JP2014521139A - スポーツ動作のビデオを解析する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・ビデオのスウィング映像を手動で考察することと、ゴルフスウィングを示すセグメントおよび主要な動作位置を示すフレームを特定すること。これは、ユーザに全てのビデオ映像を一通り見ることを要求するため、時間集約的である。
・米国特許第6,537,076号および米国特許第6,567,536号におけるように、インパクトの瞬間を特定するためにインパクト音を検出すること。残りのスウィングは、この瞬間の前後の特定の時間内にあると想定される。この方法は、ビデオキャプチャ装置と共に機能するオーディオ検出装置を必要とし、インパクト位置を正確に検出し得るのみである。この方法は、異なる速さのスウィングに対して確実には機能しないであろう。
・米国特許出願公開第2006/0281060におけるように、スウィングの部分を検出するための他の型のセンサ、例えば、圧力マットを使用すること。しかし、この方法は、別の型のセンサの使用を必要とし、高価である場合があり、常には便利ではない。
・米国特許第7,097,459号、米国特許第7,704,157号、および米国特許第7,857,708号におけるように、ゴルファーおよびゴルフクラブ上にカラーマーカーまたは他の識別可能なラベルを配置することと、ビデオ映像においてそれらの位置を自動的に検出すること。しかし、これは、常には利用可能ではない場合があるマーカーまたはラベルの使用をユーザに要求し、かつ、マーカーが正しい場所に配置されないとき、エラーが生じる場合がある。
・米国特許出願公開第2010/0303303におけるように、プレーヤーのシルエットまたは身体セグメントの特定等、物体認識に基づく方法を使用すること。しかし、これらの方法は、ゴルフスウィング解析法を適用する前に、人間の形状認識という困難で時間の掛かる問題を解決することを伴う。ゆえに、これらの方法は、非常に複雑であり、高水準の処理能力/メモリを必要とし、結果を生成するためにいくらかの時間が掛かる。
・韓国特許第101002846号におけるように、ビデオ映像におけるボールの位置およびそれが動作中にどのように変化するかを検出すること。この方法は、ビデオキャプチャ装置およびプロセッサ以上の機器に対する必要性を回避する一方、ボールの存在に依存し、常には利用可能ではない場合がある。また、ボールは、アドレス位置の間、クラブヘッドによって狙いを付けられていることを想定しており、ゆえに、ボールがアドレスでクラブヘッドによって狙いを付けられていない角度から録画された、ビデオを解析するためには有用ではない。最後に、特定の想定をすることによって、どのフレームがフィニッシュ位置を示すかを判断するが、常には正しくはない場合がある。
数T個の画像フレームを表すデータを受信するステップと、
数TC個の画像フレームのそれぞれについて、その画像フレームと別の画像フレームとの間の1つまたは複数のフレーム差分の測定値を計算するステップと、
フレーム差分の測定値を解析し、それぞれスポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定するステップと、を含む、方法が提供される。
1.画像フレームの間の移動量の測定値、
2.画像フレームの間の移動位置の測定値、および
3.画像フレームの間の移動の速度またはその導関数(加速度等)の測定値のうちの1つまたは複数を含む。
数TC個の画像フレームのそれぞれについて、数PC個の画素または画素群のそれぞれを他の画像フレームにおける対応する画素または画素群と比較することと、1つまたは複数の画素差分の測定値を計算することと、を更に含む。
1.画像フレームの間の画素移動量の測定値、
2.画像フレームの間の画素移動位置の測定値、および
3.画像フレームの間の画素移動の速度またはその導関数(加速度等)の測定値のうちの1つまたは複数を含んでもよい。
数TC個の画像フレームのそれぞれについて、画素または画素群と他の画像フレームにおける対応する画素または画素群との間のオプティカルフローを判定することを含む。
フレーム差分の測定値の時間的変動における複数のパターンを特定することと、
それぞれのパターンをスポーツ動作の動作段階のうちの1つと関連付けることと、を含む。
数T個の画像フレームを表すデータを受信するための手段と、
数TC個の画像フレームのそれぞれについて、その画像フレームと別の画像フレームとの間の1つまたは複数のフレーム差分の測定値を計算するための手段と、
フレーム差分の測定値を解析し、それぞれスポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定するための手段と、を備える、装置が提供される。
数T個の画像フレームを表すデータを受信するための手段と
数TC個の画像フレームのそれぞれについて、その画像フレームと別の画像フレームとの間の1つまたは複数のフレーム差分の測定値を計算するための手段と、
フレーム差分の測定値を解析し、それぞれスポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定するための手段と、を備える、システムが提供される。
数T個の画像フレームを表すデータを受信するステップと、
数TC個の画像フレームのそれぞれについて、その画像フレームと別の画像フレームとの間の1つまたは複数のフレーム差分の測定値を計算するステップと、
フレーム差分の測定値を解析し、それぞれスポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定するステップと、を含む、方法を行わせる、コンピュータプログラム生成物が提供される。
X(t)=[x(t)ij]、式中、i=1、2、...nrであり、j=1、2、...ncであり、t=1、2、...Tである。
D(t)=│X(t)−X(t−m)│である。
DRatio(dthres)=count([dij]≧dthres)/(nr×nc)である。
E=[dij]≧ethresである。
水平の差分位置インジケータ:HDPrctile(p)=pth−Percentile(eh)
垂直の差分位置インジケータ:VDPrctile(p)=pth−Percentile(ev)
主要なスウィング位置を示す画像フレームがどのように特定されるかの例が、以下に説明される。
・アドレス―開始段階のVDPrctile(50)における主ピーク値の位置
・トップスウィング―アップダウン段階のVDPrctile(50)における主トラフ値の位置
・インパクト―ダウンアップ段階のVDPrctile(50)における主ピーク値の位置
・フィニッシュ―完了段階のVDPrctile(50)における主トラフ値の位置
・アップスウィングおよびダウンスウィング―ピーク値〜トラフ値=開始段階のVDPrctile(50)における主ピーク値−アップダウン段階のVDPrctile(50)における主トラフ値であり、かつCrossRatio=アップスウィングおよびダウンスウィング位置を判定するためのピーク値〜トラフ値の選択された比率であるとき、アップスウィングおよびダウンスウィングフレーム=VDPrctile(50)がトラフ値より上でそれぞれ交差する(CrossRatio*ピーク値〜トラフ値)、アドレスフレームとインパクトフレームとの間の最初および最後の位置である。一実施形態において、CrossRatioは、0.3にほぼ等しい。別の実施形態において、0.5が選択されてもよい。
201 ビデオキャプチャ装置
202 プロセッサ
203 表示手段
300 ビデオ
301 画像フレーム
302 スウィングを示す画像フレーム
Claims (50)
- ビデオを解析する方法であって、前記ビデオの少なくとも一部がスポーツ動作を表示し、前記方法が、
数T個の画像フレームを表すデータを受信するステップと、
数TC個の前記画像フレームのそれぞれについて、前記画像フレームと別の画像フレームとの間の1つまたは複数のフレーム差分の測定値を計算するステップと、
前記フレーム差分の測定値を解析し、それぞれ前記スポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定するステップと、を含む、方法。 - 前記方法が、前記スポーツ動作を表示する前記ビデオの前記一部を特定するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記スポーツ動作を表示する前記ビデオの前記一部を特定する前記ステップが、前記スポーツ動作の前記主要な位置のうちの2つの間の画像フレームを選択することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記方法が、前記スポーツ動作のうちの1つまたは複数の動作段階を前記フレーム差分の測定値から特定することを更に含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記スポーツ動作の前記主要な位置を特定するために、前記動作段階の特定を使用することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のフレーム差分の測定値が、
画像フレームの間の移動量の測定値、
画像フレームの間の移動位置の測定値、および
画像フレームの間の移動の速度またはその導関数(加速度等)の測定値のうちの1つまたは複数を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - それぞれのフレーム差分の測定値が、フレームの間の差分の大域的測定値である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- それぞれのフレーム差分の測定値が、フレームの間の差分の局所的測定値である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- それぞれの画像フレームが、数P個の画素または画素群を含み、前記方法が、
前記数TC個の前記画像フレームのそれぞれについて、数PC個の画素または画素群のそれぞれを他の画像フレームにおける対応する画素または画素群と比較して、1つまたは複数の画素差分の測定値を計算することと、を更に含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記画素差分の測定値が、画素または画素群の間の強度差分を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記方法が、前記1つまたは複数のフレーム差分の測定値を前記1つまたは複数の画素差分の測定値に基づいて計算することを含む、請求項9〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、画像フレームの間の画素差分の測定値の統計値を計算することを含む、請求項9〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、所定の閾値を超える画素差分の測定値の統計値を計算することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記画素差分の測定値が、
画像フレームの間の画素移動量の測定値、
画像フレームの間の画素移動位置の測定値、および
画像フレームの間の画素移動の速度またはその導関数(加速度等)の測定値のうちの1つまたは複数を含む、請求項9〜13のいずれか一項に記載の方法。 - 計算される画素差分の測定値の前記統計値が、中央値、平均値、n番目の百分位数、標準偏差のうちの1つまたは複数を含んでもよい、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、
前記数TC個の前記画像フレームのそれぞれについて、前記画素または画素群と前記他の画像フレームにおける前記対応する画素または画素群との間のオプティカルフローを判定することを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - オプティカルフローを判定する前記ステップが、それぞれの画像フレームと前記他の画像フレームとの間の画素または画素群の間の局所的相関を判定することを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記フレーム差分の測定値を解析し、それぞれ前記スポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定する前記ステップが、
フレーム差分の測定値の時間的変動おける複数のパターンを特定することと、
それぞれのパターンを前記スポーツ動作の前記動作段階のうちの1つと関連付けることと、を含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。 - 複数のパターンを特定する前記ステップが、フレーム差分の測定値の前記時間的変動におけるピーク値および/またはトラフ値を特定することを含む、請求項18に記載の方法。
- 複数のパターンを特定する前記ステップが、画像フレームの間の垂直方向の画素移動におけるピーク値および/またはトラフ値を特定することを含む、請求項19に記載の方法。
- 前記方法が、前記フレーム差分の測定値を解析し、それぞれ前記スポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定するための決定モデルを使用することを更に含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、画像改善アルゴリズムを前記ビデオに適用するステップを含む、請求項1〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、画像安定化アルゴリズムを前記ビデオに適用することを更に含む、請求項22に記載の方法。
- 前記方法が、オプティカルフローのベクトルを計算処理し、次いで、前記オプティカルフローのベクトルを使用し、前記フレーム差分の測定値を計算することを含む、画像安定化アルゴリズムを適用することを含む、請求項16に従属するときの請求項23に記載の方法。
- 前記画像改善アルゴリズムが、コントラスト増強アルゴリズムを含む、請求項22〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フレーム差分の測定値を解析する前記ステップが、ノイズ低減フィルタをフレーム差分の測定値における前記時間的変動に適用することを含む、請求項1〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記フレーム差分の測定値を計算するそれぞれのステップについて、前記他の画像フレームが、所定の数の画像フレームによって前記画像フレームから分離される、請求項1〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記他の画像フレームが、先行または後続のフレームである、請求項27に記載の方法。
- フレーム差分の測定値が計算される画像フレームの前記数TCが、前記ビデオデータにおける画像フレームの前記数Tに等しい、請求項1〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 画素または画素群の前記数PCが、前記画像フレームにおける画素または画素群の前記数Pに等しい、請求項9に従属するときの請求項9〜29のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スポーツ動作の前記主要な位置および/または前記スポーツ動作を表示する前記ビデオの前記一部を示す前記画像フレームを表すデータを、コンピュータ読み取り可能な媒体に書き込むことを更に含む、請求項1〜30のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記スポーツ動作の前記主要な位置および/または前記スポーツ動作を表示する前記ビデオの前記一部を示す前記画像フレームを、表示装置上に出力するステップを含む、請求項1〜31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、2つのスポーツ動作を同期化し、前記2つのスポーツ動作を前記表示装置上に一緒に表示することを更に含む、請求項32に記載の方法。
- 同期化する前記方法が、それぞれのスポーツ動作の前記主要な位置の画像フレームを同時に表示することを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記方法が、前記ビデオをビデオキャプチャ装置上で録画することを含む、請求項1〜34のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ビデオを解析する前記方法が、前記ビデオキャプチャ装置上で行われる、請求項35に記載の方法。
- 前記方法が、前記スポーツ動作の持続時間を示す値を計算することを更に含む、請求項1〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スポーツ動作の前記持続時間を示す前記値が、前記主要な位置のうちの2つを示す画像フレームの間の経過した時間を含む、請求項37に記載の方法。
- 前記スポーツ動作が、ゴルフスウィングである、請求項1〜38のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記画像フレームのうちの1つまたは複数におけるオブジェクトを特定することを更に含む、請求項1〜39のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記スポーツ動作の前記主要な位置のうちの1つを示す、前記画像フレームのうちの少なくとも1つにおける前記オブジェクトを特定することを含む、請求項1〜40のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、HoughまたはRadon変換法を使用し、ゴルフクラブを特定することを含む、請求項41に記載の方法。
- 前記方法が、1つまたは複数の線を構築し、前記線(複数可)を前記画像フレームのうちの1つまたは複数で表示することを含む、請求項40〜42のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記画像フレームを解析し、結果として改善インストラクションを提供することを更に含む、請求項1〜43のいずれか一項に記載の方法。
- ビデオを解析するための装置であって、前記ビデオの少なくとも一部が、スポーツ動作を表示し、前記装置が、
数T個の画像フレームを表すデータを受信するための手段と、
数TC個の前記画像フレームのそれぞれについて、前記画像フレームと別の画像フレームとの間の1つまたは複数のフレーム差分の測定値を計算するための手段と、
前記フレーム差分の測定値を分析し、それぞれ前記スポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定するための手段と、を備える装置。 - 前記装置が、前記ビデオを録画するためのビデオキャプチャ装置を更に備える、請求項45に記載の装置。
- 前記装置が、前記主要な位置の画像フレームを表示するための表示手段を更に含む、請求項45または46に記載の装置。
- 前記装置が、携帯電話、携帯タブレット、またはラップトップコンピュータを備える、請求項47に記載の装置。
- ビデオを解析するためのシステムであって、前記ビデオの少なくとも一部がスポーツ動作を表示し、前記システムが、
数T個の画像フレームを表すデータを受信するための手段と、
数TC個の前記画像フレームのそれぞれについて、前記画像フレームと別の画像フレームとの間の1つまたは複数のフレーム差分の測定値を計算するための手段と、
前記フレーム差分の測定値を解析し、それぞれ前記スポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定するための手段と、を備える、システム。 - コンピュータによって実行されるとき、前記コンピュータに、
数T個の画像フレームを表すデータを受信するステップと、
数TC個の前記画像フレームのそれぞれについて、前記画像フレームと別の画像フレームとの間の1つまたは複数のフレーム差分の測定値を計算するステップと、
前記フレーム差分の測定値を解析し、それぞれ前記スポーツ動作の主要な位置を示す複数の画像フレームを特定するステップと、を含む、方法を行わせる、コンピュータプログラム生成物。
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