(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段と、前記撮像手段を用いて部屋における人の移動を検知する人検知手段と、前記人検知手段により部屋入口を監視する部屋入口検知手段と、前記撮像手段を用いて光の状態から部屋入口以外の侵入可能な箇所を監視する侵入箇所検知手段と、前記人検知手段により検知した人が侵入者であるか否かを判定する侵入検知手段とを備え、
前記人検知手段により検知した人の検知開始位置が前記侵入箇所検知手段により監視されている前記侵入可能な箇所であり、前記人検知手段により検知されている人の移動方向が部屋入口の方向である場合には、外部からの侵入動作であると判断して前記侵入検知手段により予備報知を行ない、
さらに、前記人検知手段により検知されている人の最後の検知位置が前記部屋入口検知手段により監視されている部屋入口である場合には、前記侵入検知手段により報知部を作動させるようにした部屋監視装置。
【請求項２】
前記人検知手段は、前記撮像手段により撮像された画像とその前に撮像された画像との各画素毎の受光量の差を演算して差分画像を生成し、前記差分画像における受光量の差が正の画素領域と負の画素領域とを結ぶ方向によって人の移動方向を検知することを特徴とする、請求項１に記載の部屋監視装置。
【請求項３】
常時監視状態となった赤外線センサを備え、
前記撮像手段は前記赤外線センサが人を検知したときに監視状態となることを特徴とする、請求項１又は２に記載の部屋監視装置
【請求項４】
前記撮像手段の感度レベルから室内の暗さを判断し、室内が一定レベル以上の明るさを有していない場合には、室内の照明器具を点灯させるようにしたことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の部屋監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は部屋監視装置に関する。特に、人工網膜のような低解像度の撮像素子を用いて浴室や便所、居間等の部屋内を監視する部屋監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入浴後には、浴室の湿気を屋外へ逃がすために浴室の窓を開放しておくことが多い。そのため、空き巣や強盗などが家屋に侵入する場合、閉め忘れて就寝した浴室の窓から侵入する場合が多かった。
【０００３】
そのため、従来より種々の防犯装置が提案されている。例えば、赤外線センサや振動センサにより窓からの侵入者を検知するものがある。これらは窓から侵入しようとする人を検知したり、窓を開いたり窓から侵入したりする時の振動を検知することによって不審な侵入者を発見し、報知するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの防犯装置では、入浴時にはスイッチをオフにしておき、入浴後または就寝前にスイッチをオンにしなければ、入浴者を検知して誤動作する恐れがある。そのため、就寝前などに防犯装置のスイッチをオンにするのを忘れると、防犯装置が働かず、せっかくの防犯装置も役に立たなかった。
【０００５】
従来の防犯装置では、浴室内に限らず、このように毎日スイッチをオンにしたり、オフにしたりするのが煩わしく、そのためスイッチをオンにするのを忘れやすく、防犯効果が十分でなかった。
【０００６】
本発明は上述の技術的問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、毎日スイッチをオンにしたりオフにしたりする煩わしさを無くすと共に防犯効果を高めることができる部屋監視装置を提供することにある。
【０００７】
【発明の開示】
本発明にかかる請求項１に記載の部屋監視装置は、撮像手段と、前記撮像手段を用いて部屋における人の移動を検知する人検知手段と、前記人検知手段により部屋入口を監視する部屋入口検知手段と、前記撮像手段を用いて光の状態から部屋入口以外の侵入可能な箇所を監視する侵入箇所検知手段と、前記人検知手段により検知した人が侵入者であるか否かを判定する侵入検知手段とを備え、前記人検知手段により検知した人の検知開始位置が前記侵入箇所検知手段により監視されている前記侵入可能な箇所であり、前記人検知手段により検知されている人の移動方向が部屋入口の方向である場合には、外部からの侵入動作であると判断して前記侵入検知手段により予備報知を行ない、さらに、前記人検知手段により検知されている人の最後の検知位置が前記部屋入口検知手段により監視されている部屋入口である場合には、前記侵入検知手段により報知部を作動させるようにしたものである。
【０００８】
部屋入口以外の侵入可能な箇所（以下、侵入可能箇所という。）とは、例えば窓である。請求項１の部屋監視装置において、部屋入口検知手段により部屋入口を検知させるには、例えば部屋監視装置の設置時に部屋入口から入室する人を検知させることにより部屋入口情報を取り込ませることができる。また、撮像手段を用いた侵入箇所検知手段により、光の状態から部屋入口以外の侵入可能箇所を検知させるには、例えば窓のような侵入可能箇所から差し込む外光を検知することにより、窓のような侵入可能箇所の位置情報を取り込ませることができる。
【０００９】
侵入可能箇所から侵入者が入ってきた場合には、人検知手段による検知開始位置は侵入可能箇所となるが、それだけで侵入者ありと判断すれば、屋外から部屋の窓等を清掃した場合にも侵入者ありと判断されることになる。本発明の部屋監視装置では、人検知手段による検知が侵入可能箇所から始まり、しかも検知された人の移動方向が部屋入口の方向に向かっている場合には、窓等の侵入可能位置から侵入して屋内へ向かっていると判断し、外部からの侵入者による侵入動作であると判断してまず予備報知を行なう（例えば、リモートコントローラの表示部に「侵入あり」などの表示を行なう。）。この後、その人の検知が部屋入口で終了した場合には、検知された人がその部屋から出て屋内に移動したと判断し、ブザー等の報知部によって報知する。
【００１０】
よって、本発明の部屋監視装置によれば、部屋入口から入って再び部屋入口から退出する家人と、窓等の侵入可能箇所から入ってきた外部からの侵入者とを高い確度をもって判別することができる。特に、部屋監視装置を常にオン状態にしてあっても、侵入者と家人とを誤検知する恐れを少なくできるようになる。その結果、部屋監視装置を常にオンにしたままで使用できるようになり、言い換えれば部屋監視装置をオンにし忘れるのを防ぐことができる。
【００１１】
本発明にかかる請求項２に記載の部屋監視装置は、請求項１に記載した部屋監視装置において、前記人検知手段が、前記撮像手段により撮像された画像とその前に撮像された画像との各画素毎の受光量の差を演算して差分画像を生成し、前記差分画像における受光量の差が正の画素領域と負の画素領域とを結ぶ方向によって人の移動方向を検知するようにしたものである。
【００１２】
請求項２に記載した実施態様では、撮像手段により時間的に前後して撮影した画像の差分画像から人の移動方向を検知しているので、検知される人の存在する位置に拘わりなく、また検知される人の移動量が小さくでも確実に人の移動方向を検知することができる。
【００１３】
本発明にかかる請求項３に記載の部屋監視装置は、請求項１又は２に記載した部屋監視装置において、常時監視状態となった赤外線センサを備え、前記撮像手段は前記赤外線センサが人を検知したときに監視状態となるようにしたものである。
【００１４】
請求項３に記載した実施態様では、常時監視状態となった赤外線センサを備えており、赤外線センサが人を検知したときに撮像手段を監視状態としているので、部屋監視装置の消費電力を小さくすることができる。
【００１５】
本発明にかかる請求項４に記載の部屋監視装置は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載した部屋監視装置において、前記撮像手段の感度レベルから室内の暗さを判断し、室内が一定レベル以上の明るさを有していない場合には、室内の照明器具を点灯させるようにしたものである。
【００１６】
請求項４に記載した実施態様では、室内が一定レベル以上の明るさを有しておらず暗いと判断した場合には、室内の照明器具を点灯させるようにしているので、夜間に入室する場合には、自動的に室内の照明器具が点灯され、照明器具を点灯させる手間を省けると共に、夜中に窓等の侵入可能箇所から侵入があった場合も自動的に照明器具が点灯され、防犯効果を発揮する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる部屋監視装置の一実施形態として、浴室監視装置１の構成を図１のブロック図に示す。この浴室監視装置１は、人工網膜２１と赤外線センサ１１の双方またはいずれか一方によって浴室内における人の有無と人の動く方向を監視しており、また浴室監視装置１を設置した際には、窓位置設定部３と浴室入口設定部４により窓位置と浴室入口を検知し、ＥＥＰＲＯＭやＲＡＭ等のメモリからなる記憶部５に浴室の窓位置と浴室入口を記憶している。侵入検知部２は、人工網膜２１又は赤外線センサ１１により検知する人の動きと窓位置及び浴室入口の記憶情報に基づき、外部からの侵入があったか否かを判断し、外部からの侵入者を検知していると判断すると、ブザー等の報知部６を作動させる。また、赤外線センサ１１は、浴室内の人の有無を検知しており、浴室内に人がいると判断すると、照明制御部１２を作動させて浴室内の照明器具１３を点灯させる。
【００１８】
図８（ａ）（ｂ）は浴室４１の天井に浴室監視装置１を設置した状態を表しており、浴室監視装置１は浴室全体、すなわち窓４２や浴室入口４３を含んで浴室全体を検知できるように設置されている。なお、１３は浴室４１内の照明器具、４４はリモートコントローラである。
【００１９】
つぎに、上記浴室監視装置１に用いられている人工網膜２１の構成を図２に示す。人工網膜２１の撮像部２２は、縦３２×横３２画素（＝１０２４画素）のＣ−ＭＯＳアレイからなる画像検知部２５、結像レンズ２６、スキャナ２７、マルチプレクサ２８及びスキャナ駆動制御部２９から構成されている。また、画像検知部２５の各画素は、図３に示すような画素コア回路３０によって構成されている。画素コア回路３０は受光素子３１、電荷蓄積回路３２、感度可変回路３３から構成されており、感度可変端子３４及びリセット端子３５がスキャナ２７に接続され、光電流出力端子３６がマルチプレクサ２８に接続されている。
【００２０】
しかして、この撮像部２２にあっては、浴室４１内の画像は、結像レンズ２６によって画像検知部２５に結像される。スキャナ２７は、スキャナ駆動制御部２９によって駆動制御されており、画像検知部２５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２８によってシリアルデータに変換されて画像処理部２３へ出力され、判定部２４において浴室４１における入浴者の動きが監視される。
【００２１】
つぎに、人工網膜２１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。画像処理部２３は、画像検知部２５を構成する全画素から画像情報を一定時間毎に受信する。画像処理部２３は、一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。具体的にいうと、いま図４（ａ）のように正方形の物体の画像（明画像）３７が位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動したとする。従って、明るい画素を記号Ｂ、暗い画素を記号Ｄで表わせば、前画像は図４（ｂ）で表わされ、現画像は図４（ｃ）で表わされる。画像処理部２３は、各画素（ｘ、ｙ）毎に、前画像ｐの受光量Ｐp（ｘ、ｙ）と現画像ｎの受光量Ｐn（ｘ、ｙ）との差分
Ｄ（ｘ、ｙ）＝Ｐn（ｘ、ｙ）−Ｐp（ｘ、ｙ）      … (1)
を求め、図５のような差分画像を得る。図５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。
【００２２】
まず、簡単な１次元の場合における画像の移動を考える。対象物の動きは画像の境界によって判定でき、画像の境界の移動はそこでの差分の非ゼロ値（正または負の値）となって表われる。例えば、図６の（ａ）に示すように画像の左境界が右方向へ移動したとすると、この境界の画素での差分Ｄ（ｘ、ｙ）は負となり、その両側の画素では差分Ｄ（ｘ、ｙ）＝０である。また、、図６の（ｂ）に示すように画像の左境界が左方向へ移動したとすると、この境界の画素での差分Ｄ（ｘ、ｙ）は正となり、その両側の画素では差分Ｄ（ｘ、ｙ）＝０である。同様に、図６の（ｃ）に示すように画像の右境界が右方向へ移動したとすると、この境界の画素での差分Ｄ（ｘ、ｙ）は正となり、その両側の画素では差分Ｄ（ｘ、ｙ）＝０である。図６の（ｄ）に示すように画像の右境界が左方向へ移動したとすると、この境界の画素での差分Ｄ（ｘ、ｙ）は負となり、その両側の画素では差分Ｄ（ｘ、ｙ）＝０である。
【００２３】
この図６から分かるように、前画像ｐと現画像ｎとから差分画像を求めると、動きのあった画像の境界では差分が非ゼロ値〔Ｄ（ｘ、ｙ）≠０〕となり、その画素で表わされている画像境界は次のような方向へ移動していると判断される。
0003932782.tif 000002
【００２４】
つぎに、この１次元における移動方向の解析方法を２次元の画像に適用する必要がある。そのためには、画素上の方向を縦方向、横方向、斜め方向（右上がりの斜め方向、右下がりの斜め方向）の合計４方向に分けて、画像の動きを考える。図７（ａ）は、４つの各方向ごとに上記(1)式を適用して現画像ｎと前画像ｐとの差分（スカラー）を求め、図４（ｂ）（ｃ）の現画像及び前画像と図４の差分画像から各方向ごとの移動の向きを上記(2)式によって判定し、各差分Ｄ（ｘ、ｙ）をベクトルで表わしたものである。このようにして各方向における差分が求まれば、各方向の差分をベクトル合成することによって図７（ｂ）のように各画素毎の差分をベクトルとして表わすことができる。図７（ｃ）に示したベクトル群はオプティカルフローと呼ばれ、当該画素とその周囲の３×３画素の差分ベクトルを平均して表わしたものであり、このオプティカルフローから浴室４１における人の存在や人の動き（活動）を検知することができる。
【００２５】
また、人工網膜２１は感度を自動調整するための感度調整回路（図示せず）を備えており、浴室４１内が暗い場合には感度を高くし、浴室４１内が明るい場合には、感度を低くすることによって検出精度が高くなるようにしている。
【００２６】
赤外線センサ１１も、浴室４１内における人のいる領域と人の移動する方向を検出できるようになっている。このためには、赤外線センサ１１として、サーモグラフィを用いればよい。あるいは、複数個の赤外線センサ１１を用いてもよい。
【００２７】
このような浴室監視装置１においては、その設置時に窓４２と浴室入口４３を検知させることができる。すなわち、浴室監視装置１の設置工事は、昼間に行われるから、浴室監視装置１の設置が完了した時点では、まだ屋内は明るく、図８（ａ）（ｂ）に示すように浴室４１の窓４２からは光が射し込んでいる。このような状況において、浴室４１の照明器具１３は消灯しておき、浴室監視装置１にパーソナルコンピュータ（浴室監視装置１をリモートコントローラ４４に接続しておき、リモートコントローラ４４を利用してもよい。）を接続して浴室監視装置１を窓位置設定モードに切り替える。窓位置設定モードに切り替えようとすると、パーソナルコンピュータのディスプレイには、例えば「窓位置設定モードに切り替えます。よろしいですか？」というメッセージが表示されるので、"Y"又はEnterキーを入力すると、浴室監視装置１が窓位置設定モードに切り替わり、窓位置設定部３がもっとも明るい位置（例えば、もっとも受光強度の大きな箇所ないし画素など）を赤外線センサ１１及び人工網膜２１によって検出されている窓位置と認識し、認識した窓位置をディスプレイに表示して「ここを窓と認識しました。よろしいですか？」というメッセージを表示する。やり直したい場合には、"N"キーを押して再度認識させる。また、正しい窓位置が認識されていれば、"Y"キー又はEnterキーを押すと、窓位置が記憶部５に記憶される。
【００２８】
続けて、浴室監視装置１を浴室入口設定モードに切り替える。浴室入口設定モードに切り替えようとすると、パーソナルコンピュータのディスプレイには、例えば「浴室入口設定モードに切り替えます。よろしいですか？」というメッセージが表示されるので、"Y"又はEnterキーを入力すると、浴室監視装置１が浴室入口設定モードに切り替わる。図８に示すように、このモードで、だれかがドアから入室すると、赤外線センサ１１及び人工網膜２１によって人を検知した位置を浴室入口設定部４によって浴室入口４３と認識し、認識した浴室入口４３をディスプレイに表示して「ここを浴室入口と認識しました。よろしいですか？」というメッセージを表示する。やり直したい場合には、"N"キーを押して再度認識させる。また、正しい浴室入口４３が認識されていれば、"Y"キー又はEnterキーを押すと、浴室入口４３が記憶部５に記憶される。
【００２９】
赤外線センサ１１としてサーモグラフィを用いる場合には、人工網膜２１の場合と同様にして、人工網膜２１と同時に窓位置と浴室入口４３を記憶させることができる。あるいは、複数個のセンサを用いる場合には、そのうちの１つを窓位置に設置しておき、１つを浴室入口４３に設置しておけばよい。
【００３０】
こうして浴室監視装置１の設置時に上記のようにして浴室入口４３と窓４２の位置が記憶させられると、この浴室監視装置１は図９のフロー図に従って侵入者の有無を監視する。すなわち、赤外線センサ１１は、常時オンになっていて浴室４１内を常に監視している（ステップＳ１）。赤外線センサ１１が、浴室４１内に何かを検知すると、人工網膜２１をオンにし、人工網膜２１によって浴室４１内を監視する（ステップＳ２）。このように通常は、赤外線センサ１１だけをオンにしておくことにより、消費電力を小さくすることができる。
【００３１】
ついで、前記感度調整回路によって調整されている人工網膜２１の感度レベルから浴室４１内の暗さを判断し（ステップＳ３）、浴室４１内が一定レベルの明るさ（すなわち、昼間のような十分な明るさ）になっていない場合には、照明器具を点灯させる（ステップＳ４）。すなわち、夜間に入浴する場合には、自動的に浴室４１内の照明器具１３が点灯され、照明器具１３を点灯させる手間を省けると共に、夜中に窓４２から侵入者があった場合も自動的に照明器具１３が点灯されるので、防犯効果を持たせることができる。
【００３２】
浴室４１内が暗いと判断して照明器具１３を点灯させた後、人工網膜２１の感度が十分か否か調べる（ステップＳ５）。このとき人工網膜２１の感度が十分であれば、そのまま人工網膜２１によって浴室４１内の人を監視し続けるが、例えば照明器具１３が故障で点灯しなかったり、消灯されたりして浴室４１内が暗く、人工網膜２１の感度調整を行っても適正な感度調整範囲を超えている場合には、浴室４１内の監視手段を人工網膜２１から赤外線センサ１１に切り替える（ステップＳ６）。赤外線センサ１１によれば、浴室４１内が暗い場合でも浴室４１内を感度よく検知することができる。
【００３３】
こうして、人工網膜２１又は赤外線センサ１１のうち状況に応じた検知手段で浴室４１内の人の有無を監視し（ステップＳ７）、浴室４１内の人の検知開始位置が窓４２であるか否か判定する（ステップＳ８）。検知開始位置が窓４２であった場合には、その人の移動方向を監視し、浴室入口方向に移動しようとしているか否かを監視する（ステップＳ９）。入口方向に移動しようとしていると判断した場合には、予備報知を行う（ステップＳ１０）。予備報知としては、例えば、浴室４１や台所に設置されているリモートコントローラ４４の表示部に「侵入あり」、あるいは「異常あり」といったメッセージを表示させたり、警報ランプを点灯させたりすることが考えられる。ついで、浴室入口方向へ移動しようとしている人の最終検知位置が浴室入口４３となるか否か監視し（ステップＳ１１）、人が浴室入口４３に消えた場合には、ブザー等の報知部６によって報知する（ステップＳ１２）。
【００３４】
このように浴室４１内にいる人の経路が窓４２から始まって浴室入口４３を通過して消えていることを確認して外部からの侵入者であると判断するようにすれば、浴室監視装置１をオンにしたままでも、入浴者を侵入者と誤検知したり、窓をあけて浴室４１の窓ガラスを拭いていたりしたときに誤動作したりする恐れが無く、侵入者の検知確度を向上させることができる。また、浴室監視装置１をオンにしたままにしておくことができるので、浴室監視装置１をオンにし忘れる恐れも無くなる。
【００３５】
なお、図９のステップＳ３を省略し、赤外線センサ１１で人を検知した場合には、常に人工網膜２１と照明器具１３をオンさせるようにしてもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、夜間赤外線センサで人を検知した場合には、自動的に照明器具を点灯させるようにしているが、人を検知しても照明器具を自動点灯させないようにし、照明器具が点灯される前に人を検知した場合には、侵入者ありと判断させるようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、本発明の部屋監視装置を浴室で用いた場合を説明したが、本発明の部屋監視装置は、これ以外にも居間、台所、便所、玄関ホールなどでも使用することができるものである。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、部屋監視装置をオンにしたままにしていても入室者や窓ガラスなどを掃除しているものを侵入者と誤検知する恐れがなく、侵入者の検知確度が高いので、部屋監視装置を常にオンにしておくことができる。よって、部屋監視装置をオンにし忘れることが無く、防犯効果が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による浴室監視装置の構成を示す図である。
【図２】同上の浴室監視装置に用いられている人工網膜の構成を示す図である。
【図３】同上の人検知装置の画像検知部の１画素を構成する画素コア回路の構成を示す回路図である。
【図４】（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５】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６】各画素の明暗の変化と画像の移動方向との関係を説明する図である。
【図７】（ａ）は各方位に分解して表わされた差分ベクトルを示す図、（ｂ）は合成された差分ベクトルを示す図、（ｃ）は平均化された差分ベクトルを示す図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は浴室内の様子を示す概略縦断面図及び概略水平断面図である。
【図９】浴室監視装置による侵入者検知のためのフローを示す図である。
【符号の説明】
１  浴室監視装置
２  侵入検知部
３  窓位置設定部
４  浴室入口設定部
５  記憶部
６  報知部
１１  赤外線センサ
１２  照明制御部
１３  照明器具
２１  人工網膜
４１      浴室
４２      窓
４３      浴室入口
【図１】
0003932782.tif 000003
【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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