JP2011078069A - Silhouette extracting method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for highly accurately extracting the silhouette of a subject. <P>SOLUTION: A first aggregate forming section 24 forms a full frame aggregate consisting of all frames. A second aggregate forming section 26 determines whether each pixel per frame is achromatic or chromatic, and forms a chromatic color frame aggregate and an achromatic color frame aggregate for each pixel. A luminance histogram forming section 28 forms, for the full frame aggregate, a luminance histogram in which the frequency is the number of frames and the rank is expressed by luminance. A color histogram forming section 30 forms, for the chromatic frame aggregate and the achromatic frame aggregate, a second histogram in which the frequency is the number of frames, the rank for the chromatic frame aggregate is expressed by hue and the rank for the achromatic color frame aggregate is expressed by luminance. The determining section 32 determines whether each frame of each pixel is a background or the subject on the basis of both the histograms. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、スポーツ等の動作を行う被写体のシルエットを抽出する方法に関する。   The present invention relates to a method for extracting a silhouette of a subject performing an action such as sports.

ゴルファーがゴルフボールを打撃するとき、左右の爪先を結ぶ線が打撃方向とほぼ平行となるようにアドレスする。右利きのゴルファーのアドレスでは、左足が打撃方向前側に位置し、右足が打撃方向後側に位置する。アドレスでは、ゴルフクラブのヘッドはゴルフボールの近くに位置する。この状態からゴルファーはテイクバックを開始し、ヘッドを後へ、次いで上方へと振り上げる。最もヘッドが振り上げられた位置がトップ位置である。トップ位置からダウンスイングが開始されてヘッドが振り下ろされ、ヘッドがゴルフボールと衝突する(インパクト)。インパクト後、ゴルファーはゴルフクラブを前方へ、次いで上方へと振り抜き(フォロースルー)、フィニッシュを迎える。   When a golfer hits a golf ball, the golf ball is addressed so that the line connecting the left and right toes is substantially parallel to the hitting direction. In the address of a right-handed golfer, the left foot is located on the front side in the batting direction and the right foot is located on the rear side in the batting direction. At the address, the golf club head is located near the golf ball. From this state, the golfer starts taking back and swings the head backward and then upwards. The position where the head is most swung up is the top position. A downswing is started from the top position, the head is swung down, and the head collides with the golf ball (impact). After the impact, the golfer swings the golf club forward and then upwards (follow-through), and finishes.

ゴルファーの技量向上において、適切なスイングフォームの習得が重要である。技量向上の一助とすべく、スイング診断がなされている。スイング診断では、ビデオカメラでスイングが撮影される。ゴルフ用品の開発に役立つ資料の収集の目的で、スイングが撮影されることもある。   In order to improve the skill of golfers, it is important to acquire appropriate swing forms. Swing diagnosis is done to help improve the skill. In swing diagnosis, a swing is photographed with a video camera. A swing may be filmed for the purpose of collecting materials useful for developing golf equipment.

古典的なスイング診断では、ティーチングプロ等が動画を見て、スイング中の問題点を指摘する。一方、画像処理によってスイングを診断しようとの試みも、なされている。画像処理による場合、ゴルファーが撮影されたピクセルと背景が撮影されたピクセルとが区別される必要がある。この区別により、ゴルファーのシルエットが抽出されうる。区別には、通常は差分処理が用いられる。この処理では、予め背景が撮影される。その後に、ゴルファーが撮影される。背景のみが撮影された画像と、背景及びゴルファーが撮影された画像との差分により、ゴルファーと背景とが区別される。具体的には、両画像において色情報が同じピクセルは背景と判断され、背景以外のピクセルがゴルファー(又はゴルフクラブ)と判断される。かかる診断方法が、特開2005−270534公報に開示されている。   In classic swing diagnosis, teaching professionals watch videos and point out problems during swing. On the other hand, attempts have been made to diagnose swing by image processing. In the case of image processing, it is necessary to distinguish between a pixel where a golfer is photographed and a pixel where a background is photographed. A golfer's silhouette can be extracted by this distinction. For the discrimination, difference processing is usually used. In this process, the background is captured in advance. After that, the golfer is filmed. The golfer is distinguished from the background by the difference between the image in which only the background is photographed and the image in which the background and the golfer are photographed. Specifically, pixels having the same color information in both images are determined to be the background, and pixels other than the background are determined to be golfers (or golf clubs). Such a diagnostic method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-270534.

特開2005−270534公報JP-A-2005-270534

背景の撮影とスイングの撮影との間に、天候が変化する場合がある。例えば、背景の撮影時には曇りであったにもかかわらず、スイングの撮影時に日光が照っていることがある。日光によって影が生じた場合、この影のピクセルの色情報が、背景が撮影されたときの色情報と異なる。従って、差分処理により、背景のピクセルがゴルファーのピクセルと誤認識されてしまう。誤認識は、シルエットの抽出の精度を阻害する。ゴルファーは、精度のよいシルエット抽出を望んでいる。野球、テニス等の種々のスポーツにおいても、精度のよいシルエット抽出が望まれている。   The weather may change between shooting the background and shooting the swing. For example, sunlight may be shining when shooting a swing, even though it was cloudy when shooting a background. When a shadow is caused by sunlight, the color information of the pixel of the shadow is different from the color information when the background is photographed. Therefore, the background pixel is erroneously recognized as a golfer pixel by the difference processing. Misrecognition impedes the accuracy of silhouette extraction. Golfers want accurate silhouette extraction. In various sports such as baseball and tennis, accurate silhouette extraction is desired.

本発明の目的は、被写体のシルエットが精度よく抽出されうる方法の提供にある。   An object of the present invention is to provide a method by which a silhouette of a subject can be extracted with high accuracy.

本発明に係るシルエット抽出方法は、
動作を行う被写体を背景と共に撮影し、それぞれが多数のピクセルを含む複数フレームを得るステップ、
それぞれのピクセルについて、全てのフレームからなる全フレーム集合を作成するステップ、
それぞれのフレームのそれぞれのピクセルが、無彩色であるか有彩色であるかを決定し、それぞれのピクセルごとに、有彩色フレーム集合と無彩色フレーム集合とを作成するステップ、
上記全フレーム集合について、頻度がフレーム数であり、階級が第一色情報である第一ヒストグラムを作成するステップ、
上記有彩色フレーム集合及び無彩色フレーム集合について、頻度がフレーム数であり、有彩色フレーム集合に関する階級が第二色情報であり、無彩色フレーム集合に関する階級が第三色情報である第二ヒストグラムを作成するステップ、
上記第一ヒストグラム及び第二ヒストグラムに基づいて、それぞれのピクセルのそれぞれのフレームが背景であるか被写体であるかを判定するステップ
を含む
The silhouette extraction method according to the present invention includes:
Photographing a subject to be actuated with a background to obtain a plurality of frames each containing a number of pixels;
Creating a complete frame set of all frames for each pixel;
Determining whether each pixel of each frame is achromatic or chromatic, and creating a chromatic frame set and an achromatic frame set for each pixel;
Creating a first histogram for all frame sets, wherein the frequency is the number of frames and the class is the first color information;
For the chromatic color frame set and the achromatic color frame set, a second histogram in which the frequency is the number of frames, the class relating to the chromatic color frame set is the second color information, and the class relating to the achromatic color frame set is the third color information. Steps to create,
Determining whether each frame of each pixel is a background or a subject based on the first histogram and the second histogram;

好ましくは、上記判定するステップは、
第一ヒストグラム及び第二ヒストグラムに基づいて、それぞれのピクセルにつき、全てのフレームにわたって背景であるピクセルであるか、背景であるフレームと被写体であるフレームとが混在するピクセルであるかを決定するステップ
を含む。
Preferably, the step of determining includes
Based on the first histogram and the second histogram, for each pixel, determining whether the pixel is a background pixel over all frames, or whether the background frame and the subject frame are mixed. Including.

好ましくは、上記判定するステップは、
背景であるフレームと被写体であるフレームとが混在するピクセルに関し、上記第一ヒストグラム及び第二ヒストグラムに基づいて、背景であるフレーム群と被写体であるフレーム群とに区分できるピクセルかできないピクセルかが判定されるステップ、
及び
背景であるフレーム群と被写体であるフレーム群とに区分できるピクセルに関し、この区分がなされるステップ
を含む。
Preferably, the step of determining includes
Based on the first and second histograms, it is determined whether or not the pixels can be classified into the background frame group and the subject frame group based on the first histogram and the second histogram. Steps,
And for pixels that can be divided into a frame group as a background and a frame group as a subject.

好ましくは、上記判定するステップは、
背景であるフレーム群と被写であるフレーム群とに区分できないと判断されたピクセルのそれぞれのフレームに関し、このピクセルと隣接する他のピクセルとの関係に基づいて、背景であるか被写体であるかを決定するステップ
を含む。
Preferably, the step of determining includes
Whether each pixel is determined to be indistinguishable from the background frame group and the captured frame group, whether it is the background or the subject based on the relationship between this pixel and other adjacent pixels. Determining the step.

本発明に係るシルエット抽出システムは、
(A)動作を行う被写体を背景と共に撮影するためのカメラ、
(B)撮影された画像のデータを記憶するメモリ
及び
(C)演算部
を備える。この演算部は、
(C1)上記画像のデータから、多数のピクセルを含む複数フレームを抽出するフレーム抽出部、
(C2)それぞれのピクセルについて、全てのフレームからなる全フレーム集合を作成する第一集合作成部、
(C3)それぞれのフレームのそれぞれのピクセルが、無彩色であるか有彩色であるかを決定し、それぞれのピクセルごとに、有彩色フレーム集合と無彩色フレーム集合とを作成する第二集合作成部、
(C4)全フレーム集合について、頻度がフレーム数であり、階級が第一色情報である第一ヒストグラムを作成する第一ヒストグラム作成部、
(C5)有彩色フレーム集合及び無彩色フレーム集合について、頻度がフレーム数であり、有彩色フレーム集合に関する階級が第二色情報であり、無彩色フレーム集合に関する階級が第三色情報である第二ヒストグラムを作成する第二ヒストグラム作成部、
(C6)第一ヒストグラム及び第二ヒストグラムに基づいて、それぞれのピクセルのそれぞれのフレームが背景であるか被写体であるかを判定する判定部
を含む。
The silhouette extraction system according to the present invention is:
(A) a camera for photographing an object to be operated together with a background;
(B) A memory for storing captured image data and (C) a calculation unit. This calculator is
(C1) a frame extraction unit that extracts a plurality of frames including a large number of pixels from the image data;
(C2) For each pixel, a first set creation unit that creates a set of all frames including all frames;
(C3) A second set creation unit that determines whether each pixel of each frame is an achromatic color or a chromatic color, and creates a chromatic frame set and an achromatic frame set for each pixel ,
(C4) For all frame sets, a first histogram creating unit that creates a first histogram whose frequency is the number of frames and whose class is the first color information;
(C5) For the chromatic color frame set and the achromatic color frame set, the frequency is the number of frames, the class relating to the chromatic color frame set is the second color information, and the class relating to the achromatic color frame set is the second color information. A second histogram creation unit for creating a histogram,
(C6) includes a determination unit that determines whether each frame of each pixel is a background or a subject based on the first histogram and the second histogram.

本発明に係る方法により、動作を行う被写体のシルエットが精度よく抽出される。このシルエットを用いてなされる診断の精度は、高い。   With the method according to the present invention, the silhouette of a subject to be operated is extracted with high accuracy. The accuracy of diagnosis using this silhouette is high.

図1は、本発明の一実施形態に係るシルエット抽出システムが示された概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a silhouette extraction system according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1のシステムの演算部の詳細が示された概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing details of the calculation unit of the system of FIG. 図3は、図1のシステムによってなされるシルエット抽出方法が示されたフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a silhouette extraction method performed by the system of FIG. 図4は、図1のカメラの画面が示された説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the screen of the camera of FIG. 図5は、図3のシルエット抽出方法のためのマスクが示された説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a mask for the silhouette extraction method of FIG. 図6は、図3のシルエット抽出方法の一部のステップの詳細が示されたフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing details of some steps of the silhouette extraction method of FIG. 図7は、あるピクセルについての輝度ヒストグラムである。FIG. 7 is a luminance histogram for a certain pixel. 図8は、他のピクセルについての輝度ヒストグラムである。FIG. 8 is a luminance histogram for other pixels. 図9は、さらに他のピクセルについての輝度ヒストグラムである。FIG. 9 is a luminance histogram for yet another pixel. 図10は、図7のピクセルについての色ヒストグラムである。FIG. 10 is a color histogram for the pixel of FIG. 図11は、図8のピクセルについての色ヒストグラムである。FIG. 11 is a color histogram for the pixel of FIG. 図12は、図9のピクセルについての色ヒストグラムである。FIG. 12 is a color histogram for the pixel of FIG. 図13は、図3の方法の判定ステップの第一ステージが示されたフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing the first stage of the determination step of the method of FIG. 図14は、図3の方法の判定ステップの第二ステージが示されたフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing a second stage of the determination step of the method of FIG. 図15は、図3の方法の判定ステップの第三ステージが示されたフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing the third stage of the determination step of the method of FIG. 図16は、図3の方法で得られたシルエットが示された説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing a silhouette obtained by the method of FIG. 図17は、本発明の他の実施形態に係るシルエット抽出システムが示された概念図である。FIG. 17 is a conceptual diagram illustrating a silhouette extraction system according to another embodiment of the present invention.

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with appropriate reference to the drawings.

図1に示されたシステム2は、携帯電話機4とサーバ6とを備えている。携帯電話機4とサーバ6とは、通信回線8を介して接続されている。携帯電話機4は、カメラ10、メモリ12及び送受信部14を備えている。メモリ12の具体例としては、RAM、SDカード(ミニSD、マイクロSD等を含む)及びその他の記憶媒体が挙げられる。サーバ6は、演算部16、メモリ18及び送受信部20を備えている。   The system 2 shown in FIG. 1 includes a mobile phone 4 and a server 6. The mobile phone 4 and the server 6 are connected via a communication line 8. The mobile phone 4 includes a camera 10, a memory 12, and a transmission / reception unit 14. Specific examples of the memory 12 include a RAM, an SD card (including a mini SD, a micro SD, and the like) and other storage media. The server 6 includes a calculation unit 16, a memory 18, and a transmission / reception unit 20.

典型的な演算部16は、CPUである。図2には、演算部16が示されている。この演算部16は、フレーム抽出部22、第一集合作成部24、第二集合作成部26、輝度ヒストグラム作成部28(第一ヒストグラム作成部)、色ヒストグラム作成部30(第二ヒストグラム作成部)及び判定部32を有している。   A typical arithmetic unit 16 is a CPU. FIG. 2 shows the calculation unit 16. The calculation unit 16 includes a frame extraction unit 22, a first set creation unit 24, a second set creation unit 26, a luminance histogram creation unit 28 (first histogram creation unit), and a color histogram creation unit 30 (second histogram creation unit). And a determination unit 32.

図3には、図1のシステム2によってなされるシルエット抽出方法のフローチャートが示されている。この補正方法では、カメラ10によって撮影がなされる(STEP1)。図4には、撮影が開始される前の画面が示されている。この画面は、携帯電話機4のモニタ(図示されず)に表示される。この画面には、ゴルフクラブ33を持ったゴルファー34のアドレスが撮影されている。この画面では、ゴルファー34が後方から撮影されている。この画面には、第一枠36及び第二枠38が示されている。これらの枠36、38は、携帯電話機4のCPU(図示されず)の上で実行されるソフトウエアにより、表示される。これらの枠36、38は、撮影者がカメラ10のアングルを決定するときの一助となる。撮影者は、第一枠36にグリップ40が含まれ、第二枠38にヘッド42が含まれるように、カメラ10のアングルを決定する。これらの枠36、38は、カメラ10とゴルファー34との距離の決定の一助ともなる。   FIG. 3 shows a flowchart of the silhouette extraction method performed by the system 2 of FIG. In this correction method, an image is taken by the camera 10 (STEP 1). FIG. 4 shows a screen before shooting is started. This screen is displayed on a monitor (not shown) of the mobile phone 4. On this screen, the address of the golfer 34 holding the golf club 33 is photographed. On this screen, the golfer 34 is photographed from behind. On this screen, a first frame 36 and a second frame 38 are shown. These frames 36 and 38 are displayed by software executed on the CPU (not shown) of the mobile phone 4. These frames 36 and 38 help the photographer to determine the angle of the camera 10. The photographer determines the angle of the camera 10 so that the first frame 36 includes the grip 40 and the second frame 38 includes the head 42. These frames 36 and 38 also help determine the distance between the camera 10 and the golfer 34.

図4に示された状態から、撮影が開始される。撮影開始後、ゴルファー34はスイングを開始する。ゴルフボール(図示されず)が打撃され、さらにスイングが終了するまで、撮影が継続される。撮影により、動画のデータが得られる。このデータは、メモリ12に記憶される(STEP2)。この動画の画素数は、例えば640×320である。   Shooting is started from the state shown in FIG. After the start of shooting, the golfer 34 starts swinging. Shooting continues until a golf ball (not shown) is hit and the swing is completed. Movie data can be obtained by shooting. This data is stored in the memory 12 (STEP 2). The number of pixels of this moving image is, for example, 640 × 320.

撮影者又はゴルファー34が携帯電話機4を操作することにより、動画のデータがサーバ6へと送信される(STEP3)。データは、携帯電話機4の送受信部14から、サーバ6の送受信部20へ送信される。送信は、通信回線8を介してなされる。データは、サーバ6のメモリ18に記憶される(STEP4)。   When the photographer or the golfer 34 operates the mobile phone 4, moving image data is transmitted to the server 6 (STEP 3). The data is transmitted from the transmission / reception unit 14 of the mobile phone 4 to the transmission / reception unit 20 of the server 6. Transmission is performed via the communication line 8. The data is stored in the memory 18 of the server 6 (STEP 4).

フレーム抽出部22は、動画のデータから多数のフレーム(すなわち静止画のデータ)を抽出する(STEP5)。1秒あたりの抽出数は30又は60である。必要に応じ、各フレームに補正処理がなされる。補正処理の具体例としては、手ぶれ補正処理が挙げられる。これらフレームには、第一フレームと、この第一フレームよりも後で撮影された他のフレームとが含まれている。   The frame extraction unit 22 extracts a large number of frames (that is, still image data) from the moving image data (STEP 5). The number of extractions per second is 30 or 60. Correction processing is performed on each frame as necessary. A specific example of the correction process is a camera shake correction process. These frames include a first frame and other frames taken after the first frame.

第一集合作成部24は、それぞれのピクセルについて、全てのフレームからなる全フレーム集合を作成する(STEP6)。第二集合作成部26は、それぞれのフレームのそれぞれのピクセルが、無彩色であるか有彩色であるかを決定し、それぞれのピクセルごとに、有彩色フレーム集合と無彩色フレーム集合とを作成する(STEP7)。   The first set creation unit 24 creates an entire frame set including all frames for each pixel (STEP 6). The second set creation unit 26 determines whether each pixel of each frame is an achromatic color or a chromatic color, and creates a chromatic color frame set and an achromatic color frame set for each pixel. (STEP7).

輝度ヒストグラム作成部28は、全フレーム集合について、輝度ヒストグラム(第一ヒストグラム)を作成する(STEP8)。この輝度ヒストグラムでは、頻度がフレーム数であり、階級が輝度(第一色情報)である。他の色情報に基づいて輝度ヒストグラムが作成されてもよい。色ヒストグラム作成部30は、有彩色フレーム集合及び無彩色フレーム集合について、色ヒストグラム(第二ヒストグラム)を作成する(STEP9)。この色ヒストグラムは、頻度がフレーム数であり、有彩色フレーム集合に関する階級が色相(第二色情報)であり、無彩色フレーム集合に関する階級が輝度(第三色情報)である。有彩色フレーム集合に関する階級が、色相以外の色情報であってもよい。無彩色フレーム集合に関する階級が、輝度以外の色情報であってもよい。   The luminance histogram creation unit 28 creates a luminance histogram (first histogram) for all frame sets (STEP 8). In this luminance histogram, the frequency is the number of frames, and the class is luminance (first color information). A luminance histogram may be created based on other color information. The color histogram creation unit 30 creates a color histogram (second histogram) for the chromatic color frame set and the achromatic color frame set (STEP 9). In this color histogram, the frequency is the number of frames, the class relating to the chromatic color frame set is hue (second color information), and the class relating to the achromatic color frame set is luminance (third color information). The class related to the chromatic color frame set may be color information other than the hue. The class related to the achromatic color frame set may be color information other than luminance.

判定部32は、輝度ヒストグラム及び色ヒストグラムに基づいて、それぞれのピクセルのそれぞれのフレームが背景であるか被写体であるかを判定する(STEP10)。以下、主なステップが詳細に説明される。   The determination unit 32 determines whether each frame of each pixel is a background or a subject based on the luminance histogram and the color histogram (STEP 10). The main steps are described in detail below.

本実施形態では、第一フレームに、図5に示されるマスク44が設定される。図5から明らかなように、マスク44は、図4に示されたゴルファー34及びゴルフクラブ33を含む。マスク44の外縁は、ゴルファー34の外縁よりも外側であり、ゴルフクラブ33の外縁よりも外側である。それぞれのピクセルが無彩色であるか有彩色であるかの決定において、マスク44に含まれるピクセルは計算の対象とされない。   In the present embodiment, the mask 44 shown in FIG. 5 is set in the first frame. As is clear from FIG. 5, the mask 44 includes the golfer 34 and the golf club 33 shown in FIG. 4. The outer edge of the mask 44 is outside the outer edge of the golfer 34, and is outside the outer edge of the golf club 33. In determining whether each pixel is achromatic or chromatic, the pixels contained in the mask 44 are not considered for calculation.

図6のフローチャートには、それぞれのピクセルが無彩色であるか有彩色であるかを決定し、それぞれのピクセルごとに無彩色フレーム集合と有彩色フレーム集合とを作成するステップ(STEP7)の詳細が示されている。   The flowchart of FIG. 6 shows details of the step of determining whether each pixel is an achromatic color or a chromatic color and creating an achromatic color frame set and a chromatic color frame set for each pixel (STEP 7). It is shown.

この方法では、ピクセルの彩度値sfが算出される(STEP71)。例えば、第1フレームから第60フレームまでの60のフレームに基づいてシルエットが抽出される場合、1つのピクセルあたりの輝度値sfの数は、60個である。   In this method, the saturation value sf of the pixel is calculated (STEP 71). For example, when silhouettes are extracted based on 60 frames from the first frame to the 60th frame, the number of luminance values sf per pixel is 60.

これら60の輝度値sfのそれぞれに関し、閾値θsよりも小さいか否かが判定される。閾値θsは、適宜決定されうる。本発明者が用いた閾値θsは、0.15である。換言すれば、輝度値sfが0.15未満であるピクセルの色は、無彩色又は実質的に無彩色とみなされる。輝度値sfが閾値θsより小さいフレームにより、初期の無彩色フレーム集合Fmが得られる(STEP72)。   It is determined whether or not each of these 60 luminance values sf is smaller than the threshold value θs. The threshold value θs can be determined as appropriate. The threshold value θs used by the present inventor is 0.15. In other words, the color of the pixel having the luminance value sf less than 0.15 is regarded as an achromatic color or a substantially achromatic color. An initial achromatic color frame set Fm is obtained from the frames whose luminance value sf is smaller than the threshold value θs (STEP 72).

無彩色フレーム集合Fmに属さないフレームfにおけるピクセルの色ベクトルCfに関し、集合Fmとの最小の色距離d(Cf)が計算される(STEP73)。計算は、下記数式に基づいてなされる。   Regarding the pixel color vector Cf in the frame f not belonging to the achromatic color frame set Fm, the minimum color distance d (Cf) with the set Fm is calculated (STEP 73). The calculation is performed based on the following mathematical formula.

Figure 2011078069
Figure 2011078069

上記数式に基づき、無彩色フレーム集合Fmの中でフレームfとの色距離が最小である場合のnが探索される。   Based on the above equation, n is searched for when the color distance from the frame f is the smallest in the achromatic color frame set Fm.

得られたd(Cf)が閾値θd未満であるか否かが、判定される(STEP74)。閾値θdは、適宜決定されうる。本発明者が用いた閾値θdは、3.0である。換言すれば、d(Cf)が3.0未満であるピクセルの色は、無彩色又は実質的に無彩色とみなされる。d(Cf)が閾値θd未満である場合、当該フレームは無彩色フレーム集合Fmに追加される(STEP75)。この追加により、無彩色フレーム集合Fmが更新される。d(Cf)が閾値θd以上である場合、当該フレームは有彩色フレーム集合に区分される(STEP76)。かかるフローが、全フレームについての有彩色と無彩色との区分が完了するまで、繰り返される。   It is determined whether or not the obtained d (Cf) is less than the threshold value θd (STEP 74). The threshold value θd can be determined as appropriate. The threshold value θd used by the present inventor is 3.0. In other words, the color of a pixel with d (Cf) less than 3.0 is considered achromatic or substantially achromatic. If d (Cf) is less than the threshold value θd, the frame is added to the achromatic frame set Fm (STEP 75). With this addition, the achromatic color frame set Fm is updated. If d (Cf) is equal to or greater than the threshold value θd, the frame is classified into a chromatic color frame set (STEP 76). This flow is repeated until the chromatic color and achromatic color classification for all frames is completed.

図6に示されたフローが、マスク44を除く全てのピクセルについてなされる。例えば、マウスを除くピクセルの数が150000であり、フレーム数が60である場合、9000000(15000×60)の輝度値sfが計算される。   The flow shown in FIG. 6 is performed for all pixels except the mask 44. For example, when the number of pixels excluding the mouse is 150,000 and the number of frames is 60, a luminance value sf of 9000000 (15000 × 60) is calculated.

輝度ヒストグラム作成部28は、全フレーム集合について、輝度ヒストグラムを作成する(STEP8)。あるピクセルについての輝度ヒストグラムの一例が、図7に示されている。この輝度ヒストグラムにおいて、階級は輝度である。このヒストグラムは、1から100までの100階級を含んでいる。このヒストグラムにおいて、頻度はフレーム数である。頻度に、平滑化処理がなされてもよい。図8には、他のピクセルについての輝度ヒストグラムの一例が示されている。図9には、さらに他のピクセルについての輝度ヒストグラムの一例が示されている。それぞれの輝度ヒストグラムにおいて、フレームの総数は98である。   The luminance histogram creation unit 28 creates a luminance histogram for all frame sets (STEP 8). An example of a luminance histogram for a pixel is shown in FIG. In this luminance histogram, the class is luminance. This histogram includes 100 classes from 1 to 100. In this histogram, the frequency is the number of frames. A smoothing process may be performed at a frequency. FIG. 8 shows an example of a luminance histogram for other pixels. FIG. 9 shows an example of a luminance histogram for still another pixel. In each luminance histogram, the total number of frames is 98.

色ヒストグラム作成部30は、有彩色フレーム集合及び無彩色フレーム集合について、色ヒストグラムを作成する(STEP9)。あるピクセルについての色ヒストグラムの例が、図10に示されている。この色ヒストグラムは、有彩色フレーム集合のヒストグラムと無彩色フレーム集合のヒストグラムとが複合されたものである。この色ヒストグラムにおいて、有彩色フレーム集合の階級は色相である。色相の階級は、1から100までの100階級を含んでいる。この色ヒストグラムにおいて、無彩色フレーム集合の階級は輝度である。輝度の階級は、1から100までの100階級を含んでいる。階級の合計数は、200である。この色ヒストグラムにおいて、頻度はフレーム数である。頻度に、平滑化処理がなされてもよい。図11には、他のピクセルについての色ヒストグラムの一例が示されている。図12には、さらに他のピクセルについての色ヒストグラムの一例が示されている。それぞれの色ヒストグラムにおいて、フレームの総数は98である。   The color histogram creation unit 30 creates a color histogram for the chromatic color frame set and the achromatic color frame set (STEP 9). An example of a color histogram for a pixel is shown in FIG. This color histogram is a composite of a chromatic color frame set histogram and an achromatic color frame set histogram. In this color histogram, the class of the chromatic color frame set is hue. The hue class includes 100 classes from 1 to 100. In this color histogram, the class of the achromatic frame set is luminance. The luminance class includes 100 classes from 1 to 100. The total number of classes is 200. In this color histogram, the frequency is the number of frames. A smoothing process may be performed at a frequency. FIG. 11 shows an example of a color histogram for other pixels. FIG. 12 shows an example of a color histogram for still another pixel. In each color histogram, the total number of frames is 98.

輝度ヒストグラム及び色ヒストグラムに基づいて、それぞれのピクセルが背景であるか被写体であるかが判定される(STEP10)。判定は、判定部32が行う。この判定は、第一ステージ、第二ステージ及び第三ステージからなる。以下、各ステージが詳説される。   Based on the luminance histogram and the color histogram, it is determined whether each pixel is a background or a subject (STEP 10). The determination unit 32 performs the determination. This determination includes a first stage, a second stage, and a third stage. Each stage will be described in detail below.

図13は、第一ステージが示されたフローチャートである。この第一ステージは、ピクセルごとになされる。第一ステージではまず、条件1が満たされるか否かが判断される(STEP1011)。この条件1は、下記の通りである。
条件1:輝度ヒストグラムにおいて、階級幅が20以下の範囲に全てのフレームが 含まれる
なお、階級幅として「20」以外の値が用いられてもよい。
FIG. 13 is a flowchart showing the first stage. This first stage is done for each pixel. In the first stage, first, it is determined whether or not the condition 1 is satisfied (STEP 1011). Condition 1 is as follows.
Condition 1: In the luminance histogram, all frames are included in a range where the class width is 20 or less. Note that a value other than “20” may be used as the class width.

図7の輝度ヒストグラムでは、輝度が12から19まで(すなわち幅が8)の範囲に、全てのフレームが含まれている。従って、この輝度ヒストグラムは、上記条件1を満たす。図8の輝度ヒストグラムでは、階級の最小値は12であり、最大値は72である。従って、この輝度ヒストグラムは、上記条件1を満たさない。図9の輝度ヒストグラムでは、階級の最小値は13であり、最大値は77である。従って、この輝度ヒストグラムは、上記条件1を満たさない。   In the luminance histogram of FIG. 7, all frames are included in the range of luminance from 12 to 19 (that is, the width is 8). Therefore, this luminance histogram satisfies the above condition 1. In the luminance histogram of FIG. 8, the minimum value of the class is 12 and the maximum value is 72. Therefore, this luminance histogram does not satisfy the above condition 1. In the luminance histogram of FIG. 9, the minimum value of the class is 13 and the maximum value is 77. Therefore, this luminance histogram does not satisfy the above condition 1.

次に、条件2が満たされるか否かが判断される(STEP1012)。この条件2は、下記の通りである。
条件2:色ヒストグラムにおいて、階級幅が20以下の範囲に全てのフレームが 含まれる
なお、階級幅として「20」以外の値が用いられてもよい。
Next, it is determined whether or not the condition 2 is satisfied (STEP 1012). Condition 2 is as follows.
Condition 2: In the color histogram, all frames are included in a range where the class width is 20 or less. Note that a value other than “20” may be used as the class width.

図10は、図7のピクセルについての色ヒストグラムである。図11は、図8のピクセルについての色ヒストグラムである。図12は、図9のピクセルについての色ヒストグラムである。図10の色ヒストグラムでは、色相が59から66まで(すなわち幅が7)の範囲に、全てのフレームが含まれている。従って、この色ヒストグラムは、上記条件2を満たす。図11の色ヒストグラムでは、色相の階級の最小値は40であり、最大値は65である。さらに、図11のヒストグラムでは、輝度の階級が頻度を有する。従って、この色ヒストグラムは、上記条件2を満たさない。図12の色ヒストグラムでは、色相の階級の最小値は16であり、最大値は64である。さらに、図12のヒストグラムでは、輝度の階級が頻度を有する。従って、この色ヒストグラムは、上記条件2を満たさない。   FIG. 10 is a color histogram for the pixel of FIG. FIG. 11 is a color histogram for the pixel of FIG. FIG. 12 is a color histogram for the pixel of FIG. In the color histogram of FIG. 10, all the frames are included in the range of hues from 59 to 66 (that is, the width is 7). Therefore, this color histogram satisfies the above condition 2. In the color histogram of FIG. 11, the minimum value of the hue class is 40 and the maximum value is 65. Furthermore, in the histogram of FIG. 11, the luminance class has a frequency. Therefore, this color histogram does not satisfy the above condition 2. In the color histogram of FIG. 12, the minimum value of the hue class is 16 and the maximum value is 64. Furthermore, in the histogram of FIG. 12, the luminance class has a frequency. Therefore, this color histogram does not satisfy the above condition 2.

図7及び10に示されたピクセルでは、輝度ヒストグラムが上記条件1を満たし、色ヒストグラムが上記条件2を満たす。スイングのとき、ゴルファー34は動く。この動きに起因して、ピクセルにゴルファー34及び背景の両方が撮影されうる。ゴルファー34及び背景の両方が撮影された場合、当該ピクセルの輝度又は色相は、大幅に変動する。上記条件1及び2の両方を満たすピクセルは、輝度及び色相の変動が小さなピクセルである。換言すれば、このピクセルには、第一フレームから最終フレームまでの間、ゴルファー34は撮影されていないと考えられる。上記条件1及び2を満たすピクセルについては、全てのフレームにおいて、「背景」と判定される(STEP1013)。   7 and 10, the luminance histogram satisfies the above condition 1 and the color histogram satisfies the above condition 2. When swinging, the golfer 34 moves. Due to this movement, both the golfer 34 and the background can be photographed on the pixel. If both the golfer 34 and the background are photographed, the brightness or hue of the pixel will vary significantly. A pixel satisfying both of the above conditions 1 and 2 is a pixel with small variations in luminance and hue. In other words, it is considered that the golfer 34 is not photographed for this pixel from the first frame to the last frame. The pixels satisfying the above conditions 1 and 2 are determined as “background” in all frames (STEP 1013).

互いに輝度が同じである有彩色と無彩色とは、輝度ヒストグラムでは区別され得ないが、色ヒストグラムでは区別されうる。互いに色相が同じで互いに輝度が異なる2つの有彩色は、色ヒストグラムでは区別され得ないが、輝度ヒストグラムでは区別されうる。本発明に係るシルエット抽出方法では、条件1及び2の両方が満たされれば、当該ピクセルについては、全てのフレームにおいて、「背景」と判定される。換言すれば、輝度ヒストグラム及び色ヒストグラムの両方が考慮されて、判定がなされる。従って、背景でないピクセルが背景と誤認定されることがほとんどない。   A chromatic color and an achromatic color having the same luminance cannot be distinguished from each other in the luminance histogram, but can be distinguished from each other in the color histogram. Two chromatic colors having the same hue and different luminance cannot be distinguished in the color histogram, but can be distinguished in the luminance histogram. In the silhouette extraction method according to the present invention, if both of the conditions 1 and 2 are satisfied, the pixel is determined as “background” in all frames. In other words, the determination is made in consideration of both the luminance histogram and the color histogram. Thus, pixels that are not backgrounds are rarely misidentified as backgrounds.

なお、第一フレームから最終フレームまでの間にゴルファー34のみが撮影されたピクセルでも、上記条件1及び2が満たされうる。しかし、前述の通り、ゴルファー34にはマスク44によってマスキングがなされているので、上記条件1及び2を満たすピクセルについては、全てのフレームにおいて、「背景」と判定されうる。   It should be noted that the above conditions 1 and 2 can be satisfied even with pixels in which only the golfer 34 is photographed between the first frame and the final frame. However, since the golfer 34 is masked by the mask 44 as described above, the pixels satisfying the above conditions 1 and 2 can be determined as “background” in all frames.

第一フレームから最終フレームまでの間に、ゴルファー34及び背景の両方が撮影されたピクセルは、上記条件1又は2を満たさない。条件1又は2を満たさないピクセルについては、判定は第二ステージに持ち越される。   A pixel in which both the golfer 34 and the background are photographed between the first frame and the final frame does not satisfy the above condition 1 or 2. For pixels that do not meet condition 1 or 2, the decision is carried over to the second stage.

以下、第二ステージが詳説される。第一ステージにおいて、「ゴルファー34及び背景の両方が撮影されている」と判断されたピクセルに関し、第二ステージにおいて、さらに検討が加えられる。図14は、第二ステージが示されたフローチャートである。この第二ステージは、ピクセルごとになされる。第二ステージではまず、条件3が満たされるか否かが判断される(STEP1021)。この条件3は、下記の通りである。
条件3:輝度ヒストグラムにおいて、階級幅が20以下の範囲に、全フレームの6 0%以上が含まれる
なお、階級幅として「20」以外の値が用いられてもよい。比率として「60%」以外の値が用いられてもよい。
Hereinafter, the second stage will be described in detail. Further consideration is given in the second stage for pixels that are determined to be “both golfer 34 and background are being photographed” in the first stage. FIG. 14 is a flowchart showing the second stage. This second stage is done on a pixel-by-pixel basis. In the second stage, it is first determined whether or not the condition 3 is satisfied (STEP 1021). Condition 3 is as follows.
Condition 3: In the luminance histogram, 60% or more of all frames are included in the range where the class width is 20 or less, and a value other than “20” may be used as the class width. A value other than “60%” may be used as the ratio.

図8の輝度ヒストグラムでは、輝度が12から19まで(すなわち幅が8)の範囲に、80(すなわち81.6%)のフレームが含まれている。従って、上記条件3を満たす。図9の輝度ヒストグラムでは、上記条件3は満たされない。   In the luminance histogram of FIG. 8, 80 (that is, 81.6%) frames are included in the range of luminance from 12 to 19 (that is, the width is 8). Therefore, the above condition 3 is satisfied. In the luminance histogram of FIG. 9, the condition 3 is not satisfied.

次に、条件4が満たされるか否かが判断される(STEP1022)。この条件4は、下記の通りである。
条件4:色ヒストグラムにおいて、階級幅が20以下の範囲に、全フレームの6 0%以上が含まれる
なお、階級幅として「20」以外の値が用いられてもよい。比率として「60%」以外の値が用いられてもよい。
Next, it is determined whether or not the condition 4 is satisfied (STEP 1022). Condition 4 is as follows.
Condition 4: In the color histogram, 60% or more of all frames are included in the range where the class width is 20 or less. A value other than “20” may be used as the class width. A value other than “60%” may be used as the ratio.

図11の色ヒストグラムでは、輝度が59から65まで(すなわち幅が7)の範囲に、72(すなわち73.5%)のフレームが含まれている。従って、上記条件4を満たす。図12の輝度ヒストグラムでは、上記条件4は満たされない。   In the color histogram of FIG. 11, 72 (that is, 73.5%) frames are included in the range of luminance from 59 to 65 (that is, the width is 7). Therefore, the above condition 4 is satisfied. In the luminance histogram of FIG. 12, the above condition 4 is not satisfied.

図8及び11に示されたピクセルでは、輝度ヒストグラムが上記条件3を満たし、色ヒストグラムが上記条件4を満たす。階級幅が20以下の範囲に、全フレームの60%以上のフレームが含まれる場合、当該階級幅内のフレーム群の当該ピクセルでは、輝度又は色相の変動が小さいと考えられる。一方、当該階級幅外のフレーム群の当該ピクセルの輝度又は色相は、当該階級幅内のフレームの当該ピクセルの輝度又は色相とは大きく異なっていると考えられる。かかる現象から、第一フレームから最終フレームまでの間、当該ピクセルに主として背景が撮影されており、かつ、一時的にゴルファー34の人体が撮影されたと考えられる。上記条件3及び4を満たすピクセルについては、当該階級幅内のフレームを「背景」と判定し、その他のフレームを「被写体」と判定する(STEP1023)。   In the pixels shown in FIGS. 8 and 11, the luminance histogram satisfies the condition 3 and the color histogram satisfies the condition 4. When 60% or more of all the frames are included in the range of the class width of 20 or less, it is considered that the luminance or hue variation is small in the pixel of the frame group within the class width. On the other hand, it is considered that the luminance or hue of the pixel in the frame group outside the class width is significantly different from the luminance or hue of the pixel in the frame within the class width. From this phenomenon, it is considered that the background was mainly photographed in the pixel from the first frame to the final frame, and the human body of the golfer 34 was temporarily photographed. For pixels satisfying the above conditions 3 and 4, the frame within the class width is determined as “background”, and the other frames are determined as “subject” (STEP 1023).

互いに輝度が同じである有彩色と無彩色とは、輝度ヒストグラムでは区別され得ないが、色ヒストグラムでは区別されうる。互いに色相が同じで互いに輝度が異なる2つの有彩色は、色ヒストグラムでは区別され得ないが、輝度ヒストグラムでは区別されうる。本発明に係るシルエット抽出方法では、条件3及び4の両方に基づき、判定がなされる。換言すれば、輝度ヒストグラム及び色ヒストグラムの両方が考慮されて、判定がなされる。従って、誤認定が抑制される。   A chromatic color and an achromatic color having the same luminance cannot be distinguished from each other in the luminance histogram, but can be distinguished from each other in the color histogram. Two chromatic colors having the same hue and different luminance cannot be distinguished in the color histogram, but can be distinguished in the luminance histogram. In the silhouette extraction method according to the present invention, the determination is made based on both conditions 3 and 4. In other words, the determination is made in consideration of both the luminance histogram and the color histogram. Accordingly, erroneous recognition is suppressed.

図9及び12に示されるようなヒストグラムを呈するピクセルの判定は、第三ステージに持ち越される。   The determination of pixels exhibiting histograms as shown in FIGS. 9 and 12 is carried over to the third stage.

以下、第三ステージが詳説される。第二ステージにおいて判定が持ち越されたピクセル、及びマスク44に該当するピクセルに関し、第三ステージにおいて、さらに検討が加えられる。以下、既に「背景」か「被写体」かの判定がなされたピクセルを「判定完了ピクセル」と称する。一方、「背景」か「被写体」かの判定が未だなされていないピクセルを「判定未完了ピクセル」と称する。   Hereinafter, the third stage will be described in detail. Further consideration is given in the third stage with respect to pixels that have been carried over in the second stage and pixels corresponding to the mask 44. Hereinafter, a pixel for which “background” or “subject” has already been determined is referred to as a “determination completed pixel”. On the other hand, a pixel that has not yet been determined as “background” or “subject” is referred to as a “determination pixel”.

図15は、第三ステージが示されたフローチャートである。第三ステージでは、判定未完了ピクセルに関し、距離画像dxyが生成される(STEP1031)。距離画像dxyは、二次元データに奥行きデータを付加したものである。ここで奥行きデータは、境界までの距離である。   FIG. 15 is a flowchart showing the third stage. In the third stage, a distance image dxy is generated for the pixels that have not been determined (STEP 1031). The distance image dxy is obtained by adding depth data to two-dimensional data. Here, the depth data is a distance to the boundary.

閾値θdの初期値が1であるとき、dxyがθd未満である判定未完了ピクセルの8近傍に、判定完了ピクセルが存在するか否かが検討される(STEP1032)。ここで8近傍とは、当該判定未完了ピクセルの左、左上、上、右上、右、右下、下及び左下に位置する8個のピクセルを意味する。   When the initial value of the threshold θd is 1, it is examined whether or not there is a determination completion pixel in the vicinity of eight of the determination incomplete pixels whose dxy is less than θd (STEP 1032). Here, the vicinity of 8 means eight pixels located at the left, upper left, upper, upper right, right, lower right, lower and lower left of the determination incomplete pixel.

8近傍に判定完了ピクセルが全く存在しない場合、当該ピクセルは、全てのフレームにおいて「被写体」であると判定される(STEP1033)。8近傍に1又は2以上の判定完了ピクセルが存在する場合、下記条件5が満たされるか否かが判断される(STEP1034)。この条件5は、下記の通りである。   If there is no determination completion pixel in the vicinity of 8, the pixel is determined to be a “subject” in all frames (STEP 1033). When one or more determination completion pixels exist in the vicinity of 8, it is determined whether or not the following condition 5 is satisfied (STEP 1034). Condition 5 is as follows.

条件5:輝度ヒストグラムにおいて、下記数式を満たすフレーム群が存在する     Condition 5: In the luminance histogram, there exists a frame group that satisfies the following formula:

min(LQ) > min(LB)−θw
max(LQ) < max(LB)+θw
これら数式において、min(LQ)は判定未完了ピクセルの輝度ヒストグラムにおける上記フレーム群の階級幅最小値であり、max(LQ)は判定未完了ピクセルの輝度ヒストグラムにおける上記フレーム群の階級幅最大値であり、min(LB)は8近傍に存在する1つの判定完了ピクセルの輝度ヒストグラムにおける背景であるフレーム群の階級幅最小値であり、max(LB)は8近傍に存在する1つの判定完了ピクセルの輝度ヒストグラムにおける背景であるフレーム群の階級幅の最大値である。θwは、適宜設定される。本発明者は、θwとして6を用いた。
min (LQ)> min (LB) −θw
max (LQ) <max (LB) + θw
In these equations, min (LQ) is the minimum class width value of the frame group in the luminance histogram of the incomplete determination pixel, and max (LQ) is the maximum class width value of the frame group in the luminance histogram of the incomplete determination pixel. Yes, min (LB) is the minimum class width of the frame group that is the background in the luminance histogram of one determination completion pixel existing in the vicinity of 8, and max (LB) is one determination completion pixel existing in the vicinity of 8. This is the maximum value of the class width of the frame group as the background in the luminance histogram. θw is set as appropriate. The inventor used 6 as θw.

8近傍に1又は2以上の判定完了ピクセルが存在する場合、さらに、下記条件6が満たされるか否かが判断される(STEP1035)。この条件6は、下記の通りである。   When one or more determination completion pixels exist in the vicinity of 8, it is further determined whether or not the following condition 6 is satisfied (STEP 1035). Condition 6 is as follows.

条件6:色ヒストグラムにおいて、下記数式が満たすフレーム群が存在する     Condition 6: In the color histogram, there is a frame group that satisfies the following mathematical expression.

min(CQ) > min(CB)−θw
max(CQ) < max(CB)+θw
これら数式において、min(CQ)は判定未完了ピクセルの色ヒストグラムにおける上記フレーム群の階級幅最小値であり、max(CQ)は判定未完了ピクセルの色ヒストグラムにおける上記フレーム群の階級幅最大値であり、min(CB)は8近傍に存在する1つの判定完了ピクセルの色ヒストグラムにおける背景であるフレーム群の階級幅最小値であり、max(CB)は8近傍に存在する1つの判定完了ピクセルの色ヒストグラムにおける背景であるフレーム群の階級幅最大値である。θwは、適宜設定される。本発明者は、θwとして6を用いた。
min (CQ)> min (CB) −θw
max (CQ) <max (CB) + θw
In these formulas, min (CQ) is the minimum class width value of the frame group in the color histogram of undecided pixels, and max (CQ) is the maximum class width value of the frame group in the color histogram of undecided pixels. Yes, min (CB) is the minimum class width of the frame group that is the background in the color histogram of one determination completion pixel existing in the vicinity of 8, and max (CB) is one determination completion pixel existing in the vicinity of 8. This is the maximum value of the class width of the frame group as the background in the color histogram. θw is set as appropriate. The inventor used 6 as θw.

上記条件5及び6を満たすフレーム群の当該ピクセルは「背景」と判定され、満たさないフレーム群の当該ピクセルは「被写体」と判定される(STEP1036)。当該判定完了ピクセルとの関係において上記条件5及び6のいずれかが満たされず、かつ8近傍に他の判定完了ピクセルが存在する場合、他の判定完了ピクセルとの関係において、上記条件5及び6が満たされるか否かが、判断される。   The pixel in the frame group that satisfies the above conditions 5 and 6 is determined as “background”, and the pixel in the frame group that does not satisfy the conditions 5 and 6 is determined as “subject” (STEP 1036). If any of the above conditions 5 and 6 is not satisfied in the relationship with the determination completion pixel and another determination completion pixel exists in the vicinity of 8, the above conditions 5 and 6 are in the relationship with the other determination completion pixel. It is determined whether it is satisfied.

全ての判定未完了ピクセルについて条件5及び6の検討が完了した後、θdに「1」が加算される(STEP1037)。そして、判定未完了ピクセルの8近傍に判定完了ピクセルが存在するか否かの検討(STEP1032)から、判定(STEP1036)までのフローが繰り返される。この繰り返しは、θdがθdmaxとなるまでなされる。θdmaxは、距離画像における最大値である。   After the examination of the conditions 5 and 6 is completed for all the incomplete determination pixels, “1” is added to θd (STEP 1037). Then, the flow from examination (STEP 1032) on whether or not there is a judgment completion pixel in the vicinity of eight judgment incomplete pixels to the judgment (STEP 1036) is repeated. This is repeated until θd reaches θdmax. θdmax is the maximum value in the distance image.

以上のフローにより、全てのフレームの全てのピクセルが、「背景」及び「被写体」のいずれかに区分される。各フレームにおいて、被写体とされたピクセルの集合は、被写体のシルエットである。図16には、1つのフレームのシルエットが示されている。図1では、被写体のピクセルが黒で示され、他のピクセルが白で示されている。図16から明らかなように、この方法により、被写体(ゴルファー34)のシルエットがほぼ忠実に再現されている。このようなシルエットを用い、ゴルファー34のスイングが画像処理によって診断されうる。撮影開始から終了までは短時間なので、この間に天候が大幅に変化することは少ない。従って、天候変化に起因する誤認識は生じにくい。   Through the above flow, all the pixels in all the frames are classified into either “background” or “subject”. In each frame, a set of pixels set as a subject is a silhouette of the subject. FIG. 16 shows the silhouette of one frame. In FIG. 1, the pixel of the subject is shown in black, and the other pixels are shown in white. As is apparent from FIG. 16, the silhouette of the subject (golfer 34) is almost faithfully reproduced by this method. Using such a silhouette, the swing of the golfer 34 can be diagnosed by image processing. Since the time from the start to the end of the shooting is short, the weather rarely changes during this time. Accordingly, misrecognition due to weather changes is unlikely to occur.

図17は、本発明の他の実施形態に係るシルエット抽出システム46が示された概念図である。このシステム46は、携帯電話機48からなる。この携帯電話機48は、カメラ50、メモリ52及び演算部54を備えている。図示されていないが、この演算部54は、図2に示された演算部16と同様、フレーム抽出部、第一集合作成部、第二集合作成部、輝度ヒストグラム作成部、色ヒストグラム作成部及び判定部を含んでいる。この演算部54は、図2に示された演算部16と同等の機能を果たす。つまり、この演算部54が、シルエットの抽出を行う。従って、携帯電話機48とサーバとの接続は不要である。撮影者は、携帯電話機48のみを持参すれば、その場でスイングを診断しうる。   FIG. 17 is a conceptual diagram showing a silhouette extraction system 46 according to another embodiment of the present invention. The system 46 includes a mobile phone 48. The cellular phone 48 includes a camera 50, a memory 52, and a calculation unit 54. Although not shown, this calculation unit 54 is similar to the calculation unit 16 shown in FIG. 2, and includes a frame extraction unit, a first set creation unit, a second set creation unit, a luminance histogram creation unit, a color histogram creation unit, and Includes a determination unit. The calculation unit 54 performs the same function as the calculation unit 16 shown in FIG. That is, the calculation unit 54 extracts silhouettes. Therefore, connection between the cellular phone 48 and the server is not necessary. If the photographer brings only the mobile phone 48, the photographer can diagnose the swing on the spot.

以上説明されたシルエット抽出方法は、スイングの診断、ゴルフクラブの開発、ゴルフシューズの開発等において有用である。この抽出方法は、テニス、野球等の種々のスポーツのフォーム診断に用いられうる。   The silhouette extraction method described above is useful in swing diagnosis, golf club development, golf shoe development, and the like. This extraction method can be used for form diagnosis of various sports such as tennis and baseball.

2・・・シルエット抽出システム
4・・・携帯電話機
6・・・サーバ
8・・・通信回線
10・・・カメラ
12・・・メモリ
16・・・演算部
22・・・フレーム抽出部
24・・・第一集合作成部
26・・・第二集合作成部
28・・・輝度ヒストグラム作成部
30・・・色ヒストグラム作成部
32・・・判定部
2 ... Silhouette extraction system 4 ... Mobile phone 6 ... Server 8 ... Communication line 10 ... Camera 12 ... Memory 16 ... Calculation unit 22 ... Frame extraction unit 24 ... First set creation unit 26 ... second set creation unit 28 ... luminance histogram creation unit 30 ... color histogram creation unit 32 ... determination unit

Claims (5)

動作を行う被写体を背景と共に撮影し、それぞれが多数のピクセルを含む複数フレームを得るステップ、
それぞれのピクセルについて、全てのフレームからなる全フレーム集合を作成するステップ、
それぞれのフレームのそれぞれのピクセルが、無彩色であるか有彩色であるかを決定し、それぞれのピクセルごとに、有彩色フレーム集合と無彩色フレーム集合とを作成するステップ、
上記全フレーム集合について、頻度がフレーム数であり、階級が第一色情報である第一ヒストグラムを作成するステップ、
上記有彩色フレーム集合及び無彩色フレーム集合について、頻度がフレーム数であり、有彩色フレーム集合に関する階級が第二色情報であり、無彩色フレーム集合に関する階級が第三色情報である第二ヒストグラムを作成するステップ、
上記第一ヒストグラム及び第二ヒストグラムに基づいて、それぞれのピクセルのそれぞれのフレームが背景であるか被写体であるかを判定するステップ
を含むシルエット抽出方法。
Photographing a subject to be actuated with a background to obtain a plurality of frames each containing a number of pixels;
Creating a complete frame set of all frames for each pixel;
Determining whether each pixel of each frame is achromatic or chromatic, and creating a chromatic frame set and an achromatic frame set for each pixel;
Creating a first histogram for all frame sets, wherein the frequency is the number of frames and the class is the first color information;
For the chromatic color frame set and the achromatic color frame set, a second histogram in which the frequency is the number of frames, the class relating to the chromatic color frame set is the second color information, and the class relating to the achromatic color frame set is the third color information. Steps to create,
A silhouette extraction method including a step of determining whether each frame of each pixel is a background or a subject based on the first histogram and the second histogram.
上記判定するステップが、
上記第一ヒストグラム及び第二ヒストグラムに基づいて、それぞれのピクセルにつき、全てのフレームにわたって背景であるピクセルであるか、背景であるフレームと被写体であるフレームとが混在するピクセルであるかを決定するステップ
を含む請求項1に記載のシルエット抽出法。
The step of determining
A step of determining, based on the first histogram and the second histogram, whether each pixel is a background pixel over all frames or a pixel in which a background frame and a subject frame are mixed. The silhouette extraction method according to claim 1, comprising:
上記判定するステップが、
上記背景であるフレームと被写体であるフレームとが混在するピクセルに関し、上記第一ヒストグラム及び第二ヒストグラムに基づいて、背景であるフレーム群と被写体であるフレーム群とに区分できるピクセルかできないピクセルかが判定されるステップ、
及び
背景であるフレーム群と被写体であるフレーム群とに区分できるピクセルに関し、この区分がなされるステップ
を含む請求項2に記載のシルエット抽出法。
The step of determining
Regarding the pixel in which the background frame and the subject frame are mixed, based on the first histogram and the second histogram, whether or not the pixel can be classified into the background frame group and the subject frame group. Steps to be determined,
The method according to claim 2, further comprising: a step of performing classification on pixels that can be classified into a frame group that is a background and a frame group that is a subject.
上記判定するステップが、
上記背景であるフレーム群と被写であるフレーム群とに区分できないと判断されたピクセルのそれぞれのフレームに関し、このピクセルと隣接する他のピクセルとの関係に基づいて、背景であるか被写体であるかを決定するステップ
を含む請求項3に記載のシルエット抽出法。
The step of determining
For each frame of a pixel determined to be indistinguishable from the background frame group and the captured frame group, based on the relationship between this pixel and other adjacent pixels, it is the background or the subject. 4. The silhouette extraction method according to claim 3, further comprising the step of determining whether or not.
(A)動作を行う被写体を背景と共に撮影するためのカメラ、
(B)撮影された画像のデータを記憶するメモリ
及び
(C)演算部
を備えており、
この演算部が、
(C1)上記画像のデータから、多数のピクセルを含む複数フレームを抽出するフレーム抽出部、
(C2)それぞれのピクセルについて、全てのフレームからなる全フレーム集合を作成する第一集合作成部、
(C3)それぞれのフレームのそれぞれのピクセルが、無彩色であるか有彩色であるかを決定し、それぞれのピクセルごとに、有彩色フレーム集合と無彩色フレーム集合とを作成する第二集合作成部、
(C4)全フレーム集合について、頻度がフレーム数であり、階級が第一色情報である第一ヒストグラムを作成する第一ヒストグラム作成部、
(C5)有彩色フレーム集合及び無彩色フレーム集合について、頻度がフレーム数であり、有彩色フレーム集合に関する階級が第二色情報であり、無彩色フレーム集合に関する階級が第三色情報である第二ヒストグラムを作成する第二ヒストグラム作成部、
(C6)第一ヒストグラム及び第二ヒストグラムに基づいて、それぞれのピクセルのそれぞれのフレームが背景であるか被写体であるかを判定する判定部
を含む、シルエット抽出システム。
(A) a camera for photographing an object to be operated together with a background;
(B) a memory for storing captured image data, and (C) a calculation unit,
This computing unit is
(C1) a frame extraction unit that extracts a plurality of frames including a large number of pixels from the image data;
(C2) For each pixel, a first set creation unit that creates a set of all frames including all frames;
(C3) A second set creation unit that determines whether each pixel of each frame is an achromatic color or a chromatic color, and creates a chromatic frame set and an achromatic frame set for each pixel ,
(C4) For all frame sets, a first histogram creating unit that creates a first histogram whose frequency is the number of frames and whose class is the first color information;
(C5) For the chromatic color frame set and the achromatic color frame set, the frequency is the number of frames, the class relating to the chromatic color frame set is the second color information, and the class relating to the achromatic color frame set is the second color information. A second histogram creation unit for creating a histogram,
(C6) A silhouette extraction system including a determination unit that determines whether each frame of each pixel is a background or a subject based on the first histogram and the second histogram.
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