CN105654506A - 用于分析运动的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于分析运动的装置包括相机，相机控制器，其配置为控制相机在对象上执行普通拍摄并且生成第一视频；以及运动分析器，其配置为当在第一视频中的对象的运动对应于高速运动模式时，发送指示高速运动模式的模式设置信号给相机控制器。当接收到指示高速运动模式的模式设置信号时，相机控制器控制相机执行高速拍摄并且生成第二视频，并且当在第二视频中的对象的运动对应于分析模式时，运动分析器生成第二视频的分析数据。

Description

用于分析运动的装置及方法

相关申请的交叉参考

本申请要求2014年11月24日提交的韩国专利申请第2014-0164767号的优先权和权益，其公开通过参考而整体并入本文。

技术领域

本发明涉及用于分析对象的运动的技术，并且更具体地，涉及用于分析对象的高速运动的技术。

背景技术

当具体对象例如用户等在包括在运动分析装置中的相机前面进行运动时，相机捕获该运动以生成视频，并且运动分析装置可以通过分析该视频确定对象开始、结束还是正在进行指定运动。运动分析装置分析在运动场合等中的运动精度等，并且可以在需要分析各种运动的场合中使用。

因为在对象的运动之中存在快速运动，所以精确运动分析需要超高速相机(例如，能够以120Hz或以上帧频操作的相机)。

然而，由于由超高速相机生成的大量视频帧，运动分析装置难以提供由超高速相机生成的视频的实时运动分析结果。

发明内容

本发明针对提供一种用于分析运动的装置及方法，其中稳定地进行高速运动的分析。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于分析运动的装置，包括：相机，相机控制器，其配置为控制相机对对象执行普通拍摄并且生成第一视频；以及运动分析器，其配置为当在第一视频中的对象的运动对应于高速运动模式时，发送指示高速运动模式的模式设置信号给相机控制器。这里，当接收到指示高速运动模式的模式设置信号时，相机控制器控制相机执行高速拍摄并且生成第二视频，并且当在第二视频中的对象的运动对应于分析模式时，运动分析器生成第二视频的分析数据。

用于分析运动的装置可以还包括视频储存存储器，其配置为存储第二视频，并且当模式设置信号指示高速运动模式时，相机控制器可以发送第二视频给视频储存存储器。

用于分析运动的装置可以还包括视频处理器，其配置为将第二视频划分为包括先前指定数目帧的帧周期，并且生成相应帧周期的代表帧的视频信息，并且运动分析器可以参考该代表帧的视频信息生成对应于该代表帧的分析数据，并且参考该分析数据确定对象的运动是否对应于分析模式。

当模式设置信号指示分析模式时，视频处理器可以生成除了代表帧之外的第二视频的帧的视频信息，并且运动分析器可以参考其他帧的视频信息生成分析数据。

相机控制器可以发送第一视频给视频处理器，视频处理器可以生成并且发送第一视频的所有帧的视频信息给运动分析器，并且运动分析器可以参考第一视频的所有帧的视频信息确定在第一视频中的对象的运动是否对应于高速运动模式。

用于分析运动的装置可以还包括分析数据储存存储器，其配置为存储第二视频的分析数据，并且运动分析器可以发送第二视频的代表帧的分析数据和第二视频的其他帧的分析数据给分析数据储存存储器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在运动分析装置中分析对象的运动的方法，包括：对对象执行普通拍摄以生成第一视频；当在第一视频中示出的对象的运动对应于高速运动模式时，对对象执行高速拍摄以生成第二视频；并且当在第二视频中示出的对象的运动对应于分析模式时，分析第二视频的视频信息以生成分析数据。

所述方法可以还包括当在第一视频中示出的对象的运动对应于高速运动模式时，将第二视频存储在视频储存存储器中。

所述方法可以还包括：将第二视频划分为包括先前指定数目帧的帧周期，并且生成相应帧周期的代表帧的视频信息；参考该代表帧的视频信息生成对应于代表帧的分析数据；以及参考该分析数据确定对象的运动是否对应于分析模式。

当在第二视频中示出的对象的运动对应于分析模式时、分析第二视频的视频信息以生成分析数据的步骤可以包括：生成除了代表帧之外的第二视频的帧的视频信息，并且参考其他帧的视频信息生成分析数据。

所述方法可以还包括：将对应于第二视频的代表帧的分析数据存储在分析数据储存存储器中；将对应于第二视频的其他帧的分析数据存储在分析数据储存存储器中；以及输出对应于第二视频的代表帧的分析数据和对应于第二视频的其他帧的分析数据。

所述方法可以还包括：生成第一视频的所有帧的视频信息；并且参考第一视频的所有帧的视频信息，来确定在第一视频中示出的对象的运动是否对应于高速运动模式。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他目的、特征和优点对于本领域的技术人员来说将变得更清晰，其中：

图1为示出根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置的示例的方框图。

图2为示出与在根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置中指定的高速运动模式对应的对象的指定运动的示例的图。

图3为示出与在根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置中指定的分析模式对应的指定运动的示例的图。

图4为图示根据本发明示例性实施例的其中用于分析运动的装置分析对象的运动的处理的示例的流程图。

图5为示出其中实现根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置的计算机系统的示例的图。

具体实施方式

下面将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例。虽然结合其中的示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员将清楚在不脱离本发明精神和范围的情况下可以作出各种修改。

在该说明书中，当一部件被称为“发送”信号到另一部件时，应该理解该部件可以直接连接到所述另一部件，并且发送该信号，但是也可以通过中间部件发送该信号，除非按照别的方式阐明。

图1为示出根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置的示例的方框图。图2为示出与在根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置中指定的高速运动模式对应的对象的指定运动的示例的图，并且图3为示出与在根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置中指定的分析模式对应的指定运动的示例的图。

参考图1，根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置包括相机110、相机控制器120、视频处理器130、视频储存存储器140、运动分析器150、数据储存存储器160、以及输出单元170。

相机110通过捕捉移动对象生成视频，并且发送所生成视频给相机控制器120。此时，相机110可以从相机控制器120接收用于控制捕捉速度的控制信号，并且根据该控制信号调节捕捉速度以执行拍摄。在下文中，其中相机110以先前指定的捕捉速度捕捉对象的普通运动的操作称为普通拍摄，并且在其中相机110以比普通拍摄的捕捉速度更高的捕捉速度捕捉对象的高速运动的操作称为高速拍摄。换句话说，通过高速拍摄生成的视频比通过普通拍摄生成的视频每秒钟具有更多的帧。

相机控制器120根据对象的当前运动从运动分析器150接收模式设置信号，根据该模式设置信号生成控制信号，并且发送控制信号给相机110。模式设置信号可以指示在对象进行除了高速运动之外的普通运动时使用的普通运动模式、在对象进行高速运动时使用的高速运动模式、以及在完成高速运动时使用的分析模式的任意一种。当模式设置信号指示普通运动模式或分析模式时，相机控制器120可以向相机110发送控制信号，用于请求将捕捉速度减少到先前指定的值。另一方面，当模式设置信号指示高速运动模式时，相机控制器120可以向相机110发送控制信号，用于请求将捕捉速度增加到先前指定为比普通运动模式或分析模式的捕捉速度更高的值。因此，相机110可以根据控制信号执行普通拍摄或高速拍摄。

并且，相机控制器120根据模式设置信号发送视频给视频处理器130或视频储存存储器140。换句话说，当模式设置信号指示普通运动模式时，相机控制器120将从相机110接收的视频发送到视频处理器130。当模式设置信号指示高速运动模式时，相机控制器120将从相机110接收的视频发送到视频储存存储器140。

视频处理器130分析从控制器120接收的视频或者存储在视频储存存储器140中的视频，从而生成先前指定的信息(下面称为视频信息)。例如，当对象是人时，视频信息可以包括人的指定身体部分(头部、肘、手等)的位置和关节的弯曲程度(关节的角度)。此时，视频处理器130可以使用公知方法生成视频信息，例如基于视觉的计算机算法等。这里，基于视觉的计算机算法可以是用于检测边缘和特征点并且从边缘和特征点导出视频信息的公知技术。并且，视频处理器130可以从运动分析器150接收模式设置信号，并且根据模式设置信号分析从相机控制器120接收的视频或存储在视频储存存储器140中的视频以生成视频信息。例如，当模式设置信号指示普通运动模式时，视频处理器130可以分析直接从相机控制器120接收的视频以生成视频信息。另一方面，当模式设置信号指示高速运动模式时，视频处理器130可以分析存储在视频储存存储器140中的视频以生成视频信息。此时，视频处理器130可以根据包括先前指定数目连续帧的帧周期对存储在视频储存存储器140中的视频的帧进行分组，抽取包括在每个帧周期中的任意一帧作为代表帧，以及生成代表帧的视频信息。例如，视频处理器130可以将存储在视频储存存储器140中的视频划分为由两个帧组成的帧周期，并且抽取包括在每个帧周期中的帧的第一帧作为代表帧。以这样的方式，视频处理器130生成在相应帧周期中的仅代表帧的视频信息。因此，即使当在高速运动模式中生成的视频每秒具有大量的帧时，视频处理器130也能实时地生成视频信息。当模式设置信号指示分析模式时，视频处理器130可以生成除了代表帧之外的存储在视频储存存储器140中的视频的帧的视频信息。视频处理器130发送所生成的视频信息给运动分析器150。

运动分析器150分析视频信息并且确定在对应于视频信息的视频中的对象是否作出对应于多个先前指定运动的任意一个的运动。当在视频中的对象作出对应于多个先前指定运动的任意一个的运动(下面称为指定运动)时，运动分析器150生成指示先前指定为与视频中对象的运动对应的指定运动的模式的模式设置信号，并且发送模式设置信号给相机控制器120、视频处理器130、以及输出单元170。这里，运动分析器150可以对于每一指定运动预先指定上面所述的高速运动模式或分析模式。例如，运动分析器150可预先对于如图2所示的高尔夫的瞄准动作指定高速运动模式，并且对于如图3所示的高尔夫的完成动作指定分析模式。虽然参考图2和图3描述了向相应模式指定高尔夫运动，但是除了高尔夫以外的体育的运动或除了人以外的对象的运动也可以设置为向相应模式指定的运动。

并且，当在视频中对象作出的指定运动对应于高速运动模式或分析模式时，运动分析器150通过先前指定步骤分析从视频处理器130接收的视频信息以生成分析数据，并且发送分析数据给分析数据储存存储器160。这里，分析数据可以包括基于相机110的位置的对象的具体部分的三维(3D)坐标数据、以及指示对象的运动是哪种类型的运动的信息。在完成分析数据的生成和发送之后，运动分析器150生成和发送指示普通运动模式的模式设置信号给相机控制器120、视频处理器130、以及输出单元170。在发送指示普通运动模式的模式设置信号之后，运动分析器150从视频处理器130接收视频信息，分析视频信息以生成普通分析数据，并且发送分析数据给输出单元170。

分析数据储存存储器160存储从运动分析器150接收的分析数据，并且发送分析数据给输出单元170。

输出单元170从运动分析器150接收模式设置信号，并且根据模式设置信号发送存储在分析数据储存存储器160中的分析数据给外部设备(例如，能够显示数据的设备，例如终端、显示器等)。例如，当从运动分析器150接收的模式设置信号指示普通运动模式时(即，当完成分析模式时)，输出单元170可以发送存储在分析数据储存存储器160中的分析数据给外部设备。并且，当从运动分析器150接收分析数据时，输出单元170可以发送分析数据给外部设备。

图4为图示根据本发明示例性实施例的其中用于分析运动的装置分析对象的运动的处理的示例的流程图。

参考图4，在操作405中，用于分析运动的装置通过普通拍摄生成视频。

在操作410中，用于分析运动的装置生成在操作405中生成的视频的视频信息。此时，用于分析运动的装置可以利用公知方法例如基于视觉的计算机算法等生成视频信息。

在操作415中，用于分析运动的装置确定对应于视频信息的指定运动是否对应于高速运动模式。高速运动模式在对象进行高速运动时被使用，并且被使用来获取视频，在视频中通过高速拍摄捕捉对象的精确运动。

当在操作415中确定对应于视频信息的指定运动不对应于高速运动模式时，在操作S420中，用于分析运动的装置生成和输出在操作405中生成的视频的分析数据。

当在操作415中确定对应于视频信息的指定运动对应于高速运动模式时，用于分析运动的装置在操作S425中通过高速拍摄生成视频并且将通过高速拍摄生成的视频存储在视频储存存储器140中。

在操作430中，用于分析运动的装置将视频划分为多个指定帧周期，生成相应帧周期的代表帧的视频信息，并且参考该代表帧的视频信息生成代表帧的分析数据。这里，每个帧周期可以包括先前指定数目的连续帧，并且在每个帧周期中对应于先前指定顺序的帧可以是相应帧周期的代表帧。此时，用于分析运动的装置可以输出代表帧的分析数据，并且将分析数据存储在分析数据储存存储器160中。

在操作435中，用于分析运动的装置确定对应于代表帧的分析数据的指定运动是否对应于分析模式。

当在操作435中确定对应于代表帧的分析数据的指定运动不对应于分析模式时，用于分析运动的装置再次执行操作425到操作435。

当在操作435中确定对应于代表帧的分析数据的指定运动对应于分析模式时，用于分析运动的装置在操作440中生成和存储除了代表帧之外的存储在视频储存存储器140中的视频的帧的分析数据。此时，用于分析运动的装置可以将分析数据存储在分析数据储存存储器160中。并且，当生成和存储整个视频的分析数据时，用于分析运动的装置可以输出存储在视频储存存储器140中的视频的缓慢播放场景给外部设备，或者输出先前存储的附加视频(例如，示例性高尔夫挥杆(swing)视频)或先前存储的附加数据(例如，关于高尔夫的技巧)给外部设备。

在操作445中，用于分析运动的装置输出存储在分析数据储存存储器160中的分析数据。

虽然未在图4中示出，但是在上面所述的操作445之后，用于分析运动的装置可以再次执行以操作405开始的处理。

仅在对象进行高速运动时，根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置确实通过高速拍摄生成视频。因此，与通过高速拍摄生成对象的所有运动的视频并且分析视频的情况相比，可能减少通过生成和分析视频导致的负载。此外，在根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置中，允许存储所捕捉视频的视频储存存储器和存储分析数据的分析数据储存存储器仅存储由高速拍摄得到的视频和分析数据，因此可以有效地使用存储器。

根据本发明的示例性实施例的上面所述用于分析运动的装置可以实现为计算机系统。

图5为示出其中实现根据本发明的示例性实施例的用于分析运动的装置的计算机系统的示例的图。

本发明的示例性实施例例如可以实现为在计算机系统中的计算机可读记录介质。如图5所示，计算机系统500可以包括在至少另一个处理器510、存储器520、储存器530、用户界面输入单元540、以及用户界面输出单元550之中的至少一个元件，并且这些可以通过总线560彼此通信。并且，计算机系统500可以还包括用于连接到网络的网络接口570。处理器510可以是执行存储在存储器520和/或储存器530中的处理指令的中央处理单元(CPU)或半导体设备。存储器520和储存器530可以包括各种类型的易失性和非易失性储存介质。例如，存储器520可以包括只读存储器(ROM)524和随机存取存储器(RAM)525。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，可以没有重负载地进行高速运动的分析。

并且，根据本发明的示例性实施例，具有较低规格的硬件能分析包括高速运动的所有运动。

本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明精神或范围的情况下，可以对本发明的上述示例性实施例作出各种修改。因此，本发明意欲覆盖所有这些修改，只要它们落入所附利要求和它们的等效的范围内。

Claims (12)

1.一种用于分析运动的装置，包括：

相机；

相机控制器，其配置为控制相机对对象执行普通拍摄并且生成第一视频；以及

运动分析器，其配置为当在第一视频中的对象的运动对应于高速运动模式时，发送指示高速运动模式的模式设置信号给相机控制器，

其中，当接收到指示高速运动模式的模式设置信号时，相机控制器控制相机执行高速拍摄并且生成第二视频，以及

当在第二视频中的对象的运动对应于分析模式时，运动分析器生成第二视频的分析数据。

2.如权利要求1所述的装置，进一步包括视频储存存储器，其配置为存储第二视频，

其中当模式设置信号指示高速运动模式时，相机控制器发送第二视频给视频储存存储器。

3.如权利要求1所述的装置，还包括视频处理器，其配置为将第二视频划分为包括先前指定数目帧的帧周期，并且生成相应帧周期的代表帧的视频信息，

其中运动分析器参考该代表帧的视频信息生成对应于该代表帧的分析数据，并且参考该分析数据确定对象的运动是否对应于分析模式。

4.如权利要求3所述的装置，其中当模式设置信号指示分析模式时，视频处理器生成除了代表帧之外的第二视频的帧的视频信息，以及

运动分析器参考其他帧的视频信息生成分析数据。

5.如权利要求3所述的装置，其中相机控制器发送第一视频给视频处理器，

视频处理器生成并且发送第一视频的所有帧的视频信息给运动分析器，以及

运动分析器参考第一视频的所有帧的视频信息确定在第一视频中的对象的运动是否对应于高速运动模式。

6.如权利要求4所述的装置，还包括分析数据储存存储器，其配置为存储第二视频的分析数据，

其中运动分析器发送第二视频的代表帧的分析数据和第二视频的其他帧的分析数据给分析数据储存存储器。

7.一种在运动分析装置中分析对象的运动的方法，包括：

对对象执行普通拍摄以生成第一视频；

当在第一视频中示出的对象的运动对应于高速运动模式时，对对象执行高速拍摄以生成第二视频；以及

当在第二视频中示出的对象的运动对应于分析模式时，分析第二视频的视频信息以生成分析数据。

8.如权利要求7所述的方法，还包括当在第一视频中示出的对象的运动对应于高速运动模式时，将第二视频存储在视频储存存储器中。

9.如权利要求7所述的方法，还包括：

将第二视频划分为包括先前指定数目帧的帧周期，并且生成相应帧周期的代表帧的视频信息；

参考该代表帧的视频信息生成对应于代表帧的分析数据；以及

参考该分析数据确定对象的运动是否对应于分析模式。

10.如权利要求9所述的方法，其中当在第二视频中示出的对象的运动对应于分析模式时分析第二视频的视频信息以生成分析数据的步骤包括：

生成除了代表帧之外的第二视频的帧的视频信息，以及

参考其他帧的视频信息生成分析数据。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

将对应于第二视频的代表帧的分析数据存储在分析数据储存存储器中；

将对应于第二视频的其他帧的分析数据存储在分析数据储存存储器中；以及

输出对应于第二视频的代表帧的分析数据和对应于第二视频的其他帧的分析数据。

12.如权利要求7所述的方法，还包括：

生成第一视频的所有帧的视频信息；以及

参考第一视频的所有帧的视频信息，确定在第一视频中示出的对象的运动是否对应于高速运动模式。