照度取得装置、照明控制系统及程序的制作方法

本发明关于一种照度取得装置、照明控制系统及程序。

背景技术：

先前，存在使用拍摄的图像，算出(取得)拍摄对象的空间的照度的装置(参照专利文献1)。

专利文献1所记载的信息处理部处理在照相机的拍摄区域测定的亮度分布的图像，而获得在拍摄对象的空间的明亮感的指标值。

拍摄对象的空间，有时包含例如窗或电视等。在此种情形下，反映在窗的外部的景色的明亮度或电视的影像的明亮度可能频繁地变化。因此，若在拍摄对象的空间中包含窗或电视等，则其图像的亮度(像素值)频繁地变化，而不能算出(取得)适当的明亮度。

[先前技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2013-168333号公报

技术实现要素：

因此，本发明是鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种可减少自图像获得的照度的误差的照度取得装置、照明控制系统及程序。

本发明的一态样的照度取得装置包含设定部、人检测部及照度取得部。上述设定部设定摄像部的拍摄区域中的为获得照度而使用的第1区域。上述人检测部使用以上述摄像部拍摄的图像，检测上述拍摄区域中的第2区域中是否有人。上述照度取得部使用上述图像，取得上述第1区域的空间的照度。

又，本发明的一态样的照明控制系统包含上述的照度取得装置、照明器具及控制装置。上述控制装置在以上述照度取得装置检测到有人存在的情形时，使用以上述照度取得装置取得的上述照度来控制上述照明器具的调光。

又，本发明的一态样的程序是使计算机作为设定部、人检测部及照度取得部发挥功能的程序。上述设定部设定摄像部的拍摄区域中的为获得照度而使用的第1区域。上述人检测部使用以上述摄像部拍摄的图像，检测上述拍摄区域中的第2区域中是否有人。上述照度取得部使用上述图像，取得上述第1区域的空间的照度。

根据上述的照度取得装置、照明控制系统及程序，可减少自图像获得的照度的误差。

附图说明

图1是说明实施形态1的照明控制系统及照度取得装置的构成的方块图。

图2是说明实施形态1中，照度取得区域与人检测区域的图。

图3是说明实施形态2的设定部的区域设定功能的图。

图4的a～c是说明使用像素值的变化程度的照度取得区域的设定的图。

图5的a、b是说明使用像素值的直方图的照度取得区域的设定的图。

具体实施方式

以下的实施形态一般关于一种照度取得装置、照明控制系统及程序，更详细而言关于一种使用拍摄的图像而取得拍摄对象的空间的照度的照度取得装置、照明控制系统及程序。

(实施形态1)

此处，使用图1～3对本实施形态的照明控制系统1、照度取得装置10及程序进行说明。

如图1所示，照明控制系统1具备照度取得装置10、控制装置20及多台照明器具30。另，照明器具30亦可为1台。

照度取得装置10是具有使用拍摄的图像取得拍摄对象的空间的照度的功能(第1处理功能)、与在拍摄对象的空间中检测人的有无的功能(第2处理功能)的装置。控制装置20是基于第1处理功能的处理结果、与第2处理功能的处理结果(检测结果)，控制多台照明器具30的调光的装置。

以下，对照度取得装置10的构成进行说明。如图1所示，照度取得装置10具备摄像部11、操作部12、设定部13、照度取得部14、人检测部15及通信部16。

设定部13、照度取得部14及人检测部15通过例如将微计算机(微型控制器)作为主构成，执行存储在存储器的程序，而实现其功能。另，程序既可预先写入存储器，亦可存储至如存储卡般的记录介质而提供。

摄像部11是具有将多个受光元件二维排列的固体摄像元件的二维影像感测器。此处，受光元件是ccd(chargecoupleddevice：电荷耦合装置)或cmos(complementarymetaloxidesemiconductor：互补金属氧化物半导体)等。摄像部11将拍摄的图像输出至照度取得部14及人检测部15。

操作部12是例如受理输入操作，并输出相应于所受理的输入操作的操作信号的远程控制器(遥控器)，且具有具备触控面板功能的显示器。操作部12使设定部13设定拍摄对象的区域中为获得照度而使用的照度取得区域(第1区域)、而受理操作者的输入操作。又，操作部12使设定部13设定拍摄对象的区域中进行人检测使用的人检测区域(第2区域)、而受理操作者的输入操作。例如，在操作部12的显示器上，按像素单位显示以像素单位划分的拍摄区域(拍摄对象的区域)。操作者按像素单位触控应设为照度取得区域的区域，而指定照度取得区域。操作部12将表示通过输入操作指定为照度取得区域的所有像素的位置的信息(例如所指定的像素的坐标)作为操作信号而通过红外线输出至设定部13。又，操作者按像素单位触控应设为人检测区域的区域，而指定人检测区域。操作部12将表示通过输入操作指定为人检测区域的所有像素的位置的信息(例如所指定的像素的坐标)作为操作信号而通过红外线输出至设定部13。另，在操作部12中，既可按像素单位指定区域，亦可按包含多个像素的矩形区域单位进行指定。

设定部13基于在操作部12的操作者的输入操作(自操作部12输出的操作信号)，设定照度取得区域及人检测区域。例如，在通过操作者的输入操作而在拍摄区域a1中指定区域a2作为照度取得区域的情形时(参照图2)，设定部13存储与形成区域a2的矩形的区域a3及矩形的区域a4相关的信息。具体而言，设定部13存储表示区域a3的开始坐标p1与结束坐标p2的第1坐标对pp1、及表示区域a4的开始坐标p3与结束坐标p4的第2坐标对pp2。借此，设定部13可设定照度取得区域。又，在通过操作者的输入操作而在拍摄区域a1中指定区域a5作为人检测区域的情形时(参照图2)，设定部13存储表示区域a5的开始坐标p5与结束坐标p6的第3坐标对pp3。借此，设定部13可设定人检测区域。

照度取得部14在设置照度取得装置10时进行校准，而算出将图像的亮度转换成照度的转换系数并予以存储。具体而言，照度取得部14使用算式“转换系数＝(曝光时间×增益×明亮度系数)/图像的亮度”算出转换系数。此处，明亮度系数是以照度计计测的值。

照度取得部14通过基在以设定部13设定的照度取得区域中所包含的所有像素的明亮度(像素值)，算出拍摄对象的空间的照度，而取得拍摄对象的空间的照度。具体而言，照度取得部14存储有相对于r亮度、g亮度及b亮度的各者的修正系数α1、β1、γ1。照度取得部14对以设定部13所存储的1个或多个坐标对表示的照度取得区域所包含的所有像素的各者，取得相对于该像素的r亮度(r1)、g亮度(g1)及b亮度(b1)。例如，在照度取得区域为图2所示的区域a2的情形时，照度取得部14取得相对于以第1坐标对pp1表示的矩形的区域a3、及以第2坐标对pp2表示的矩形的区域a4所包含的所有像素的r亮度、g亮度及b亮度。照度取得部14使用修正系数α1、β1、γ1修正所取得的r1、g1及b1，而取得修正后的r亮度(r2)、g亮度(g2)及b亮度(b2)。此处，r2＝r1×α1，g2＝g1×β1及b2＝b1×γ1。照度取得部14对照度取得区域所包含的像素的各者，使用该像素的修正后的亮度而算出该像素的像素值。此处，像素值的算式为“像素值＝(r2+g2+b2)/(曝光时间×增益)”。

照度取得部14使用针对照度取得区域(此处为区域a2)内的每一像素算出的像素值，算出代表值。具体而言，照度取得部14算出已算出的所有像素值的平均值，并将所算出的平均值设为图像的明亮度(亮度)。另，照度取得部14亦可不算出平均值，而以对于算出的所有像素值的中值作为代表值，或者亦可以算出的所有像素值中的最多的值(最频值)作为代表值。

照度取得部14对算出的像素的亮度乘以预先存储的转换系数，而算出照度。照度取得部14将根据图像的亮度而算出的照度经由通信部16输出至控制装置20。

人检测部15使用以设定部13设定的人检测区域，检测拍摄对象的空间中是否有人存在。具体而言，人检测部15使用自摄像部11取得的信息，将以摄像部11拍摄的图像修正成人检测用的图像。人检测部15将拍摄对象的空间中无人存在的状态下所拍摄的图像作为背景图像而预先存储。人检测部15比较背景图像中的人检测区域与修正后图像中的人检测区域，而检测人的有无。人检测部15将检测结果经由通信部16输出至控制装置20。

通信部16将以照度取得部14算出的照度及人检测部15的检测结果输出至控制装置20。

控制装置20使用以照度取得部14算出的照度及人检测部15的检测结果，进行对多台照明器具30的调光控制。

例如，控制装置20根据自照度取得部14取得的照度，以拍摄对象的空间的明亮度成为特定的照度的方式，控制多台照明器具30的调光。又，控制装置20亦可比较自照度取得部14取得的照度与特定的阈值，而根据其结果控制多台照明器具30的调光。具体而言，控制装置20在自照度取得部14取得的照度小于特定阈值的情形时，以提高多台照明器具30的光输出的方式，控制多台照明器具30的调光。控制装置20在自照度取得部14取得的照度大于特定阈值的情形时，以降低多台照明器具30的光输出的方式，控制多台照明器具30的调光。

又，控制装置20根据人检测部15的检测结果(拍摄对象的空间中是否有人)，而控制多台照明器具30的调光。具体而言，控制装置20在拍摄对象的空间内有人存在的情形时，以点亮多台照明器具30的方式，控制多台照明器具30。又，控制装置20在拍摄对象的空间内无人存在的情形时，以熄灭多台照明器具30的方式，控制多台照明器具30。

控制装置20可通过组合以照度取得部14获得的照度与人检测部15的检测结果，而对多台照明器具30进行各种控制。

另，在本实施形态中，亦可在照度取得装置10的出货时预先设定照度取得区域及人检测区域。在该情形下，操作者通过输入操作而变更预先设定的照度取得区域及人检测区域。又，照度取得区域与人检测区域亦可为同一区域。或，既可在照度取得区域中包含人检测区域，亦可相反而在人检测区域中包含照度取得区域。或，亦可在人检测区域包含照度取得区域的一部分。或，亦可在照度取得区域与人检测区域中，不存在重复的区域。又，在本实施形态中，照度取得区域在图2的x轴方向或y轴方向上，以连续的方式形成像素，但并未限定于此。在图2的x轴方向或y轴方向上，照度取得区域所包含的像素亦可不连续。

在本实施形态中，设为在设置照度取得装置10时进行校准，而算出转换系数，但并未限定于此。亦可在设置后，照度取得装置10亦进行校准，而进行转换系数的更新。例如，照度取得装置10既可每隔特定期间(1个月、6个月、1年等)进行转换系数的更新，亦可每当进行摄像部11的检查时进行转换系数的更新。

又，在本实施形态中，摄像部11并非照度取得装置10的必需的构成要件。又，照度取得装置10与控制装置20亦可以一体的装置构成。

(实施形态2)

在本实施形态中，与实施形态1的不同点在于，设定部13不仅基于操作者的输入操作设定照度取得区域，亦具有自动设定的功能。

此处，以与实施形态1不同的点为中心进行说明。又，对与实施形态1相同的构成要素标注同一符号并适当省略说明。

本实施形态的设定部13除基于操作者的输入操作的照度取得区域的设定功能以外，亦具有以下的功能。

设定部13具有根据拍摄的图像的特定区域所包含的所有像素的像素值伴随时间经过的变化而设定(变更)照度取得区域的功能(区域设定功能)。此处，特定区域是例如由操作者指定的照度取得区域。设定部13对照度取得区域所包含的所有像素的各者，在该像素的像素值伴随时间经过的变化量大于特定的阈值的情形时将该像素自照度取得区域排除。在变化量小于特定的阈值的情形时，将该像素设为包含在照度取得区域的像素。

使用图3对设定部13的区域设定功能进行说明。另，在图3中，以将拍摄区域a1设定为照度取得区域作为前提。又，拍摄区域a1所包含的区域a10是室内的窗框内的区域，在区域a10中，通过窗映出外部的景色。又，在区域a11中，存在如电视的遥控器等未固定于该场所的物体(非固定物体)。设定部13对照度取得区域即拍摄区域a1所包含的所有像素取得在固定时间(例如5分钟)内的像素值的变化程度。例如，在区域a10中因风等而树木摇动，明亮度频繁地变化，故在区域a10中的像素值的变化量变大。在区域a10中的像素值的变化量大于特定的阈值的情形时，设定部13将区域a10自照度取得区域排除。又，遥控器等非固定物体因为被人移动，故有在某一时点存在于区域a11，但在另一时点不存在于区域a11的情形。在此种情形时，区域a11的像素值在非固定物体存在的情形与不存在的情形变化。因此，设定部13在区域a11中的像素值的变化量大于特定的阈值的情形时，将区域a11自照度取得区域排除。如此，设定部13通过使用拍摄区域a1的各像素的像素值的变化，而将自照度取得区域即拍摄区域a1排除区域a10、a11后的其余的区域a12设定(变更)为照度取得区域。另，各像素的像素值的取得既可由设定部13进行，亦可由照度取得部14进行。

此处，使用图4的a～c对判断像素值的变化的大小(判断像素值的变化程度)的方法进行说明。另，在图4的a中，以将拍摄区域a1设定为照度取得区域作为前提。设定部13对照度取得区域即拍摄区域a1所包含的所有像素基于固定时间(例如5分钟)内的像素值的变动(像素值的方差)判断变化程度。具体而言，设定部13在一像素的像素值的方差(在固定时间内的像素值的变动)大于特定的阈值的情形时，判断为该像素的变化程度较大。又，设定部13在一像素的像素值的方差小于特定的阈值的情形时，判断为该像素的变化程度较小。此处，所谓特定的阈值是在固定时间内的一像素的像素值的平均值的+30％的值、与-30％的值的差分值。设定部13在固定时间内的一像素的像素值的最大值与最小值的差分为差分值以下的情形时判断为方差较小，在大于差分值的情形时判断为方差较大。另，这些数值是一例，并非旨在限定于这些数值。

例如，图4的b显示图4的a所示的像素z1的像素值的偏差的结果。在图4的b中，像素z1的像素值的方差(在固定时间内的像素值的变动)较大。因此，设定部13在像素z1的像素值的方差大于特定的阈值的情形时，判断为像素z1的变化程度较大。又，图4的c显示图4的a所示的像素z2的像素值的偏差的结果。在图4的c中，像素z2的像素值的方差较小。因此，设定部13在像素z2的像素值的方差小于特定的阈值的情形时，判断为像素z2的变化程度较小。

另，在本实施形态中，设定部13将基于操作者的输入操作设定的照度取得区域设为特定区域，并变更该区域，但并未限定于此。亦可将照度取得装置10的出货时所设定的照度取得区域设为特定区域，并变更该区域。或，在未设定照度取得区域的情形时，设定部13亦可将拍摄区域a1作为特定区域而设定照度取得区域。又，在已设定照度取得区域的情形时，设定部13亦可将拍摄区域a1作为特定区域而设定新的照度取得区域。

借此，本实施形态的照度取得装置10可自动地设定(变更)照度取得区域。

又，在本实施形态中，设定部13基于像素值的变化程度而设定(变更)照度取得区域，但并未限定于此。设定部13亦可将像素值为特定的范围外的像素自照度取得区域排除。具体而言，设定部13产生相对于特定区域所包含的多个像素的像素值的直方图。设定部13使用所产生的直方图，将低像素值的像素及高像素值的像素判断为特定的范围外的像素。使用图5的a、b对该情形的判断方法进行说明。另，在图5的a中，以将拍摄区域a1设定为照度取得区域、及作为像素值可采用的范围为0～255作为前提。又，拍摄区域a1所包含的区域a20与上述的区域a10同样为窗框内的区域，在区域a20中映出外部的景色。又，在区域a21，存在暗色的物体。

设定部13产生相对于摄像部11的拍摄区域a1所包含的所有像素的像素值的直方图(参照图5的b)。因区域a21包含暗色的物体，故区域a21内的像素值变低。因此，相对于区域a21的直方图成为例如像素值小于第1阈值x1(例如像素值“100”)的直方图h1(参照图5的b)。又，在区域a20中映出外部的景色，而在白天的时间带因太阳光等而较其他区域更明亮。因此，相对于区域a20的直方图成为例如像素值大于第2阈值x2(例如像素值“200”)的直方图h4(参照图5的b)。又，相对于自照度取得区域即拍摄区域a1排除区域a20、a21后的其余的区域a22的直方图包含于第1阈值x1以上第2阈值x2以下的范围(例如、参照图5的b的直方图h2、h3)。

设定部13将像素值小于第1阈值的像素的区域、即包含直方图h1的区域a21所包含的像素作为低像素值的像素而自照度取得区域排除。又，设定部13将像素值大于第2阈值的像素的区域即包含直方图h4的区域a20所包含的像素作为高像素值的像素而自照度取得区域排除。且，设定部13将像素值包含于第1阈值x1以上第2阈值x2以下的范围内的像素的区域、即包含直方图h2、h3的区域a22设定(变更)为照度取得区域。

另，亦可组合使用直方图的照度取得区域的变更、与相应于上述的像素值伴随时间经过的变化的照度取得区域的变更。在该情形时，设定部13根据像素值伴随时间经过的分散程度而排除分散程度较大(偏差较大)的像素，对其余的像素进行使用直方图的照度取得区域的设定(变更)。

又，设定部13亦可将像素值包含于第1阈值x1以上第2阈值x2以下的范围内的像素的区域、即包含直方图h2、h3的区域a22的所有像素之中、特定数量以上的像素连续形成的区域设定为照度取得区域。在该情形时，所设定的照度取得区域未由分散的多个区域形成，即未成为踏脚石的形状，而成为一个集中的区域。

另，在本实施形态中，虽以将特定范围的下限值x1与上限值x2预先设定作为前提，但并未限定于此。特定范围的下限值x1与上限值x2亦可根据以设定部13产生的像素值的直方图而设定。例如，设定部13将特定区域(例如、拍摄区域a1)所包含的多个像素的像素值之中包含70％的像素值的范围的下限值及上限值分别设定为x1、x2。另，该数值是一例，并非旨在限定于该数值。

即使在将像素值为特定的范围外的像素自照度取得区域排除的情形时，亦可将照度取得装置10的出货时所设定的照度取得区域设为特定区域，且变更该区域。或，在未设定照度取得区域的情形时，设定部13亦可将拍摄区域a1作为特定区域而设定照度取得区域。又，在已设定照度取得区域的情形时，设定部13亦可将拍摄区域a1作为特定区域而设定新的照度取得区域。

(总结)

如自以上所说明的各实施形态可明了，本发明的第1态样的照度取得装置10具备设定部13、人检测部15及照度取得部14。设定部13设定摄像部11的拍摄区域中的为获得照度而使用的第1区域(照度取得区域)。人检测部15使用以摄像部11拍摄的图像，检测拍摄区域中的第2区域(人检测区域)中是否有人。照度取得部14使用图像，取得第1区域的空间的照度。

根据该构成，照度取得装置10由于设定拍摄区域中的第1区域(照度取得区域)，故可将例如像素值频繁地变化的区域自第1区域排除。因此，照度取得装置10可使用第1区域，而减少自图像获得的照度的误差。

本发明的第2态样的照度取得装置10如第1态样，其中设定部13基于操作部12输出的操作信号而设定第1区域。根据该构成，照度取得装置10基于操作者的输入操作而设定第1区域。因此，操作者可设定自身所期望的第1区域。

本发明的第3态样的照度取得装置10如第1或第2态样，其中对第1区域所包含的多个像素的各像素，设定部13在该像素的像素值伴随时间经过的变化量大于特定的阈值的情形下将该像素自第1区域排除。根据该构成，照度取得装置10因将像素值伴随时间经过的变化较大的像素自第1区域排除，故可取得更适当的照度(明亮度)。

本发明的第4态样的照度取得装置10如第3态样，其中对多个像素的各像素，设定部13根据该像素的像素值在时间经过中的分散程度而判断像素值的变化量。根据该构成，照度取得装置10通过根据像素值的分散程度判断像素值的变化程度，可设定更适当的第1区域。

本发明的第5态样的照度取得装置10如第1～第4中任一态样，其中对第1区域所包含的多个像素的各像素，设定部13在该像素的像素值在特定的范围外的情形下将该像素自第1区域排除。根据该构成，照度取得装置10因将像素值在特定的范围外的像素自第1区域排除，故可取得更适当的照度(明亮度)。

本发明的第6态样的照度取得装置10如第5态样，其中在相对于多个像素的像素值的直方图中，设定部13将具有高像素值的像素及具有低像素值的像素判断为在特定的范围外的像素。根据该构成，照度取得装置10通过使用像素值的直方图，将具有高像素值的像素及具有低像素值的像素判断为在特定的范围外的像素，可设定更适当的第1区域。

本发明的第7态样的照度取得装置10如第6态样，其中设定部13将多个像素之中去除具有高像素值的像素及具有低像素值的像素后的其余像素之中、特定数量以上的像素连续形成的区域设定为第1区域。根据该构成，照度取得装置10可将1个集中的区域设为第1区域。

本发明的第8态样的照明控制系统1具备第1～第7中任一态样的照度取得装置10、照明器具30及控制装置20。控制装置20在以照度取得装置10检测到有人存在的情形时，使用以照度取得装置10取得的照度来控制照明器具30的调光。根据该构成，照明控制系统1可使用通过照度取得装置10设定的第1区域(照度取得区域)，减少自图像获得的照度的误差。因此，照明控制系统1的控制装置20可对照明器具30进行精度较高的调光控制。

本发明的第9态样的程序使计算机作为设定部13、人检测部15及照度取得部14发挥功能。设定部13设定摄像部11的拍摄区域中的为获得照度而使用的第1区域。人检测部15使用以摄像部11拍摄的图像，检测拍摄区域中的第2区域中是否有人。照度取得部14使用图像，取得第1区域的空间的照度。根据该程序，可使用照度取得区域，减少自图像获得的照度的误差。

[符号说明]

1照明控制系统

10照度取得装置

11摄像部

13设定部

14照度取得部

15人检测部

20控制装置

30照明器具