JP2017519612A - 赤外線投影式撞球競技システム及びその実現方法 - Google Patents

Abstract

本発明は赤外線投影式撞球競技システム及びその実現方法である。該システムは、ビリヤードテーブル、画像収集装置、投影装置、コンピュータを含み、さらに、中空撞球ライト、赤外線フィルライト、投影装置ハンガー及び画像収集装置ハンガーが設けられる。コンピュータは画像収集装置をコントロールすることによって、可視光フィルタに切り替え、画像収集装置をコントロールすることによってビリヤードテーブルのボールの運動映像情報を収集し、前記映像情報におけるボールの位置、運動軌跡及び運動結果を取得する。また、コンピュータは前記ボールの運動軌跡及び／又はボールの運動結果に基づき、投影装置をコントロールすることによってビリヤードテーブルに、対応するエフェクト画面を再生させ、及び／又はコンピュータが対応する効果音を再生する。本発明はリアルなボールの撞くプロセス、運動プロセス、停止プロセス、ポケットするプロセス、クッションするプロセスなどにおいて、リアルタイムに動画エフェクト効果と効果音を緊密に合わせることによって、撞球の競技性、魅力を向上させる。

Description

本発明は、赤外線技術、投影技術に基づくコンピュータソフトシステムに関し、エイトボール、ナインボール、スヌーカーなどの撞球競技スポーツに適用し、初級、中級、高級撞球ファンに適合し、具体的に赤外線投影式撞球競技システム及びその実現方法に属する。

撞球は競技人口の多いスポーツである。プレイ方は簡単であるが、多様である。高いスキルレベルを要するため、様々なファンに対し魅力的なスポーツである。しかしながら、撞球のトレーニングは単調な辛いことであるので、多数の人があまり進まない。単一色のビリヤードテーブルをカラフルで華やか且つ動的にすれば、トレーニングをゲームに変えることによって、より多くの人がこの紳士なスポーツに参加することを可能にする。

先行技術文献は「投影式撞球トレーニングシステム及びその実現方法」、特許番号はＺＬ２０１１１０３１２２２８．０である。該技術は以下の問題を含む。

１．主に撞球プロ選手のトレーニングに適合し、初心者に対し魅力的でない。該技術を画期的に改善すると、撞球の競技性を大幅に向上することができる。

２．システムが作動する過程においては、動画や画像を有する映像がビリヤードテーブルに投影されると、カメラでキャッチした画像情報に、リアルなボール画像とその他の投影される映像が混じっている。コンピュータは画像によってボールの的確な位置を解析しにくいし、どれが前景か、どれが背景かを識別できない。

３．該システムは比較的な厳しい光照射環境のみでスムーズに実行するものであるため、光照射方向の変化に伴い、影が生じることで解析結果に影響を与える。また、光量の減少や増加の変化に伴い、画像収集効果に影響を与える。さらに、色温度の変化に伴い、画像を収集する時のボールの顔色などにも影響を与える。一般的に、多くの撞球室はこのような光照射環境を備えることなく、このシステムがうまく機能するのに遥かに高い費用がかかる必要である。

本発明の目的は、上記「投影式撞球トレーニングシステム及びその実現方法」における複数の欠点に対し、撞球競技性を向上させ、テーブル表面のボールの情報を速やか且つ正確に取得し、環境光の影響を受けにくい低コストの赤外線投影式撞球競技システム及びその実現方法を提供することであり、このため、より多くの撞球ファンが撞球スポーツに参加し、多様な面白い撞球ゲームにおいて個人のスキルレベルを高めることができる。

本発明は、上記目的を実現するために採用する技術的解決手段が以下のとおりである。赤外線投影式撞球競技システムであって、画像収集装置、投影装置及びコンピュータを含み、画像収集装置の信号出力端はコンピュータの入力端に接続され、投影装置の入力端はコンピュータの出力端に接続され、コンピュータによりコントロールされ、さらに中空撞球ライト、赤外線フィルライト、投影装置ハンガー及び画像収集装置ハンガーが設けられ、赤外線フィルライトは中空撞球ライトに固定され、その照明端部と中空撞球ライトの下部を水平に保持し、画像収集装置は画像収集装置ハンガーの底部に取り付けられ、その端部を中空撞球ライトの中空部の中心に合わせ、中空撞球ライトの下端より高く設定され、中空撞球ライトはビリヤードテーブルの上方に吊り下げられ、画像収集装置をビリヤードテーブルの中央部に合わせ、投影装置とコンピュータと共に投影装置ハンガーの底部に取付られ、中空撞球ライトの一側に吊り下げられる。

前記投影装置は投影機を採用する。

前記画像収集装置は可視光フィルタを備えるカメラを採用する。

前記画像収集装置は赤外線フィルタと可視光フィルタを切り替えるカメラを採用する。

前記中空撞球ライトはビリヤードテーブルの上方から少なくとも１メートルの高さに吊り下げられる。

赤外線投影式撞球競技システムの実現方法であって、前記画像収集装置は可視光フィルタを備えるカメラを採用した場合は、
コンピュータは画像収集装置をコントロールすることによって、ビリヤードテーブルのボールの運動映像情報を収集し、前記映像情報には、赤外線フィルライトが照射する実物体のみを含み、一方、投影装置がビリヤードテーブルに投射した可視光をフィルタによって濾過するステップと、
映像情報をコンピュータまで伝送し、コンピュータによって背景と前のフレームを比較分析し、それにより前記映像情報におけるボールの位置、運動軌跡及び運動結果を取得するステップと、
また、コンピュータは前記ボールの運動軌跡及び／又はボールの運動結果に基づき、投影装置をコントロールすることによってビリヤードテーブルに、対応するエフェクト画面を再生させ、及び／又はコンピュータが対応する効果音を再生するステップとを含む。

赤外線投影式撞球競技システムの実現方法であって、前記画像収集装置は赤外線フィルタと可視光フィルタを切り替えるカメラを採用した場合は、
コンピュータは画像収集装置をコントロールすることによって可視光フィルタに切り替え、画像収集装置をコントロールすることによってビリヤードテーブルのボールの運動映像情報を収集し、前記映像情報には、赤外線フィルライトが照射する実物体のみを含み、一方、投影装置がビリヤードテーブルに投射した可視光をフィルタによって濾過するステップと、
映像情報をコンピュータまで伝送し、コンピュータによって背景と前のフレームを比較分析し、それにより前記映像情報におけるボールの位置、運動軌跡及び運動結果を取得するステップと、
コンピュータは画像収集装置をコントロールすることによって赤外線フィルタに切り替え、画像収集装置をコントロールすることによってビリヤードテーブルのボールの顔色情報を収集するステップと、
前記ボールの位置情報を、前記ボールの顔色情報を含む映像情報に合わせ、各位置にあるボールの番号／種類情報を確定するステップと、
コンピュータは前記ボールの運動軌跡、番号／種類情報及び／又はボールの運動結果に基づき、投影装置をコントロールすることによってビリヤードテーブルに、対応するエフェクト画面を再生させ、及び／又はコンピュータが対応する効果音を再生するステップとを含む。

前記ボールの運動状態は、撞く状態、運動状態、停止状態、ポケットする状態、クッションする状態を含む。

前記背景の比較分析は、まずボールを配置していないビリヤードテーブルを背景画像とし、次にボールを配置したビリヤードテーブルの画像を背景画像と比較分析することによって、ボールの位置を取得することである。

前記前のフレームの比較分析は、収集した映像情報の隣接する２フレームを比較分析し、変化した部分を判定することによってボールの運動軌跡と位置を確定することである。

本発明は以下の利点及び好適な効果を有する。

１．可視光フィルタを備えるカメラを採用するため、投影機がテーブル表面に投影する映像を濾過することによって、コンピュータはボールの位置と運動軌跡を容易に解析することができる。

２．赤外線フィルライトを採用するため、画像収集過程において画像収集装置に対する環境光の影響を大きく低減する。

３．リアルなボールの撞くプロセス、運動プロセス、停止プロセス、ポケットするプロセス、クッションするプロセスなどにおいて、リアルタイムに動画エフェクト効果と効果音を緊密に合わせることによって、撞球の競技性、魅力を向上させる。

４．ボールの位置と顔色を正確に解析できるため、全システムはより一層スマートになる。これをベースにする開発によって、撞球スポーツの競技性はより高くなる。

図１は本発明システム構造図である。

そのうち、１．投影装置ハンガー、２．画像収集装置ハンガー、３．コンピュータ、４．中空撞球ライト、５．赤外線フィルライト、６．投影装置、７．画像収集装置、８．ビリヤードテーブル、９．ボール。

以下、図面及び実施例に従って本発明を詳細に説明する。

図１に示すように、該「赤外線投影式撞球競技システム」は、ビリヤードテーブル８、画像収集装置７、画像収集装置ハンガー２、中空撞球ライト４、赤外線フィルライト５、投影装置６、投影ハンガー１、コンピュータ３、ボール９を含む。赤外線フィルライト５は中空撞球ライト４に固定され、その照明端部と中空撞球ライト４の下部を水平に保持し、画像収集装置７は画像収集装置ハンガー２の底部に取り付けられ、その端部を中空撞球ライト４の中空部の中心に合わせ、中空撞球ライト４の下端より高く設定され、その信号出力端はコンピュータ３の入力端に接続され、前記中空撞球ライト４はビリヤードテーブル８の上方から少なくとも１メートルの高さに吊り下げられ、画像収集装置２をビリヤードテーブル８の中央部に合わせ、投影装置６とコンピュータ３と共に投影ハンガー１の底部に取り付けられ、中空撞球ライト４の一側に吊り下げられ、投影装置６の入力端はコンピュータ３の出力端に接続され、コンピュータ３によりコントロールされる。投影装置６は投影機を採用する。画像収集装置７は可視光フィルタを備えるカメラを採用する。画像収集装置７は赤外線フィルタと可視光フィルタを切り替えるカメラを採用する。

赤外線投影式撞球競技システム及びその実現方法は以下のステップを含む。

コンピュータ３は画像収集装置７をコントロールすることによってビリヤードテーブル８のボール９の顔色情報を収集する。可視光フィルタは可視光を濾過するため、収集する映像情報には、赤外線フィルライトが照射する実物体のみ、すなわちビリヤードテーブル８、ボール９、キュー及びユーザーの映像を含むが、投影装置がビリヤードテーブル８に投影する可視光パターンを含まない。これらの映像をコンピュータ３まで伝送し、コンピュータ３による背景と前のフレームの比較分析によって、現在画像におけるボール９の位置情報を取得する。プログラミング過程において、Ｃ言語でＯｐｅｎＣＶ（公開するオープンソースに基づくコンピュータビジョン向けライブラリ）の画像処理関数を呼び出して比較分析する。ａ．まず、ボール９を配置していないビリヤードテーブル８を背景画像とし、次に、ボール９を配置したビリヤードテーブル８の画像を背景画像と比較分析することによって、ボール９の位置を取得できる背景比較分析と、ｂ．収集した映像情報の隣接する２フレームを比較分析し、変化した部分を判定することによってボールの運動軌跡と位置を確定する前のフレームの比較分析と含む。上記二つの手段を合わせることによって前記映像情報におけるボール９の位置、運動軌跡の情報を取得することができる。コンピュータ３はボール９の位置座標及び軌跡情報に基づき、ボール９の撞く状態、運動情報、停止状態、ポケットする状態、クッションする状態などを判定し、ボール９の異なる状態に従って動画ゲームエフェクト効果を速やかに作成すると同時に、エフェクト効果映像をビリヤードテーブル８に投影し、コンピュータ３により対応する効果音を再生し、エフェクト映像をビリヤードテーブル８のリアルなボール９と合わせることによって、ユーザーが、ビリヤードテーブル８において、リアルなボール９とバーチャルエフェクト映像ならびにライブ効果音を結合するクールな真偽判断の難しいエフェクト効果を見ることを可能にする。次に、ユーザーがボール９を撞く結果に従って、ビリヤードテーブル８に、対応する褒賞又は懲罰効果の映像を投影する。

画像収集装置７は赤外線フィルタと可視光フィルタを切り替えるカメラを採用した場合、コンピュータ３によりカメラを可視光フィルタに切り替え、可視光を濾過することによって、収集したボール９の画像が可視光の干渉を受けないため、コンピュータ３はボール９の正確な位置を容易に解析することができる。次に、コンピュータ３はカメラをコントロールすることによって、赤外線フィルタに切り替え、この時に収集した画像はボール９の顔色情報を含む。また、解析したボール９の位置情報に基づき、該位置にあるボール９の色を確定する。そのため、システムはボール９の位置だけでなく、該位置にあるボール９の色を確定することができる。そうすると、全システムはより一層スマートになり、さらに、これをベースにして、撞球ファンを引き寄せる更なるエンターテインメント態様を開発することができる。

Claims (10)

1. 画像収集装置（７）、投影装置（６）及びコンピュータ（３）を含み、前記画像収集装置（７）の信号出力端は前記コンピュータ（３）の入力端に接続され、前記投影装置（６）の入力端は前記コンピュータ（３）の出力端に接続され、前記コンピュータ（３）によりコントロールされる赤外線投影式撞球競技システムであって、
   さらに中空撞球ライト（４）、赤外線フィルライト（５）、投影ハンガー（１）及び画像収集装置ハンガー（２）が設けられ、前記赤外線フィルライト（５）は前記中空撞球ライト（４）に固定され、その照明端部と前記中空撞球ライト（４）の下部を水平に保持し、前記画像収集装置（７）は前記画像収集装置ハンガー（２）の底部に取り付けられ、その端部を前記中空撞球ライト（４）の中空部の中心に合わせ、前記中空撞球ライト（４）の下端より高く設定され、前記中空撞球ライト（４）はビリヤードテーブル（８）の上方に吊り下げられ、前記画像収集装置（７）を前記ビリヤードテーブル（８）の中央部に合わせ、前記投影装置（６）と前記コンピュータ（３）と共に前記投影ハンガー（１）の底部に取り付けられ、前記中空撞球ライト（４）の一側に吊り下げられることを特徴とする赤外線投影式撞球競技システム。
2. 前記投影装置（６）は投影機を採用することを特徴とする請求項１に記載の赤外線投影式撞球競技システム。
3. 前記画像収集装置（７）は可視光フィルタを備えるカメラを採用することを特徴とする請求項１に記載の赤外線投影式撞球競技システム。
4. 前記画像収集装置（７）は赤外線フィルタと可視光フィルタを切り替えるカメラを採用することを特徴とする請求項１又は３に記載の赤外線投影式撞球競技システム。
5. 前記中空撞球ライト（４）は前記ビリヤードテーブル（８）の上方から少なくとも１メートルの高さに吊り下げられることを特徴とする請求項１に記載の赤外線投影式撞球競技システム。
6. 請求項１に記載の赤外線投影式撞球競技システムの実現方法であって、
   前記画像収集装置（７）は可視光フィルタを備えるカメラを採用した場合は、
   前記コンピュータ（３）は前記画像収集装置（７）をコントロールすることによって、前記ビリヤードテーブル（８）のボール（９）の運動映像情報を収集し、前記映像情報には、赤外線フィルライトが照射する実物体のみを含み、一方、前記投影装置（６）が前記ビリヤードテーブル（８）に投射した可視光をフィルタによって濾過するステップと、
   映像情報を前記コンピュータ（３）まで伝送し、前記コンピュータ（３）によって背景と前のフレームを比較分析し、それにより前記映像情報における前記ボール（９）の位置、運動軌跡及び運動結果を取得するステップと、
   前記コンピュータ（３）は前記ボール（９）の運動軌跡及び／又は前記ボール（９）の運動結果に基づき、前記投影装置（６）をコントロールすることによって前記ビリヤードテーブル（８）に、対応するエフェクト画面を再生させ、及び／又は前記コンピュータ（３）が対応する効果音を再生するステップとを含むことを特徴とする赤外線投影式撞球競技システムの実現方法。
7. 請求項１に記載の赤外線投影式撞球競技システムの実現方法であって、
   前記画像収集装置（７）は赤外線フィルタと可視光フィルタを切り替えるカメラを採用した場合は、
   前記コンピュータ（３）は前記画像収集装置（７）をコントロールすることによって可視光フィルタに切り替え、前記画像収集装置（７）をコントロールすることによって前記ビリヤードテーブル（８）のボール（９）の運動映像情報を収集し、前記映像情報には、赤外線フィルライトが照射する実物体のみを含み、一方、前記投影装置（６）が前記ビリヤードテーブル（８）に投射した可視光をフィルタによって濾過するステップと、
   映像情報を前記コンピュータ（３）まで伝送し、前記コンピュータ（３）による背景と前のフレームの比較分析によって、前記映像情報における前記ボール（９）の位置、運動軌跡及び運動結果を取得するステップと、
   前記コンピュータ（３）は前記画像収集装置（７）をコントロールすることによって赤外線フィルタに切り替え、前記画像収集装置（７）をコントロールすることによって前記ビリヤードテーブル（８）の前記ボール（９）の顔色情報を収集するステップと、
   前記ボール（９）の位置情報を、前記ボール（９）の顔色情報を含む映像情報に合わせ、各位置にある前記ボール（９）の番号／種類情報を確定するステップと、
   前記コンピュータ（３）は前記ボール（９）の運動軌跡、番号／種類情報及び／又は前記ボール（９）の運動結果に基づき、前記投影装置（６）をコントロールすることによって前記ビリヤードテーブル（８）に、対応するエフェクト画面を再生させ、及び／又は前記コンピュータ（３）が対応する効果音を再生するステップとを含むことを特徴とする赤外線投影式撞球競技システムの実現方法。
8. 前記ボール（９）の運動状態は、撞く状態、運動状態、停止状態、ポケットする状態、クッションする状態を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の赤外線投影式撞球競技システムの実現方法。
9. 前記背景の比較分析は、まず前記ボール（９）を配置していない前記ビリヤードテーブル（８）を背景画像とし、次に前記ボール（９）を配置した前記ビリヤードテーブル（８）の画像を背景画像と比較分析することによって、前記ボール（９）の位置を取得することであることを特徴とする請求項６又は７に記載の赤外線投影式撞球競技システムの実現方法。
10. 前記前のフレームの比較分析は、収集した映像情報の隣接する２フレームを比較分析し、変化した部分を判定することによって前記ボール（９）の運動軌跡と位置を確定することであることを特徴とする請求項６又は７に記載の赤外線投影式撞球競技システムの実現方法。
    
    

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