。
【００１５】
また、画像検出部９の各画素は、図３に示すように画素コア回路１７によって構成されている。画素コア回路１７は受光素子１８、電荷蓄積回路１９、感度可変回路２０から構成されており、感度可変端子２１及びリセット端子２２がスキャナ１１に接続され、光電流出力端子２３がマルチプレクサ１２に接続されている。
【００１６】
図２においてゲイン調整部１６は、画像出力部１５における画像平均値（画像の明るさ）をチェックし、画像平均値が適切な範囲から外れていれば、増幅器１４によって撮像装置６のゲインを調整すると共にスキャナ駆動制御部１３によって画像検出部９の蓄積時間を調整し、適正な明るさの画像が得られるように調光する。
【００１７】
人工網膜チップを用いた撮像装置６では、画像の階調平均値は、画像検出部９を構成する全画素における階調（０階調（黒）〜２５５階調（白）の２５６階調）の平均値であり、０〜２５５の値で表わさせる。
この画像平均値は増幅器１４のゲインと画像検出部９の画像蓄積時間によって決定される。
ここで、ゲインはカメラの絞りに相当し、画像蓄積時間はカメラのシャッタースピードに相当する。従って、撮像装置６の適正な画像階調平均値を得ようとすれば、適当なゲインに固定しておき、画像蓄積時間を調整すればよい。あるいは、適当な画像蓄積時間を固定しておき、ゲインを調整するようにすればよい。
【００１８】
そして、図２において少なくとも撮像をおこなう画像検出部９とスキャナ１１とスキャナ駆動部１３とゲイン調整部１６とは、１チップで構成されている。このチップは人工網膜チップと称される。
また、このチップの裏面位置には、基板上に制御装置７を設けてあり、この制御装置７はマイクロコンピュータからなり、この内部には人体検出センサ５１による検知処理を行なう検知領域を複数の領域に分割する領域分割手段２４等をソフトウエアとして組み込んである。
【００１９】
具体的には、図４に示すように、制御装置７に入力された画像情報を処理するためのポイントテーブル２５を、入口領域２６と中間領域２７と浴槽領域２８との３つの領域に分割するものである。ここに入口領域２６とは、浴室の場合には浴室内であって浴室への入口ドアの近傍に位置する領域をいう。浴槽領域２８とは浴槽が位置している領域をさす。中間領域２７とは、入口領域２６と浴槽領域２８とに挟まれた領域をいい、主として頭や体を洗う洗場床部の領域をいう。
【００２０】
図７は中間領域２７と洗場領域２９との関係を示すものであり、この中間領域２７内には洗場領域２９を設けてある。洗場領域２９の範囲は中間領域２７の範囲よりも狭くなっている。そして中間領域２７内であって洗場領域２９外には画像の処理を行なわない無効領域３０を設けてある。この無効領域３０は検出処理の空白部分であり、この無効領域３０に位置する画像データは何ら人体検出センサの演算のためには使用しないものである。無効領域３０には主として浴室の壁面、シャワー、カウンタ等が位置しており、これらは特に人体の動きの検出には無関係である点に注目し、この部分の画像データを処理しないようにしている。これにより、画像情報を処理するためのＲＡＭ容量を少なくすることができる。
また、中間領域内に位置する洗場領域２９は、前記した中間領域２７内で変更できるようになっている。たとえば、図１１のように浴槽領域２８から見て入口が正面にある場合であって、浴槽のサイズが大きい場合においては、洗場領域２９は標準状態のパターンである図７のものに比べて、やや入口領域２６側に片寄せるようにしておけばよい。これにより、浴槽の形状に基づく洗場領域２９の検知範囲が縮小することを防止できる。また、図１２のように浴槽領域２８から見て入口が正面にある場合であって、浴槽のサイズが小さい場合においては、洗場領域２９は標準状態のパターンである図７のものに比べて、やや浴槽領域２６側に片寄せるようにしておけばよい。これにより、浴槽領域２８と洗場領域２９とを連続的にとらえることができる。
さらに図１３のように浴槽領域２８から見てシャワー、カウンタ等が右側面側にある場合であって、浴槽のサイズが標準の場合においては、標準状態のパターンである図７のものに比べて、洗場領域２９を左側面側に片寄せるようにしておけばよい。これにより、無効領域３０を拡大して、画像データの処理数を減らし、検出の迅速化を図ることができる。
さらに図１４のように浴槽領域２８から見てシャワー、カウンタ等が左側面側にある場合であって、浴槽のサイズが標準の場合においては、標準状態のパターンである図７のものに比べて、洗場領域２９を右側面側に片寄せるようにしておけばよい。これにより、無効領域３０を拡大して、画像データの処理数を減らし、検出の迅速化を図ることができる。
このように、上記の各設置パターンを工場からの出荷時に制御装置７あるいはＥＥＰＲＯＭ等のパターン記憶手段７５に記憶させておけばよい。そして、現場での取り付け時には、機器側に設けたディップスイッチ７７等を切り替えることにより、変更手段７６を介して現場の浴室に対応したパターンを選択するようにしてある。この変更は、風呂リモコンに設けた設定スイッチによる切り替えにより行なうようにしてもよい。
【００２１】
そして、人体検出センサ５１を構成する結像レンズ１０と撮像装置６と制御装置７とは、前記赤外線センサ５２と共に１つのケースに納められ、人体センサセットとして壁面等に取り付けられる。取り付け位置は浴室への出入口４を含め、浴室１全体を監視領域として視野角内におさめるようにすれば良い。
【００２２】
そして、撮像装置６の検出出力と赤外線センサ５２の検知出力はそれぞれ判定手段３２へ入力される。判定手段３２は撮像装置６からの出力と赤外線センサからの出力に基づき、浴室における入浴者の有無や入浴者の動きなどを総合的に判断するようになっている。
【００２３】
人工網膜により検出した画像は次のように画像処理される。
画像を制御、処理する制御装置７は、画像検出部９を構成する全画素から画像情報を所定時間毎に受信し、所定時間毎に画像情報を受け取ると、該画像情報を処理し、判定手段３２により入浴者の動きを判定するのである。
【００２４】
次に、撮像装置６でとらえた画像から人の動きを抽出するための画像処理方法を説明する。
マイクロコンピュータで構成される制御装置７は、所定時間毎に画像情報を受け取ると、当該画像情報から入浴者の動きを所定の解析アルゴリズムに従って解析し、入浴者の動きを監視する。
【００２５】
具体的には、いま図９（ａ）のように正方形の物体の画像（明画像）Ｐが位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動したとする。このとき、明るい画素を記号Ｂ、暗い画素を記号Ｄで表わせば、前回画像は図９（ｂ）で表わされ、今回画像は図９（ｃ）で表わされる。この前後の画像は、制御装置７内の画像記憶手段により一旦記憶される。連続して撮像された画像は順次更新され常に最新の両画像が記憶されるようになっている。そして制御装置７に設けた動き量を演算する動き量演算手段８１により、分割された領域毎に前記２枚の画像が比較されて、各領域の各画素（ｘ、ｙ）毎に、前回画像ｐの受光量Ｐp（ｘ、ｙ）と今回画像ｎの受光量Ｐn（ｘ、ｙ）との差分（動き量）
Ｄ（ｘ、ｙ）＝Ｐn（ｘ、ｙ）−Ｐp（ｘ、ｙ）
が演算され、演算結果は図１１のような差分画像として得ることができる。
【００２６】
図１０の差分画像においては、差分Ｄ（ｘ、ｙ）が正の画素は＋記号で表わし、負の画素は−記号で表わし、Ｄ（ｘ、ｙ）がゼロの画素は０記号で表わしている。このような各画素の差分の総和を捉えることで、動きがあるか否かを領域毎に判定することができ、この判定は制御装置７に設けた動き判定手段８２にて行われる。動き量が生じていなければ「動きなし」と判定され、動き量が生じていれば「動きあり」と判定される。
【００２７】
次に、浴室１に人が入室したか否か等の判別について説明する。
図５において、人が浴室１に入り始めると、まず待機状態にある赤外線センサ５２が人体を検知してオンとなる（ステップＳ１）と共に人体検出センサ５１が洗場において人を検知すると（ステップＳ３）、入室したものと判断する（ステップＳ４）。
【００２８】
この入室判定において、人体検出センサ５１による人体検知には撮像及び動き量の演算等に時間を要すること、あるいは浴室１が暗い場合には監視感度が鈍いことから、赤外線センサ５２を併用し、赤外線センサ５２が検出した後、人体検出センサ５１が共に人を検出することで、人体検出センサ５１の弱点を補い、入室の確実を期しているものである。
【００２９】
また、浴室１からの退出時においても、赤外線センサ５２がオフとなった場合（ステップＳ５においてノーの場合）で、かつ、人体検出センサ５１が動き量を検知しない場合（ステップＳ６においてノーの場合）に、前記退室スイッチ８０のオン操作を条件に浴室１から退出したものと判断させている（ステップＳ７）。
【００３０】
そして、人体検出センサ５１が洗場３において人を検知しなかった場合（ステップＳ３でノーの場合）でも、浴槽２において人を検知すると（ステップＳ８）、赤外線センサ５２及び人体検出センサ５１が共に人を検知している場合には（ステップＳ９、Ｓ１０）、入室しているものと判断することとしている（ステップＳ４）。
【００３１】
次に、前述したように浴室への入室判断がされると、人体停止の検出フローに入り、撮像装置６によって前述したように所定時間間隔で監視領域を撮像して、前回画像と今回画像とを一旦制御装置７に記憶させる。次に、制御装置７にプログラムされた動き量演算手段８１により、各領域毎の各画素毎に、前回画像の受光量と今回画像の受光量との差分（動き量）を演算する。
そして、これらの情報は制御装置７の判定手段３２に送られ、人体の動き停止の判定がなされるのである。
【００３２】
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で各種設計変更可能である。
例えば、本実施形態ではシステムバスルームについて説明したが、この例に限られることなくこれ以外の既存の浴室にも設置できるものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明は、三分割した洗場領域のすべてを処理対象として使用せずに、洗場領域の周囲に画像の検出処理を行なわない領域を設けたことで、浴室の壁面、シャワー、カウンタ等の画像データを処理の対象から除外し、処理の迅速化を図り、検出を安定させ、誤検出を防止することができる。
また本発明は、洗場領域を中間領域内で可動させる変更手段を設けたことで、浴室の入口の方向、浴室の大きさ、浴槽のサイズ、浴室天井の高さ等により画像を撮像して処理するための最適の領域が選択でき、現地の実状に適合した最も撮像処理に必要な洗場床面位置を選択可能となる。
さらに本発明は、動き量を演算して人体の動きの有無を判定する動き判定手段を設けたものにおける人体検出の安定化を図ることができ、また迅速に動き量を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態を示す電気回路のブロック図である。
【図３】図３は人体検出センサの画像検出部の１画素を構成する画像コア回路の構成を示す回路図である。
【図４】図４はセンサの検知範囲を示す説明図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態を示すフローチャートである。
【図６】図６は人体検出センサから見た浴室の俯瞰図である。
【図７】図７は分割した領域の説明図である。
【図８】図８は本発明の一実施形態の制御ブロック図である。
【図９】図９の（ａ）は右下方へ向けて移動した物体の現画像と前画像を示す図、（ｂ）は前画像の明暗を各画素毎に示す図、（ｃ）は現画像の明暗を各画素毎に示す図である。
【図１０】図１０は画像の境界に対応する画素における明暗の変化を示す差分画像を表わした図である。
【図１１】図１１は分割領域のパターン図である。
【図１２】図１２は分割領域のパターン図である。
【図１３】図１３は分割領域のパターン図である。
【図１４】図１４は分割領域のパターン図である。
【図１５】図１５は従来例を示すものである。
【符号の説明】
１     浴室
２     浴槽
３     洗場
４     出入口
５     人体センサ
６     撮像装置
７     制御装置
９     画像検出部
１５   画像出力部
１７   画像コア回路
２４   領域分割手段
２６   入口領域
２７   中間領域
２８   浴槽領域
２９ 洗場領域
４０   温水機器
４１   ケーブル
４２   コントローラ
４７   電源プラグ
５１   人体検出センサ
５２   赤外線センサ
６０   風呂リモコン
７０   台所リモコン
７５ パターン記憶手段
７６   変更手段
８１   動き量演算手段
８２   動き判定手段
【図１】
0003902431.tif 000002
【図２】
0003902431.tif 000003
【図３】
0003902431.tif 000004
【図４】
0003902431.tif 000005
【図５】
0003902431.tif 000006
【図６】
0003902431.tif 000007
【図７】
0003902431.tif 000008
【図８】
0003902431.tif 000009
【図９】
0003902431.tif 000010
【図１０】
0003902431.tif 000011
【図１１】
0003902431.tif 000012
【図１２】
0003902431.tif 000013
【図１３】
0003902431.tif 000014
【図１４】
0003902431.tif 000015
【図１５】
0003902431.tif 000016