JP2009136606A - 映像再生システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザの動作の内容とタイミングとに応じてコンテンツを制御する映像再生システムを提供する。
【解決手段】利用者に提供されるコンテンツを再生する再生装置と、前記利用者の動作を検出する検出装置と、前記利用者が行うべき動作を示す動作情報を取得し、前記検出した利用者の動作と前記取得された動作情報によって示される動作とを比較する比較装置と、前記比較結果に基づいて前記再生装置を制御する制御装置と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、利用者にコンテンツを提供する映像再生システムに関し、特に、利用者の動きに対応したコンテンツを提供する制御技術に関する。
従来、映像コンテンツの映像(例えば、トレーニング用の映像)に合わせてユーザが動作を行なう場合、初心者のユーザは、映像に合わせて動作するため、再生される映像より遅れて動作をする、又は、再生される映像とは異なった動作をすることがあった。
特許文献1には、コンテンツデータから生成されるタイミング情報、同じファイルに記録及び保存されるタイミング情報、又は、サーバから提供されるタイミング情報に基づいて、ユーザの動作、行動、及び状態の変化のタイミングに一致するように、コンテンツを再生するタイミングを制御する方法が記載されている。
特開2006−202396号公報
しかし、トレーニング用のコンテンツに合わせてユーザが動作を行なう場合、ユーザの動作のタイミングに加えて、ユーザの動作の内容に基づいてコンテンツを再生することも重要である。これは、ユーザの動作(例えば、身振り等)の内容が異なる場合、期待するトレーニングの効果が得られないためである。
特許文献1に記載された方法では、再生されるコンテンツのタイミングと、ユーザの動作のタイミングとを同期させてコンテンツを再生するため、タイミングが一致している場合に動作の違いを検出することができず、再生されるコンテンツによって示されるユーザが行なうべき動作の内容とユーザの動作の内容とを比較して、動作の内容の違いに応じたコンテンツの再生を制御していなかった。
そこで、本発明は、ユーザの動作の内容とタイミングとに応じてコンテンツの再生を制御する映像再生システムを提供することを目的とする。
本発明は、利用者に提供されるコンテンツを再生する再生装置と、前記利用者の動作を検出する検出装置と、前記利用者が行うべき動作を示す動作情報を取得し、前記検出した利用者の動作と前記取得された動作情報によって示される動作とを比較する比較装置と、前記比較結果に基づいて前記再生装置を制御する制御装置と、を備える。
本発明によれば、ユーザの動作に応じてコンテンツを制御することによって、ユーザは、自分のペースでトレーニングすることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態の映像再生システムの構成図である。
第1の実施の形態の映像再生システムは、カメラ102、モニタ103、再生装置104、動作比較装置105、座標抽出装置108、及び制御装置109を備える。
ユーザ101は、再生装置104から出力される映像(例えば、インストラクタの動きが再生される映像)を見て、再生される映像に合わせて身体を動かす。
図1に示すように、ユーザ101は、両手首及び両足首にマーカ107を装着する。マーカ107は、例えば、赤色である。なお、マーカ107は、周囲の色とは異なる色であって、目立つ色(周囲の色と容易に区別可能な色)とするとよい。
また、図1に示す例では、両手首及び両足首の合計4ヶ所にマーカ107を装着しているが、ユーザ101がトレーニングする内容に応じて、膝、腰、及び頭部等にマーカ107を装着してもよい。また、ユーザ101は、両手首及び両足首にそれぞれ異なる色のマーカ107を装着して、それぞれの位置が検出されるようにしてもよい。
カメラ102は、ユーザ101の動作201を撮影し、撮影した映像202を座標抽出装置108に送る。
座標抽出装置108は、カメラ102から入力された映像202の各フレームの画像をビットマップ画像として取り出す。そして、取り出されたビットマップ画像からマーカ107と同じ色(赤色)の領域を抽出し、図2に示すように、抽出されたマーカ107の座標をユーザ101の動作の検出点を取得する。
ビットマップ画像は、格子状の画素(ピクセル)によって構成され、各画素の色は、光の三原色である赤、青、及び緑がそれぞれ所定のビット数(例えば、256段階であれば8ビット)で指定される色情報によって表わされる。
ビットマップ画像からマーカ107の座標を抽出する方法については後述する。
なお、ビットマップ画像を用いる例を説明したが、画素毎に色が特定できるものであれば、ビットマップ画像でなくてもよい。
動作比較装置105は、現在再生中のフレーム番号206を再生装置104から取得し、取得したフレーム番号206に対応する座標を図3に示す動作情報106から取得する。
また、動作比較装置105は、座標抽出装置108が出力したマーカの座標205と、動作情報106から取得した座標とを比較し、ユーザ101の動作内容(例えば、ユーザ101の動作が再生中の映像コンテンツの動作と一致しているか否か、及び、ユーザ101の動作が再生中の映像コンテンツの動作より遅れているか、早いか)を判定する。そして、比較結果207を制御装置109に入力する。
なお、動作情報106は、映像202の各フレームにおける座標の情報(例えば、インストラクタが装着するマーカ107の座標)であり、再生される画像に対応して、動作比較装置105に記憶されている。また、動作情報106は、動作比較装置105に記憶されていなくてもよい。例えば、ネットワークを介して接続された別の装置に記憶されてもよいし、映像再生システムを構成する他の装置に記憶されてもよい。
制御装置109は、制御信号203を再生装置104に送り、再生装置104を制御する。例えば、映像の再生速度を変更したり、再生装置104から出力される映像を別の映像に切り替える。
再生装置104は、モニタ103等に映像コンテンツ(映像及び音声204)を出力する。
モニタ103は、再生装置104から出力される映像コンテンツを表示する。
動作比較装置105、座標抽出装置108及び制御装置109は、CPU、メモリ及びインターフェースを備える計算機によって構成され、所定のプログラムが実行されることによって、各装置として機能する。各装置は、物理的に1台の計算機に設けられても、複数の計算機に分散して設けられてもよい。
ここで、図2に示す例を用いて、ビットマップ画像からマーカ107の座標を抽出する方法を説明する。
抽出される色は、例えば、マーカ107と同じ赤色の場合、(赤,青,緑)=(255,0,0)の色情報で指定される。
まず、ビットマップ画像の各画素の色情報を取得する。取得した各画素の色情報のうち、(赤,青,緑)=(255,0,0)で表現される画素(赤色の画素)が、マーカ107の座標として抽出される。なお、撮影時等の色のバラツキを考慮し、各3原色の色情報に所定の誤差(例えば、±10)を加味した範囲の画素を取得してもよい。
なお、抽出された赤色が一点ではなく、点が連続した領域として存在する場合、抽出された領域の重心の点がマーカ107の座標として出力に含まれる。また、連続する領域が複数存在する場合には、それぞれの領域の重心の点が、各々、複数のマーカ107の座標として抽出される。
領域の重心は、座標の値を用いて算出される。例えば、領域の重心のx座標は、領域に含まれる各画素のx座標の値の合計を領域に含まれる画素の数で除算することによって求めることができる。また、領域の重心のy座標は、領域に含まれる各画素のy座標の値の合計を領域に含まれる画素の数で除算することによって求めることができる。
座標は、ビットマップ画像の左上を原点として、(x座標,y座標)の形式で表される。x座標及びy座標の値は、それぞれ原点を基準とした画素の数である。例えば、原点から右(x軸方向)に100画素であり、原点から下(y軸方向)に200画素である画素の座標は(100,200)で表される。
図2に示すように、座標抽出装置108が、四つのマーカ107の座標を抽出した場合、座標抽出装置108の出力は、「(100,50)、(250,45)、(270,110)、(200,200)」となる。なお、座標抽出装置108から出力される座標の順序は任意の順序である。
ここで、ユーザ101が映像再生システムを利用するときの初期設定について説明する。
まず、ユーザ101は、本映像再生システムを使用する前に、マーカ107の色を登録する。例えば、トレーニングを始める前に、ユーザ101が、カメラ102の撮影範囲にマーカ107を置いて、マーカ107を撮影させる。そして、座標抽出装置108は、カメラ102が撮影した映像からマーカ107の色を抽出し、抽出した色を登録する。例えば、マーカ107が撮影されたビットマップ画像から、所定の範囲内(例えば、ビットマップ画像の中央の画素から隣接する5ピクセル以内)に含まれる画素の色をマーカ107の色として抽出し、抽出された色を登録する。なお、撮影時等の色のバラツキを考慮し、抽出された各画素の色情報を平均してもよい。
また、予め、複数のマーカの色を登録しておき、抽出された色と登録された色とを照合し、最も近い色をユーザが使用しているマーカの色であると判定してもよい。
次に、ユーザ101は、カメラ102の前に立ち(例えば、大きく手を広げた状態で立ち)、ユーザの全身が撮影される。座標抽出装置108は、登録したマーカ107の色に基づいて、撮影された映像からユーザ101が装着するマーカ107の座標を抽出し、抽出されたマーカ107の座標がそれぞれ所定の範囲内に含まれるように調整する。これは、ユーザが動いてもカメラ102の撮影範囲から外れないようにするための設定である。
なお、所定の範囲とは、図3に示す動作情報106に格納される初期の位置として、インストラクタが装着するマーカ107の座標から所定の画素(例えば、10ピクセル)以内の範囲である。
また、ユーザ101が装着するマーカ107の座標を調整するためには、例えば、音声及び映像等を用いて、適した位置に動いてもらうようにユーザ101に指示してもよい。また、カメラ102の撮影方向及びズーム機能を用いてカメラ102の画角を調整することによって、ユーザ101が装着するマーカ107の座標を調整してもよい。また、ズーム機能が備わっていない場合には、カメラ102(又は、座標抽出装置108)の画像処理機能等を用いて、撮影された映像を拡大処理することによって、ユーザ101が装着するマーカ107の座標を調整してもよい。
図3は、本発明の第1の実施の形態の動作情報106の例である。
動作情報106は、映像202の各フレームのフレーム番号と、フレーム番号に対応するマーカの座標の情報とを含む。なお、動作情報106に対応するコンテンツの識別子を含んでもよい。
ここで、動作情報106が作成される手順について説明する。
まず、映像コンテンツを作成する時に、インストラクタがマーカ107を装着し、ユーザ101が行うべきトレーニングの動作を行う。
このとき、カメラ102がインストラクタの動作を撮影し、座標抽出装置108が、撮影された映像からインストラクタが装着するマーカ107の座標を抽出する。
次に、図3に示すように、撮影された映像の各フレームに対応して、座標抽出装置108が抽出した座標が動作情報106に格納される。なお、動作情報106には、全てのフレームに対応して座標の情報が格納されていなくてもよい。例えば、一定のフレームの間隔(例えば、10フレーム)毎の座標の情報が格納されてもよい。
なお、ユーザ101が両手首及び両足首にそれぞれ異なる色のマーカ107を装着している場合、それぞれのマーカ107の色に対応した座標が区別可能に、動作情報106に格納される。
また、動作情報106には、インストラクタの初期の位置として、インストラクタの全身が撮影された画像(例えば、インストラクタが大きく手を広げた状態で撮影された画像)から抽出されたインストラクタが装着するマーカ107の座標が格納される。
このように、動作情報106には、インストラクタが装着するマーカ107の座標の情報が動作情報106に格納されるため、インストラクタの動作及び演出の内容に関わらず、動作情報106を作成することができる。よって、動作情報106に格納されている情報に基づいてユーザ101の動作内容(例えば、動作の遅れ及び誤り)を判定することができる。
図4は、本発明の第1の実施の形態の映像再生システムが実行する処理を示すフローチャートである。
まず、再生装置104は、映像コンテンツを再生する(401)。
次に、カメラ102は、ユーザ101の動作を撮影する(402)。
次に、座標抽出装置108は、ステップ402で撮影されたユーザ101の動作の映像から、ユーザ101が装着するマーカ107の座標(P1)を抽出する(403)。なお、撮影されたユーザ101の位置が、初期位置(図3に示す動作情報106に格納されているインストラクタの初期の位置)からずれている場合には、音声及び映像を用いてユーザ101に警告する。なお、ユーザの画像を拡大・縮小、左右上下の移動をすることによって、初期位置を合わせてもよい。
次に、動作比較装置105は、現在再生中の映像コンテンツのフレーム(例えば、Tフレーム)に対応し、インストラクタが装着するマーカ107の座標(P2)を動作情報106から取得する(404)。
次に、動作比較装置105は、ステップ403で抽出した座標P1とステップ404で取得した座標P2とが一致するか否かを判定する(405)。
なお、座標P1と座標P2とが所定の距離r(例えば、r=5)以下である場合には、両者の座標は一致していると判定する。距離r以下とは、例えば、座標P1のそれぞれの点(ピクセル)からrピクセル(5ピクセル)以内の範囲に座標P2に含まれる点(ピクセル)が位置することである。
また、全ての点を判定するのではなく、座標P1に含まれる点のうち少なくとも一つの点が、座標P2に含まれるいずれかの点から距離r以下である場合には、両者の座標は一致していると判定してもよい。
座標P1と座標P2とが一致する場合、映像コンテンツの再生を継続するため、処理はステップ401に戻る。一方、座標P1と座標P2とが一致していない場合、処理はステップ406に進む。
次に、動作比較装置105は、(T−1)フレームから(T−n)フレーム(例えば、n=10)までの座標(P3〜PN)を動作情報106から取得する(406)。なお、(T−1)フレームは、Tフレームより一つ前のフレームであり、(T−n)フレームは、Tフレームよりn個前のフレームである。また、座標(P3〜PN)は、それぞれ(T−1)フレームから(T−n)フレームに対応し、図3に示すようにインストラクタが装着するマーカ107の座標である。
次に、動作比較装置105は、ステップ403で抽出した座標P1とステップ406で取得した座標(P3〜PN)のいずれかの座標とが一致するか否かを判定する(407)。
座標P1と座標(P3〜PN)のいずれかの座標とが一致する場合、ユーザ101の動作が再生中の映像より遅れていると判定され、処理はステップ408に進む。一方、座標P1と座標(P3〜PN)のいずれかの座標とが一致していない場合、ユーザ101の動作が再生中の映像と異なっていると判定され、処理はステップ409に進む。
具体的には、まず、座標P1と(T−1)フレームに対応するマーカ107の座標(P3)とを比較し、両者の座標が一致しているか否かを判定する。座標P1と座標P3とが一致している場合、動作比較装置105は、ユーザ101の動作が再生中の映像より遅れていると判定し、処理はステップ408に進む。
座標P1と座標P3とが一致していない場合、動作比較装置105は、座標P1と(T−2)フレームに対応するマーカ107の座標(P4)とを比較し、両者の座標が一致しているか否かを判定する。座標P1と座標P4とが一致している場合、動作比較装置105は、ユーザ101の動作が再生中の映像より遅れていると判定し、処理はステップ408に進む。
座標P1と座標P4とが一致していない場合、動作比較装置105は、(T−n)フレームまで同様の処理を繰り返す。そして、座標P1と座標PNとが一致していない場合、動作比較装置105は、ユーザ101の動作が再生中の映像と異なる動作であると判定し、処理はステップ409に進む。
次に、制御装置109は、映像コンテンツの再生速度を低減する制御信号203を再生装置104に送る(408)。具体的には、映像コンテンツのフレームレートを所定の割合(例えば、フレームレートを75%)に変更するように制御信号203を再生装置104に送る。なお、制御装置109は、ステップ408で座標P1と一致したフレーム番号に応じて、再生速度を変化させてもよい。例えば、座標P1と座標P3とが一致している場合には、映像のフレームレートを99%に変更し、座標P1と座標PNとが一致している場合には、映像のフレームレートを97%に変更するように制御信号203を再生装置104に送る。そして、処理はステップ401に戻り、変更したフレームレートで映像コンテンツを再生する。
ステップ409で、制御装置109は、異なる映像に映像コンテンツを切り替える制御信号203を再生装置104に送る(409)。なお、異なる映像とは、例えば、基本動作を説明するトラック等である。このように、ユーザ101が誤った動作をしている場合には、映像コンテンツが基本動作の説明場面等の映像に切り替わるため、ユーザ101は正しい動作を身に付けることができる。そして、処理はステップ401に戻り、切り替えられた映像コンテンツを再生する。
なお、動作比較装置105は、ステップ407で、座標P1と先のフレームの座標とを比較してもよい。例えば、座標P1がTフレームより先のフレーム(例えば、(T+N)フレーム)の座標と一致した場合には、制御装置109は、再生速度を速くする、又は、異なる映像に映像コンテンツを切り替える制御信号203を再生装置104に送る。
本発明の第1の実施形態は、トレーニングに関する映像コンテンツの例を用いて説明したが、トレーニング以外にも、料理に関する映像を用いた教材、及び、映像を用いた玩具等に本実施の形態を適用してもよい。
本発明の第1の実施の形態では、ユーザの動作に応じてコンテンツが変化するため、ユーザは、自分のペースでトレーニングを行うことができる。
<第2の実施形態>
本発明の第1の実施の形態では、図4に示すように、ステップ405で座標P1と座標P2とが一致している場合、処理はステップ401に戻り、映像コンテンツの再生を継続していたが、第2の実施の形態では、ステップ405で座標P1と座標P2とが一致している場合、異なる映像に映像コンテンツを切り替える。
図4に示すフローチャートを用いて説明すると、ステップ405で、動作比較装置105は、座標P1と座標P2とが一致している場合、処理はステップ409に進むように、ステップ405の処理を変更する。
ステップ409で、制御装置109は、異なる映像に映像コンテンツを切り替える制御信号203を再生装置104に送る。なお、異なる映像とは、例えば、さらに難易度の高い動作を行うトラック等である。
本発明の第2の実施の形態では、ユーザが現在再生中の映像コンテンツと同じ動作をした場合に、異なる映像コンテンツに切り替えることによって、ユーザの映像コンテンツの動作に合わせる行動を惹起し、高度なトレーニングに段階を上げることによってトレーニングの効果を上げることができる。
<第3の実施形態>
本発明の第1の実施の形態では、現在再生中の映像コンテンツのフレームの動作と、同じ時間のユーザの動作とを比較することによって、映像コンテンツの映像を制御していたが、第3の実施の形態では、ユーザの今までの動作内容と、映像の各フレームの動作とが一致した割合に応じて、映像コンテンツの再生を制御する。
図5は、本発明の第3の実施の形態の映像再生システムが実行する処理を示すフローチャートである。
まず、図5に示す処理を開始する前に、カウントを初期化(カウンタ=0)する。
ステップ501からステップ505は、図4に示すフローチャートのステップ401からステップ405までと同じ処理であるため、説明を省略する。
ステップ505で、動作比較装置105は、座標P1と座標P2とが一致する場合には、動作が一致した数をカウントするために、処理はステップ506に進む。一方、座標P1と座標P2とが一致しない場合には、処理はステップ507に進む。
次に、動作比較装置105は、カウントをインクリメント(カウンタに1を加算)する(506)。
次に、動作比較装置105は、映像コンテンツが終了したか否かを判定する(507)。
映像コンテンツが終了した場合、処理はステップ508に進む。一方、映像コンテンツが終了していない場合、映像コンテンツの再生を継続するために、処理はステップ501に戻る。
次に、動作比較装置105は、カウントの値を映像コンテンツの全フレーム数で除算し、算出された値が所定の閾値(例えば、0.8)以上であるか否かを判定する(508)。なお、閾値は、再生される映像コンテンツに応じて設定される値である。
また、動作情報106に一定のフレームの間隔毎に座標の情報が格納されている場合、カウントの値を座標の情報が格納されているフレームの数で除算する。
算出された値が所定の閾値以上である場合、処理はステップ509に進む。一方、算出された値が所定の閾値より小さい場合、処理はステップ510に進む。
次に、制御装置109は、異なる映像(第2のコンテンツ)に映像コンテンツを切り替える制御信号203を再生装置104に送る(509)。なお、異なる映像とは、例えば、さらに難易度の高い動作を行うトラック等である。そして、処理はステップ501に戻り、切り替えられた映像コンテンツを再生する。
ステップ510で、制御装置109は、異なる映像(第3のコンテンツ)に映像コンテンツを切り替える制御信号203を再生装置104に送る(510)。なお、異なる映像とは、例えば、難易度の低い動作を行うトラック等である。そして、処理はステップ501に戻り、切り替えられた映像コンテンツを再生する。
なお、ステップ508で、動作比較装置105は、複数の閾値を設定し、算出された値に応じて複数の映像コンテンツ(例えば、初級、中級、及び上級用の映像コンテンツ)のいずれかに切り替える制御信号203を再生装置104に送ってもよい。
本発明の第3の実施の形態では、映像コンテンツの動作とユーザの動作とが一致した割合に応じて、映像コンテンツを異なる映像に切り替えることによって、ユーザのレベルに合わせて適切な映像コンテンツを提供することができる。
本発明の第1の実施の形態の映像再生システムの構成図である。 本発明の第1の実施の形態の映像からマーカの座標を抽出する例である。 本発明の第1の実施の形態の動作情報に格納される情報の例である。 本発明の第1の実施の形態の映像再生システムが実行する処理を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態の映像再生システムが実行する処理を示すフローチャートである。
符号の説明
101 ユーザ
102 カメラ
103 モニタ
104 再生装置
105 動作比較装置
106 動作情報
107 マーカ
108 座標抽出装置
109 制御装置
201 動作
202 映像
203 制御信号
204 映像及び音声
205 マーカの座標
206 再生中のフレーム番号
207 動作の内容とタイミングの比較結果

Claims (7)

  1. 利用者に提供されるコンテンツを再生する再生装置と、
    前記利用者の動作を検出する検出装置と、
    前記利用者が行うべき動作を示す動作情報を取得し、前記検出された利用者の動作と前記取得された動作情報によって示される動作とを比較する比較装置と、
    前記比較結果に基づいて前記再生装置を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする映像再生システム。
  2. 前記制御装置は、前記検出された利用者の動作が、前記取得された動作情報によって示される動作と一致し、かつ、前記取得された動作情報によって示される動作より遅れていると判定した場合、前記コンテンツの再生速度を低減することを特徴とする請求項1に記載の映像再生システム。
  3. 前記制御装置は、前記検出された利用者の動作が、前記取得された動作情報によって示される動作と異なると判定した場合、前記再生装置で再生されるコンテンツを異なるコンテンツに切り替えることを特徴とする請求項1又は2に記載の映像再生システム。
  4. 前記制御装置は、前記検出された利用者の動作が、前記取得された動作情報によって示される動作と一致すると判定した場合、前記再生装置で再生されるコンテンツを異なるコンテンツに切り替えることを特徴とする請求項1又は2に記載の映像再生システム。
  5. 前記比較装置は、前記検出された利用者の動作と前記取得された動作情報によって示される動作とを所定の間隔で比較し、
    前記検出された利用者の動作が、前記取得された動作情報によって示される動作と一致すると判定した回数を累積し、
    前記制御装置は、前記累積された回数に応じて、前記再生装置で再生されるコンテンツを異なるコンテンツに切り替えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の映像再生システム。
  6. 前記映像再生システムは、
    前記利用者の動作を撮影する撮影装置を備え、
    前記検出装置は、
    前記撮影装置によって撮影された前記利用者の動作の映像から、所定の範囲内の色を抽出し、
    前記抽出された色を前記利用者のマーカの色として設定し、
    前記撮影装置によって撮影された前記利用者の動作の映像から前記設定されたマーカの色の画素を抽出し、
    前記抽出された画素の座標に基づいて前記マーカの重心の座標を算出し、
    前記算出された重心の座標に基づいて前記利用者の動作を検出することを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の映像再生システム。
  7. 前記動作情報は、前記利用者が行うべき動作を示す位置座標を含み、
    前記比較装置は、少なくとも一つの前記算出された重心の座標が前記取得された動作情報に含まれる位置座標からみて所定の範囲内である場合、前記検出された利用者の動作と前記取得された動作情報によって示される動作とが一致すると判定することを特徴とする請求項6に記載の映像再生システム。
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