JP2000207568A - 姿勢の計測装置及び姿勢の計測プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被計測物体にマーカやセンサをつけたり、特
別の背景を用意したり、特殊なカメラを用意したりする
ことなく、簡単に被計測物体の姿勢を計測する。 【解決手段】 映像入力部１０１を介して被計測物体の
カメラ画像を姿勢計測画像として取り込む。姿勢計測画
像における被計測物体の位置，大きさ，姿勢を推定処理
部１０２で推定する。エッジ抽出手部１０４と中心線推
定部１０５と中心線検出部１０６とで姿勢計測処理部１
０３を構成する。エッジ抽出部１０４で姿勢計測画像の
エッジを抽出してエッジ画像を作る。中心線推定部１０
５で推定処理部１０２からの推定結果から被計測物体の
輪郭の中心線を推定する。中心線検出部１０６でエッジ
画像における推定中心線の近傍のエッジから中心線を確
定する。この確定した中心線の傾きを被計測物体の姿勢
として出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スポーツやリハ
ビリテーションなどで運動解析を行うために用いて好適
な姿勢の計測装置及び姿勢の計測プログラムを記録した
記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】動く物体の運動解析を行うための姿勢の
計測装置には次のようなものがある。 〔物体にマーカを付ける方法〕赤外光を反射するマー
カや色マーカをつけた物体をカメラで撮影する。得られ
るカメラ画像からマーカの領域を検出し、マーカの動き
から姿勢を計測する。複数のカメラで同時に物体を撮影
し、ステレオ計測によりマーカの３次元位置を求めるこ
とで３次元的な姿勢計測を行う方法もある。 〔小型のセンサを物体に装着する方法〕ジャイロや加
速度計のような位置や動きを計測するセンサを物体に装
着することにより姿勢を計測する。 〔画像処理による方法〕クロマキーで使用されるよう
な特殊な背景を設定したり、赤外線カメラを用いるなど
して物体のシルエットを抽出し、シルエットから姿勢を
計測する。シルエットからの姿勢の計測方法は、シルエ
ットの中心線（スケルトン）や輪郭から関節角度を計測
する方法、物体の形状モデルからシルエットを作成し，
実測したシルエットと一致するように形状モデルを変形
させることで姿勢を求める方法などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法およびでは、物体にマーカやセンサを装着させ
る必要があり、簡便に計測することができない。スポー
ツやリハビリテーションにおいて運動解析を行う場合に
は、物を身体に装着することで心理的負担をかけたり、
動作にも影響が出たりして計測データに問題が生じる場
合もある。また、マーカーが隠れた場合には計測不可能
である。従来の方法では、特殊な背景やカメラを用意
する必要があるため，医療やスポーツの現場への適用が
困難である。

【０００４】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、被計測物体
にマーカやセンサをつけたり、特別の背景を用意した
り、特殊なカメラを用意したりすることなく、簡単に被
計測物体の姿勢を計測することのできる姿勢の計測装置
及び姿勢の計測プログラムを記録した記録媒体を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、被計測物体のカメラ画像を姿勢計
測画像として取り込み、この姿勢計測画像における被計
測物体の位置，大きさ，姿勢を推定し、この推定結果と
姿勢計測画像とから姿勢計測画像における被計測物体の
輪郭の中心線を求め、この中心線の傾きから被計測物体
の姿勢を計測するようにしたものであり、姿勢計測画像
における被計測物体の輪郭の中心線を求めるにあたっ
て、姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を作
り、前記推定結果から姿勢計測画像における被計測物体
の輪郭の中心線を推定し、エッジ画像における推定中心
線の近傍のエッジから中心線を確定するようにしたもの
である。

【０００６】この発明によれば、姿勢計測画像における
被計測物体の位置，大きさ，姿勢の推定結果から被計測
物体の輪郭の中心線が推定され、エッジ画像（姿勢計測
画像のエッジを抽出して作成された画像）における推定
中心線の近傍のエッジから中心線が確定され、この確定
された中心線の傾きから被計測物体の姿勢が計測され
る。

【０００７】また、本発明は、Ｎ個（Ｎ≧２）のパーツ
より構成される被計測物体のカメラ画像を姿勢計測画像
として取り込み、この姿勢計測画像における被計測物体
の位置，大きさ，姿勢を推定し、この推定結果と姿勢計
測画像とから被計測物体の各パーツの輪郭の中心線を求
め、この各パーツの中心線の傾きから被計測物体の姿勢
を計測するようにしたものであり、姿勢計測画像におけ
る被計測物体の各パーツの輪郭の中心線を求めるにあた
って、姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を作
り、前記推定結果から姿勢計測画像における被計測物体
の各パーツの輪郭の中心線を推定し、エッジ画像におけ
る最前面パーツの推定中心線の近傍のエッジからこの最
前面パーツの中心線を確定し、エッジ画像における最前
面パーツの確定中心線の近傍のエッジを削除して部分削
除エッジ画像を作り、この部分削除エッジ画像における
最前面パーツの後方に位置する次順パーツの推定中心線
の近傍のエッジからこの次順パーツの中心線を確定し、
被計測物体のパーツの個数ＮがＮ≧３の場合、次順パー
ツと同様にして、手前のパーツの確定中心線の近傍のエ
ッジをさらに削除した新たな部分削除エッジ画像とその
パーツの推定中心線とから、残りのパーツの中心線を確
定させて行くようにしたものである。

【０００８】この発明によれば、姿勢計測画像における
被計測物体の位置，大きさ，姿勢の推定結果から被計測
物体の各パーツの輪郭の中心線が推定され、エッジ画像
における最前面パーツの推定中心線の近傍のエッジから
この最前面パーツの中心線が確定される。また、エッジ
画像における最前面パーツの確定中心線の近傍のエッジ
が削除されて部分削除エッジ画像が作成され、この部分
削除エッジ画像における最前面パーツの後方に位置する
次順パーツの推定中心線の近傍のエッジからこの次順パ
ーツの中心線が確定される。被計測物体のパーツの個数
ＮがＮ≧３の場合、次順パーツと同様にして、手前のパ
ーツの確定中心線の近傍のエッジをさらに削除した新た
な部分削除エッジ画像とそのパーツの推定中心線とか
ら、残りのパーツの中心線が確定されて行く。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。 〔実施の形態１：第１発明（請求項１）、第２発明（請
求項２）、第３発明（請求項３）〕図１はこの発明の第
１の実施の形態を示す姿勢の計測装置のブロック構成図
である。

【００１０】同図において、１０１は被計測物体のカメ
ラ画像を姿勢計測画像として取り込む映像入力部（画像
取込手段）、１０２は映像入力部１０１からの姿勢計測
画像における被計測物体の位置，大きさ，姿勢を推定す
る推定処理部（推定手段）、１０３は映像入力部１０１
からの姿勢計測画像と推定処理部１０２からの推定結果
とから姿勢計測画像における被計測物体の輪郭の中心線
を求め、この中心線の傾きを被計測物体の姿勢として計
測する姿勢計測処理部（姿勢計測手段）である。

【００１１】姿勢計測処理部１０３は、映像入力部１０
１からの姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を
作るエッジ抽出手部（エッジ抽出手段）１０４と、推定
処理部１０２からの推定結果から姿勢計測画像における
被計測物体の輪郭の中心線を推定する中心線推定部（中
心線推定手段）１０５と、中心線推定部１０５からの推
定中心線とエッジ抽出部１０４からのエッジ画像とを入
力とし、エッジ画像における推定中心線の近傍のエッジ
から中心線を確定する中心線検出部（中心線確定手段）
１０６とから構成されている。

【００１２】中心線検出部１０６は、エッジ抽出部１０
４からのエッジ画像と中心線推定部１０５からの推定中
心線を入力とし、推定中心線上の各点に対して、この推
定中心線と直交する方向にあるエッジ上の点の中で、こ
の推定中心線の両側に位置し、かつ、お互いの距離が第
１のしきい値Ｔ１以上で第２のしきい値Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ
１）以下である２点を求め、それらの中点を中心線候補
点として求める中点検出部（中心線候補点検出手段）１
０７と、中点検出部１０８からの中心線候補点を最もよ
く近似する直線を確定中心線とする直線検出部（中心線
検出手段）１０８とから構成されている。直線検出部１
０８は確定した中心線の傾きを姿勢計測画像における被
計測物体の姿勢として出力する。

【００１３】次に、人物の歩行動作の解析を行う場合を
例に、この姿勢の計測装置の動作について説明する。映
像入力部１０１は歩行動作を行っている人物のカメラ画
像を姿勢計測画像として取り込む。この取り込まれた姿
勢計測画像は推定処理部１０２および姿勢計測処理部１
０３に与えられる。

【００１４】推定処理部１０２は姿勢計測画像における
人物の位置、大きさ、姿勢を推定する。推定方法の一例
として、圧力センサを用いる方法がある（１９９８年電
子情報通信学会総合大会Ｄ−１２−１４８、カメラと足
圧センサによる歩行時の姿勢計測）。これは圧力センサ
とカメラとの位置関係を求めておき、足圧が生じた位置
から画像での足の位置、両足を接地したときに計測した
両足の間隔から画像での人物の大きさ、足圧分布の時間
変化から姿勢をそれぞれ推定する方法である。この推定
処理部１０２での推定結果は姿勢計測処理部１０３へ与
えられる。

【００１５】姿勢計測処理部１０３において、映像入力
部１０１からの姿勢計測画像はエッジ抽出部１０４へ与
えられ、推定処理部１０２からの推定結果は中心線推定
部１０５へ与えられる。中心線推定部１０５は推定処理
部１０２からの推定結果から姿勢計測画像における人物
の輪郭の中心線（骨格を表す中心線）を推定する。姿勢
計測画像への推定中心線（Ｓ１，Ｓ２）の表示例を図２
に示す。

【００１６】エッジ抽出部１０４は映像入力部１０１か
らの姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を作
る。姿勢計測画像にラプラシアンガウシアンフィルタを
施し、ゼロクロッシング点をエッジとして求めた例を図
３に示す。エッジ抽出部１０４からのエッジ画像および
中心線推定部１０５からの推定中心線は中心線検出部１
０６の中点検出部１０７へ与えられる。中点検出部１０
７は、エッジ抽出部１０４からのエッジ画像に中心線推
定部１０５からの推定中心線を重畳させ、次の方法で中
心線候補点を求める。

【００１７】中点検出部１０７は、推定中心線上の点Ｌ
ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）について（図４参照）、この
推定中心線と直交する方向にあるエッジ上の点の中で、
この推定中心線の両側に位置し、かつ、お互いの距離が
第１のしきい値Ｔ１以上で第２のしきい値Ｔ２以下であ
る２点を求め、それらの中点を中心線候補点として求め
る。

【００１８】ここで、Ｔ１とＴ２の値は、姿勢計測画像
での人物の脚の幅Ｗを推定しておき、例えば、Ｔ１＝Ｗ
／５、Ｔ２＝１．５Ｗと設定すればよい。脚の幅Ｗは人
物の平均的な脚の幅と人物の大きさの推定結果から求め
られる。

【００１９】図４の例では、推定中心線Ｓ１上の点Ｌｉ
に対するエッジ上の点はＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の４点
ある。推定中心線Ｓ１の両側の点から２点を選ぶ組み合
わせのなかで、距離がＴ１以上、Ｔ２以下のものは（Ｐ
１，Ｐ３）と（Ｐ２，Ｐ４）と（Ｐ１，Ｐ４）の組み合
わせである。従って、Ｐ１とＰ３との中点、Ｐ２とＰ４
との中点、およびＰ１とＰ４との中点を中心線候補点と
する。推定中心線Ｓ１上のｎ個の点について中心線候補
点を求めた結果を図５に示す。

【００２０】中点検出部１０７からの中心線候補点は直
線検出部１０８へ与えられる。直線検出部１０８は、中
点検出部１０８からの中心線候補点を最もよく近似する
直線を確定中心線とする。例えば、ハフ（Ｈｏｕｇｈ）
変換を用いれば、中心線候補点を最もよく近似する直線
が得られる。姿勢計測画像への確定中心線（Ｃ１，Ｃ
２）の表示例を図６（ａ）に示す。図６（ａ）では確定
中心線Ｃ１，Ｃ２の傾きが姿勢計測画像における人物の
脚の向きを正しく表していることが分かる。

【００２１】なお、図６（ｂ）に姿勢計測画像への確定
中心線（Ｃ１，Ｃ２）の別の表示例を示す。この場合、
図６（ｂ）での確定中心線Ｃ１の傾きは、姿勢計測画像
における人物の脚の向きを正しく表していない。これ
は、左足の後ろ側の輪郭と、右脚の前側の輪郭で脚があ
ると誤認識したためである。このような問題に対して
は、人物動作を動画像として取り込み、各フレーム画像
から姿勢を計測し、動作の連続性から修正して行くこと
で解決できる。ハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換では直線の候補
を複数検出することが可能である。あるフレーム画像に
おいて、直線検出部１０８で複数の直線が検出されたと
きには、前後のフレームでの姿勢計測結果に近いものを
選択すればよい。

【００２２】以上説明したように、この実施の形態１に
よれば、姿勢計測画像における被計測物体の位置、大き
さ、姿勢の推定結果と姿勢計測画像との照合により、被
計測物体にマーカやセンサをつけたり、特別の背景を用
意したり、特殊なカメラを用意したりすることなく、簡
単に被計測物体の姿勢を計測することができる。

【００２３】〔実施の形態２：第４発明（請求項４）〕
図７はこの発明の第２の実施の形態を示す姿勢の計測装
置のブロック構成図である。同図において、１０１はＮ
個（Ｎ≧２）のパーツより構成される被計測物体のカメ
ラ画像を姿勢計測画像として取り込む映像入力部（画像
取込手段）、１０２は映像入力部１０１からの姿勢計測
画像における被計測物体の位置，大きさ，姿勢を推定す
る推定処理部（推定手段）、２００は映像入力部１０１
からの姿勢計測画像と推定処理部１０２からの推定結果
とから姿勢計測画像における被計測物体の各パーツの輪
郭の中心線を求め、この各パーツの中心線の傾きを被計
測物体の姿勢として計測する姿勢計測処理部（姿勢計測
手段）である。

【００２４】姿勢計測処理部２００は、映像入力部１０
１からの姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を
作るエッジ抽出手部（エッジ抽出手段）１０４と、処理
制御部２０１と、処理制御部２０１を介する推定処理部
１０２からの推定結果から後述する如く姿勢計測画像に
おける被計測物体の各パーツの輪郭の中心線を推定する
中心線推定部（中心線推定手段）１０５と、中心線検出
部（最前面パーツ中心線確定手段、次順パーツ中心線確
定手段、残パーツ中心線確定手段）１０６’と、エッジ
削除部（エッジ削除手段）２０２とから構成されてい
る。

【００２５】中心線検出部１０６’は、中心線推定部１
０５からの最前面パーツの推定中心線とエッジ抽出部１
０４からのエッジ画像を入力とし、エッジ画像における
最前面パーツの推定中心線の近傍のエッジからこの最前
面パーツの中心線を確定する。また、中心線推定部１０
５からの次順パーツの推定中心線とエッジ削除部２０２
からの処理制御部２０１を介する部分削除エッジ画像を
入力とし、部分削除エッジ画像における次順パーツの推
定中心線の近傍のエッジからこの次順パーツの中心線を
確定する。また、被計測物体のパーツの個数ＮがＮ≧３
の場合、次順パーツと同様にして、手前のパーツの確定
中心線の近傍のエッジをさらに削除したエッジ削除部２
０２からの部分削除エッジ画像とそのパーツの推定中心
線とから、残りのパーツの中心線を確定させて行く。

【００２６】エッジ削除部２０２は、エッジ抽出部１０
４からのエッジ画像における最前面パーツの確定中心線
の近傍のエッジを削除して部分削除エッジ画像とする。
また、被計測物体のパーツの個数ＮがＮ≧３の場合、中
心線検出部１０６’での残りのパーツの中心線の確定に
際し、手前のパーツの確定中心線の近傍のエッジをさら
に削除した新たな部分削除エッジ画像を作成する。

【００２７】次に、人物の歩行動作の解析を行う場合を
例に、この姿勢の計測装置の動作について説明する。映
像入力部１０１は歩行動作を行っている人物のカメラ画
像を姿勢計測画像として取り込む。この取り込まれた姿
勢計測画像は推定処理部１０２および姿勢計測処理部２
００に与えられる。

【００２８】推定処理部１０２は姿勢計測画像における
人物の位置、大きさ、姿勢を実施の形態１と同様にして
推定する。この推定処理部１０２での推定結果は姿勢計
測処理部２００へ与えられる。姿勢計測処理部２００に
おいて、映像入力部１０１からの姿勢計測画像はエッジ
抽出部１０４へ与えられ、推定処理部１０２からの推定
結果は処理制御部２０１へ与えられる。

【００２９】処理制御部２０１は、推定処理部１０２か
らの推定結果から姿勢計測画像において人物の左右の脚
（被計測物体の左右のパーツ）のどちらが前面に位置し
ているかを判定する。例えば、この時の姿勢計測画像を
図８とすれば、前面に位置している脚は左脚であると判
定する。そして、処理制御部２０１は、前面に位置して
いると判定した脚、図８で言えば左脚の推定結果（位
置、大きさ、姿勢）を中心線推定部１０５へ送る。

【００３０】中心線推定部１０５は、処理制御部２０１
からの左脚の推定結果から姿勢計測画像における人物の
左脚の輪郭の中心線Ｓ１（図８参照）を推定する。この
推定中心線Ｓ１は中心線検出部１０６’へ与えられる。

【００３１】中心線検出部１０６’は、エッジ抽出部１
０４からのエッジ画像に中心線推定部１０５からの左脚
の推定中心線Ｓ１を重畳させ、実施の形態１と同様の方
法で中心線候補点を求め、この中心線候補点を最もよく
近似する直線を左脚の確定中心線Ｃ１とし（図１０参
照）、この確定中心線Ｃ１の傾きを左脚の姿勢として出
力する。

【００３２】一方、中心線検出部１０６’において求め
られた左脚の確定中心線Ｃ１はエッジ削除部２０２へ与
えられる。エッジ削除部２０２は、エッジ抽出部１０４
からのエッジ画像における左脚の確定中心線Ｃ１の近傍
のエッジを削除して部分削除エッジ画像を作成する。こ
の実施の形態では、左脚の確定中心線Ｃ１の両側で、中
心線検出部１０６’でのしきい値Ｔ２の幅の領域を削除
する。図９に左脚の確定中心線Ｃ１の近傍のエッジを削
除して得られる部分削除エッジ画像を例示する。

【００３３】次に、処理制御部２０１は、最前面パーツ
の後方に位置する次順パーツとして、左脚の後方に位置
する右脚の推定結果（位置、大きさ、姿勢）を中心線推
定部１０５へ送る。また、処理制御部２０１は、エッジ
削除部２０２からの左脚の確定中心線Ｃ１の近傍のエッ
ジを削除した部分削除エッジ画像を中心線検出部１０
６’へ送る。

【００３４】中心線推定部１０５は、処理制御部２０１
からの右脚の推定結果から姿勢計測画像における人物の
右脚の輪郭の中心線Ｓ２（図８参照）を推定する。この
推定中心線Ｓ２は中心線検出部１０６’へ与えられる。

【００３５】中心線検出部１０６’は、エッジ削除部２
０２からの処理制御部２０１を介する部分削除エッジ画
像に中心線推定部１０５からの右脚の推定中心線Ｓ２を
重畳させ、実施の形態１と同様の方法で中心線候補点を
求め、この中心線候補点を最もよく近似する直線を右脚
の確定中心線Ｃ２とし（図１０参照）、この確定中心線
Ｃ２の傾きを右脚の姿勢として出力する。この実施の形
態２では、図１０に示されているように、右脚の大腿部
の一部が隠れているが、正しくその姿勢を計測できてい
ることが分かる。

【００３６】なお、この例では、人物の両足を被計測物
体のパーツとしたが、すなわち被計測物体のパーツの個
数ＮをＮ＝２としたが、Ｎ≧３の場合、次順パーツと同
様にして、中心線検出部１０６’において、手前のパー
ツの確定中心線の近傍のエッジをさらに削除した新たな
部分削除エッジ画像（エッジ削除部２０２からの処理制
御部２０１を介する新たな部分削除エッジ画像）とその
パーツの推定中心線（中心線推定部１０５からの推定中
心線）とから、残りのパーツの中心線が確定されて行
く。

【００３７】以上説明したように、この実施の形態２に
よれば、姿勢計測画像における被計測物体の位置、大き
さ、姿勢の推定結果と姿勢計測画像との照合により、被
計測物体にマーカやセンサをつけたり、特別の背景を用
意したり、特殊なカメラを用意したりすることなく、簡
単に被計測物体の姿勢を計測することができる。殊に、
この実施の形態２では、被計測物体が複数のパーツで構
成されていて、それらが画像上で重なる場合でも各パー
ツの姿勢の計測を正しく行うことができる。

【００３８】〔実施の形態３：第５発明（請求項５）〕
図１１にコンピュータを使用した場合のシステム構成図
を示す。同図において、１はパーソナルコンピュータ
（パソコン）、２はカメラ、３は足圧センサである。パ
ソコン１は、ＣＰＵ１−１，ＲＯＭ１−２，ＲＡＭ１−
３，キーボード１−４，ディスプレイ１−５、ハードデ
ィスク１−６、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１−７、マウス１
−８等を備えている。１−９〜１−１４はインターフェ
イスである。

【００３９】このシステムでは、被計測物体の姿勢を計
測するためのプログラム（姿勢計測プログラム）が図示
せぬＣＤ−ＲＯＭ（記録媒体）に記録された状態で提供
され、ハードディスク１−６にインストールされてい
る。ＣＰＵ１−１は、カメラ２，足圧センサ３からの入
力情報を得て、ハードディスク１−６にインストールさ
れている姿勢計測プログラムに従い、ＲＯＭ１−２やＲ
ＡＭ１−３にアクセスしながら、姿勢計測処理を行う。

【００４０】図１２にＣＰＵ１−１が実行する姿勢計測
処理プログラムの一例（姿勢計測処理プログラム）を
示す。ＣＰＵ１−１は、カメラ２を介する被計測物体の
カメラ画像を姿勢計測画像として取り込み（ステップ３
０１）、この姿勢計測画像における被計測物体の位置，
大きさ，姿勢を推定する（ステップ３０２）。そして、
姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を作り（ス
テップ３０２）、ステップ３０２で得た被計測物体の位
置，大きさ，姿勢の推定結果から姿勢計測画像における
被計測物体の輪郭の中心線を推定する（ステップ３０
４）。

【００４１】そして、ステップ３０３で作成したエッジ
画像に推定中心線を重畳させ、実施の形態１で説明した
と同様の方法で中心線候補点を求める（ステップ３０
５）。そして、この中心線候補点を最もよく近似する直
線を確定中心線とし（ステップ３０６）、この確定中心
線の傾きを被計測物体の姿勢として出力する（ステップ
３０７）。

【００４２】〔実施の形態４：第６発明（請求項６）〕
図１３にＣＰＵ１−１が実行する姿勢計測処理プログラ
ムの他の例（姿勢計測処理プログラム）を示す。ＣＰ
Ｕ１−１は、カメラ２を介するＮ個（Ｎ≧２）のパーツ
より構成される被計測物体のカメラ画像を姿勢計測画像
として取り込み（ステップ４０１）、この姿勢計測画像
における被計測物体の位置，大きさ，姿勢を推定する
（ステップ４０２）。そして、姿勢計測画像のエッジを
抽出してエッジ画像を作り（ステップ４０３）、ステッ
プ４０２で得た被計測物体の位置，大きさ，姿勢の推定
結果から姿勢計測画像における被計測物体の各パーツの
輪郭の中心線を推定する（ステップ４０４）。

【００４３】そして、被計測物体の各パーツの推定中心
線から最前面パーツの推定中心線を求め（ステップ４０
５）、ステップ４０３で作成したエッジ画像に最前面パ
ーツの推定中心線を重畳させ、実施の形態１で説明した
と同様の方法で中心線候補点を求める（ステップ４０
６）。そして、この中心線候補点を最もよく近似する直
線を確定中心線とし（ステップ４０７）、この確定中心
線の傾きを最前面パーツの姿勢として出力する（ステッ
プ４０８）。

【００４４】また、全てのパーツの推定中心線に対して
確定中心線を求めたか否かをチェックする（ステップ４
０９）。この場合、最前面パーツの推定中心線に対して
確定中心線を求めただけであるので、ステップ４０９の
ＮＯに応じてステップ４１０へ進み、ステップ４０３で
作成したエッジ画像における最前面パーツの確定中心線
の近傍のエッジを削除して部分削除エッジ画像を作る。

【００４５】そして、最前面パーツの後方に位置する次
順パーツの推定中心線を求め（ステップ４１１）、ステ
ップ４１０で求めた部分削除エッジ画像に次順パーツの
推定中心線を重畳させ、上記と同様の方法で中心線候補
点を求める（ステップ４０６）。そして、この中心線候
補点を最もよく近似する直線を確定中心線とし（ステッ
プ４０７）、この確定中心線の傾きを次順パーツの姿勢
として出力する（ステップ４０８）。

【００４６】被計測物体のパーツの個数ＮがＮ≧３の場
合、ステップ４０９でのＮＯに応じてステップ４１０へ
進み、先のステップ４１０で作成した部分削除エッジ画
像における次順パーツの確定中心線の近傍のエッジをさ
らに削除して新たなる部分削除エッジ画像を作る。そし
て、次順パーツの後方に位置する次々順パーツの推定中
心線を求め（ステップ４１１）、ステップ４１０で作成
した新たなる部分削除エッジ画像と次々順パーツの推定
中心線とから次々順パーツの中心線を確定する（ステッ
プ４０６，４０７）。以下、同様にして、残りのパーツ
の中心線を確定して行く。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、姿勢計測画像における被計測物体の位
置，大きさ，姿勢の推定結果から被計測物体の輪郭の中
心線を推定し、姿勢計測画像のエッジを抽出して作成し
たエッジ画像における推定中心線の近傍のエッジから中
心線を確定することにより、特殊なカメラを用意したり
することなく、簡単に被計測物体の姿勢を計測すること
ができるようになる。また、本発明によれば、エッジ画
像における最前面パーツの確定中心線の近傍のエッジを
削除して部分削除エッジ画像を作成し、この部分削除エ
ッジ画像における最前面パーツの後方に位置する次順パ
ーツの推定中心線の近傍のエッジからこの次順パーツの
中心線を確定し、被計測物体のパーツの個数ＮがＮ≧３
の場合、次順パーツと同様にして、手前のパーツの確定
中心線の近傍のエッジをさらに削除した新たな部分削除
エッジ画像とそのパーツの推定中心線とから、残りのパ
ーツの中心線を確定して行くことにより、被計測物体が
複数のパーツで構成されていて、それらが画像上で重な
る場合でも各パーツの姿勢の計測を正しく行うことがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態（実施の形態１）
を示す姿勢の計測装置のブロック構成図である。

【図２】 姿勢計測画像への推定中心線（Ｓ１，Ｓ２）
の表示例を示す図である。

【図３】 エッジ画像の例を示す図である。

【図４】 推定中心線からの中心線候補点の求め方を説
明する図である。

【図５】 推定中心線上のｎ個の点について中心線候補
点を求めた結果を例示する図である。

【図６】 姿勢計測画像への確定中心線（Ｃ１，Ｃ２）
の表示例を示す図である。

【図７】 本発明の第２の実施の形態（実施の形態２）
を示す姿勢の計測装置のブロック構成図である。

【図８】 姿勢計測画像への推定中心線（Ｓ１，Ｓ２）
の表示例を示す図でである。

【図９】 左脚の確定中心線の近傍のエッジを削除して
得られる部分削除エッジ画像を例示する図である。

【図１０】 姿勢計測画像への確定中心線（Ｃ１，Ｃ
２）の表示例を示す図である。

【図１１】 コンピュータを使用した場合のシステム構
成図である。

【図１２】 ＣＰＵが実行する姿勢計測処理プログラム
の一例（姿勢計測処理プログラム）を示すフローチャ
ートである。

【図１３】 ＣＰＵが実行する姿勢計測処理プログラム
の他の例（姿勢計測処理プログラム）を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０１…映像入力部、１０２…推定処理部、１０３…姿
勢計測処理部、１０４…エッジ抽出部、１０５…中心線
推定部、１０６，１０６’…中心線検出部、１０７…中
点検出部、１０８…直線検出部、２００…姿勢計測処理
部、２０１…処理制御部、２０２…エッジ削除部、Ｓ
１，Ｓ２…推定中心線、Ｃ１，Ｃ２…確定中心線、１…
パーソナルコンピュータ（パソコン）、２…カメラ、３
…足圧センサ、１−１…ＣＰＵ、１−２…ＲＯＭ、１−
３…ＲＡＭ、１−４…キーボード、１−５…ディスプレ
イ、１−６…ハードディスク、１−７…ＣＤ−ＲＯＭド
ライブ、１−８…マウス、１−９〜１−１４…インター
フェイス。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被計測物体のカメラ画像を姿勢計測画像
   として取り込む画像取込手段と、 前記姿勢計測画像における被計測物体の位置，大きさ，
   姿勢を推定する推定手段と、 前記姿勢計測画像と前記推定手段での推定結果とから前
   記姿勢計測画像における被計測物体の輪郭の中心線を求
   め、この中心線の傾きから被計測物体の姿勢を計測する
   姿勢計測手段とを備えた姿勢の計測装置であって、 前記姿勢計測手段は、 前記姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を作る
   エッジ抽出手段と、 前記推定手段での推定結果から前記姿勢計測画像におけ
   る被計測物体の輪郭の中心線を推定する中心線推定手段
   と、 この中心線推定手段からの推定中心線と前記エッジ抽出
   手段からのエッジ画像とを入力とし、エッジ画像におけ
   る推定中心線の近傍のエッジから中心線を確定する中心
   線確定手段とを備えたことを特徴とする姿勢の計測装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記中心線確定手段
   は、 前記推定中心線上の各点に対して、この推定中心線と直
   交する方向にあるエッジ上の点の中で、この推定中心線
   の両側に位置し、かつ、お互いの距離が第１のしきい値
   Ｔ１以上で第２のしきい値Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以下であ
   る２点を求め、それらの中点を中心線候補点として求め
   る中心線候補手点検出手段と、 この手段によって求められた中心線候補点を近似する直
   線を確定中心線とする中心線検出手段とを備えたたこと
   を特徴とする姿勢の計測装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記第１のしきい値
   Ｔ１および第２のしきい値Ｔ２は、前記姿勢計測画像に
   おける被計測物体の大きさの推定結果から設定されるこ
   とを特徴とする姿勢の計測装置。
4. 【請求項４】 Ｎ個（Ｎ≧２）のパーツより構成される
   被計測物体のカメラ画像を姿勢計測画像として取り込む
   画像取込手段と、 前記姿勢計測画像における被計測物体の位置，大きさ，
   姿勢を推定する推定手段と、 前記姿勢計測画像と前記推定手段での推定結果とから被
   計測物体の各パーツの輪郭の中心線を求め、この各パー
   ツの中心線の傾きから被計測物体の姿勢を計測する姿勢
   計測手段とを備えた姿勢の計測装置であって、 前記姿勢計測手段は、 前記姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を作る
   エッジ抽出手段と、 前記推定手段での推定結果から前記姿勢計測画像におけ
   る被計測物体の各パーツの輪郭の中心線を推定する中心
   線推定手段と、 この中心線推定手段からの最前面パーツの推定中心線と
   前記エッジ抽出手段からのエッジ画像を入力とし、エッ
   ジ画像における最前面パーツの推定中心線の近傍のエッ
   ジからこの最前面パーツの中心線を確定する最前面パー
   ツ中心線確定手段と、 前記エッジ画像における前記最前面パーツの確定中心線
   の近傍のエッジを削除して部分削除エッジ画像を作成す
   るエッジ削除手段と、 前記中心線推定手段からの最前面パーツの後方に位置す
   る次順パーツの推定中心線と前記エッジ削除手段からの
   部分削除エッジ画像を入力とし、部分削除エッジ画像に
   おける次順パーツの推定中心線の近傍のエッジからこの
   次順パーツの中心線を確定する次順パーツ中心線確定手
   段と、 前記被計測物体のパーツの個数ＮがＮ≧３の場合、前記
   次順パーツと同様にして、手前のパーツの確定中心線の
   近傍のエッジをさらに削除した新たな部分削除エッジ画
   像とそのパーツの推定中心線とから、残りのパーツの中
   心線を確定させて行く残パーツ中心線確定手段とを備た
   ことを特徴とする姿勢の計測装置。
5. 【請求項５】 コンピュータによって被計測物体の姿勢
   を計測するためのプログラムを記録した記録媒体であっ
   て、 コンピュータに、 被計測物体のカメラ画像を姿勢計測画像として取り込ま
   せる機能、この姿勢計測画像における被計測物体の位
   置，大きさ，姿勢を推定させる機能、 前記姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を作成
   させる機能、 前記被計測物体の位置，大きさ，姿勢の推定結果から前
   記姿勢計測画像における被計測物体の輪郭の中心線を推
   定させる機能、 前記エッジ画像における推定中心線の近傍のエッジから
   中心線を確定させる機能、 この確定中心線の傾きから被計測物体の姿勢を計測させ
   る機能を実現させるための姿勢の計測プログラムを記録
   した記録媒体。
6. 【請求項６】 コンピュータによって被計測物体の姿勢
   を計測するためのプログラムを記録した記録媒体であっ
   て、 コンピュータに、 Ｎ個（Ｎ≧２）のパーツより構成される被計測物体のカ
   メラ画像を姿勢計測画像として取り込ませる機能、 この姿勢計測画像における被計測物体の位置，大きさ，
   姿勢を推定させる機能、 前記姿勢計測画像のエッジを抽出してエッジ画像を作成
   させる機能、 前記被計測物体の位置，大きさ，姿勢の推定結果から前
   記姿勢計測画像における被計測物体の各パーツの輪郭の
   中心線を推定させる機能、 前記エッジ画像における最前面パーツの推定中心線の近
   傍のエッジからこの最前面パーツの中心線を確定させる
   機能、 前記エッジ画像における前記最前面パーツの確定中心線
   の近傍のエッジを削除して部分削除エッジ画像を作成さ
   せる機能、 この部分削除エッジ画像における前記最前面パーツの後
   方に位置する次順パーツの推定中心線の近傍のエッジか
   らこの次順パーツの中心線を確定させる機能、 前記被計測物体のパーツの個数ＮがＮ≧３の場合、前記
   次順パーツと同様にして、手前のパーツの確定中心線の
   近傍のエッジをさらに削除した新たな部分削除エッジ画
   像とそのパーツの推定中心線とから、残りのパーツの中
   心線を確定させて行く機能、 この確定させた各パーツの中心線の傾きから被計測物体
   の姿勢を計測させる機能を実現させるための姿勢の計測
   プログラムを記録した記録媒体。