(57)【要約】【課題】外乱光に影響を受けて誤動作が発生することを抑制した画像処理装置を提供する。【解決手段】被写体を撮像して画像を取得する撮像部と、複数の前記画像から処理対象の画像を決定する間引き処理部と、前記処理対象画像に対して画像処理を行う画像処理部と、複数の前記画像処理後の画像を重ね合わせる処理を行う画像重ね合わせ部と、重ね合わされた前記画像に基づいて被検対象の検出処理を行う検出部と、を備える、画像処理装置を採用する。【選択図】図１
2017224903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して画像を取得する撮像部と、
複数の前記画像から処理対象の画像を決定する間引き処理部と、
前記処理対象画像に対して画像処理を行う画像処理部と、
複数の前記画像処理後の画像を重ね合わせる処理を行う画像重ね合わせ部と、
重ね合わされた前記画像に基づいて被検対象の検出処理を行う検出部と、を備える、
画像処理装置。
【請求項２】
前記画像に対するゲインコントロール処理が省略されている、
画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像処理装置を備える空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、被検対象の状態を検出するための画像処理を行う画像処理装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エアコンなどの空調装置には、人の位置を検出して風向きや風量などを調整する機能を有するものがある。このような空調装置では、被検対象である人を検出するために、カメラなどで画像を取得して画像処理を行っている。例えば、特許文献１及び特許文献２には、撮像した画像に対して明るさ調整を行う画像処理装置などが開示されている。また、特許文献３には、ユーザ所望の色調の画像を取得するために輝度レベルを制御する画像処理装置などが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２６１５２５号公報
【特許文献２】特開２００１−１６０９０９号公報
【特許文献３】特開２００３−３３９０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の画像処理装置では、ＡＧＣ（自動ゲイン制御）、ＡＥＣ（自動露光制御）、及びＡＷＢ（自動ホワイトバランス調整）といった画像処理を行って画像を生成しているが、外乱光に影響を受けやすかった。一方で、空調装置に必要とされる画像処理では、人の急激な移動などを検出することよりも、比較的緩やかな時間での人の移動などを検出することであるため、外乱光に影響を受けた画像を元に画像処理を行うことが誤認識の原因となることがあった。そこで、外乱光に影響を受けづらく、空調装置などの比較的緩やかな時間における人の移動などの状態を検出する手段に有効な画像処理が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の一の手段は、
被写体を撮像して画像を取得する撮像部（１０）と、
複数の前記画像から処理対象の画像を決定する間引き処理部（２２）と、
前記処理対象画像に対して画像処理を行う画像処理部（例えば色変換部２３、ＡＥＣ２４、及び／またはＡＷＢ２５など）と、
複数の前記画像処理後の画像を重ね合わせる処理を行う画像重ね合わせ部（２７）と、
重ね合わされた前記画像に基づいて被検対象の検出処理を行う検出部（例えば画像認識ＩＣ３０）と、を備える、
画像処理装置である。
【０００７】
上記の画像処理装置によれば、取得した画像の間引き処理を行い、画像の重ね合わせ処理を行っているため、全ての取得画像に対して被検対象の検出処理を行う従来の装置と比較して、突発的な外乱に起因して検出結果に急激な影響を及ぼすことのない構成とすることなどが可能となる。
【０００８】
上記画像処理装置において、好ましくは、
前記画像に対するゲインコントロール処理が省略されている。
【０００９】
上記構成の画像処理装置によれば、自動ゲイン制御（ゲインコントロール）を省略し画像重ね合わせ処理を行うことで、ノイズの増幅を抑制しつつ画像の明るさ（輝度）を高めることができ、これにより適切に被検対象の検出を行うことなどが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、上記いずれかの画像処理装置を備えるエアコンなどの空調装置を含む。
【００１１】
上記構成の空調装置によれば、突発的な外乱によって風向きや風量が急激に変化することを抑制した構成とすることなどが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エアコン制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】エアコン制御装置の送風制御処理を示すフローチャート。
【図３】エアコン制御装置の送風制御処理の変形例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
（１）エアコン制御装置の構成例
（２）送風制御処理
２．補足事項
【００１４】
＜１．実施形態＞
本実施形態のエアコン制御装置（本発明の画像処理装置を含む構成の一例）は、突発的な外乱に影響されづらい構成としている。具体的には、連続的に取得される画像を間引いた画像に対する画像処理を行い、画像処理としてはＡＧＣを用いた自動ゲイン制御を行わず、画像重ね合わせ処理を行う構成としている。以下、本実施形態のエアコン制御装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１５】
＜（１）エアコン制御装置の構成例＞
図１は、本実施形態のエアコン制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図１に示されるように、本実施形態のエアコン制御装置は、撮像部１０、Ａ／Ｄ変換器２１、ＩＳＰ（Ｉｍａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２０、画像認識ＩＣ３０、及び制御ＩＣ４０を含んで構成される。また、ＩＳＰ２０は、間引き処理部２２、色変換部２３、ＡＥＣ（自動露光制御部、Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）２４、ＡＷＢ（自動ホワイトバランス制御部、Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）２５、明るさ判定部２６、及び画像重ね合わせ部２７を含む。なお、本発明の画像処理装置は、撮像部１０、Ａ／Ｄ変換器２１、ＩＳＰ２０、及び画像認識ＩＣ３０を含む構成である。ただし、撮像部１０からの出力信号がデジタル信号の画像データである場合、Ａ／Ｄ変換器２１を省略した構成とし、撮像部１０からの出力信号が直接ＩＳＰ２０に入力される構成となる。
【００１６】
＜撮像部１０＞
撮像部１０は、例えば、撮像素子及びシャッタ装置などを含んで構成され、エアコン制御装置が搭載されたエアコン（空調装置）から冷風などが送風される領域（撮像領域）を撮像するよう構成される。撮像素子は、例えばＣＣＤやＣ−ＭＯＳなどの、照射された光を電気信号である画像データなどに変換する光電変換素子である。撮像部１０は、撮像した画像をＩＳＰ２０に出力する。ＩＳＰ２０に出力される画像は、撮像部１０の性質により、アナログ信号（ＣＣＤなど）またはデジタル信号（Ｃ−ＭＯＳなど）である。なお、本発明では、画像とは撮像結果自体及び画像データを指す。
【００１７】
＜Ａ／Ｄ変換器２１＞
撮像部１０としてＣＣＤなどの出力信号がアナログ信号となる光電変換素子を使用する場合、Ａ／Ｄ変換器２１は、撮像部１０からＩＳＰ２０に対して入力されたアナログ信号の画像を、デジタル信号の画像データに変換する処理を行うよう構成される。Ａ／Ｄ変換器２１には、一般的なＡ／Ｄ変換器と同様に、所定のクロックが入力され、クロックに同期して画像データが出力される。なお、ＣＭＯＳなどの出力信号がデジタル信号の光電変換素子を使用する場合は、Ａ／Ｄ変換器２１を介することなく、デジタル信号の画像データが直接出力されるため、Ａ／Ｄ変換器２１は省略することができる。
【００１８】
＜間引き処理部２２＞
間引き処理部２２は、連続して入力される画像データに対して間引き処理を行い、以降の処理の対象とする画像データを抽出する処理を実行可能に構成される。間引き処理部２２は、例えば３０フレーム毎、または１秒毎に入力された画像データを処理対象画像として色変換部２３に出力する。なお、間引き処理は必ずしもＡ／Ｄ変換器２１の処理の直後に行う必要はなく、ＩＳＰ２０における画像重ね合わせ部２７の処理の前までの任意の処理で行っても良い。このような間引き処理が行われることで、毎フレームのすべての画像に対して画像処理を行う場合と比較して突発的な変動による検出不具合などを抑制することができる。
【００１９】
＜色変換部２３＞
色変換部２３は、入力された画像データに対する色変換処理を行う。
【００２０】
＜ＡＥＣ２４＞
ＡＥＣ２４は、上記の通り自動露光制御部であって、画像データの露光状態の調整のための画像処理を行う。ＡＥＣ２４による露光制御は、画像重ね合わせ部２７により重ね合わされることとなる画像データの数によって制御範囲が異なっており、重ね合わされた結果の画像データで値のオーバーフローが起こらない範囲での補正が行われる。
【００２１】
＜ＡＷＢ２５＞
ＡＷＢ２５は、上記の通り自動ホワイトバランス調整部であって、画像データのホワイトバランスを調整する処理を行う。なお、ＡＷＢ２５のホワイトバランス調整によって輝度（明るさ）の変化に影響を与える場合には、ＡＷＢ２５によるホワイトバランス調整は停止される。このとき、必要に応じて画像データをモノクロ画像とする処理が行われても良い。
【００２２】
＜明るさ判定部２６＞
明るさ判定部２６は、例えば、色変換部２３、ＡＥＣ２４、及びＡＷＢ２５による画像処理が行われた後の画像データに対して明るさ（輝度）の判定を行う。明るさの判定は、例えば、画像データのそれぞれのピクセルにおける明るさ（輝度の値）が所定の範囲に収まっているか否かを判定することなどにより行われる。その後、必要に応じてＡＥＣ２４及びＡＷＢ２５による画像処理を繰り返し行い、処理後の画像データを画像重ね合わせ部２７に出力する。
【００２３】
＜画像重ね合わせ部２７＞
画像重ね合わせ部２７は、明るさ判定部２６から入力された画像データを重ね合わせることで、重ね合わせ後の画像データを生成する。画像データの重ね合わせは、例えば、それぞれのピクセルにおけるＲＧＢＹのそれぞれのデータを加算することなどにより行われる。このとき、ＡＥＣ２４で値のオーバーフロー回避処理がなされているため、画像データの重ね合わせ処理によって値がオーバーフローすることが回避されている。一方で、本実施形態ではＡＧＣ（自動ゲイン制御）による処理を行っていないが、これによって突発的な外乱の影響を受けづらくなっているものの、画像データの明るさが不足してしまうことがある。そのため、本実施形態のエアコン制御装置（画像処理措置）では、画像重ね合わせ部２７を備え、処理対象の画像データの明るさが不足することを回避している。
【００２４】
＜画像認識ＩＣ３０＞
画像認識ＩＣ３０は、ＩＳＰ２０から出力された画像データに基づいて、撮像領域に人などの被検対象が存在するか否かを検出する検出処理を行うよう構成される。このとき、画像認識ＩＣ３０は、画像データに対するパターン認識などを行い、人の形状に似た画像が検出されるかどうかなどに基づき、被検対象の検出を行う。
【００２５】
＜制御ＩＣ４０＞
制御ＩＣ４０は、画像認識ＩＣ３０の検出結果に基づき、エアコン（空調装置）から出力される冷風などの風向き及び風量を調整するよう構成される。より具体的には、制御ＩＣ４０は、例えば、人が検出されたときには、人に対して直接冷風や温風が当たることを避けるよう、風向調整を行ったり、人が検出されないときには、風量を抑制したりする制御を行う。
【００２６】
＜（２）送風制御処理＞
次に、上記本実施形態のエアコン制御装置における送風制御装置について、図２及び図３を参照しながら具体的に説明する。
【００２７】
＜Ｓ２００＞
送風制御処理では、エアコンが動作中には撮像部１０により撮像領域の撮像が連続的に行われ（Ｓ２００）、撮像部１０により撮像された画像（アナログ信号）はＡ／Ｄ変換器２１に出力される。なお、撮像部１０からの出力信号がデジタル信号の画像データである場合には（図３のＳ２０１）、撮像部１０から出力された画像データはＡ／Ｄ変換器２１には出力されず、間引き処理部２２に出力される（図３参照）。Ｓ２２０以降の処理は、撮像部１０からの出力信号がアナログ信号でもデジタル信号でも同様である。
【００２８】
＜Ｓ２１０＞
Ａ／Ｄ変換器２１は、撮像部１０から入力された画像（アナログ信号）をデジタル信号である画像データに変換し、間引き処理部２２に連続的に画像データを出力する（Ｓ２１０）。
【００２９】
＜Ｓ２２０＞
次に、Ａ／Ｄ変換器２１（または撮像素子１０）から入力された画像データに基づき、間引き処理部２２が画像データの間引き処理を行う（Ｓ２２０）。間引き処理は、例えば、所定のタイミングに合わせて、入力された複数の画像から一の画像を抽出して色変換部２３に出力する処理などにより行われる。
【００３０】
＜Ｓ２３０＞
次に、間引き処理された画像データを入力された色変換部２３は、この画像データに対する色変換処理を行う（Ｓ２３０）。
【００３１】
＜Ｓ２４０＞
次に、色変換処理がなされた画像データに対して、ＡＥＣ２４が自動露光制御処理を行う（Ｓ２４０）。
【００３２】
＜Ｓ２５０＞
次に、自動露光制御処理がなされた画像データに対して、ＡＷＢ２５が、自動ホワイトバランス制御処理を行う（Ｓ２５０）。
【００３３】
＜Ｓ２６０＞
ここで、明るさ判定部２６は、自動ホワイトバランス制御処理が行われた画像データにおける明るさが所定の範囲に収まっているか否かを判定する（Ｓ２６０）。画像データの明るさが所定の範囲より明るすぎる、または暗すぎる場合には（Ｓ２６０でＮ）、Ｓ２４０及びＳ２５０のＡＥＣ２４及びＡＷＢ２５による処理を繰り返し実行し、画像データの明るさが所望の明るさになるよう調整する。
【００３４】
＜Ｓ２７０＞
明るさ判定部２６により画像データの明るさが所定の範囲であると判定されると（Ｓ２６０でＹ）、その画像データは画像重ね合わせ部２７に出力される。画像重ね合わせ部２７では、複数の（例えば２つの）画像データをピクセル毎に加算する処理を行い、画像の重ね合わせ処理を行う（Ｓ２７０）。これにより、画像データの明るさの補正が行われる。画像重ね合わせ部２７で重ね合わせられた画像データは、ＩＳＰ２０から画像認識ＩＣ３０に対して出力される。
【００３５】
＜Ｓ２８０＞
ＩＳＰ２０から（画像重ね合わせ部２７から）出力された画像データに対して、画像認識ＩＣ３０は被検対象である人の認識処理などを行う（Ｓ２８０）。人認識処理は、上記のとおり、パターン認識などにより行われる。これにより、撮像領域の人が存在するか否かを判定し、人が存在する場合にはその場所の特定を行う。
【００３６】
＜Ｓ２９０＞
そして、画像認識ＩＣ３０における被検対象（人など）の検出結果に基づいて、制御ＩＣ４０がエアコンか出力（送風）される冷風などの風向き、及び風量などを調整する（Ｓ２９０）。このとき、送風される風の温度を変化させたり、送風を停止させたりする制御を行っても良い。
【００３７】
以上のような構成と動作を行うエアコン制御装置に含まれる画像処理装置によれば、取得した画像の間引き処理を行い、画像の重ね合わせ処理を行っているため、全ての取得画像に対して被検対象の検出処理を行う従来の装置と比較して、突発的な外乱に起因して検出結果に急激な影響を及ぼすことのない構成とすることなどが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態の画像処理装置によれば、自動ゲイン制御を省略し画像重ね合わせ処理を行うことで、ノイズの増幅を抑制しつつ画像の明るさ（輝度）を高めることができ、より適切に被検対象の検出を行うことなどが可能となる。
【００３９】
＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００４０】
上記実施形態では、被検対象を人としていたが、被検対象は人に限定されるものではなく、人以外の動物や植物などを任意に選択可能である。
【００４１】
また、上記実施形態では、画像の間引き処理をＡ／Ｄ変換（Ｓ２１０）の後に行っていたが、画像の間引き処理は送風制御処理の別のタイミングで行っても良い。ただし、Ａ／Ｄ変換の直後のタイミングなどで行うと、ＩＳＰ２０での消費電力を削減することが可能であるため好ましい。
【００４２】
また、上記実施形態では、画像処理の例として色変換部２３による色変換処理、ＡＥＣ２４による自動露光制御、及びＡＷＢ２５による自動ホワイトバランス調整を行ったが、これらの全ての処理が必ず行われる必要はなく、また、これら以外の画像処理がさらに含まれていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の画像処理装置は、エアコンなどの空調装置における人認識処理装置などとして好適に適用される。
【符号の説明】
【００４４】
１０    撮像部
２０    ＩＳＰ
２１    Ａ／Ｄ変換器
２２    間引き処理部
２３    色変換部
２４    ＡＥＣ
２５    ＡＷＢ
２６    明るさ判定部
２７    画像重ね合わせ部
３０    画像認識ＩＣ
【図１】
2017224903.tif 000003
【図２】
2017224903.tif 000004
【図３】
2017224903.tif 000005