热图像传感器以及空气调节机的制作方法
热图像传感器以及空气调节机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够进行在房间中的人的各个部位、姿势等高度的人物探测的热图像 传感器以及空气调节机。
【背景技术】
[0002] 以往的热图像传感器由在垂直方向上配置的热电堆构成，通过使该铅垂状传感器 从左向右或从右向左以一定周期扫描，从而获取房间的整体热图像。此时，热图像传感器在 初始起动时，获取房间整体的热图像，将其保存为背景热图像，以后，每当重新得到整体热 图像时，计算整体热图像与背景热图像的差分，在差分值保持人体探测阈值以上的值的情 况下，判断为在相应的像素位置处有人(例如，专利文献1)。
[0003] 专利文献1:日本特开2009 - 92282号公报
【发明内容】
[0004] 在【背景技术】的热图像传感器中，通过在水平方向上使垂直地排列了少数廉价的热 电堆的传感器进行扫描，从而生成热图像，对其施加图像处理。其结果，在要求低成本的空 气调节机中，能够进行廉价的人物探测。通过使用该人物探测功能，能够进行积极地将空气 吹向人、或不吹向人这样的空调控制。但是，在舒适性更高的空气调节机中，要求避开向人 的脸直接吹风的功能、在冬季将脚暖热的功能等，需要能够进行人的部位探测的更高精度 的人物探测。
[0005] 在【背景技术】中通过增加在垂直方向上排列的热电堆的数量，从而能够实现该高精 度的人物探测。但是，伴随由于该元件数量的增大而导致的获取数据的增大，需要增大用于 对数据进行蓄积、处理的存储器容量和强化用于对其进行处理的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)能力，存在传感器的成本大幅增高这样的问题。
[0006] 本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于得到如下热图像传感器以及空 气调节机:无需增大存储器容量、强化CPU能力就能够进行高精度的人物探测。
[0007] 在本发明中的热图像传感器以及空气调节机中，热图像传感器将针对在规定方向 上排列的每个像素而获取温度数据的热图像获取部在与规定方向垂直的方向上以1个步骤 为单位进行扫描，对在各步骤中获取到的1维的热图像进行合成，从而获取2维的热图像，其 中，热图像传感器具备:有效像素输出部，输出作为有效像素而在刚刚之前的步骤中从热图 像获取部所具备的全像素被选择出的探测有效像素的位置;扫描部，进行1个步骤的扫描而 获取有效像素的温度数据;人物类似度生成部，使用表示存在人的可能性的人物类似度与 温度数据的关系，针对有效像素求出人物类似度;像素权重算出部，根据相对有效像素的各 像素的相对位置和人物类似度，针对全像素生成权重值；以及全像素分类部，按照权重值从 大到小的顺序，从全像素选择在下次的步骤中使用的探测有效像素。
[0008] 根据本发明，无需增大存储器容量、强化CPU能力就能够进行高精度的人物探测。
【附图说明】
[0009] 图1是示出搭载本发明的实施方式1的热图像传感器的空气调节机的整体结构的 一个例子的说明图。
[0010] 图2是示出本发明的实施方式1的热图像传感器的结构的一个例子的说明图。
[0011] 图3是说明本发明的实施方式1的在热图像获取部中获取2维的热图像的基本动作 的图。
[0012] 图4是用于说明本发明的实施方式1的控制部的动作的图。
[0013]图5是用于说明本发明的实施方式1的由均等配置部决定的有效像素的图。
[0014]图6是用于说明本发明的实施方式1的由间拔扫描部得到的热图像的图。
[0015]图7是本发明的实施方式1的存储于人物类似度函数存储部的人物类似度函数的 一个例子。
[0016] 图8是用于说明本发明的实施方式1的由人物类似度算出部求出的人物类似度s的 图。
[0017] 图9是用于说明本发明的实施方式1的人物类似度映射D的结构例的图。
[0018] 图10是示出本发明的实施方式1的权重函数w (X)的一个例子的图。
[0019] 图11是用于说明本发明的实施方式1的像素权重映射W的图。
[0020] 图12是用于视觉地说明本发明的实施方式1的动态的有效像素配置的映象图。
[0021] 图13是用于说明本发明的实施方式2的热图像传感器所具备的控制部的动作的 图。
[0022] 图14是示出本发明的实施方式2的事前整体像素映射存储部所存储的事前整体像 素映射的一个例子的图。
[0023] 图15是示出本发明的实施方式2的事前整体像素权重映射W2的一个例子的图。 [0024] 符号说明
[0025] 1:空气调节机；10:热图像获取部；11:热图像传感器；12:室内机；13:室外机；14: 控制部；21、21a、21b、21n:垂直方向热图像；22:整体房间热图像；110:有效像素输出部； 111:均等配置部；112:有效像素选择部；120:间拔扫描部；130:人物类似度生成部；131:人 物类似度函数存储部；132:人物类似度算出部；140:像素权重算出部；141:人物类似度评价 部；142:人物类似度映射生成部；143:像素权重映射生成部；150:全像素分类部；151:映射 分类部；152:有效像素决定部；160:事前权重系数生成部；161:事前整体像素映射存储部； 162:事前整体像素权重映射生成部。
【具体实施方式】 [0026]实施方式1.
[0027] 图1是示出搭载本发明的实施方式1的热图像传感器的空气调节机的整体结构的 一个例子的说明图。空气调节机1包括室内机12以及室外机13。另外，室内机12具备热图像 传感器11。
[0028] 图2是示出热图像传感器11的结构的一个例子的说明图。热图像传感器11具备热 图像获取部10和控制部14。热图像获取部10具备例如在垂直方向上配置的热电堆，能够获 取1维的热图像。在图所示的例子中，能够获取N像素(N为自然数)的1维的热图像。通过使该 铅垂状传感器从左向右或从右向左以一定周期进行扫描，将房间的热图像获取为2维图像。 控制部14对包括扫描的热图像获取部IO中的热图像的获取进行控制。热图像获取部IO中的 各像素的位置如图所示从上起向下方向进行定义，将最上的像素的位置设为1、最下的像素 的位置设为N。另外，在本实施方式中，说明使作为规定方向而在上下方向上排列了像素的 热图像获取部10在与规定方向垂直的左右方向上进行扫描的情况，但并不限定于此，例如 还能够构成为在左右方向上排列像素，在上下方向上进行扫描。
[0029] 图3是说明在热图像获取部10中获取2维的热图像的基本动作的图。在热图像获取 部10中，分时获取作为垂直方向的1维的热图像的垂直方向热图像21。通过在水平方向上对 获取热图像的位置进行扫描，合成在各位置处获取到的热图像，从而生成作为房间整体的2 维的热图像的整体房间热图像22。例如，在时间t0下，垂直方向热图像21 a被获取为垂直方 向热图像21。另外，在时间tl下，垂直方向热图像21b被获取为垂直方向热图像21。另外，在 时间tn下，垂直方向热图像2 In被获取为垂直方向热图像21。热图像获取部10对获取热图像 的位置左右地进行扫描，在各自的水平位置处获取垂直方向热图像21。热图像获取部10合 成所获取到的多个垂直方向热图像21，生成整体房间热图像22。水平方向的扫描能够通过 例如利用步进电动机驱动热电堆来实现。
[0030] 图4是用于说明控制部14的动作的图。控制部14在均等配置部111中，根据在空气 调节机1中容许的使用资源（=能够使用的像素数），从热图像获取部10所具备的垂直方向 的全像素决定用于热图像的获取的有效像素，生成用于确定各有效像素的有效像素索引i。 此处，有效像素的数量比全像素的数量少。在将热图像获取部10所具备的全像素数设为Ns、 将所决定的有效像素的数量设为Nmax时，通过下述式（1)求出与有效像素索引i对应的有效 像素的位置X i。此时，有效像素索引i成为1至Nmax的整数。
[0031] [数学式1]
[0032] xi=n*i,l < i < Nmax
[0033] (1)
[0034] n=mod(Ns/Nmax)
[0035] 图5是用于说明由均等配置部111决定的有效像素的图。在图中，四方形分别表示 像素。另外，在图中，用Pe表示有效像素，用灰色来涂满。进而，图所示的Sl表示获取热图像 时的扫描方向。在图的例子中，热图像获取部10所具备的全像素数是有效像素数的两倍。将 该均等配置的与有效像素索引i对应的有效像素设为初始有效像素、将初始有效像素的位 置Xi设为初始有效像素位置。均等配置部111输出有效像素索引以及初始有效像素位置。
[0036] 另外，在本实施方式中，均等配置部111作为决定初始有效像素的配置的初始配置 部而发挥功能。虽然设为在均等配置部111中在全像素中均等地配置初始有效像素，但未必 需要完全是均等的，也可以设为如在被认为探测到人的可能性高的区域配置得多那样的初 始配置。
[0037] 接下来，有效像素选择部112在有效像素选择标志的值为0的情况下，选择并输出 由均等配置部111决定的初始有效像素位置。在有效像素选择标志的值为1的情况下，选择 并输出由之后说明的有效像素决定部152决定的探测有效像素位置。有效像素选择标志的 初始设定时的值是〇,在最初的动作中选择由均等配置部111决定的初始有效像素位置。均 等配置部111以及有效像素选择部112作为对从全像素选择出的有效像素的位置进行输出 的有效像素输出部110而进行动作。
[0038] 作为扫描部的间拔扫描部120仅使用在由有效像素选择部112选择出的有效像素 位置处被定义的有效像素，进行左右方向的1个步骤的热图像扫描，获取有效像素的温度数 据。将热图像扫描的最小单位设为1个步骤，使获取热图像的位置变化1个步骤量来获取热 图像。当结束水平方向的1个步骤的热图像扫描时，得到作为各有效像素所获取到的温度数 据的1维的热图像。
[0039] 图6是用于说明由间拔扫描部120得到的热图像的图。热图像由通过与有效像素索 引i对应的各有效像素而得到的温度数据Dt构成。用例如摄氏度表示温度数据Dt。由间拔扫 描部120得到的热图像的像素数是Nmax。
[0040] 人物类似度函数存储部131存储预先设定的人物类似度函数。人物类似度算出部 132使用人物类似度函数而将由间拔扫描部120获取到的热图像的各有效像素的值变换为 人物类似度s。人物类似度函数存储部131以及人物类似度算出部132作为针对有效像素求 出人物类似度的人物类似度生成部130而进行动作。
[0041]图7是存储于人物类似度函数存储部131的人物类似度函数的一个例子。人物类似 度函数表示所获取到的温度数据Dt与人物类似度s的关系。人物类似度是用于估计在对应 的像素的位置处存在人物的可能性的指标，设定成在〇至1的范围值越大则存在人物的可能 性越高。人的辐射热还取决于测量部位，大概是27度附近。但是，考虑仅在有效像素的部分 的区域存在人物的情况、另外由于穿衣而发生辐射热的衰减的情况，设定成在低温度侧也 具有人物类似度。另外，关于人物类似度函数，能够通过公式进行定义，也能够以表格形式 进行定义。在图7中，Pl是存在人物的像素，P2是仅在像素中的一部分中存在人物的像素。将 P2称为部分适合像素，人物类似度s根据在像素中人物所占的比例而决定，为0与1之间的 值。
[0042] 图8是用于说明由人物类似度算出部132求出的人物类似度s的图。人物类似度s与 有效像素索引i对应起来而生成。另外，图8所示的人物类似度s是对图6的热图像应用了图7 的人物类似度函数的情况下的例子。
[0043] 对于使用人物类似度函数而得到的各有效像素的人物类似度s，在人物类似度评 价部141中，通过使用了人物类似度的阈值thl的值的大小判断而计算表示有无人的人物标 志f(i)。在人物类似度 8比阈值thl大的情况下判断为有人而算出"Γ这样的人物标志f(i)， 在比阈值thl小的情况下，设为没有人而算出"0"这样的人物标志f(i)。在人物类似度映射 生成部142中，生成由有效像素索引i和人物标志f (i)构成的人物类似度映射D。
[0044]图9是用于说明人物类似度映射D的结构例的图。人物类似度映射D成为将有效像 素目录i与其有效像素中的人物标志f(i)对应起来的结构。另外，图9所示的人物类似度映 射D是针对图8的人物类似度s而将人物类似度的阈值thl设为0.3的情况下的例子。人物类 似度的阈值th 1是在设计时决定的值，是通过实验等而适当地决定的值。在空气调节机中还 能够设置多个运转模式，而针对每个运转模式使用不同的值。由此能够针对每个运转模式 改变对人进行探测的特性。
[0045]另外，在本实施方式中，将人物类似度映射D设为将有效像素索引i与其有效像素 中的人物标志f(i)对应起来的结构，但并不限定于此，例如，还能够设为将有效像素索引i 与其有效像素中的人物类似度S对应起来的结构。在该情况下，在对应的有效像素中存在人 的可能性不是用两个值表示，而是用更多等级的值表示。另外，在该情况下，不需要人物类 似度评价部141中的算出人物标志f(i)的处理。即，人物类似度映射D以数值的方式表示在 有效像素的各个中存在人的可能性即可。
[0046]接下来，像素权重映射生成部143根据通过式(2)定义的权重函数W(X)、有效像素 索引i、与有效像素索引i对应的有效像素的位置xi以及人物标志f(i)，通过式(3)求出权重 值g(x)，生成由像素位置X和该像素位置的权重值g(x)构成的像素权重映射W。通过式(3)， 根据仅针对有效像素而求出的人物标志，针对还包括有效像素以外的像素的全像素，生成 权重值。
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[0051 ]图10是示出权重函数w(X)的一个例子的图。权重函数w(X)规定了与成为基准的像 素位置的相对的像素位置X处的权重系数，离成为基准的像素位置越远，权重系数越小。另 外，在式(3)中，用(X - xi)表示以有效像素的位置xi为基准的相对的像素位置。
[0052]图11是用于说明像素权重映射W的图。像素权重映射W成为将热图像获取部10所具 备的全像素的像素位置X与该像素位置处的权重值g(x)对应起来的结构。
[0053]以上，人物类似度评价部141、人物类似度映射生成部142以及像素权重映射生成 部143作为根据相对有效像素的各像素的位置和人物类似度而针对全像素生成权重值的像 素权重算出部140而发挥功能。
[0054]映射分类部151对像素权重映射W中的权重值g(x)的总和与规定的阈值th2的大小 进行比较，根据比较结果而设定有效像素选择标志的值。在权重值g(x)的总和比阈值th2大 的情况下将有效像素选择标志设为1，在权重值g(x)的总和为阈值th2以下的情况下将有效 像素选择标志设为初始设定时的值即0。阈值th2是在设计时决定的值，是通过实验等而适 当地决定的值。在空气调节机中还能够设置多个运转模式，而针对每个运转模式使用不同 的值。由此能够针对每个运转模式改变对人进行探测的特性。
[0055]另外，映射分类部151将像素权重映射W按照下述条件1、条件2的顺序的条件进行 分类，生成有效像素映射W'。另外，条件2是用于相比于人的脚而将重点放在头部的探测的 条件，但不是必须的条件。通过附加条件2,从而能够更高精度地检测对风敏感的脸、头部。 [0056]条件1:权重值g(x)大 [0057]条件2:像素位置X小(使上方的像素优先）
[0058]接下来，有效像素决定部152使用有效像素映射W'而按照有效像素映射W'的排列 顺序来选择作为由能够使用的资源决定的有效像素数的Nmax个像素，将其决定为作为用于 下次的扫描的有效像素的探测有效像素，输出与有效像素索引对应的有效像素的像素位 置。
[0059] 以上，映射分类部151以及有效像素决定部152作为按照权重值从大到小的顺序从 全像素选择在下次的步骤中使用的探测有效像素的全像素分类部150而发挥功能。
[0060] 如上所述，有效像素选择部112在有效像素选择标志的值为0的情况下，选择并输 出由均等配置部111决定的初始有效像素位置，在有效像素选择标志的值为1的情况下，选 择并输出由后面说明的有效像素决定部152决定的探测有效像素位置。
[0061 ]间拔扫描部120使用选择出的像素位置的有效像素，进行下次的左右方向的1个步 骤扫描。以后，直到水平扫描到达左右中的某一端为止，反复进行人物类似度算出部132、人 物类似度评价部141、人物类似度映射生成部142、像素权重映射生成部143、映射分类部 151、有效像素决定部152的处理。在水平扫描到达左右中的某一端时，控制部14将有效像素 选择标志设定为初始设定时的值即0,再次开始来自均等配置部111的动作。此时，进行扫描 的位置也暂时复位。
[0062] 通过这样对有人的可能性高的像素位置优先地分配像素，进行集中到有人的地方 的动态的有效像素配置。当水平扫描到达左右中的某一端时，生成在有人的可能性高的像 素位置处被优先地分配了像素的2维的热图像。
[0063] 另外，在水平扫描到达左右中的某一端之后从该位置接着向反方向进行水平扫描 的情况、例如在向右方向进行了水平扫描之后继续从右端向左方向进行水平扫描那样的情 况下，扫描的位置接近，所以在最初的1个步骤的扫描时未必需要将有效像素选择标志设定 为初始设定时的值即0。另一方面，在水平扫描到达左右中的某一端之后暂时对扫描位置进 行复位然后向同方向进行水平扫描的情况、例如在向右方向进行了水平扫描之后暂时使扫 描位置返回到左端然后再次开始向右方向的水平扫描那样的情况下，扫描的位置不接近， 所以优选在最初的1个步骤的扫描时将有效像素选择标志设定为初始设定时的值即0。在本 实施方式的热图像传感器中，设为在水平扫描到达左右中的某一端之后暂时对扫描位置进 行复位然后向同方向进行水平扫描的结构，但并不限定于此。
[0064] 图12是用于视觉地说明动态的有效像素配置的映象图。在图中，四方形表示像素， 其中用灰色涂满的像素表示被动态地分配的有效像素。如图那样在有人的可能性高的区域 分配多的有效像素，所以能够进行分辨率高的热图像的获取，能够进行可进行部位探测的 程度的高精度的人物探测。如以上那样能够从热图像传感器得到基于动态的有效像素配置 的热图像。另外，在得到的热图像中，关于有效像素以外的像素，由于未获取到温度数据，所 以通过设为预先决定的值，从而能够识别为由有效像素获取到的温度数据。
[0065] 本实施方式的热图像传感器在水平扫描的最初的1个步骤扫描时，根据从能够使 用的资源决定的能够使用的像素数，决定在垂直方向上从全像素被均等地间拔后的有效像 素，仅使用该有效像素而进行热图像的垂直方向的1个步骤的数据获取。热图像传感器另外 具有作为将基于人的辐射热模型的温度数据与人物类似度对应起来的数据库的人物类似 度函数存储部，在水平方向的1个步骤扫描结束了时，通过根据有效像素的检测温度数据算 出人物类似度并对该人物类似度进行阈值处理，从而判定在有效像素位置处是否有人，以 在有人的部分包含多的有效像素的方式进行加权，进行有效像素的再配置，而在下次的步 骤中使用。
[0066] 其结果，在维持将按总体使用的有效像素数保持为恒定的状态下，对有人的可能 性高的区域动态地分配多的有效的像素，所以能够利用与低像素时同样的资源来进行高精 度的人物探测。通过应用本热图像传感器，能够实现具有例如能够检测人的脸、手脚的位置 等并避开人的脸来进行送风或者将脚重点地暖热等功能的空气调节机。
[0067]如以上那样，在本发明中的热图像传感器以及空气调节机中，热图像传感器在左 右方向上以1个步骤为单位使针对在上下方向上排列的每个像素而获取温度数据的热图像 获取部进行扫描，对在各步骤中获取到的1维的热图像进行合成，从而获取2维的热图像，由 于上述热图像传感器具备:有效像素输出部，输出作为有效像素而在刚刚之前的步骤中从 热图像获取部所具备的全像素被选择出的探测有效像素的位置;扫描部，进行1个步骤的扫 描，获取有效像素的温度数据;人物类似度生成部，使用表示存在人的可能性的人物类似度 与温度数据的关系，针对有效像素求出人物类似度;像素权重算出部，根据相对有效像素的 各像素的相对位置和人物类似度，针对全像素生成权重值；以及全像素分类部，按照权重值 从大到小的顺序从全像素选择在下次的步骤中使用的探测有效像素，所以无需增大存储器 容量、强化CHJ能力就能够进行高精度的人物探测。
[0068]实施方式2
[0069] 图13是用于说明本发明的实施方式2的热图像传感器所具备的控制部14的动作的 图，与实施方式1中的控制部的区别点在于像素权重映射生成部143的动作的这一点、和具 有具备事前整体像素映射存储部161以及事前整体像素权重映射生成部162的事前权重系 数生成部160的这一点。另外，本实施方式的热图像传感器的结构与前述实施方式1中的热 图像传感器的结构相同，具备热图像获取部10和控制部14。热图像获取部10与前述实施方 式1中的热图像获取部相同。
[0070] 图14是示出事前整体像素映射存储部161所存储的事前整体像素映射的一个例子 的图。事前整体像素映射M是表示在直到最新的左右方向的单向扫描结束的时间点为止的 规 定时间中被选择为有效像素的频度高的像素的位置的2维的映射，是将各像素的位置与 像素值m (X，y)对应起来的映射。被选择为有效像素的频度高的像素具有m (X，y ) = 1的值、除 此之外的像素具有m(X，y)=0的值。此处，X为像素的上下方向的位置、y为像素的左右方向 的位置。
[0071] 事前整体像素映射存储部161存储在规定期间中各像素被用作有效像素的次数。 通过将该次数与规定的阈值th3进行比较，判定被选择为有效像素的频度高的像素位置，生 成事前整体像素映射M。规定期间以及阈值th3是在设计时决定的值，是通过实验等而适当 地决定的值。在空气调节机中还能够设置多个运转模式，而针对每个运转模式使用不同的 值。由此能够针对每个运转模式改变对人进行探测的特性。在仅将刚刚之前的单向扫描期 间设定为规定期间的情况下，该扫描中的有效像素的位置成为选择频度高的像素位置。
[0072] 事前整体像素权重映射生成部162使用事前整体像素映射M，通过式(4)求出事前 权重系数g2(x，y)，计算由像素位置和该像素位置的事前权重系数g2(x，y)构成的事前整体 像素权重映射W2。
[0075]图15是示出事前整体像素权重映射W2的一个例子的图。事前整体像素权重映射W2 是与各像素的位置对应起来而具有1或者0.5的值的2维的映射。以上，事前整体像素映射存 储部161以及事前整体像素权重映射生成部162作为事前权重系数生成部160而进行动作， 所述事前权重系数生成部160生成事前权重系数，该事前权重系数针对在过去的规定期间 被选择为有效像素的频度越高的像素越成为大的值。
[0076]像素权重映射生成部143与上述实施方式1中的像素权重映射生成部同样地在左 右方向的各扫描位置y〇处生成针对上下方向的全像素的权重值g(x)。进而，使用权重值g (X)和扫描位置y〇处的事前权重系数g2(x，y0)，通过下述式(5)求出新的权重值g3(x)，生成 由上下方向的像素位置X和该像素位置的权重值g3(x)构成的像素权重映射W。以后的动作 与实施方式1中的动作相同。
[0077][数学式5]
[0078] g3(x) =g(x)*g2(x，y0) (5)
[0079] 如以上那样，本实施方式中的热图像传感器以及空气调节机具备事前权重系数生 成部，该事前权重系数生成部生成事前权重系数，像素权重算出部还使用事前权重系数而 生成权重值，该事前权重系数针对在过去的规定期间被选择为有效像素的频度越高的像素 越成为大的值。通过反映过去的规定期间中的有效像素的选择结果而决定获取热图像的有 效像素，能够得到检测精度进一步提高这样的效果。多数情况下在人的活动范围中具有规 律性。例如，在起居室中放置了沙发的情况下，在放置沙发的位置处存在人的可能性高。因 此，通过利用过去的选择结果的蓄积，能够对有人的概率更高的像素位置优先地进行热图 像获取，检测精度进一步提高。另外，还具有与上述实施方式1中的热图像传感器以及空气 调节机同样的效果。
【主权项】
1. 一种热图像传感器，将针对在规定方向上排列的每个像素而获取温度数据的热图像 获取部在与所述规定方向垂直的方向上以1个步骤为单位进行扫描，对在各步骤中获取到 的1维的热图像进行合成，从而获取2维的所述热图像，其特征在于，所述热图像传感器具 备： 有效像素输出部，输出作为有效像素而在刚刚之前的步骤中从所述热图像获取部所具 备的全像素被选择出的探测有效像素的位置； 扫描部，进行1个步骤的所述扫描而获取所述有效像素的所述温度数据； 人物类似度生成部，使用表示存在人的可能性的人物类似度与所述温度数据的关系， 针对所述有效像素求出所述人物类似度； 像素权重算出部，根据相对所述有效像素的各像素的相对位置和所述人物类似度，针 对所述全像素生成权重值；以及 全像素分类部，按照所述权重值从大到小的顺序，从所述全像素选择在下次的步骤中 使用的所述探测有效像素。2. 根据权利要求1所述的热图像传感器，其特征在于， 所述人物类似度生成部具备： 人物类似度函数存储部，存储表示所述人物类似度与所述温度数据的关系的人物类似 度函数；以及 人物类似度算出部，使用所述有效像素的所述温度数据和所述人物类似度函数，针对 所述有效像素求出所述人物类似度。3. 根据权利要求2所述的热图像传感器，其特征在于， 所述人物类似度函数存储部以表格形式存储所述人物类似度与所述温度数据的关系。4. 根据权利要求1~3中的任意一项所述的热图像传感器，其特征在于， 该热图像传感器具备事前权重系数生成部，该事前权重系数生成部生成事前权重系 数，该事前权重系数针对在过去的规定期间被选择为所述有效像素的频度越高的像素越成 为大的值， 所述像素权重算出部还使用所述事前权重系数而生成所述权重值。5. 根据权利要求1~4中的任意一项所述的热图像传感器，其特征在于， 所述规定方向是上下方向， 在所述权重值为相同值的情况下，所述全像素分类部从位于上方的像素起按顺序进行 选择。6. 根据权利要求1~5中的任意一项所述的热图像传感器，其特征在于。 所述有效像素输出部具备： 初始配置部，以使初始有效像素成为规定的初始配置的方式从所述全像素选择初始有 效像素；以及 有效像素选择部，在初始设定时将所述初始有效像素输出为有效像素，在初始设定时 以外的情况下，将所述探测有效像素输出为有效像素。7. 根据权利要求6所述的热图像传感器，其特征在于， 所述初始配置部是以在所述全像素中均等地配置所述初始有效像素的方式选择所述 初始有效像素的均等配置部。8. 根据权利要求6或者7所述的热图像传感器，其特征在于， 在所述权重值的总和为规定的阈值以下的情况下，成为所述初始设定。9. 根据权利要求6~8中的任意一项所述的热图像传感器，其特征在于， 在所述扫描的最初的1个步骤的扫描时，成为所述初始设定。10. -种空气调节机， 具备权利要求1~9中的任意一项所述的热图像传感器。
【专利摘要】得到一种无需增大存储器容量、强化CPU能力就能够进行高精度的人物探测的热图像传感器以及空气调节机。热图像传感器以及空气调节机的特征在于，通过由间拔扫描部(120)获取在刚刚之前的步骤中从全像素选择出的有效像素的温度数据，由人物类似度生成部(130)生成针对有效像素的人物类似度，由像素权重算出部(140)根据针对有效像素的人物类似度生成针对全像素的权重值，由全像素分类部(150)将权重值大的像素选择为在下次的步骤中使用的有效像素，从而在维持将按总体使用的有效像素数保持为恒定的状态下，对有人的可能性高的区域动态地分配有效的像素。
【IPC分类】G01V8/10, G01J5/10, F24F11/02, H04N5/33
【公开号】CN105492880
【申请号】CN201480047210
【发明人】三轮祥太郎, 关真规人, 渡边信太郎, 松本崇
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月20日
【公告号】EP3040697A1, US20160187022, WO2015029378A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够进行在房间中的人的各个部位、姿势等高度的人物探测的热图像 传感器以及空气调节机。
【背景技术】
[0002] 以往的热图像传感器由在垂直方向上配置的热电堆构成，通过使该铅垂状传感器 从左向右或从右向左以一定周期扫描，从而获取房间的整体热图像。此时，热图像传感器在 初始起动时，获取房间整体的热图像，将其保存为背景热图像，以后，每当重新得到整体热 图像时，计算整体热图像与背景热图像的差分，在差分值保持人体探测阈值以上的值的情 况下，判断为在相应的像素位置处有人(例如，专利文献1)。
[0003] 专利文献1:日本特开2009 - 92282号公报
【发明内容】
[0004] 在【背景技术】的热图像传感器中，通过在水平方向上使垂直地排列了少数廉价的热 电堆的传感器进行扫描，从而生成热图像，对其施加图像处理。其结果，在要求低成本的空 气调节机中，能够进行廉价的人物探测。通过使用该人物探测功能，能够进行积极地将空气 吹向人、或不吹向人这样的空调控制。但是，在舒适性更高的空气调节机中，要求避开向人 的脸直接吹风的功能、在冬季将脚暖热的功能等，需要能够进行人的部位探测的更高精度 的人物探测。
[0005] 在【背景技术】中通过增加在垂直方向上排列的热电堆的数量，从而能够实现该高精 度的人物探测。但是，伴随由于该元件数量的增大而导致的获取数据的增大，需要增大用于 对数据进行蓄积、处理的存储器容量和强化用于对其进行处理的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)能力，存在传感器的成本大幅增高这样的问题。
[0006] 本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于得到如下热图像传感器以及空 气调节机:无需增大存储器容量、强化CPU能力就能够进行高精度的人物探测。
[0007] 在本发明中的热图像传感器以及空气调节机中，热图像传感器将针对在规定方向 上排列的每个像素而获取温度数据的热图像获取部在与规定方向垂直的方向上以1个步骤 为单位进行扫描，对在各步骤中获取到的1维的热图像进行合成，从而获取2维的热图像，其 中，热图像传感器具备:有效像素输出部，输出作为有效像素而在刚刚之前的步骤中从热图 像获取部所具备的全像素被选择出的探测有效像素的位置;扫描部，进行1个步骤的扫描而 获取有效像素的温度数据;人物类似度生成部，使用表示存在人的可能性的人物类似度与 温度数据的关系，针对有效像素求出人物类似度;像素权重算出部，根据相对有效像素的各 像素的相对位置和人物类似度，针对全像素生成权重值；以及全像素分类部，按照权重值从 大到小的顺序，从全像素选择在下次的步骤中使用的探测有效像素。
[0008] 根据本发明，无需增大存储器容量、强化CPU能力就能够进行高精度的人物探测。
【附图说明】
[0009] 图1是示出搭载本发明的实施方式1的热图像传感器的空气调节机的整体结构的 一个例子的说明图。
[0010] 图2是示出本发明的实施方式1的热图像传感器的结构的一个例子的说明图。
[0011] 图3是说明本发明的实施方式1的在热图像获取部中获取2维的热图像的基本动作 的图。
[0012] 图4是用于说明本发明的实施方式1的控制部的动作的图。
[0013]图5是用于说明本发明的实施方式1的由均等配置部决定的有效像素的图。
[0014]图6是用于说明本发明的实施方式1的由间拔扫描部得到的热图像的图。
[0015]图7是本发明的实施方式1的存储于人物类似度函数存储部的人物类似度函数的 一个例子。
[0016] 图8是用于说明本发明的实施方式1的由人物类似度算出部求出的人物类似度s的 图。
[0017] 图9是用于说明本发明的实施方式1的人物类似度映射D的结构例的图。
[0018] 图10是示出本发明的实施方式1的权重函数w (X)的一个例子的图。
[0019] 图11是用于说明本发明的实施方式1的像素权重映射W的图。
[0020] 图12是用于视觉地说明本发明的实施方式1的动态的有效像素配置的映象图。
[0021] 图13是用于说明本发明的实施方式2的热图像传感器所具备的控制部的动作的 图。
[0022] 图14是示出本发明的实施方式2的事前整体像素映射存储部所存储的事前整体像 素映射的一个例子的图。
[0023] 图15是示出本发明的实施方式2的事前整体像素权重映射W2的一个例子的图。 [0024] 符号说明
[0025] 1:空气调节机；10:热图像获取部；11:热图像传感器；12:室内机；13:室外机；14: 控制部；21、21a、21b、21n:垂直方向热图像；22:整体房间热图像；110:有效像素输出部； 111:均等配置部；112:有效像素选择部；120:间拔扫描部；130:人物类似度生成部；131:人 物类似度函数存储部；132:人物类似度算出部；140:像素权重算出部；141:人物类似度评价 部；142:人物类似度映射生成部；143:像素权重映射生成部；150:全像素分类部；151:映射 分类部；152:有效像素决定部；160:事前权重系数生成部；161:事前整体像素映射存储部； 162:事前整体像素权重映射生成部。
【具体实施方式】 [0026]实施方式1.
[0027] 图1是示出搭载本发明的实施方式1的热图像传感器的空气调节机的整体结构的 一个例子的说明图。空气调节机1包括室内机12以及室外机13。另外，室内机12具备热图像 传感器11。
[0028] 图2是示出热图像传感器11的结构的一个例子的说明图。热图像传感器11具备热 图像获取部10和控制部14。热图像获取部10具备例如在垂直方向上配置的热电堆，能够获 取1维的热图像。在图所示的例子中，能够获取N像素(N为自然数)的1维的热图像。通过使该 铅垂状传感器从左向右或从右向左以一定周期进行扫描，将房间的热图像获取为2维图像。 控制部14对包括扫描的热图像获取部IO中的热图像的获取进行控制。热图像获取部IO中的 各像素的位置如图所示从上起向下方向进行定义，将最上的像素的位置设为1、最下的像素 的位置设为N。另外，在本实施方式中，说明使作为规定方向而在上下方向上排列了像素的 热图像获取部10在与规定方向垂直的左右方向上进行扫描的情况，但并不限定于此，例如 还能够构成为在左右方向上排列像素，在上下方向上进行扫描。
[0029] 图3是说明在热图像获取部10中获取2维的热图像的基本动作的图。在热图像获取 部10中，分时获取作为垂直方向的1维的热图像的垂直方向热图像21。通过在水平方向上对 获取热图像的位置进行扫描，合成在各位置处获取到的热图像，从而生成作为房间整体的2 维的热图像的整体房间热图像22。例如，在时间t0下，垂直方向热图像21 a被获取为垂直方 向热图像21。另外，在时间tl下，垂直方向热图像21b被获取为垂直方向热图像21。另外，在 时间tn下，垂直方向热图像2 In被获取为垂直方向热图像21。热图像获取部10对获取热图像 的位置左右地进行扫描，在各自的水平位置处获取垂直方向热图像21。热图像获取部10合 成所获取到的多个垂直方向热图像21，生成整体房间热图像22。水平方向的扫描能够通过 例如利用步进电动机驱动热电堆来实现。
[0030] 图4是用于说明控制部14的动作的图。控制部14在均等配置部111中，根据在空气 调节机1中容许的使用资源（=能够使用的像素数），从热图像获取部10所具备的垂直方向 的全像素决定用于热图像的获取的有效像素，生成用于确定各有效像素的有效像素索引i。 此处，有效像素的数量比全像素的数量少。在将热图像获取部10所具备的全像素数设为Ns、 将所决定的有效像素的数量设为Nmax时，通过下述式（1)求出与有效像素索引i对应的有效 像素的位置X i。此时，有效像素索引i成为1至Nmax的整数。
[0031] [数学式1]
[0032] xi=n*i,l < i < Nmax
[0033] (1)
[0034] n=mod(Ns/Nmax)
[0035] 图5是用于说明由均等配置部111决定的有效像素的图。在图中，四方形分别表示 像素。另外，在图中，用Pe表示有效像素，用灰色来涂满。进而，图所示的Sl表示获取热图像 时的扫描方向。在图的例子中，热图像获取部10所具备的全像素数是有效像素数的两倍。将 该均等配置的与有效像素索引i对应的有效像素设为初始有效像素、将初始有效像素的位 置Xi设为初始有效像素位置。均等配置部111输出有效像素索引以及初始有效像素位置。
[0036] 另外，在本实施方式中，均等配置部111作为决定初始有效像素的配置的初始配置 部而发挥功能。虽然设为在均等配置部111中在全像素中均等地配置初始有效像素，但未必 需要完全是均等的，也可以设为如在被认为探测到人的可能性高的区域配置得多那样的初 始配置。
[0037] 接下来，有效像素选择部112在有效像素选择标志的值为0的情况下，选择并输出 由均等配置部111决定的初始有效像素位置。在有效像素选择标志的值为1的情况下，选择 并输出由之后说明的有效像素决定部152决定的探测有效像素位置。有效像素选择标志的 初始设定时的值是〇,在最初的动作中选择由均等配置部111决定的初始有效像素位置。均 等配置部111以及有效像素选择部112作为对从全像素选择出的有效像素的位置进行输出 的有效像素输出部110而进行动作。
[0038] 作为扫描部的间拔扫描部120仅使用在由有效像素选择部112选择出的有效像素 位置处被定义的有效像素，进行左右方向的1个步骤的热图像扫描，获取有效像素的温度数 据。将热图像扫描的最小单位设为1个步骤，使获取热图像的位置变化1个步骤量来获取热 图像。当结束水平方向的1个步骤的热图像扫描时，得到作为各有效像素所获取到的温度数 据的1维的热图像。
[0039] 图6是用于说明由间拔扫描部120得到的热图像的图。热图像由通过与有效像素索 引i对应的各有效像素而得到的温度数据Dt构成。用例如摄氏度表示温度数据Dt。由间拔扫 描部120得到的热图像的像素数是Nmax。
[0040] 人物类似度函数存储部131存储预先设定的人物类似度函数。人物类似度算出部 132使用人物类似度函数而将由间拔扫描部120获取到的热图像的各有效像素的值变换为 人物类似度s。人物类似度函数存储部131以及人物类似度算出部132作为针对有效像素求 出人物类似度的人物类似度生成部130而进行动作。
[0041]图7是存储于人物类似度函数存储部131的人物类似度函数的一个例子。人物类似 度函数表示所获取到的温度数据Dt与人物类似度s的关系。人物类似度是用于估计在对应 的像素的位置处存在人物的可能性的指标，设定成在〇至1的范围值越大则存在人物的可能 性越高。人的辐射热还取决于测量部位，大概是27度附近。但是，考虑仅在有效像素的部分 的区域存在人物的情况、另外由于穿衣而发生辐射热的衰减的情况，设定成在低温度侧也 具有人物类似度。另外，关于人物类似度函数，能够通过公式进行定义，也能够以表格形式 进行定义。在图7中，Pl是存在人物的像素，P2是仅在像素中的一部分中存在人物的像素。将 P2称为部分适合像素，人物类似度s根据在像素中人物所占的比例而决定，为0与1之间的 值。
[0042] 图8是用于说明由人物类似度算出部132求出的人物类似度s的图。人物类似度s与 有效像素索引i对应起来而生成。另外，图8所示的人物类似度s是对图6的热图像应用了图7 的人物类似度函数的情况下的例子。
[0043] 对于使用人物类似度函数而得到的各有效像素的人物类似度s，在人物类似度评 价部141中，通过使用了人物类似度的阈值thl的值的大小判断而计算表示有无人的人物标 志f(i)。在人物类似度 8比阈值thl大的情况下判断为有人而算出"Γ这样的人物标志f(i)， 在比阈值thl小的情况下，设为没有人而算出"0"这样的人物标志f(i)。在人物类似度映射 生成部142中，生成由有效像素索引i和人物标志f (i)构成的人物类似度映射D。
[0044]图9是用于说明人物类似度映射D的结构例的图。人物类似度映射D成为将有效像 素目录i与其有效像素中的人物标志f(i)对应起来的结构。另外，图9所示的人物类似度映 射D是针对图8的人物类似度s而将人物类似度的阈值thl设为0.3的情况下的例子。人物类 似度的阈值th 1是在设计时决定的值，是通过实验等而适当地决定的值。在空气调节机中还 能够设置多个运转模式，而针对每个运转模式使用不同的值。由此能够针对每个运转模式 改变对人进行探测的特性。
[0045]另外，在本实施方式中，将人物类似度映射D设为将有效像素索引i与其有效像素 中的人物标志f(i)对应起来的结构，但并不限定于此，例如，还能够设为将有效像素索引i 与其有效像素中的人物类似度S对应起来的结构。在该情况下，在对应的有效像素中存在人 的可能性不是用两个值表示，而是用更多等级的值表示。另外，在该情况下，不需要人物类 似度评价部141中的算出人物标志f(i)的处理。即，人物类似度映射D以数值的方式表示在 有效像素的各个中存在人的可能性即可。
[0046]接下来，像素权重映射生成部143根据通过式(2)定义的权重函数W(X)、有效像素 索引i、与有效像素索引i对应的有效像素的位置xi以及人物标志f(i)，通过式(3)求出权重 值g(x)，生成由像素位置X和该像素位置的权重值g(x)构成的像素权重映射W。通过式(3)， 根据仅针对有效像素而求出的人物标志，针对还包括有效像素以外的像素的全像素，生成 权重值。
?
[0051 ]图10是示出权重函数w(X)的一个例子的图。权重函数w(X)规定了与成为基准的像 素位置的相对的像素位置X处的权重系数，离成为基准的像素位置越远，权重系数越小。另 外，在式(3)中，用(X - xi)表示以有效像素的位置xi为基准的相对的像素位置。
[0052]图11是用于说明像素权重映射W的图。像素权重映射W成为将热图像获取部10所具 备的全像素的像素位置X与该像素位置处的权重值g(x)对应起来的结构。
[0053]以上，人物类似度评价部141、人物类似度映射生成部142以及像素权重映射生成 部143作为根据相对有效像素的各像素的位置和人物类似度而针对全像素生成权重值的像 素权重算出部140而发挥功能。
[0054]映射分类部151对像素权重映射W中的权重值g(x)的总和与规定的阈值th2的大小 进行比较，根据比较结果而设定有效像素选择标志的值。在权重值g(x)的总和比阈值th2大 的情况下将有效像素选择标志设为1，在权重值g(x)的总和为阈值th2以下的情况下将有效 像素选择标志设为初始设定时的值即0。阈值th2是在设计时决定的值，是通过实验等而适 当地决定的值。在空气调节机中还能够设置多个运转模式，而针对每个运转模式使用不同 的值。由此能够针对每个运转模式改变对人进行探测的特性。
[0055]另外，映射分类部151将像素权重映射W按照下述条件1、条件2的顺序的条件进行 分类，生成有效像素映射W'。另外，条件2是用于相比于人的脚而将重点放在头部的探测的 条件，但不是必须的条件。通过附加条件2,从而能够更高精度地检测对风敏感的脸、头部。 [0056]条件1:权重值g(x)大 [0057]条件2:像素位置X小(使上方的像素优先）
[0058]接下来，有效像素决定部152使用有效像素映射W'而按照有效像素映射W'的排列 顺序来选择作为由能够使用的资源决定的有效像素数的Nmax个像素，将其决定为作为用于 下次的扫描的有效像素的探测有效像素，输出与有效像素索引对应的有效像素的像素位 置。
[0059] 以上，映射分类部151以及有效像素决定部152作为按照权重值从大到小的顺序从 全像素选择在下次的步骤中使用的探测有效像素的全像素分类部150而发挥功能。
[0060] 如上所述，有效像素选择部112在有效像素选择标志的值为0的情况下，选择并输 出由均等配置部111决定的初始有效像素位置，在有效像素选择标志的值为1的情况下，选 择并输出由后面说明的有效像素决定部152决定的探测有效像素位置。
[0061 ]间拔扫描部120使用选择出的像素位置的有效像素，进行下次的左右方向的1个步 骤扫描。以后，直到水平扫描到达左右中的某一端为止，反复进行人物类似度算出部132、人 物类似度评价部141、人物类似度映射生成部142、像素权重映射生成部143、映射分类部 151、有效像素决定部152的处理。在水平扫描到达左右中的某一端时，控制部14将有效像素 选择标志设定为初始设定时的值即0,再次开始来自均等配置部111的动作。此时，进行扫描 的位置也暂时复位。
[0062] 通过这样对有人的可能性高的像素位置优先地分配像素，进行集中到有人的地方 的动态的有效像素配置。当水平扫描到达左右中的某一端时，生成在有人的可能性高的像 素位置处被优先地分配了像素的2维的热图像。
[0063] 另外，在水平扫描到达左右中的某一端之后从该位置接着向反方向进行水平扫描 的情况、例如在向右方向进行了水平扫描之后继续从右端向左方向进行水平扫描那样的情 况下，扫描的位置接近，所以在最初的1个步骤的扫描时未必需要将有效像素选择标志设定 为初始设定时的值即0。另一方面，在水平扫描到达左右中的某一端之后暂时对扫描位置进 行复位然后向同方向进行水平扫描的情况、例如在向右方向进行了水平扫描之后暂时使扫 描位置返回到左端然后再次开始向右方向的水平扫描那样的情况下，扫描的位置不接近， 所以优选在最初的1个步骤的扫描时将有效像素选择标志设定为初始设定时的值即0。在本 实施方式的热图像传感器中，设为在水平扫描到达左右中的某一端之后暂时对扫描位置进 行复位然后向同方向进行水平扫描的结构，但并不限定于此。
[0064] 图12是用于视觉地说明动态的有效像素配置的映象图。在图中，四方形表示像素， 其中用灰色涂满的像素表示被动态地分配的有效像素。如图那样在有人的可能性高的区域 分配多的有效像素，所以能够进行分辨率高的热图像的获取，能够进行可进行部位探测的 程度的高精度的人物探测。如以上那样能够从热图像传感器得到基于动态的有效像素配置 的热图像。另外，在得到的热图像中，关于有效像素以外的像素，由于未获取到温度数据，所 以通过设为预先决定的值，从而能够识别为由有效像素获取到的温度数据。
[0065] 本实施方式的热图像传感器在水平扫描的最初的1个步骤扫描时，根据从能够使 用的资源决定的能够使用的像素数，决定在垂直方向上从全像素被均等地间拔后的有效像 素，仅使用该有效像素而进行热图像的垂直方向的1个步骤的数据获取。热图像传感器另外 具有作为将基于人的辐射热模型的温度数据与人物类似度对应起来的数据库的人物类似 度函数存储部，在水平方向的1个步骤扫描结束了时，通过根据有效像素的检测温度数据算 出人物类似度并对该人物类似度进行阈值处理，从而判定在有效像素位置处是否有人，以 在有人的部分包含多的有效像素的方式进行加权，进行有效像素的再配置，而在下次的步 骤中使用。
[0066] 其结果，在维持将按总体使用的有效像素数保持为恒定的状态下，对有人的可能 性高的区域动态地分配多的有效的像素，所以能够利用与低像素时同样的资源来进行高精 度的人物探测。通过应用本热图像传感器，能够实现具有例如能够检测人的脸、手脚的位置 等并避开人的脸来进行送风或者将脚重点地暖热等功能的空气调节机。
[0067]如以上那样，在本发明中的热图像传感器以及空气调节机中，热图像传感器在左 右方向上以1个步骤为单位使针对在上下方向上排列的每个像素而获取温度数据的热图像 获取部进行扫描，对在各步骤中获取到的1维的热图像进行合成，从而获取2维的热图像，由 于上述热图像传感器具备:有效像素输出部，输出作为有效像素而在刚刚之前的步骤中从 热图像获取部所具备的全像素被选择出的探测有效像素的位置;扫描部，进行1个步骤的扫 描，获取有效像素的温度数据;人物类似度生成部，使用表示存在人的可能性的人物类似度 与温度数据的关系，针对有效像素求出人物类似度;像素权重算出部，根据相对有效像素的 各像素的相对位置和人物类似度，针对全像素生成权重值；以及全像素分类部，按照权重值 从大到小的顺序从全像素选择在下次的步骤中使用的探测有效像素，所以无需增大存储器 容量、强化CHJ能力就能够进行高精度的人物探测。
[0068]实施方式2
[0069] 图13是用于说明本发明的实施方式2的热图像传感器所具备的控制部14的动作的 图，与实施方式1中的控制部的区别点在于像素权重映射生成部143的动作的这一点、和具 有具备事前整体像素映射存储部161以及事前整体像素权重映射生成部162的事前权重系 数生成部160的这一点。另外，本实施方式的热图像传感器的结构与前述实施方式1中的热 图像传感器的结构相同，具备热图像获取部10和控制部14。热图像获取部10与前述实施方 式1中的热图像获取部相同。
[0070] 图14是示出事前整体像素映射存储部161所存储的事前整体像素映射的一个例子 的图。事前整体像素映射M是表示在直到最新的左右方向的单向扫描结束的时间点为止的 规 定时间中被选择为有效像素的频度高的像素的位置的2维的映射，是将各像素的位置与 像素值m (X，y)对应起来的映射。被选择为有效像素的频度高的像素具有m (X，y ) = 1的值、除 此之外的像素具有m(X，y)=0的值。此处，X为像素的上下方向的位置、y为像素的左右方向 的位置。
[0071] 事前整体像素映射存储部161存储在规定期间中各像素被用作有效像素的次数。 通过将该次数与规定的阈值th3进行比较，判定被选择为有效像素的频度高的像素位置，生 成事前整体像素映射M。规定期间以及阈值th3是在设计时决定的值，是通过实验等而适当 地决定的值。在空气调节机中还能够设置多个运转模式，而针对每个运转模式使用不同的 值。由此能够针对每个运转模式改变对人进行探测的特性。在仅将刚刚之前的单向扫描期 间设定为规定期间的情况下，该扫描中的有效像素的位置成为选择频度高的像素位置。
[0072] 事前整体像素权重映射生成部162使用事前整体像素映射M，通过式(4)求出事前 权重系数g2(x，y)，计算由像素位置和该像素位置的事前权重系数g2(x，y)构成的事前整体 像素权重映射W2。
[0075]图15是示出事前整体像素权重映射W2的一个例子的图。事前整体像素权重映射W2 是与各像素的位置对应起来而具有1或者0.5的值的2维的映射。以上，事前整体像素映射存 储部161以及事前整体像素权重映射生成部162作为事前权重系数生成部160而进行动作， 所述事前权重系数生成部160生成事前权重系数，该事前权重系数针对在过去的规定期间 被选择为有效像素的频度越高的像素越成为大的值。
[0076]像素权重映射生成部143与上述实施方式1中的像素权重映射生成部同样地在左 右方向的各扫描位置y〇处生成针对上下方向的全像素的权重值g(x)。进而，使用权重值g (X)和扫描位置y〇处的事前权重系数g2(x，y0)，通过下述式(5)求出新的权重值g3(x)，生成 由上下方向的像素位置X和该像素位置的权重值g3(x)构成的像素权重映射W。以后的动作 与实施方式1中的动作相同。
[0077][数学式5]
[0078] g3(x) =g(x)*g2(x，y0) (5)
[0079] 如以上那样，本实施方式中的热图像传感器以及空气调节机具备事前权重系数生 成部，该事前权重系数生成部生成事前权重系数，像素权重算出部还使用事前权重系数而 生成权重值，该事前权重系数针对在过去的规定期间被选择为有效像素的频度越高的像素 越成为大的值。通过反映过去的规定期间中的有效像素的选择结果而决定获取热图像的有 效像素，能够得到检测精度进一步提高这样的效果。多数情况下在人的活动范围中具有规 律性。例如，在起居室中放置了沙发的情况下，在放置沙发的位置处存在人的可能性高。因 此，通过利用过去的选择结果的蓄积，能够对有人的概率更高的像素位置优先地进行热图 像获取，检测精度进一步提高。另外，还具有与上述实施方式1中的热图像传感器以及空气 调节机同样的效果。
【主权项】
1. 一种热图像传感器，将针对在规定方向上排列的每个像素而获取温度数据的热图像 获取部在与所述规定方向垂直的方向上以1个步骤为单位进行扫描，对在各步骤中获取到 的1维的热图像进行合成，从而获取2维的所述热图像，其特征在于，所述热图像传感器具 备： 有效像素输出部，输出作为有效像素而在刚刚之前的步骤中从所述热图像获取部所具 备的全像素被选择出的探测有效像素的位置； 扫描部，进行1个步骤的所述扫描而获取所述有效像素的所述温度数据； 人物类似度生成部，使用表示存在人的可能性的人物类似度与所述温度数据的关系， 针对所述有效像素求出所述人物类似度； 像素权重算出部，根据相对所述有效像素的各像素的相对位置和所述人物类似度，针 对所述全像素生成权重值；以及 全像素分类部，按照所述权重值从大到小的顺序，从所述全像素选择在下次的步骤中 使用的所述探测有效像素。2. 根据权利要求1所述的热图像传感器，其特征在于， 所述人物类似度生成部具备： 人物类似度函数存储部，存储表示所述人物类似度与所述温度数据的关系的人物类似 度函数；以及 人物类似度算出部，使用所述有效像素的所述温度数据和所述人物类似度函数，针对 所述有效像素求出所述人物类似度。3. 根据权利要求2所述的热图像传感器，其特征在于， 所述人物类似度函数存储部以表格形式存储所述人物类似度与所述温度数据的关系。4. 根据权利要求1~3中的任意一项所述的热图像传感器，其特征在于， 该热图像传感器具备事前权重系数生成部，该事前权重系数生成部生成事前权重系 数，该事前权重系数针对在过去的规定期间被选择为所述有效像素的频度越高的像素越成 为大的值， 所述像素权重算出部还使用所述事前权重系数而生成所述权重值。5. 根据权利要求1~4中的任意一项所述的热图像传感器，其特征在于， 所述规定方向是上下方向， 在所述权重值为相同值的情况下，所述全像素分类部从位于上方的像素起按顺序进行 选择。6. 根据权利要求1~5中的任意一项所述的热图像传感器，其特征在于。 所述有效像素输出部具备： 初始配置部，以使初始有效像素成为规定的初始配置的方式从所述全像素选择初始有 效像素；以及 有效像素选择部，在初始设定时将所述初始有效像素输出为有效像素，在初始设定时 以外的情况下，将所述探测有效像素输出为有效像素。7. 根据权利要求6所述的热图像传感器，其特征在于， 所述初始配置部是以在所述全像素中均等地配置所述初始有效像素的方式选择所述 初始有效像素的均等配置部。8. 根据权利要求6或者7所述的热图像传感器，其特征在于， 在所述权重值的总和为规定的阈值以下的情况下，成为所述初始设定。9. 根据权利要求6~8中的任意一项所述的热图像传感器，其特征在于， 在所述扫描的最初的1个步骤的扫描时，成为所述初始设定。10. -种空气调节机， 具备权利要求1~9中的任意一项所述的热图像传感器。
【专利摘要】得到一种无需增大存储器容量、强化CPU能力就能够进行高精度的人物探测的热图像传感器以及空气调节机。热图像传感器以及空气调节机的特征在于，通过由间拔扫描部(120)获取在刚刚之前的步骤中从全像素选择出的有效像素的温度数据，由人物类似度生成部(130)生成针对有效像素的人物类似度，由像素权重算出部(140)根据针对有效像素的人物类似度生成针对全像素的权重值，由全像素分类部(150)将权重值大的像素选择为在下次的步骤中使用的有效像素，从而在维持将按总体使用的有效像素数保持为恒定的状态下，对有人的可能性高的区域动态地分配有效的像素。
【IPC分类】G01V8/10, G01J5/10, F24F11/02, H04N5/33
【公开号】CN105492880
【申请号】CN201480047210
【发明人】三轮祥太郎, 关真规人, 渡边信太郎, 松本崇
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月20日
【公告号】EP3040697A1, US20160187022, WO2015029378A1
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