JP2013236658A

JP2013236658A - 着順判定装置およびその制御方法

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Publication number: JP2013236658A
Application number: JP2012109485A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nakamura; 哲也中村
Original assignee: FLOVEL CO Ltd
Current assignee: FLOVEL CO Ltd
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-11-28

Abstract

【課題】より低コストで、調整が容易な着順判定装置を提供することができるようにする。
【解決手段】PC２は、調整モードにおいては、２次元の撮像を行うようにエリアセンサカメラ１を制御し、エリアセンサカメラ１で撮像された２次元の画像をディスプレイに表示させる。また、PC２は、測定モードにおいては、１次元の撮像を行うようにエリアセンサカメラ１を制御し、エリアセンサカメラ１で撮像された１次元の画像を結合して得られる２次元の結合画像をディスプレイに表示させる。本発明は、例えば、着順を判定する着順判定装置に適用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、着順判定装置およびその制御方法に関し、特に、より低コストで、調整が容易な着順判定装置を提供することができるようにする着順判定装置およびその制御方法に関する。

競馬や競輪、陸上競技など、着順を競う競技では、着順を正確に判定するため、着順判定装置が用いられている。

従来、競馬や競輪の着順判定には、スリットを用いたフィルム撮影による方式の着順判定装置が採用されている。また、スリットを用いたフィルム方式を電子的に実現したものとして、ラインセンサカメラを用いた電子式の着順判定装置も知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１１−１３０８２４号公報特開２００８−２７１０６０号公報

しかしながら、着順判定装置では、スリットやラインセンサカメラのラインセンサを、着順を決定する基準線（ゴールライン）に厳密に合わせる必要があるが、従来のラインセンサカメラを用いた電子式の着順判定装置では、ラインセンサゆえに、撮像した画像を２次元画像として表示させることができない。したがって、電子式の着順判定装置では、ラインセンサの手前にファインダに分岐するミラーやプリズムを設け、ファインダを覗いて基準線とラインセンサとの位置を調整する必要があり、調整が面倒だった。

また、従来の電子式の着順判定装置は、ファインダのための光学部品が高価なため、装置全体として高価なものとなっていた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より低コストで、調整が容易な着順判定装置を提供することができるようにするものである。

本発明の一側面の着順判定装置は、２次元の撮像領域を有する撮像部と、前記撮像部で撮像されて得られた画像のデータを保存する記憶部と、前記撮像部と、撮像されて得られた前記画像の表示を制御する制御部とを備え、前記制御部は、調整モードにおいては、２次元の撮像を行うように前記撮像部を制御し、前記撮像部で撮像された２次元の画像を表示部に表示させ、測定モードにおいては、１次元の撮像を行うように前記撮像部を制御し、前記撮像部で撮像された１次元の画像を結合して得られる２次元の結合画像を前記表示部に表示させる。

本発明の一側面の着順判定装置の制御方法は、着順判定装置が、調整モードにおいては、２次元の撮像を行うように撮像部を制御し、前記撮像部で撮像された２次元の画像を表示部に表示させ、測定モードにおいては、１次元の撮像を行うように前記撮像部を制御し、前記撮像部で撮像された１次元の画像を結合して得られる２次元の結合画像を前記表示部に表示させる。

本発明の一側面においては、調整モードにおいては、２次元の撮像を行うように撮像部が制御され、撮像部で撮像された２次元の画像が表示部に表示される。測定モードにおいては、１次元の撮像を行うように撮像部が制御され、撮像部で撮像された１次元の画像を結合して得られる２次元の結合画像が表示部に表示される。

本発明の一側面によれば、より低コストで、調整が容易な着順判定装置を提供することができる。

本発明を適用した着順判定システムの一実施の形態の構成例を示す図である。エリアセンサカメラの配置を説明する図である。結合画像を生成する処理を説明する図である。結合画像の例を示す図である。着順判定システムの処理を説明するフローチャートである。本発明を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

［着順判定システムの構成例］
図１は、本発明を適用した着順判定システムの一実施の形態の構成例を示している。

着順判定システムは、２次元の画像を撮像するエリアセンサカメラ１と、エリアセンサカメラ１を制御するとともに、エリアセンサカメラ１で撮像された画像を処理する画像処理装置としてのPC（パーソナルコンピュータ）２とで構成される。なお、エリアセンサカメラ１とPC２は、全体で一つの着順判定装置として構成していると言うこともできる。

エリアセンサカメラ１は、不図示のカメラスタンド（三脚）などで固定され、着順を決定する基準線（ゴールライン）の延長線上に配置される。そして、図２に示されるように、長方形の撮像領域が縦長となるように９０度回転してカメラスタンドに固定されており、撮像領域の左右方向中心の位置に基準線が視認されるように、エリアセンサカメラ１の設置場所が調整される。撮像領域の長手方向と基準線が並行となるように縦長の向きで使用することにより、１列の画素数が多い方向を撮像ラインとすることができ、高画質（高解像度）で撮像することができる。

着順判定システムは、動作モードとして調整モードと測定モードを少なくとも備えており、PC２で動作モードの切り替え（制御）が行われる。

調整モードは、撮像領域内に映る基準線が撮像領域の左右方向中心の位置に視認されるようにエリアセンサカメラ１の固定位置を調整するモードである。調整モードでは、撮像領域全体を所定のフレームレート（例えば、60フレーム/秒、100フレーム/秒）で撮像した画像データが、エリアセンサカメラ１からPC２に供給され、PC２で画像データに基づく撮像結果である２次元画像がディスプレイに表示される。

一方、測定モードは、基準線に対応する撮像領域内の１ラインのみの画像データをエリアセンサカメラ１からPC２に供給するモードである。測定モードでは、基準線に対応する１ラインのみの画像データを出力するので、フレームレートは、例えば、10000フレーム／秒など、調整モードよりも高フレームレートでの撮像が可能となる。

エリアセンサカメラ１は、調整モードにおいては、例えば、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサで構成される２次元の撮像素子の全てを用いて撮像を行い、撮像結果としての２次元画像の画像データを所定のフレームレートでPC２に出力する。

一方、測定モードにおいては、エリアセンサカメラ１は、２次元の撮像領域のうちの長手方向の所定の１ラインのみで撮像を行い、撮像結果として１次元画像の画像データを所定のフレームレートでPC２に出力する。なお、２次元の撮像領域のどの１ラインを出力するかは、撮像を制御するPC２の制御アプリケーションから指定することができる。

PC２は、後述するCPU３１（図６）で制御アプリケーションが実行されることにより、エリアセンサカメラ１を制御するとともに、エリアセンサカメラ１で撮像された画像を処理する画像処理装置として機能する。

PC２は、調整モードにおいては、エリアセンサカメラ１から供給される２次元画像の画像データに基づいて、２次元の撮像画像をディスプレイに表示する。ユーザは、ディスプレイに表示された２次元の撮像画像を見ながら、基準線と撮像領域の左右方向中心とが一致するように、エリアセンサカメラ１の位置を調整する。

一方、測定モードにおいては、PC２は、測定の開始及び終了をエリアセンサカメラ１に指示し、測定実行中にエリアセンサカメラ１から供給される、１次元画像の画像データを保存する。そして、PC２は、測定終了後、測定期間中に保存された複数の１次元の画像を、ラインセンサ方向と垂直な方向に時系列に結合し、その結果得られる２次元の結合画像をディスプレイに表示する。

図３は、基準線上を、ある一人のユーザAが通過したときの１次元画像から、２次元の結合画像を生成する画像処理例を示している。

例えば、エリアセンサカメラ１が２次元の撮像領域で撮像していたとすると、測定を開始した時刻ｔ_０から所定時間経過後の時刻ｔ_１１５において、フレーム２１−１のような２次元画像が得られる。フレーム２１−１のうち、左右方向中心に描かれている実線が基準線と同一ライン上の出力ライン２２を示しており、出力ライン２２の画像データのみが、PC２に転送され、保存される。

同様に、時刻ｔ_１１５から所定時間経過後の時刻ｔ_１２０において、エリアセンサカメラ１が２次元の撮像領域で撮像していたとすると、フレーム２１−２のような２次元画像が得られるが、そのうち、出力ライン２２の画像データのみが、PC２に転送され、保存される。時刻ｔ_１２０から所定時間経過後の時刻ｔ_１２５のフレーム２１−３、時刻ｔ_１２５から所定時間経過後の時刻ｔ_１３０のフレーム２１−４においても同様である。

以上のようにして、エリアセンサカメラ１の２次元の撮像領域の出力ライン２２の画像データのみが時系列にPC２に保存される。ここで、PC２に出力ライン２２の画像データを保存する際、PC２は、撮像した時刻を表す時刻ｔ_１１５や時刻ｔ_１２０そのもの、または、測定を開始した時刻ｔ_０からの経過時間を時刻情報として併せて保存する。そして、PC２は、出力ライン２２の画像データである１次元画像の画像データを時系列に結合する処理を実行するとき、１次元画像の画像データに対応する時刻情報が、一定の時間間隔および時系列となっていることを確認する。これにより、時刻と画像の不一致および欠落を防止し、結合画像が正確な着順判定を行うのに適した画像となるようにすることができる。

図４は、測定終了後に、PC２により生成された結合画像の例を示している。

生成される結合画像では、横軸が時間軸となるため、基準線を通過するときの速度が速いユーザは細く、速度が遅いユーザは太く表示される。図４の例では、基準線を通過するタイミングでは、ユーザDの速度が速く、ユーザCの速度が遅いことが結合画像からわかる。図４の結合画像による着順判定結果は、１着がユーザA、２着がユーザB、３着がユーザC、４着がユーザDとなる。

図５のフローチャートを参照して、着順判定システムの処理について説明する。

初めに、ステップＳ１において、PC２は、調整モードを実行するユーザの操作に基づいて、エリアセンサカメラ１の動作モードを調整モードに設定する。

ステップＳ２において、調整モードが設定されたエリアセンサカメラ１は、２次元の撮像素子全体で撮像された２次元画像の画像データを所定のフレームレートでPC２に出力する。PC２は、エリアセンサカメラ１から供給される画像データを取得し、２次元の撮像画像をディスプレイに表示する。

ステップＳ３において、ユーザは、PC２のディスプレイに表示された２次元の撮像画像を見て、２次元画像の左右方向中心のラインと、基準線の位置とが合致するように、エリアセンサカメラ１の位置を調整する。また、ステップＳ３において、ユーザは、PC２のディスプレイに表示された２次元の撮像画像を見て、フォーカス（ピント）を調整する。

ステップＳ４において、PC２は、エリアセンサカメラ１の２次元の撮像領域に対して、出力ライン２２を設定する。例えば、PC２は、ディスプレイに表示されている２次元の撮像画像上に、出力ライン２２を設定するための補助線を表示させ、補助線が基準線と重なるようにユーザに設定させることにより、出力ライン２２を設定する。ここで、出力ライン２２は、図２を参照して説明したように、水平方向および垂直方向からなる長方形の撮像領域のうち、画素数が多い方向の一列となる。

ステップＳ５において、PC２は、測定モードを実行するユーザの操作に基づいて、エリアセンサカメラ１の動作モードを測定モードに設定する。

ステップＳ６において、PC２は、ユーザにより測定開始が指示されたか否かを判定し、測定開始が指示されたと判定されるまで待機する。

そして、ステップＳ６で、測定開始が指示されたと判定された場合、処理はステップＳ７に進み、エリアセンサカメラ１は、出力ライン２２に設定された１ラインで撮像されて得られる画像データをPC２に出力し、PC２は、エリアセンサカメラ１からの画像データを、時刻情報とともに、所定の記憶部に保存する。

ステップＳ８において、PC２は、ユーザにより測定終了が指示されたか否かを判定する。ステップＳ８で、測定終了がまだ指示されていないと判定された場合、処理はステップＳ７に戻り、それ以降の処理が繰り返される。これにより、出力ライン２２に設定された１ラインが所定のフレームレートで撮像され、エリアセンサカメラ１から順次供給される１ラインの画像データが、PC２の記憶部に保存される。

一方、ステップＳ８で、測定終了が指示されたと判定された場合、処理はステップＳ９に進み、PC２は、測定終了をエリアセンサカメラ１に指示し、エリアセンサカメラ１による撮像が終了する。そして、PC２は、記憶部に保存された、測定開始から終了までの期間の１次元画像の画像データを、センシング方向と垂直な方向に時系列に結合し、その結果得られる２次元の結合画像をディスプレイに表示する。

以上により、着順判定システムの処理が終了する。

以上のように、本発明を適用した着順判定システムによれば、２次元の画像を撮像するエリアセンサカメラ１を用いて、所定の１ラインのみ撮像して出力する測定モードと、２次元の撮像画像を出力する調整モードを設けるようにした。これにより、調整モードでは、測定モード時に出力する出力ライン２２と基準線とを、エリアセンサカメラ１で撮像された２次元画像を見て調整することができるので、調整が容易である。

また、従来の電子式の着順判定装置で必要であったファインダのための光学系を設ける必要がないので、小型化することができ、また非常に低コストで製作することができる。

したがって、本発明を適用した着順判定システムによれば、より低コストで、調整が容易な着順判定システム（着順判定装置）を提供することができる。

なお、本発明を適用した着順判定システムは、エリアセンサカメラ１を用いるので、ゴールライン上の１次元画像だけでなくその前後複数本の１次元画像を含めて撮像し、保存することも可能である。そこで、着順判定システムは、通常はゴールラインに対応する１次元画像のみ使用するが、次の様な判別が困難な場合に、ゴールラインに対応する１ラインに隣接する前後の１次元画像も利用して、判別を容易にすることができる。

（１）隣接画素加算処理
例えば、暗くて判別が困難な場合、ゴールラインに対応する１ラインに隣接する前後の１次元画像を足し合わせる隣接画素加算処理を行うことにより、画像を明るくすることが出来る。

具体的には、エリアセンサカメラ１の２次元の撮像素子の長辺方向をX方向とし、短辺方向をY方向として、ゴールラインに対応する１ラインのY座標がYc（Y方向の中心）であるとする。

通常の測定モードで、ゴールラインに対応する１次元画像のみを出力した場合の画素値（輝度値）は、P(0,Yc),P(1,Yc),・・・,P(H-1,Yc),P(H,Yc)となる。ここで、P(X,Y)は、画素位置(X,Y)の輝度を表し、Hは、X方向の位置の最大値であり、１ラインの画素数を表す。

これに対して、暗くて判別が困難な場合、エリアセンサカメラ１は、ゴールラインに対応する１ラインに隣接する前後の１次元画像を利用して、以下の隣接画素加算処理を行い、処理後のP(0,Yc)',P(1,Yc)',・・・,P(H-1,Yc)',P(H,Yc)'をPC２に出力する。

P(0,Yc)' = P(0,Yc)+P(0,Yc-1)+P(0,Yc+1)
P(1,Yc)' = P(1,Yc)+P(1,Yc-1)+P(1,Yc+1)
：
：
P(H-1,Yc)' = P(H-1,Yc)+P(H-1,Yc-1)+P(H-1,Yc+1)
P(H,Yc)' = P(H,Yc)+P(H,Yc-1)+P(H,Yc+1)

このような隣接画素加算処理は、ゴールラインに対応する１ラインの輝度に単純に係数をかけた場合に比べ、ノイズを少なくすることが出来る。処理後の画素値が上限値（例えば、８ビットであれば255）を超えた場合には、エリアセンサカメラ１は、上限値に修正して出力する。なお、上述の式では、解像度が低下するので、ゴールラインに対応する１ラインの輝度の重みを大きくする加算処理、例えば、ゴールラインに対応する１ラインの画素値の2倍と、前後の１次元画像それぞれの画素値の1/2倍を足すような加算処理を行っても良い。隣接画素加算処理は、エリアセンサカメラ１ではなく、PC２で行うようにしてもよい。

（２）３次元表示処理
例えば、ゴールライン上で人が重なって撮影された場合で、どちらの人の体の一部なのか判別が困難な場合は、ゴールラインに対応する１ラインの前後の1次元画像を使用して２枚の２次元画像を生成し、３次元映像として表示させることが出来る。

具体的には、PC２は、ゴールラインの前の１ラインであるP(0,Yc-1),P(1,Yc-1),・・・,P(H-1,Yc-1),P(H,Yc-1)の１次元画像と、ゴールラインに対応する１ラインであるP(0,Yc),P(1,Yc),・・・,P(H-1,Yc),P(H,Yc)の１次元画像とからなる２次元画像と、ゴールラインに対応する１ラインであるP(0,Yc),P(1,Yc),・・・,P(H-1,Yc),P(H,Yc)の１次元画像と、ゴールラインの後の１ラインであるP(0,Yc+1),P(1,Yc+1),・・・,P(H-1,Yc+1),P(H,Yc+1)の１次元画像とからなる２次元画像を生成し、生成された２枚の２次元画像を用いて３次元画像として表示させる。Y位置の異なる1次元画像は、各々視差を持っているとみなせるため、このような２枚の２次元画像は異なる視点を持つ２次元画像となる。ただし、静止しているものに関しては、立体像は得られない。通常の立体空間の認識とは異なるが、着順判定対象の分離には有効である。生成された立体視用の２枚の２次元画像は、３次元映像表示が可能なディスプレイ、もしくは、アナグリフ、並行法、交差法を用いて表示される。

なお、上述した（１）隣接画素加算処理と（２）３次元表示処理の例では、ゴールラインに対応する１ラインの前後の計２本の画素列を使う例について説明したが、ゴールラインに対応する１ラインの前後それぞれについて２本以上の画素列を使うようにしてもよい。

上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。

図６は、上述したエリアセンサカメラ１とPC２が一体化された着順判定装置としてのコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。

コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）３１，ROM（Read Only Memory）３２，RAM（Random Access Memory）３３は、バス３４により相互に接続されている。

バス３４には、さらに、入出力インタフェース３５が接続されている。入出力インタフェース３５には、入力部３６、出力部３７、記憶部３８、通信部３９、撮像部４０、及びドライブ４１が接続されている。

入力部３６は、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部３７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部３８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなり、測定モード時の１次元画像の画像データを記憶する。通信部３９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。撮像部４０は、２次元の撮像領域を有するCMOSセンサ（撮像素子）により構成される。ドライブ４１は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体４２を駆動する。

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU３１が、例えば、記憶部３８に記憶されているプログラム（上述した制御アプリケーション）を、入出力インタフェース３５及びバス３４を介して、RAM３３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。CPU３１は、撮像部４０を制御する撮像制御部、１次元画像の画像データを結合して２次元の結合画像を生成する画像処理部、および、出力部３７の一部であるディスプレイへの画像の表示を制御する表示制御部として機能する。

キーボード、マウス、操作ボタン等からなる入力部３６において、測定モードや、測定開始および測定終了のユーザの指示が受け付けられ、CPU３１に供給される。

測定モードにおいて、撮像部４０で得られた１次元画像の画像データは、ハードディスク等の記憶部２８に保存される。そして、出力部３７の一部であるディスプレイで、調整モード時の２次元画像や、測定終了後に生成された結合画像が表示される。

コンピュータでは、プログラムは、リムーバブル記録媒体４２をドライブ４１に装着することにより、入出力インタフェース３５を介して、記憶部３８にインストールすることができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部３９で受信し、記憶部３８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM３２や記憶部３８に、あらかじめインストールしておくことができる。

なお、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる場合はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで実行されてもよい。

本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。

本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１エリアセンサカメラ
２ PC
３１ CPU
３２ ROM
３３ RAM
３６入力部
３７出力部
３８記憶部
３９通信部
４０撮像部

Claims

２次元の撮像領域を有する撮像部と、
前記撮像部で撮像されて得られた画像のデータを保存する記憶部と、
前記撮像部と、撮像されて得られた前記画像の表示を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、調整モードにおいては、２次元の撮像を行うように前記撮像部を制御し、前記撮像部で撮像された２次元の画像を表示部に表示させ、
測定モードにおいては、１次元の撮像を行うように前記撮像部を制御し、前記撮像部で撮像された１次元の画像を結合して得られる２次元の結合画像を前記表示部に表示させる
着順判定装置。
前記制御部は、前記調整モードにおいて、前記測定モードで出力する画素列を指定する
請求項１に記載の着順判定装置。
前記撮像部は、前記測定モードにおいて、ゴールラインに対応する１ラインの前後の画素列も撮像し、
前記ゴールラインに対応する画素の画素値と、前記前後の画素列の画素値との加算結果が、前記ゴールラインの１次元の画像とされる
請求項１または２に記載の着順判定装置。
前記撮像部は、前記測定モードにおいて、ゴールラインに対応する１ラインの前後の画素列も撮像し、
前記制御部は、前記ゴールラインに対応する１ラインの前の画素列と、前記ゴールラインに対応する１ラインの画素列とを含む２次元画像と、前記ゴールラインに対応する１ラインの画素列と、前記ゴールラインに対応する１ラインの後の画素列とを含む２次元画像とを用いて、３次元映像として表示させる
請求項１または２に記載の着順判定装置。
着順判定装置が、
調整モードにおいては、２次元の撮像を行うように撮像部を制御し、前記撮像部で撮像された２次元の画像を表示部に表示させ、
測定モードにおいては、１次元の撮像を行うように前記撮像部を制御し、前記撮像部で撮像された１次元の画像を結合して得られる２次元の結合画像を前記表示部に表示させる
着順判定装置の制御方法。