CN103916586B - 图像解析装置以及图像解析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像解析装置以及图像解析方法。摄像装置(1)具备：获取连续地拍摄到的多个图像的图像获取部(111)；根据由图像获取部(111)所获取的多个图像中的各个图像确定作为规定的物体的高尔夫球(B)的确定部(112)；计算通过确定部(112)确定的规定的物体的转速的转速计算部(113)；计算高尔夫球(B)进行移动的全部移动量的移动量计算部(114)；和基于由转速计算部(113)计算的转速和全部移动量计算滑动量的滑动量计算部(115)。

Description

图像解析装置以及图像解析方法

技术领域

本发明涉及对图像中的规定的物体的状态进行解析或者报告的图像解析装置、信息报告装置、图像解析方法以及信息报告方法。

背景技术

以往以来作为高尔夫的练习用具，有自动地对被摄体的运动进行摄像，并进行解析然后对使用者进行报告的用具。作为这种用具的公知技术，例如具有在日本特开2011-240087号公报中记载的高尔夫轻击球练习器具。

专利文献1中记载的高尔夫轻击球练习器具通过从轻击球的基点来探测向后挥动的程度，从而练习轻击球的距离的恰当分寸(打分け)。

但是，即使向后挥动的程度相同，也会存在根据对高尔夫球轻击的命中之处的不同而在使用者的感觉和球前进的距离之间产生偏差的问题。

发明内容

本发明正是鉴于这种状况而提出的，其目的在于减小使用者的感觉与规定的物体前进的距离之间的偏差。

本发明提供一种图像解析装置，其特征在于，具备：图像获取单元，其获取连续拍摄到的多个图像；确定单元，其根据由上述图像获取单元获取到的多个图像中的各个图像来确定规定的物体；转速计算单元，其计算由上述确定单元确定的上述规定的物体的转速；第1距离计算单元，其计算上述规定的物体移动的第1距离；和滑动量计算单元，其基于由上述转速计算单元计算出的转速和由上述第1距离计算单元计算出的第1距离来计算上述规定的物体的滑动量。

本发明提供一种图像解析方法，由对图像进行解析的图像解析装置执行，该图像解析方法包括：图像获取步骤，获取连续拍摄到的多个图像；确定步骤，根据在上述图像获取步骤中获取到的上述多个图像中的各个图像来确定规定的物体；转速计算步骤，计算在上述确定步骤中确定的上述规定的物体的转速；第1移动距离计算步骤，计算上述规定的物体移动的距离；和滑动量计算步骤，基于在上述转速计算步骤中计算出的转速和在上述第1移动距离计算步骤中计算出的距离来计算上述规定的物体的滑动量。

附图说明

图1为表示本发明的图像解析装置以及信息报告装置的一实施方式相关的摄像装置的硬件的结构的框图。

图2为表示图1所示的摄像装置的功能结构中、用于执行图像解析处理以及信息报告处理的功能结构的功能框图。

图3为示意地表示在图2的摄像装置中、用于高尔夫球像的检测的分离度滤波器的图。

图4为表示图2的摄像装置中处理的、击打帧图像的一例的图。

图5为表示图2的摄像装置中处理的、出帧(frame out)图像的一例的图。

图6A为表示图2的摄像装置中处理的、为了计算转速而附加标记的高尔夫球的一例的图。

图6B为表示图2的摄像装置中处理的、为了计算转速而附加标记的高尔夫球的一例的图。

图7为表示由图2的摄像装置计算出的相关系数的一例的图。

图8为用于说明图2的摄像装置的全部移动量的计算的方法的图。

图9为例示图2的摄像装置中处理的、多运动(multi-motion)图像的图。

图10为用于说明图2的摄像装置所执行的图像解析处理的全体的流程的流程图。

图11为用于说明图10的图像解析处理中确定处理的详细情况的流程图。

图12为用于说明图10的图像解析处理中转速计算处理的详细情况的 流程图。

图13为用于说明图10的图像解析处理中全部移动量计算处理的详细情况的流程图。

图14为用于说明图10的图像解析处理中滑动量计算处理的详细情况的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1为表示本发明的图像解析装置以及信息报告装置的一实施方式相关的摄像装置的硬件的结构的框图。

摄像装置1例如由数码照相机构成。

摄像装置1具备CPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read OnlyMemory)12、RAM(Random Access Memory)13、图像处理部14、总线15、输入输出接口16、摄像部17、输入部18、输出部19、存储部20、通信部21、和驱动器22。

CPU11按照在ROM12中记录的程序、或者从存储部20载入到RAM13中的程序执行各种处理。

RAM13中在CPU11执行各种处理的基础上也适当存储必要的数据等。

图像处理部14对各种图像的数据实施颜色补正、平滑化、模式匹配等各种图像处理。

CPU11、ROM12、RAM13以及图像处理部14经由总线15互相连接。该总线15还与输入输出接口16连接。输入输出接口16与摄像部17、输入部18、输出部19、存储部20、通信部21、以及驱动器22连接。

摄像部17具备光学透镜部、图像传感器，但未图示。

光学透镜部为了对被摄体进行拍摄，由对光进行聚焦的透镜、例如聚焦透镜或变焦透镜等构成。

聚焦透镜为使被摄体像在图像传感器的受光面成像的透镜。变焦透镜为使焦点距离在一定的范围中自由地变化的透镜。

光学透镜部中，按照需要还设置有对焦点、曝光、白平衡等的设定参 数进行调整的外围电路。

图像传感器由光电变换元件或AFE(Analog Front End)等构成。

光电变换元件例如由CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)型的光电变换元件等构成。被摄体像从光学透镜部被入射到光电变换元件中。在此，光电变换元件对被摄体像进行光电变换并将图像信号蓄积固定时间，将所蓄积的图像信号作为模拟信号依次提供给AFE。

AFE对该模拟的图像信号执行A/D(Analog/Digital)变换处理等各种信号处理。通过各种信号处理生成数字信号，并作为摄像部17的输出信号输出。

以下将这种摄像部17的输出信号称作“摄像图像的数据”。摄像图像的数据被适当提供给CPU11和图像处理部14等。

输入部18由各种按键等构成，按照使用者的指示操作输入各种信息。

输出部19由显示器和扬声器等构成，并输出图像和声音。

存储部20由硬盘或者DRAM(Dynamic Random Access Memory)等构成，存储各种图像的数据。

通信部21对经由包括互联网在内的网络与其他装置(未图示)之间进行的通信进行控制。

驱动器22适当安装有由磁盘、光盘、光磁盘、或者半导体存储器等构成的可移动介质31。通过驱动器22从可移动介质31读出的程序按照需要被安装到存储部20中。此外，可移动介质31也能与存储部20同样地存储在存储部20中存储的图像的数据等各种数据。

图2为表示这种摄像装置1的功能结构中、用于执行图像解析处理的功能结构的功能框图。

所谓图像解析处理是指，通过从连续拍摄到的一系列的摄像图像中确定规定的物体的位置以及大小，从而根据规定的物体的转速来计算通过该规定的物体进行旋转而移动的距离(旋转移动量)，从该规定的物体实际上移动的全部移动量中减去规定的物体仅通过旋转运动而移动的虚拟的旋转移动量来计算滑动量，并报告计算出的滑动量为止的一系列的处理。

图像解析处理中包括计算滑动量的处理(以下称作“滑动量计算处 理”)和对使用者报告滑动量的处理(以下称作“滑动量报告处理”)。

在此，所谓滑动量是指规定的物体与地面等面相接触并进行移动时，该全部的移动量中、不伴随旋转的移动的量(所谓滑动并进行移动的量)。

在本实施方式中采用高尔夫球作为规定的物体。

具体地来说，本实施方式中，在高尔夫的练习设施等中，在使用者进行轻击球的练习的空间(以下称作“轻击球空间”)的上方固定有摄像装置1。即、摄像装置1在视角的范围(以下也称作“摄像范围”)内从上方拍摄该轻击球空间作为动态图像。

在此，动态图像通过将与帧或场(field)等相当的图像(以下称作“单位图像”)配置多幅来构成。本实施方式中，采用帧作为单位图像，但在本说明书中，将帧适当称为“帧图像”。

在本实施方式中，作为滑动量计算处理，摄像装置1执行以下的一系列的处理。

即、如果通过使用者进行轻击球的动作，则摄像装置1拍摄高尔夫球在轻击球空间上移动的情形作为动态图像。准确地来说，得到照出在轻击球空间中摄像范围内移动的高尔夫球的动态图像。

摄像装置1根据该动态图像计算高尔夫球在摄像范围内进行移动的全部的量(以下称作“全部移动量”)和高尔夫球进行旋转并移动的量(以下称作“旋转移动量”)。

而且，摄像装置1通过从全部移动量中减去旋转移动量来计算高尔夫球的滑动量。

在执行以上那样的滑动量计算处理之后，在本实施方式中，摄像装置1作为滑动量报告处理，通过从输出部19(图1)输出表示滑动量的图像和声音来执行对使用者报告该滑动量的处理。

在控制滑动量计算处理的情况下，如图2所示，在图像处理部14中，图像获取部111、确定部112、转速计算部113发挥作用，在CPU11中，移动量计算部114、滑动量计算部115发挥作用。此外，在控制滑动量报告处理的执行的情况下，在CPU11中，滑动量获取部116、报告控制部117发挥作用。

图像获取部111依次获取从摄像部17依次输出的、构成动态图像的 多个帧图像数据中的各个帧图像数据，并提供给确定部112。

在本实施方式中，确定部112根据由图像获取部111获取到的多个帧图像的数据中的各个帧图像的数据来确定高尔夫球作为通过旋转来移动的物体。更准确地来说，确定部112从摄像部17所输出的动态图像的数据中确定对移动的高尔夫球进行拍照的、一系列的多个帧图像的数据组。

图3为用于说明从帧图像中检测高尔夫球像的方法的一例的图，示意地表示用于高尔夫球像的检测的分离度滤波器的图。

确定部112通过将图3所示那样的圆的分离度滤波器作用于帧图像的数据来计算分离度，从而能够确定该帧图像内的高尔夫球像。在此，所谓分离度为表示图3所示那样的两个局部的区域a1和区域a2的各个区域的区域信息的分离的程度的参数。确定部112为了确定高尔夫球像的位置而采用这种圆的分离度滤波器的原因在于，高尔夫球像具有难以依赖于两个区域a1及区域a2的亮度，并难以受到噪声的影响这样的优点。

在本实施方式中，特定的对象为帧图像中的圆形状的高尔夫球像。因此，本实施方式的圆的分离度滤波器中，作为两个局部区域采用圆c1的轮廓的内侧的区域a1、和圆c1的轮廓与圆c2的轮廓之间的区域a2。此外，在本实施方式中，作为区域信息采用帧图像的各像素值的数据中的亮度、色度、以及彩度的值。

确定部112在对处理对象的帧图像的数据施加图3的圆的分离度滤波器并通过区域a1和区域a2完全地分离了被标准化后的区域信息的情况下，计算分离度为最大值即1.0。与此相对，确定部112在对处理对象的帧图像的数据施加图3的圆的分离度滤波器而不能分离区域信息的情况下，计算分离度为最小值0.0或者其附近的值。

更具体地来说，分离度μ通过以下的式(1)、式(2)以及式(3)求得。

[式1]

[式2]

[式3]

在此，在式(1)中，σT表示区域a1与区域a2的总方差值，σb表示区域a1、区域a2的类间方差值。

所谓类间方差意味着在集团被分为几个部分集团(称作类)时，表示部分集团的平均在母集团的平均的周围以哪种程度的分布方式进行分布的量。

式(2)中，n1表示区域a1的所有像素数，n2表示区域a2的所有像素数。在头部划上横线的P1表示区域a1的各像素值的平均值，在头部划上横线的P2表示区域a2的各像素值的平均值，在头部划上横线的Pm表示区域a1与区域a2的各像素值的平均值。

式(3)中，N表示区域a1与区域a2的所有像素数，Pi表示帧图像内的像素位置i的像素值。

确定部112使区域a1和区域a2的大小发生变化，并且对处理对象的帧图像逐次施加圆的分离度滤波器，通过对上述的式(1)至式(3)逐次运算从而逐次计算分离度。而且，确定部112通过表示最大的分离度的区域a1的大小和位置能够确定处理对象的帧图像中、高尔夫球像的大小和位置。

然而，在从摄像部17输出的动态图像的数据中的、初始的帧图像的数据中包含在轻击球空间的规定位置处静止的高尔夫球像。这是由于使用者尚未进行轻击球的动作的缘故。判定为该初始的帧图像中不包含移动的高尔夫球像。另外，以下将进行轻击球的动作之前的高尔夫球的静止位置称作“初始位置”。初始位置也可由轻击球空间上的高尔夫球的实际的位 置表示，也可由帧图像内的高尔夫球像的位置表示。

确定部112检测在初始位置处静止的高尔夫球像，将包含该高尔夫球像的帧图像作为初始的帧图像。

此后，使用者开始轻击球的动作，如果由高尔夫球杆的杆头击中高尔夫球，则该高尔夫球在轻击球空间上开始移动。以下将该开始移动的时机的帧图像、即位于初始位置的高尔夫球被击中的时机的帧图像称作“击打帧图像”。

确定部112将第一次判定为包含移动的高尔夫球像的帧图像的数据确定为击打帧图像的数据。

具体地来说，例如，确定部112以确定了初始位置的帧图像的数据作为基准，以此后从图像获取部111逐次输出的帧图像的数据作为处理对象，在高尔夫球的初始位置附近限定扫描范围，计算基准与处理对象的各特征量的差分。确定部112基于该计算结果检测击打帧图像的数据。即、在击打帧图像中，基准的帧图像内的位于初始位置的高尔夫球像通过被高尔夫球杆击中而进行移动，并从包含初始位置的区域消失。因此，包含初始位置的区域的特征量的差分取最大值(例如1)。在此，确定部112将包含初始位置的区域的特征量的差分取最大值的帧图像的数据确定为击打帧图像的数据。

图4表示击打帧图像的一例。

如图4所示，在击打帧图像中，高尔夫球像处于被高尔夫球杆的杆头击中而开始移动的状态。

返回到图2，确定部112通过对击打帧图像的数据之后连续地从图像获取部111逐次输出的帧图像的数据的各个帧图像的数据施加分离度滤波器，从而确定高尔夫球B的位置以及大小。如果反复这种确定，则由于高尔夫球B进行移动而离开摄像装置1的摄像范围，所以检测不能确定高尔夫球B的位置以及大小的帧图像的数据、即分离度为0或为其附近值(规定的阈值以下)的帧图像的数据。因此，确定部112从分离度成为0或其附近值(规定的阈值以下)的最初的帧图像的数据中确定分离度开始减少的2～3帧之前的帧图像为高尔夫球B移动离开摄像装置1的摄像范围的时机的帧图像(以下称作“出帧图像”)的数据。

图5表示出帧图像的一例。

如图5所示，在出帧图像中，与图4的击打帧图像相比较，高尔夫球像在图中下方移动，其结果，帧图像中的相对的大小变大。

返回到图2，确定部112将从击打帧图像到出帧图像为止的一系列的多个帧图像的数据组确定为包含被高尔夫球杆击中并移动的高尔夫球B像的动态图像。

此外，确定部112将从拍摄击打帧图像开始到拍摄出帧图像为止所需要的时间设定为观测期间。

转速计算部113基于由确定部112所确定的、包含被高尔夫球杆击中并移动的高尔夫球像的动态图像的数据计算高尔夫球的转速。

图6A及B表示为了计算转速而附加标记的高尔夫球的一例。

本实施方式中，例如如图6A所示，对高尔夫球B赋予标记M。对构成动态图像的多个帧图像中的每个帧图像，通过高尔夫球B进行旋转，帧图像中包含的高尔夫球像周期性地交替反复出现如图6A所示那样能看见标记M的状态和如图6B所示那样标记M隐藏而不能看见的状态。转速计算部113基于在由确定部112所设定的观测期间内标记M周期性地出现的现象计算高尔夫球的转速。

具体地来说，本实施方式中，在轻击球的动作中，高尔夫球B的运动通过向一个方向旋转和不旋转而进行并进的“滑动”来进行，以不包括侧旋等其他运动作为前提。使用者按照使标记M朝向天顶的方式来放置高尔夫球B，来击中高尔夫球B。于是高尔夫球B一边滑动一边移动，接下来一边旋转一边移动。因此，从位于上方的摄像装置1来看，首先高尔夫球B以标记M朝向天顶的状态进行移动。此后，高尔夫球B反复标记M朝向高尔夫球B的移动方向来移动，暂时消失之后再次出现之类的动作。

在此，转速计算部113提取高尔夫球像存在于初始位置的帧图像中的、包含该高尔夫球像的规定尺寸的块(区域图像)的数据作为参照块的数据。

在此，在构成观测期间内的动态图像的多个帧图像的各个帧图像中，通过确定部112确定高尔夫球像的位置和大小。在此，转速计算部113在每次由图像获取部111输入帧图像的数据时，将其作为处理对象，从处理对象中依次提取包含高尔夫球像的规定尺寸的块的数据，与参照块的数据 进行模式匹配。对观测期间内的多个帧图像的数据的每个数据每次执行这种模式匹配。

作为模式匹配的结果，转速计算部113求得处理对象的块与参照块的各数据的相关性，并将表示相关性的参数(以下称为“相关系数”)与观测期间内的多个帧图像的各个帧图像对应关联。

图7为表示由转速计算部113计算出的相关系数的图。

图7中，纵轴表示相关系数，横轴表示观测期间内的多个帧中的各个帧。图7中所记载的“阈值”为为了判定是否对高尔夫球B的标记M进行了拍摄而预先设定的阈值。

高尔夫球B在被高尔夫球杆击中之后立刻通过滑动来进行移动，从而标记M的像几乎不产生变化。因此，在被高尔夫球杆击中后紧接着的数幅帧图像的相关系数取与最高值1相近似的值。

在高尔夫球B通过滑动而移动之后，开始旋转所引起的移动。此时，处理对象的块中的高尔夫球B的标记M的像与参照块的标记M的位置越接近、相关系数也越大(如果完全一致则成为最高值1)。换句话说，高尔夫球B旋转，处理对象的块中的高尔夫球B的标记M的位置越远离参照块的标记M的位置，相关系数越小。

在此，转速计算部113对相关系数为阈值以上的峰值出现的次数进行计数，并将该计数值作为转速计算。另外，如果转速增加则峰值的相关系数变小的原因在于，高尔夫球B通过旋转而接近摄像装置1，帧图像的块中的高尔夫球像所占的比例变大，与参照块中的初始位置的高尔夫球像之间的差异变大。

另外，相关系数的计算可以通过公知的计算式得到。本实施方式中，相关系数CC按照以下的式(4)计算。

『式4]

···式(4)

在式(4)中，M表示在区域a1和区域a2中分别包含的像素数。Gij表示位于参照块内的坐标(i，j)处的像素的像素值(亮度等)。Fij表示位于处理对象的帧图像的块内的坐标(i，j)处的像素的像素值(亮度等)。

另外，在图7中，相关系数成为由式(4)计算的相关系数CC的平方。因此，图7的纵轴所示的相关系数始终保持正值。

移动量计算部114计算包括高尔夫球B通过滑动而移动的移动量(滑动量)和通过旋转而移动的移动量(旋转移动量)在内的高尔夫球B的全部移动量。

图8为用于说明移动量计算部114的全部移动量的计算的方法的图。

如上述那样，摄像装置1被固定于轻击球空间的上方并能对轻击球空间中、图8中所示的摄像范围A的实际空间进行拍摄。

图8中，高尔夫球在位于初始位置的点Ps处静止的状态下，如果由使用者用高尔夫球杆的杆头击中，则开始轻击球空间上的移动，并从点Ps向点Po移动。而且，高尔夫球在点Po处于出帧(即从摄像范围A离开的2、3帧前的状态)。

移动量计算部114检测击打帧中的、高尔夫球的直径，并基于该直径检测摄像装置1与点Ps的高尔夫球的距离h。此外，移动量计算部114检测图5所示的出帧图像中的高尔夫球像的直径，并基于该直径检测摄像装置1与点Po的高尔夫球之间的距离j。

进而，移动量计算部114计算连结摄像装置1与点Ps的线段、和连结摄像装置1与点Po的线段所构成的角度α。角度α的计算方法没有特别地限定，但例如在本实施方式中采用以下那样的方法。

即、在本实施方式中，将摄像图像上的坐标与实际上拍摄的(现实世界的)摄像范围A上的坐标预先对应关联。移动量计算部114从摄像图像中获取由确定部112所确定的高尔夫球B的初始位置、和出帧图像中的高尔夫球B的位置。而且，移动量计算部114根据摄像图像上的高尔夫球B的位置确定现实世界中的高尔夫球B的初始位置、和即将超出摄像范围A的高尔夫球B的位置，计算角度α。

移动量计算部114通过以下的式(5)根据距离h、距离j、角度α计算高尔夫球B移动的全部移动量k。

[式5]

k²＝h²+j²-2·h·j·cosα···(5)

另外，在摄像图像上的坐标与现实世界的坐标相对应关联时，摄像装置1的摄像部17的特性和光学透镜部的变形等成为问题。因此，在本实施方式中，摄像装置1的设计者预先掌握摄像图像上的坐标与现实世界的坐标之间的关系、摄像图像上的位置、该位置与摄像装置1的实际的距离、和计算的角度与实际的角度之间的关系。

而且，也可预先在存储部20中保存用于将摄像图像上的坐标、计算出的距离及角度补正为实际的坐标、距离及角度的LUT(LookUp Table)。在这种情况下，移动量计算部114也可将由式(5)计算出的全部移动量k与LUT进行比较，根据LUT得到更准确的全部移动量k。

此外，移动量计算部114将已知的高尔夫球B的周长与由转速计算部113计算出的高尔夫球B的转速相乘，来计算高尔夫球B的旋转移动量。另外，高尔夫球的直径根据国际上的标准而被决定为1.68英寸。因此，高尔夫球B的周长也被固定为一定的长度。

滑动量计算部115从由移动量计算部114计算出的全部移动量k中减去由移动量计算部114计算出的高尔夫球B的旋转移动量。而且，减法运算的结果所得到的距离成为高尔夫球B通过滑动而移动的滑动量。

根据上述的本实施方式的结构，使用者自身能够采用高尔夫球被击中而移动时的滑动量来掌握轻击球的状态。而且，根据滑动量和实际的轻击球的状态，使用者能够按照再现自身所希望的进行轻击球时的滑动量的方式进行轻击球的练习。

这样的本实施方式不需要严密地对摄像装置1等的机械材料或摄像范围的视角进行位置匹配。因此，根据本实施方式，能够简单地验证自身的轻击球。此外，本实施方式由于摄像装置1不需要特别高的分辨率，从而能够提供比较廉价，且能够对摄像范围A全体进行拍摄的摄像装置1。

接下来，对本实施方式的摄像装置1中、向使用者报告由上述的结构计算出的滑动量的结构进行说明。

在图2所示的CPU11中，在控制滑动量报告处理的情况下，滑动量 获取部116和报告控制部117发挥作用。滑动量获取部116不仅从滑动量计算部115获取滑动量，而且经由通信部21从其他摄像装置获取滑动量。

报告控制部117与输出部19的显示器和扬声器等的形态相配合地将滑动量获取部116所输出的滑动量作为文本、图像或声音在输出部19中输出。

此外，本实施方式，滑动量获取部116将滑动量向图像处理部14输出，图像处理部14也可将基于滑动量而进行多运动显示的图像输出到输出部19。

所谓多运动显示处理是指直至叠加地显示获取到的动态图像的数据中的多运动图像的数据和目标图像为止的一系列的处理，其中，该多运动图像的数据将连续地拍摄被摄体(本实施方式中为高尔夫球)的特定的动作而得到的图像叠加合成，该目标图像表示该多运动图像中包含的被摄体的速度。

图9为对本实施方式的多运动图像进行了例示的图，为从斜上方对高尔夫球B进行拍摄的构图的图像。

图9中，滑动量获取部116所获取的滑动量在图中由“S”表示。在“S”以外的高尔夫球B的轨迹中叠加地显示与高尔夫球B的速度对应的带有网格的目标图像。因此，能够对使用者进行更容易掌握通过轻击球而移动的高尔夫球B的状态的显示。

此外，在该多运动图像中，也可按照滑动量的大小使图中的“S”部分的目标的颜色变化。

另外，在本实施方式中，并不限于将用于滑动量计算的、从上方拍摄高尔夫球的构图用于多运动显示。例如，如果与滑动量计算分开地从不同的角度对高尔夫球B进行拍摄，则能够以各种构图来进行多运动显示。

接下来，参照图10至图14对具有图2所示的功能结构的图1所示的摄像装置1执行的滑动量计算处理和滑动量报告处理进行说明。

图10为用于说明图1所示的摄像装置1所执行的图像解析处理的全体的流程的流程图。

图像解析处理以摄像装置1开始拍摄作为契机而开始。例如也可在使用者开始轻击球的练习时对摄像装置1指示拍摄开始从而开始摄像装置1 的拍摄。

在步骤S21中，确定部112通过从由图像获取部111所获取的多个帧图像的数据中获取高尔夫球像，从而确定击打帧图像及出帧图像。而且，确定部112将从拍摄击打帧图像到拍摄出帧图像为止所需要的时间设定为观测期间。在本实施方式中，将这种一系列的处理称作“确定处理”。参照图11后面叙述确定处理的详细内容。

步骤S22中，转速计算部113基于在由确定部112所设定的观测期间中拍摄到的帧图像的数据计算高尔夫球的转速。在本实施方式中，将这种一系列的处理称作“转速计算处理”。使用图12后面叙述转速计算处理的详细内容。

步骤S23中，移动量计算部114计算包括高尔夫球B的滑动量、旋转移动量在内的高尔夫球B的全部移动量。此外，移动量计算部114计算高尔夫球的旋转移动量。在本实施方式中，将这种一系列的处理称作“全部移动量计算处理”。使用图13后面叙述全部移动量计算处理的详细内容。

在步骤S24中，滑动量计算部115从高尔夫球B的全部移动量中减去旋转移动量，计算滑动量。在本实施方式中，将这种一系列的处理称作“滑动量计算处理”。使用图14后面叙述滑动量计算处理的详细内容。

步骤S25中，滑动量获取部116将由滑动量计算部115计算出的滑动量、或者从通信部21获取的滑动量输出到报告控制部117。报告控制部117以与输出部19的构成等相应的形态将滑动量输出到输出部19，并向使用者进行报告。

图11为用于说明图10的步骤S21中所示的确定处理的详细内容的流程图。步骤S211中，确定部112从多个帧图像中检测出在初始位置静止的高尔夫球像。确定部112将包含该高尔夫球像的帧图像判定为初始的帧图像。

接下来在步骤S212中，确定部112根据包含初始位置的区域的特征量的差分取最大值的帧图像的数据来确定击打帧图像的数据。

确定部112在步骤S213中，检测分离度为0或其附近值(规定的阈值以下)的帧图像的数据，根据分离度为0或其附近值(规定的阈值以下)的最初的帧图像的数据来确定出帧图像的数据。确定部112在步骤S214 中将从拍摄击打帧图像到拍摄出帧图像为止所需要的时间设定为观测期间。

图12为用于说明图10的步骤S22中所示的转速计算处理的详细内容的流程图。

在步骤S221中，转速计算部113将由图像获取部111输入的帧图像的数据作为处理对象，从处理对象中依次提取区域图像的数据，并与参照块的数据进行模式匹配。

步骤S222中，作为模式匹配的结果，转速计算部113求出处理对象的块与参照块的各数据的相关性，并计算相关系数。而且，将相关系数与观测期间内的多个帧图像中的各个帧图像对应关联。

进而，在步骤S223中，转速计算部113根据计算出的相关系数的变动来计算高尔夫球B的转速。

图13为用于说明图10的步骤S23中所示的全部移动量计算处理的详细内容的流程图。在步骤S231中，移动量计算部114确定现实世界中的高尔夫球B的初始位置。此外，在步骤S232中，移动量计算部114检测击打帧图像中的、高尔夫球B的直径。

此外，在步骤S233中，移动量计算部114确定即将超出摄像范围的高尔夫球B的现实世界的位置。此外，在步骤S234中，移动量计算部114检测图5所示的出帧图像中的高尔夫球像的直径。

步骤S235中，移动量计算部114基于由上述的各步骤检测出的高尔夫球B的位置、和摄像装置1与高尔夫球B的距离来计算高尔夫球B的全部移动量。

此外，在步骤S236中，移动量计算部114基于由转速计算部113计算出的高尔夫球B的转速来计算高尔夫球B的旋转移动量。

图14为用于说明图10的步骤S24所示的滑动量计算处理的详细内容的流程图。步骤S241中，滑动量计算部115从移动量计算部114中获取高尔夫球B的旋转移动量。此外，在步骤S242中，滑动量计算部115从移动量计算部114中获取高尔夫球B的全部移动量。

进而，在步骤S243中，滑动量计算部115从高尔夫球B的全部移动量中减去高尔夫球B的旋转移动量而计算滑动量。

根据以上说明的本实施方式，仅采用摄像装置1，不用严密地配合高尔夫球B的位置和视角，便能简单地计算高尔夫球B的滑动量。而且，能够将所计算的滑动量向使用者报告。

另外，在轻击球中，已知高尔夫球B的滑动量为表示轻击球的状态的指标之一。由于滑动量为使用者实际上进行轻击球而得到的值，因此难以使使用者的感觉在滑动量与轻击球的状态之间产生偏差。

因此，本实施方式，将摄像装置1适用于高尔夫的练习中，消除使用者的感觉与球前进的距离之间的偏差，能够更简单地获取轻击球的状态的指标。

如以上说明那样，如图2等所示那样，能够取上述的实施方式等的摄像装置1具有：图像获取部111、确定部112、转速计算部113、移动量计算部114、和滑动量计算部115。

图像获取部111获取连续地拍摄到的多个图像。

确定部112从由图像获取部111所获取的多个图像的各个图像中确定作为规定的物体的高尔夫球B。

转速计算部113计算由确定部112所确定的高尔夫球B的转速。

移动量计算部114计算高尔夫球B进行移动的全部移动量。

滑动量计算部115基于由转速计算部113所计算的转速和由移动量计算部114所计算的全部移动量来计算滑动量。

由此，能够计算连续地拍摄到的多个图像中所包含的规定的物体的像的滑动量。因此，能够消除使用者的感觉与高尔夫球前进的距离之间的偏差。

此外，如图2等所示，摄像装置1还具备报告与由滑动量计算部115所计算的滑动量相对应的信息的报告控制部117。

由此，摄像装置1向使用者报告滑动量，并能够将滑动量作为表示轻击球的状态的指标向使用者提供。

此外，摄像装置1，如图3等所示，确定部112在由图像获取部111所获取的多个图像的各个图像中，根据至少两个不同区域的信息的分离度来确定物体。

由此，能够使用分离滤波器来确定物体。

此外，摄像装置1，如图6、图7等所示，转速计算部113将包含规定的物体的规定的图像(位于初始位置的高尔夫球像)作为参照图像，基于参照图像与多个图像中的各个图像的相关性计算物体的转速。

由此，通过将多个图像中的各个图像与参照图像进行模式匹配能够计算规定的物体的转速。

此外，摄像装置1，如图13等所示，移动量计算部114根据转速计算部113所计算的转速来计算高尔夫球B仅通过旋转运动所移动的距离即旋转移动量。滑动量计算部115计算从由移动量计算部114所计算的全部移动量中减去由移动量计算部114所计算的旋转移动量之后所得到的值作为滑动量。

由此，能够通过比较简易的方法计算滑动量的值。

此外，摄像装置1，如图13等所示，移动量计算部114基于由图像获取部111所获取的多个图像计算作为规定的物体的高尔夫球B移动的距离。

由此，不会单独地获取用于计算高尔夫球B的移动距离的信息，而能使用获取了转速等其他信息的多个图像来计算高尔夫球B的移动距离。

此外，摄像装置1，如图2等所示，具有滑动量获取部116和报告控制部117。滑动量获取部116获取与特定的物体的滑动量相关的信息。

报告控制部117报告与由滑动量获取部116所获取的滑动量相关的信息。

由此，将滑动量向使用者报告，并能将滑动量作为表示轻击球的状态的指标向使用者提供。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够实现本发明的目的的范围中的变形、改良等也包括在本发明中。

在上述的实施方式中，由图像获取部111所获取的图像的数据为从摄像部17依次输出的、构成动态图像的多个帧图像的数据，但并不特别限定于此，也可为通过所谓连拍而得到的多个静止图像的数据等、连续地拍摄到的多个图像的数据。此外，该图像并不限于由摄像装置1的摄像部17拍摄到的图像，也可为由未图示的其他装置所拍摄的图像。

此外，在上述的实施方式中，报告控制部117将从作为规定的物体的 高尔夫球B进行移动的全部移动量中减去该高尔夫球B通过旋转而移动的旋转移动量后所得到的值作为滑动量进行报告，但本实施方式并不限于这种方式。

例如，报告控制部117也可将该运算得到的值在高尔夫球B移动的距离整体中所占的比例作为滑动量进行报告。

即、摄像装置1的移动量计算部114根据由转速计算部113所计算的转速来计算高尔夫球B仅通过旋转运动而移动的距离即旋转移动量。滑动量计算部115计算从由移动量计算部114所计算的全部移动量中减去由移动量计算部114所计算的旋转移动量后所得到的值，并计算所计算出的值在全部移动量中所占的比例作为滑动量。

由此，能够通过比较的简易的方法来计算高尔夫球B不旋转而移动的距离在全部移动量中所占的比例作为滑动量。

此外，在上述的实施方式中，本发明所适用的摄像装置1以数码照相机为例进行了说明，但并不特别地限定于此。

例如，本发明通常能够适用于具有图像解析功能、信息报告功能的电子机器中。具体地来说，例如本发明能适用于笔记本型的个人计算机、电视接收机、摄像机、便携式导航装置、便携式电话机、智能手机、移动式游戏机等中。

上述一系列的处理也能通过硬件执行，也能通过软件来执行。

换句话说，图2的功能结构只不过是例示，并不特别地限定。即、作为整体能执行上述一系列的处理的功能可以在摄像装置1中设置，为了实现该功能而使用哪种功能模块并不特别限于图2的例子。

此外，一个功能模块也可由硬件单体构成，也可由软件单体构成，也可由这两者的组合构成。

在由软件执行一系列的处理的情况下，构成该软件的程序也可从网络或记录介质中安装到计算机等中。

计算机也可为组装入专用的硬件的计算机。此外，计算机也可为通过安装各种程序来执行各种功能的计算机、例如通用的个人计算机。

包括这种程序的记录介质为了对使用者提供程序而不仅由与装置本体分开分布的图1的可移动介质31构成，而且由在预先组装到装置主体 的状态下对使用者提供的记录介质等构成。可移动介质31例如由磁盘(包括软盘)、光盘、或者光磁盘等构成。光盘例如由CD-ROM(CompactDisk-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、Blu-ray Disc(蓝光盘)等构成。

光磁盘由MD(Mini-Disk)等构成。此外，在被预先组装到装置主体的状态下对使用者提供的记录介质例如由记录程序的图1的ROM12、图1的存储部20中所包括的硬盘等构成。

另外，在本说明书中，对记录于记录介质的程序进行描述的步骤当然包括沿着该顺序以时间序列进行的处理，还包括未必以时间序列处理而并行或个别地执行的处理。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式只不过是例示，并不限定本发明的技术范围。本发明能取其他的各种实施方式，进而在不脱离本发明的主旨的范围中能够进行省略或置换等各种变更。这些实施方式或其变形包括在本说明书等中记载的发明的范围或主旨中，并且包括在专利请求的范围中所记载的发明及其同等的范围中。

Claims (8)

1.一种图像解析装置，其特征在于，具备：

图像获取单元，其获取连续拍摄到的多个图像；

确定单元，其根据由上述图像获取单元获取到的多个图像中的各个图像来确定规定的物体；

转速计算单元，其计算由上述确定单元确定的上述规定的物体的转速；

第1距离计算单元，其计算上述规定的物体移动的第1距离；和

滑动量计算单元，其基于由上述转速计算单元计算出的转速和由上述第1距离计算单元计算出的第1距离来计算上述规定的物体的滑动量。

2.根据权利要求1所述的图像解析装置，其特征在于，

上述图像解析装置还具备报告单元，该报告单元报告与由上述滑动量计算单元计算出的滑动量相对应的信息。

3.根据权利要求1所述的图像解析装置，其特征在于，

上述确定单元，

在由上述图像获取单元获取到的多个图像的各个图像中，根据至少两个不同的区域的信息的分离度来确定上述物体。

4.根据权利要求1所述的图像解析装置，其特征在于，

上述转速计算单元，基于包含上述规定的物体在内的规定的图像与上述多个图像中的各个图像的相关性来计算上述物体的转速。

5.根据权利要求1所述的图像解析装置，其特征在于，

上述图像解析装置还具备第2距离计算单元，该第2距离计算单元根据由上述转速计算单元计算出的转速来计算上述规定的物体仅通过旋转运动而移动的第2距离，

上述滑动量计算单元计算从由上述第1距离计算单元计算出的第1距离中减去由上述第2距离计算单元计算出的第2距离后得到的值作为上述滑动量。

6.根据权利要求1所述的图像解析装置，其特征在于，

上述图像解析装置还具备第2距离计算单元，该第2距离计算单元根据由上述转速计算单元计算出的转速来计算上述规定的物体仅通过旋转运动而移动的第2距离，

上述滑动量计算单元计算从上述第1距离中减去上述第2距离后得到的值在上述第1距离中所占的比例作为上述滑动量。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的图像解析装置，其特征在于，

上述第1距离计算单元基于上述多个图像来计算上述第1距离。

8.一种图像解析方法，由对图像进行解析的图像解析装置执行，该图像解析方法包括：

图像获取步骤，获取连续拍摄到的多个图像；

确定步骤，根据在上述图像获取步骤中获取到的上述多个图像中的各个图像来确定规定的物体；

转速计算步骤，计算在上述确定步骤中确定的上述规定的物体的转速；

第1移动距离计算步骤，计算上述规定的物体移动的距离；和

滑动量计算步骤，基于在上述转速计算步骤中计算出的转速和在上述第1移动距离计算步骤中计算出的距离来计算上述规定的物体的滑动量。