JP2018153373A - 球速計測システムおよび球速計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適当な球速を計測すること。【解決手段】球速計測システムは、情報処理装置１と撮影装置２とを有する。撮影装置２は、投手と捕手とを撮影可能な位置に設置される。情報処理装置１は、投手が投げたボールを含む第１の画像４を撮影装置２から取得し、第１の画像４に設定した計測区間内にボールが存在する場合に撮影装置２から撮影時刻の異なる所定数のボールを含む画像を取得し、第１の画像４内のボールの位置と所定数のボールを含む画像のうち撮影装置２が最後に撮影した第２の画像７内のボールの位置とに基づいて移動距離を算出し、算出した移動距離と撮影装置２が第１の画像４を撮影したときから第２の画像７を撮影するまでの撮影時間とに基づいてボールの球速を特定する。【選択図】図１

Description

本発明は、球速計測システムおよび球速計測方法に関する。

人気のスポーツとして野球が挙げられる。野球では、スピードガンが投手の投げるボールの球速を計測している。ここで、野球に関する技術が提案されている。例えば、ピッチング分析支援システムは、投手と打者との対戦映像を利用し、投手のピッチングを分析する。

特開２０１５−１５４８９０号公報

ところで、スピードガンは、審判の後方向に設置される場合が多い。スピードガンは、審判が障害物になり、球速を誤計測するため、審判が障害物にならない位置に設置される。例えば、スピードガンは、審判の後右方向に設置される。しかし、スピードガンを審判の後右方向に設置し、左打者が打席に立った場合、左打者が障害物となるため、スピードガンは、球速を誤計測する。同様に、スピードガンを審判の後左方向に設置し、右打者が打席に立った場合、右打者が障害物となるため、スピードガンは、球速を誤計測する。また、スピードガンは、様々な電波の影響を受けることで、球速を誤計測する。

１つの側面では、本発明は、適当な球速を計測できる球速計測システムおよび球速計測方法を提供することを目的とする。

１つの態様では、球速計測システムが提供される。この球速計測システムは、撮影装置と情報処理装置とを有する。撮影装置は、投手と捕手とを撮影可能な位置に設置される。情報処理装置は、投手が投げたボールを含む第１の画像を撮影装置から取得し、第１の画像に設定した計測区間内にボールが存在する場合に撮影装置から撮影時刻の異なる所定数のボールを含む画像を取得し、第１の画像内のボールの位置と所定数のボールを含む画像のうち撮影装置が最後に撮影した第２の画像内のボールの位置とに基づいて移動距離を算出し、算出した移動距離と撮影装置が第１の画像を撮影したときから第２の画像を撮影するまでの撮影時間とに基づいてボールの球速を特定する。

また、１つの態様では、球速計測方法が提供される。この球速計測方法は、コンピュータが、投手と捕手とを撮影可能な位置に設置される撮影装置から投手が投げたボールを含む第１の画像を取得し、第１の画像に設定した計測区間内にボールが存在する場合に撮影装置から撮影時刻の異なる所定数のボールを含む画像を取得し、第１の画像内のボールの位置と所定数のボールを含む画像のうち撮影装置が最後に撮影した第２の画像内のボールの位置とに基づいて移動距離を算出し、算出した移動距離と撮影装置が第１の画像を撮影したときから第２の画像を撮影するまでの撮影時間とに基づいてボールの球速を特定する。

１つの側面では、適当な球速を計測できる。

第１の実施の形態の球速計測システムを示す図である。 第２の実施の形態の球速計測システムを示す図（その１）である。 第２の実施の形態の球速計測システムを示す図（その２）である。 第２の実施の形態の制御装置のハードウェア例を示す図である。 第２の実施の形態の制御装置の機能例を示す図である。 第２の実施の形態の球速テーブルの例を示す図である。 第２の実施の形態の準備段階を説明するための図である。 第２の実施の形態のマスク処理などの具体例を示す図である。 第２の実施の形態の移動距離を説明するための図（その１）である。 第２の実施の形態の移動距離を説明するための図（その２）である。 第２の実施の形態の移動距離を説明するための図（その３）である。 第２の実施の形態の球速計測システムで実行される処理の例を示すシーケンス図である。 第２の実施の形態の準備段階処理の例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の計測処理の例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態の球速計測システムを示す図（その１）である。 第３の実施の形態の球速計測システムを示す図（その２）である。 第３の実施の形態の球速計測システムで実行される処理の例を示すシーケンス図である。 第３の実施の形態の計測処理の例を示すフローチャート（その１）である。 第３の実施の形態の計測処理の例を示すフローチャート（その２）である。

以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の球速計測システムを示す図である。球速計測システムは、情報処理装置１と撮影装置２とを有する。情報処理装置１と撮影装置２とは、互いにネットワークを介して接続する。

撮影装置２は、例えば、ハイスピードカメラである。撮影装置２は、野球またはソフトボールを行う投手と捕手とを撮影可能な位置に設置される。例えば、撮影装置２は、投手の位置と捕手の位置とを結ぶ直線に垂直する方向に設置される。例えば、撮影装置２は、競技場３の１塁側、３塁側、または上方から投手と捕手とを撮影可能な位置に設置される。

情報処理装置１は、投手が投げたボール６を含む第１の画像４を撮影装置２から取得する。情報処理装置１は、第１の画像４に計測区間を設定する。例えば、情報処理装置１は、第１の画像４に線５ａ，５ｂを挿入し、計測区間を設定する。なお、情報処理装置１は、撮影装置２から取得する画像に設定する計測区間の位置を予め決めておく。

情報処理装置１は、計測区間内にボール６が存在するか否かを判定する。情報処理装置１は、計測区間内にボール６が存在する場合に撮影装置２から撮影時刻の異なる所定数のボール６を含む画像を取得する。なお、撮影時刻の異なる所定数のボール６を含む画像は、撮影装置２が第１の画像４を撮影した後に撮影した画像である。

図１には、撮影時刻の異なる所定数のボール６を含む画像のうち撮影装置２が最後に撮影した第２の画像７を示している。第２の画像７内のボール６ａは、撮影装置２が第２の画像７を撮影した時点のボール６である。なお、情報処理装置１は、第２の画像７に計測区間を設定してもよい。

情報処理装置１は、第１の画像４内のボール６の位置と第２の画像７内のボール６ａの位置とに基づいて移動距離を算出する。情報処理装置１は、算出した移動距離と撮影装置２が第１の画像４を撮影したときから第２の画像７を撮影するまでの撮影時間とに基づいて球速を特定する。

情報処理装置１は、撮影時間について、１画像あたりの撮影装置２が撮影にかかる時間と、第１の画像４から第２の画像７までの画像数とに基づいて、撮影装置２が第１の画像４を撮影したときから第２の画像７を撮影するまでの撮影時間を特定してもよい。

情報処理装置１は、球速を特定する際、移動距離を実際の距離に変換した距離と撮影時間とに基づいて球速を特定してもよい。この場合、情報処理装置１は、実際の距離に対する移動距離の倍率を記憶する。また、情報処理装置１は、球速を特定する際、移動距離と球速との対応関係を示す球速情報を予め記憶し、球速情報を参照して、算出した移動距離に対応する球速を特定してもよい。

情報処理装置１は、特定した球速をスコアボードなどの表示装置に表示させる。
第１の実施の形態によれば、球速計測システムは、左打者または右打者が打席に立ったとしても球速の計測に影響しない。また、球速計測システムは、様々な電波による影響が球速の計測に影響しない。そのため、球速計測システムは、適当な球速を計測できる。

また、情報処理装置１は、撮影時刻の異なる所定数のボール６を含む画像のうち撮影装置２が最初に撮影した画像内のボール６の位置と、第２の画像７内のボール６ａの位置とに基づいて移動距離を算出してもよい。この場合、情報処理装置１は、算出した移動距離と、撮影時刻の異なる所定数のボール６を含む画像のうち撮影装置２が最初に撮影した画像を撮影装置２が撮影したときから第２の画像７を撮影するまでの撮影時間とに基づいて球速を特定する。情報処理装置１は、特定した球速を表示装置に表示させる。

［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態の球速計測システムを示す図（その１）である。球速計測システムは、野球場に構築される。野球場には、制御室１０、カメラ２００、スコアボード３００、バックネット４００が設置される。

制御室１０は、例えば、バックネット４００の付近に設置される。カメラ２００は、投手が投げたボールを撮影する。例えば、カメラ２００は、ハイスピードカメラである。カメラ２００は、投手と捕手とを撮影可能な位置に設置される。例えば、カメラ２００は、１塁側または３塁側に設置される。カメラ２００は、天井に設置され、かつ投手と捕手とを撮影可能な位置に設置されてもよい。スコアボード３００は、投手が投げたボールの球速を表示する。

図３は、第２の実施の形態の球速計測システムを示す図（その２）である。球速計測システムは、制御装置１００、カメラ２００、スコアボード３００を含む。制御装置１００、カメラ２００、スコアボード３００は、互いにネットワークを介して接続されている。例えば、ネットワークは、ＬＡＮ（Local Area Network）である。

制御装置１００は、制御室１０に設置されている。制御装置１００は、野球を行う投手および捕手をカメラ２００が撮影した画像を取得する。制御装置１００は、取得した画像を基に球速を計測する。制御装置１００は、球速をスコアボード３００に表示させる。これにより、スコアボード３００は、球速を表示することができる。

また、制御装置１００は、ディスプレイ１１と接続する。例えば、ディスプレイ１１は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイなど各種のディスプレイである。ディスプレイ１１は、カメラ２００が撮影した画像を表示することができる。

次に、制御装置１００のハードウェアについて説明する。
図４は、第２の実施の形態の制御装置のハードウェア例を示す図である。制御装置１００は、プロセッサ１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０３、画像信号処理部１０４、入力信号処理部１０５、読み取り装置１０６および通信インタフェース１０７，１０７ａを有する。各ユニットが制御装置１００のバスに接続されている。

プロセッサ１０１は、制御装置１００全体を制御する。プロセッサ１０１は、複数のプロセッシング要素を含むマルチプロセッサであってもよい。プロセッサ１０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などである。また、プロセッサ１０１は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどのうちの２以上の要素の組み合わせであってもよい。

ＲＡＭ１０２は、制御装置１００の主記憶装置である。ＲＡＭ１０２は、プロセッサ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部を一時的に記憶する。また、ＲＡＭ１０２は、プロセッサ１０１による処理に用いる各種データを記憶する。

ＨＤＤ１０３は、制御装置１００の補助記憶装置である。ＨＤＤ１０３は、内蔵した磁気ディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ＨＤＤ１０３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。制御装置１００は、フラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）などの他の種類の補助記憶装置を備えてもよく、複数の補助記憶装置を備えてもよい。

画像信号処理部１０４は、プロセッサ１０１からの命令に従って、制御装置１００に接続されたディスプレイ１１に画像を出力する。
入力信号処理部１０５は、制御装置１００に接続された入力デバイス１２から入力信号を取得し、プロセッサ１０１に出力する。入力デバイス１２としては、マウスやタッチパネルなどのポインティングデバイスやキーボードなどの各種の入力デバイスを用いることができる。制御装置１００には、複数の種類の入力デバイスが接続されてもよい。

読み取り装置１０６は、記録媒体１３に記録されたプログラムやデータを読み取る装置である。記録媒体１３として、例えば、フレキシブルディスク（ＦＤ：Flexible Disk）やＨＤＤなどの磁気ディスク、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスク、光磁気ディスク（ＭＯ：Magneto-Optical disk）を使用できる。また、記録媒体１３として、例えば、フラッシュメモリカードなどの不揮発性の半導体メモリを使用することもできる。読み取り装置１０６は、例えば、プロセッサ１０１からの命令に従って、記録媒体１３から読み取ったプログラムやデータをＲＡＭ１０２またはＨＤＤ１０３に格納する。

通信インタフェース１０７は、カメラ２００と通信を行う。通信インタフェース１０７ａは、スコアボード３００と通信を行う。
次に、制御装置１００が有する機能について説明する。

図５は、第２の実施の形態の制御装置の機能例を示す図である。制御装置１００は、記憶部１１０、準備制御部１２０、取得部１３０、計測部１４０および表示指示部１５０を有する。

記憶部１１０は、例えば、ＲＡＭ１０２またはＨＤＤ１０３に確保した記憶領域として実装される。記憶部１１０は、球速テーブルを記憶する。球速テーブルは、球速を特定する際に用いられる。また、記憶部１１０は、カメラ２００が１秒あたり何フレームを撮影するかという情報を記憶する。

準備制御部１２０、取得部１３０、計測部１４０および表示指示部１５０は、例えば、プロセッサ１０１が実行するプログラムのモジュールとして実装される。
準備制御部１２０は、球速を計測する前の準備段階の処理を行う。例えば、準備制御部１２０は、カメラ２００から取得する画像に設定する計測区間を決定する。準備制御部１２０は、球速テーブルを作成する。球速テーブルの作成については、後で詳細に説明する。

取得部１３０は、カメラ２００が撮影した画像を取得する。計測部１４０は、取得部１３０が取得した画像に計測区間を設定する。計測区間を設定後、計測部１４０は、画像にマスク処理を行う。マスク処理については、後で詳細に説明する。計測部１４０は、画像の計測区間内にボールが存在するか否かを判定する。計測部１４０は、計測区間内にボールが存在する場合、サンプリングを開始する。計測部１４０は、サンプリングで撮影時刻の異なる所定数の画像をカメラ２００から取得する。所定数は、制御装置１００がカメラ２００から所定の時間内（例えば、１６．６ｍｓ）に取得できる画像数に基づいて決定してもよい。計測部１４０は、撮影時刻の異なる所定数の画像をカメラ２００から取得した場合、サンプリングを終了する。

計測部１４０は、計測区間内にボールが存在している画像内のボールの位置からサンプリングで最後に取得した画像内のボールの位置までの移動距離を算出する。計測部１４０は、球速テーブルを参照し、移動距離に対応する球速を特定する。表示指示部１５０は、球速の表示をスコアボード３００に指示する。

次に、記憶部１１０に格納される情報について説明する。
図６は、第２の実施の形態の球速テーブルの例を示す図である。球速テーブル１１１は、記憶部１１０に格納される。球速テーブル１１１は、球速、移動距離の項目を含む。球速の項目は、球速を示す。球速の項目の単位は、ｋｍ／ｈである。移動距離の項目は、計測区間内にボールが存在する画像内のボールの位置からサンプリングで最後に取得した画像内のボールの位置までの距離を示す。移動距離の項目の単位は、ｃｍである。

例えば、球速テーブル１１１は、球速が“１８０”、移動距離が“４１５−”を示す。これは、移動距離が“４１５”ｃｍ以上の場合、球速が“１８０”ｋｍ／ｈであることを示す。

また、例えば、球速テーブル１１１は、球速が“１６１”、移動距離が“３７１−３７３”を示す。これは、移動距離が“３７１”ｃｍから“３７３”ｃｍの範囲に属する場合、球速が“１６１”ｋｍ／ｈであることを示す。

次に、球速を計測する前の準備段階について説明する。
図７は、第２の実施の形態の準備段階を説明するための図である。準備制御部１２０は、ユーザの操作により計測区間を決定する。また、準備制御部１２０は、実際の距離に対する計測区間の倍率を算出する。

例えば、ユーザは、野球場に２つのポールを置く。ユーザは、２つのポールの間隔を１２ｍにする。準備制御部１２０は、カメラ２００が撮影した２つのポールを含む画像５００を取得する。準備制御部１２０は、ユーザの操作により、２つのポールの間隔（１２ｍ）を計測区間に設定する。これにより、準備制御部１２０は、計測区間を決定する。なお、計測区間は、画像内のマウンド付近に設定されるが、適当な球速を計測できる区間であればどこでもよい。計測区間を決定後、準備制御部１２０は、画像５００内の計測区間の長さが２つのポールの間隔（１２ｍ）の何倍であるかを算出する。これにより、準備制御部１２０は、実際の距離に対する計測区間の倍率を算出できる。

また、準備制御部１２０は、倍率について、次のように算出してもよい。投手の投げる位置から打者の位置までが１８．４４ｍなので、準備制御部１２０は、カメラ２００が撮影した画像５００の１画素あたり何メートル（実際の距離）に相当するのかを算出する。そして、制御装置１００は、画像５００内の計測区間の長さが実際の距離の何倍であるかを算出してもよい。

準備制御部１２０は、算出した倍率を用いて、球速テーブル１１１を作成する。例えば、準備制御部１２０は、算出した倍率を用いて、各移動距離を実際の距離に変換する。準備制御部１２０は、カメラ２００が１秒あたり何フレームを撮影するかという情報から１画像あたりのカメラ２００が撮影にかかる時間を特定する。準備制御部１２０は、１画像あたりのカメラ２００が撮影にかかる時間とサンプリングの画像数とに基づいて、計測区間内にボールが存在している画像を仮にカメラ２００が撮影してからサンプリングで最後に取得する画像を撮影するまでの撮影時間を算出する。例えば、準備制御部１２０は、カメラ２００が１秒あたり６０フレームを撮影するという情報とサンプリングの５つの画像とに基づいて、計測区間内にボールが存在している画像（１枚目）を仮にカメラ２００が撮影してからカメラ２００が５枚目の画像を撮影するまでの撮影時間を算出する。準備制御部１２０は、各移動距離に対応する実際の距離と撮影時間とに基づいて、球速テーブル１１１を作成する。これにより、制御装置１００は、球速の計測時に、移動距離を算出し、球速テーブル１１１を参照すれば、球速を特定することができる。すなわち、制御装置１００は、球速の計測時に、移動距離を算出した後、算出した移動距離を実際の距離に変換し、撮影時間と実際の距離とに基づいて球速を算出しなくて済む。よって、制御装置１００は、球速テーブル１１１を事前に作成しておくことで、球速の計測時における制御装置１００の処理負荷を軽減することができる。

ここで、カメラ２００から取得した画像は、２次元座標（Ｘ、Ｙ座標）で表すことができる。１画素が１座標に対応するものとする。カメラ２００が撮影した画像にボールが含まれている場合、ボールの位置は、座標で特定できる。

次に、球速の計測段階で行うマスク処理などについて、説明する。
図８は、第２の実施の形態のマスク処理などの具体例を示す図である。取得部１３０は、カメラ２００が撮影した画像５１０を取得する。計測部１４０は、線５１０ａと線５１０ｂとを画像５１０に挿入し、計測区間を設定する。計測区間は、準備制御部１２０が準備段階で決定したものである。

画像５１０は、全体エリア５１０ｃと計測エリア５１０ｄを含む。すなわち、全体エリア５１０ｃは、画像５１０のうち計測エリア５１０ｄ以外の領域である。計測部１４０は、球速の計測に関係のない情報が全体エリア５１０ｃに含まれているため、マスク処理を実行する。例えば、球速の計測に関係のない情報とは、観客や風景などである。計測部１４０は、例えば、輝度の濃淡、色調の調整を行い、全体エリア５１０ｃをマスクする。図８の上図は、画像５１０の全体エリア５１０ｃにマスク処理を実行した後の状態を示している。

計測エリア５１０ｄのうち計測区間内には、広告などが存在する。計測部１４０は、計測区間内に存在するボールが広告などと重なった場合、ボールの正確な位置を特定しにくくなる。そこで、計測部１４０は、計測エリア５１０ｄのうち、ボール５１０ｅ以外の領域をマスクする。例えば、計測部１４０は、物体認識技術を用いて、計測エリア５１０ｄからボール５１０ｅを検出する。例えば、物体認識技術は、特定物体認識技術である。物体認識技術は、一般物体認識技術でもよい。計測部１４０は、ボール５１０ｅを除き、計測エリア５１０ｄにマスク処理を実行する。例えば、計測部１４０は、ルミナンスキーを用いて、計測エリア５１０ｄにマスク処理を実行する。計測部１４０は、計測エリア５１０ｄのマスク色を全体エリア５１０ｃのマスク色よりも濃くしてもよい。計測部１４０は、ボール５１０ｅの色調、輪郭を強調する。例えば、計測部１４０は、ボール５１０ｅの白色を明確にする。図８の下図は、ボール５１０ｅを除き、計測エリア５１０ｄにマスク処理を実行した後の状態を示している。このように、計測部１４０は、計測エリア５１０ｄに対してマスク処理を実行することで、ボールの正確な位置を特定できる。

次に、移動距離について、具体例を用いて説明する。なお、移動距離を分かりやすくするために、具体例で示す画像には、上記の全体エリアおよび計測エリアに対するマスクを除去している。すなわち、実際には、具体例で示す画像の全体エリアおよび計測エリア（ボールを除く）は、マスクされている。

図９は、第２の実施の形態の移動距離を説明するための図（その１）である。取得部１３０は、カメラ２００が撮影した画像６００を取得する。図９（Ａ）の画像６００は、投球前の状態を示している。

取得部１３０は、カメラ２００が撮影した画像６０１を取得する。計測部１４０は、画像６０１に計測区間を設定する。計測部１４０は、物体認識技術を用いて、ボールを検出する。計測部１４０は、計測区間内にボールが存在することを検出する。図９（Ｂ）は、画像６０１の計測区間内にボールが存在する状態を示している。また、図９（Ｂ）は、ボールのＸ座標が位置６０１ａであることを示す。

計測部１４０は、サンプリングを開始する。なお、具体例では、サンプリングとしてカメラ２００から画像を５枚取得するものとする。また、計測区間内にボールが存在することを検出した画像６０１をサンプリングの１枚目とする。

図１０は、第２の実施の形態の移動距離を説明するための図（その２）である。図１０（Ａ）は、サンプリングの２枚目の画像６０２を示す。また、図１０（Ａ）は、ボールのＸ座標が位置６０２ａであることを示す。図１０（Ｂ）は、サンプリングの５枚目の画像６０３を示す。また、図１０（Ｂ）は、ボールのＸ座標が位置６０３ａであることを示す。

図１１は、第２の実施の形態の移動距離を説明するための図（その３）である。図１１は、サンプリングの５枚目の画像６０３にサンプリングの１枚目のボールを含めた画像６０４を示している。

計測部１４０は、サンプリングの１枚目のボールのＸ座標を示す位置６０１ａとサンプリングの５枚目のボールのＸ座標を示す位置６０３ａとの差分と、１座標（１画素）あたりの長さとにより移動距離を算出する。

なお、図１１は、移動距離を説明するために、サンプリングの１枚目のボールを画像６０３に含めた画像６０４を示した。しかし、実際には、サンプリングの１枚目のボールを画像６０３に含めなくてよい。

次に、制御装置１００とカメラ２００とスコアボード３００との間で行われる主な処理を、シーケンス図を用いて説明する。
図１２は、第２の実施の形態の球速計測システムで実行される処理の例を示すシーケンス図である。以下、図１２に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

（ＳＴ１０１）カメラ２００は、撮影した画像を制御装置１００に送信する。
（ＳＴ１０２）制御装置１００は、画像を取得する。制御装置１００は、画像に計測区間を設定する。制御装置１００は、画像にマスク処理を行う。制御装置１００は、計測区間内にボールが存在していることを検出する。

（ＳＴ１０３）制御装置１００は、サンプリングを開始する。
（ＳＴ１０４）カメラ２００は、撮影した画像を制御装置１００に送信する。
（ＳＴ１０５）制御装置１００は、所定数の画像を取得した場合、サンプリングを終了する。また、制御装置１００は、所定数の画像に計測区間を設定する。さらに、制御装置１００は、所定数の画像にマスク処理を行う。

（ＳＴ１０６）制御装置１００は、所定数の画像に基づいて移動距離を算出する。制御装置１００は、球速テーブル１１１を参照し、移動距離に対応する球速を特定する。
（ＳＴ１０７）制御装置１００は、球速の表示をスコアボード３００に指示する。

（ＳＴ１０８）スコアボード３００は、球速を表示する。
次に、制御装置１００が実行する処理について、フローチャートを用いて説明する。
図１３は、第２の実施の形態の準備段階処理の例を示すフローチャートである。以下、図１３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

（Ｓ１１）準備制御部１２０は、ユーザの操作により計測区間を決定する。
（Ｓ１２）準備制御部１２０は、実際の距離に対する計測区間の倍率を算出する。
（Ｓ１３）準備制御部１２０は、ボールに関する情報を記憶部１１０に格納する。例えば、準備制御部１２０は、ボールの色、球体であること、算出した倍率に基づくボールの大きさを記憶部１１０に格納する。

なお、計測部１４０は、カメラ２００から取得した画像内にボールが存在するか否かを判定する際に特定物体認識技術を用いる場合、記憶部１１０に格納したボールに関する情報を用いる。

（Ｓ１４）準備制御部１２０は、算出した倍率を用いて、球速テーブル１１１を作成する。すなわち、準備制御部１２０は、図７で説明したように、算出した倍率を用いて、球速テーブル１１１を作成する。準備制御部１２０は、球速テーブル１１１を記憶部１１０に格納する。

図１４は、第２の実施の形態の計測処理の例を示すフローチャートである。以下、図１４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（Ｓ２１）取得部１３０は、カメラ２００が撮影した画像を取得する。

（Ｓ２２）計測部１４０は、画像に計測区間を設定する。
（Ｓ２３）計測部１４０は、画像の全体エリアをマスクする。
（Ｓ２４）計測部１４０は、物体認識技術を用いて、計測エリアにボールが存在するか否かを検索する。計測部１４０は、ボールを検索できた場合、画像の計測エリアのうち、ボールを除いてマスクする。また、計測部１４０は、ボールを検索できなかった場合、画像の計測エリアをマスクする。

（Ｓ２５）計測部１４０は、ステップＳ２４でボールを検索できた場合、ボールの色調、輪郭を強調する。また、計測部１４０は、ステップＳ２４でボールを検索できなかった場合、ステップＳ２５をスキップする。

（Ｓ２６）計測部１４０は、計測区間内にボールが存在するか否かを判定する。ボールが存在しない場合（Ｓ２６のＮｏ）、計測部１４０は、処理を終了する。ボールが存在する場合（Ｓ２６のＹｅｓ）、計測部１４０は、サンプリングを開始する。そして、計測部１４０は、処理をステップＳ２７に進める。

（Ｓ２７）計測部１４０は、カメラ２００から撮影時刻の異なる所定数の画像を取得したか否かを判定する。例えば、所定数は、５である。なお、計測区間内にボールが存在すると最初に判定した画像を１とする。すなわち、所定数が５の場合、計測部１４０は、カメラ２００から撮影時刻の異なる４つの画像を取得する。

所定数の画像を取得した場合（Ｓ２７のＹｅｓ）、計測部１４０は、処理をステップＳ２８に進める。所定数の画像を取得していない場合（Ｓ２７のＮｏ）、計測部１４０は、処理をステップＳ２１に進める。

（Ｓ２８）計測部１４０は、計測区間内にボールが存在すると最初に判定した画像内のボールのＸ座標（以下、第１の座標）を特定する。計測部１４０は、所定数の画像のうちカメラ２００が最後に撮影した画像内のボールのＸ座標（以下、第２の座標）を特定する。計測部１４０は、第１の座標と第２の座標との差分と、１座標あたりの長さとにより移動距離を算出する。

（Ｓ２９）計測部１４０は、球速テーブル１１１を参照し、移動距離に対応する球速を特定する。例えば、計測部１４０は、移動距離が３６９ｃｍの場合、球速テーブル１１１を参照し、球速“１６０ｋｍ／ｈ”を特定する。

ここで、計測部１４０は、球速を補正してもよい。例えば、計測部１４０は、球速に対して補正値（例えば、−１ｋｍ／ｈ）を適用する。補正値は、試合を行っていない状態（障害物がない状態）で捕手の後にスピードガンを設置し、投手が投げたボールをスピードガンで計測した球速に基づいて決定される。例えば、計測部１４０は、ステップＳ２９で特定した球速が“１６０ｋｍ／ｈ”、補正値が“−１ｋｍ／ｈ”の場合、球速を“１５９ｋｍ／ｈ”とする。

（Ｓ３０）表示指示部１５０は、球速の表示をスコアボード３００に指示する。これにより、スコアボード３００は、球速を表示できる。
また、表示指示部１５０は、マスク処理がされている所定数の画像をディスプレイ１１に表示させてもよい。

第２の実施の形態によれば、球速計測システムは、左打者または右打者が打席に立ったとしても球速の計測に影響しない。また、球速計測システムは、様々な電波による影響が球速の計測に影響しない。そのため、球速計測システムは、適当な球速を計測できる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態を説明する。前述の第２の実施の形態との相違する事項を主に説明し、共通する事項の説明を省略する。

第３の実施の形態では、２つのカメラが野球場に設置される。制御装置１００は、２つのカメラが撮影した画像に基づいて球速を決定する。
図１５は、第３の実施の形態の球速計測システムを示す図（その１）である。野球場には、制御室１０、カメラ２００，２００ａ、スコアボード３００、バックネット４００が設置される。カメラ２００，２００ａは、投手が投げた野球ボールを撮影する。例えば、カメラ２００，２００ａは、ハイスピードカメラである。また、カメラ２００は、１塁側に設置される。カメラ２００ａは、３塁側に設置される。

図１６は、第３の実施の形態の球速計測システムを示す図（その２）である。球速計測システムは、制御装置１００、カメラ２００，２００ａ、スコアボード３００を含む。制御装置１００、カメラ２００，２００ａ、スコアボード３００は、互いにネットワークを介して接続されている。また、制御装置１００は、カメラ２００ａと通信するための通信インタフェースを有する。

制御装置１００は、野球を行う投手および捕手をカメラ２００，２００ａが撮影した画像を取得する。制御装置１００は、取得した画像を基に球速を決定する。制御装置１００は、球速をスコアボード３００に表示させる。

また、制御装置１００は、ディスプレイ１１，１１ａと接続する。ディスプレイ１１は、カメラ２００が撮影した画像を表示することができる。ディスプレイ１１ａは、カメラ２００ａが撮影した画像を表示することができる。

次に、制御装置１００とカメラ２００,２００ａとスコアボード３００との間で行われる主な処理を、シーケンス図を用いて説明する。
図１７は、第３の実施の形態の球速計測システムで実行される処理の例を示すシーケンス図である。以下、図１７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

（ＳＴ１１１）カメラ２００は、撮影した画像を制御装置１００に送信する。
（ＳＴ１１２）カメラ２００ａは、撮影した画像を制御装置１００に送信する。
（ＳＴ１１３）制御装置１００は、カメラ２００，２００ａから画像を取得する。制御装置１００は、カメラ２００，２００ａから取得した画像に計測区間を設定する。なお、カメラ２００，２００ａから取得した画像に設定する計測区間の長さおよび設定する位置は、同じである。制御装置１００は、計測区間内にボールが存在していることを検出する。

（ＳＴ１１４）制御装置１００は、サンプリングを開始する。
（ＳＴ１１５）カメラ２００は、撮影した画像を制御装置１００に送信する。
（ＳＴ１１６）カメラ２００ａは、撮影した画像を制御装置１００に送信する。

（ＳＴ１１７）制御装置１００は、カメラ２００，２００ａそれぞれから所定数の画像を取得した場合、サンプリングを終了する。
（ＳＴ１１８）制御装置１００は、カメラ２００から取得した所定数の画像に基づいて移動距離を算出する。制御装置１００は、球速テーブル１１１を参照し、移動距離に対応する球速を特定する。また、制御装置１００は、カメラ２００ａから取得した所定数の画像に基づいて移動距離を算出する。制御装置１００は、球速テーブル１１１を参照し、移動距離に対応する球速を特定する。制御装置１００は、それぞれ特定した球速に基づいて球速を決定する。球速の決定については、後で説明する。

（ＳＴ１１９）制御装置１００は、球速の表示をスコアボード３００に指示する。
（ＳＴ１２０）スコアボード３００は、球速を表示する。
図１８は、第３の実施の形態の計測処理の例を示すフローチャート（その１）である。以下、図１８に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、図１８では、ステップＳ３１〜Ｓ３７の処理をカメラ２００から取得する画像に対する処理について説明するが、カメラ２００ａから取得する画像に対する処理についても同様である。

（Ｓ３１）取得部１３０は、カメラ２００（カメラ２００ａ）が撮影した画像を取得する。
（Ｓ３２）計測部１４０は、カメラ２００（カメラ２００ａ）が撮影した画像に計測区間を設定する。

（Ｓ３３）計測部１４０は、カメラ２００（カメラ２００ａ）が撮影した画像の全体エリアをマスクする。
（Ｓ３４）計測部１４０は、物体認識技術を用いて、カメラ２００（カメラ２００ａ）が撮影した画像の計測エリアにボールが存在するか否かを検索する。計測部１４０は、ボールを検索できた場合、画像の計測エリアのうち、ボールを除いてマスクする。また、計測部１４０は、ボールを検索できなかった場合、画像の計測エリアをマスクする。

（Ｓ３５）計測部１４０は、ステップＳ３４でボールを検索できた場合、ボールの色調、輪郭を強調する。また、計測部１４０は、ステップＳ３４で計測エリアにボールを検索できなかった場合、ステップＳ３５をスキップする。

（Ｓ３６）計測部１４０は、計測区間内にボールが存在するか否かを判定する。ボールが存在しない場合（Ｓ３６のＮｏ）、計測部１４０は、処理を終了する。ボールが存在する場合（Ｓ３６のＹｅｓ）、計測部１４０は、サンプリングを開始する。そして、計測部１４０は、処理をステップＳ３７に進める。

（Ｓ３７）計測部１４０は、カメラ２００（カメラ２００ａ）から所定数の画像を取得したか否かを判定する。例えば、所定数は、５である。なお、計測区間内にボールが存在すると最初に判定した画像を１とする。所定数の画像を取得した場合（Ｓ３７のＹｅｓ）、計測部１４０は、処理をステップＳ３８に進める。所定数の画像を取得していない場合（Ｓ３７のＮｏ）、計測部１４０は、処理をステップＳ３１に進める。

（Ｓ３８）計測部１４０は、カメラ２００およびカメラ２００ａから所定数の画像を取得したか否かを判定する。各カメラから所定数の画像を取得した場合（Ｓ３８のＹｅｓ）、計測部１４０は、処理をステップＳ４１に進める。各カメラから所定数の画像を取得していない場合（Ｓ３８のＮｏ）、計測部１４０は、処理をステップＳ３１に進める。

図１９は、第３の実施の形態の計測処理の例を示すフローチャート（その２）である。以下、図１９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（Ｓ４１）計測部１４０は、カメラ２００から取得した所定数の画像のうち計測区間内にボールが存在すると最初に判定した画像内のボールのＸ座標（以下、第３の座標）を特定する。計測部１４０は、カメラ２００から取得した所定数の画像のうちカメラ２００が最後に撮影した画像内のボールのＸ座標（以下、第４の座標）を特定する。計測部１４０は、第３の座標と第４の座標との差分と、１座標あたりの長さとにより移動距離を算出する。

計測部１４０は、カメラ２００ａから取得した所定数の画像のうち計測区間内にボールが存在すると最初に判定した画像内のボールのＸ座標（以下、第５の座標）を特定する。計測部１４０は、カメラ２００ａから取得した所定数の画像のうちカメラ２００ａが最後に撮影した画像内のボールのＸ座標（以下、第６の座標）を特定する。計測部１４０は、第５の座標と第６の座標との差分と、１座標あたりの長さとにより移動距離を算出する。

（Ｓ４２）計測部１４０は、球速テーブル１１１を参照し、カメラ２００から取得した所定数の画像に基づいて算出した移動距離に対応する球速を特定する。例えば、計測部１４０は、移動距離が３６９ｃｍの場合、球速テーブル１１１を参照し、球速“１６０ｋｍ／ｈ”を特定する。

計測部１４０は、球速テーブル１１１を参照し、カメラ２００ａから取得した所定数の画像に基づいて算出した移動距離に対応する球速を特定する。例えば、計測部１４０は、移動距離が３７１ｃｍの場合、球速テーブル１１１を参照し、球速“１６１ｋｍ／ｈ”を特定する。

ここで、計測部１４０は、球速を補正してもよい。計測部１４０は、球速に対して補正値（例えば、−１ｋｍ／ｈ）を適用する。例えば、計測部１４０は、カメラ２００から取得した所定数の画像に基づいて特定した球速が“１６０ｋｍ／ｈ”、補正値が“−１ｋｍ／ｈ”の場合、球速を“１５９ｋｍ／ｈ”とする。計測部１４０は、カメラ２００ａから取得した所定数の画像に基づいて特定した球速が“１６１ｋｍ／ｈ”、補正値が“−１ｋｍ／ｈ”の場合、球速を“１６０ｋｍ／ｈ”とする。

（Ｓ４３）計測部１４０は、それぞれの球速を基に平均値を算出する。計測部１４０は、平均値を球速と決定する。例えば、計測部１４０は、カメラ２００から取得した所定数の画像に基づいて特定した球速“１６０ｋｍ／ｈ”と、カメラ２００ａから取得した所定数の画像に基づいて特定した球速“１６１ｋｍ／ｈ”とを基に平均値を算出する。計測部１４０は、平均値を四捨五入して、球速“１６１ｋｍ／ｈ”を算出する。計測部１４０は、算出した値である“１６１ｋｍ／ｈ”を球速に決定する。

なお、球速を補正している場合、計測部１４０は、それぞれの補正した球速を基に平均値を算出する。計測部１４０は、平均値を球速と決定する。
（Ｓ４４）表示指示部１５０は、決定した球速の表示をスコアボード３００に指示する。これにより、スコアボード３００は、球速を表示できる。

また、表示指示部１５０は、カメラ２００から取得した所定数の画像（マスク処理後）をディスプレイ１１に表示させてもよい。表示指示部１５０は、カメラ２００ａから取得した所定数の画像（マスク処理後）をディスプレイ１１ａに表示させてもよい。

カメラ２００が撮影した所定数の画像に基づいて球速を決定するよりもカメラ２００，２００ａそれぞれが撮影した所定数の画像に基づいて球速を決定した方が、球速の精度が上がる。よって、第３の実施の形態によれば、球速計測システムは、カメラ２００，２００ａそれぞれが撮影した所定数の画像に基づいて球速を決定することで球速の精度を上げることができる。

第２，３の実施の形態では、スコアボード３００に球速を表示する場合を例示した。しかし、制御装置１００は、スマートフォンなどの表示装置に球速を表示するように指示してもよい。

第２，３の実施の形態では、野球を行う投手が投げたボールの球速を計測する場合を例示した。しかし、第２，３の実施の形態は、野球以外のソフトボール、テニス、サッカーなどで使用されるボールの球速を計測する場合に適用することができる。例えば、サッカー選手が蹴ったサッカーボールの球速を計測する場合、カメラ２００などは、２つのサッカーゴールを撮影可能な位置に設置される。

１ 情報処理装置
２ 撮影装置
３ 競技場
４ 第１の画像
５ａ，５ｂ 線
６，６ａ ボール
７ 第２の画像

Claims (8)

1. 投手と捕手とを撮影可能な位置に設置される撮影装置と、
   前記投手が投げたボールを含む第１の画像を前記撮影装置から取得し、前記第１の画像に設定した計測区間内に前記ボールが存在する場合に前記撮影装置から撮影時刻の異なる所定数の前記ボールを含む画像を取得し、前記第１の画像内の前記ボールの位置と前記所定数の前記ボールを含む画像のうち前記撮影装置が最後に撮影した第２の画像内の前記ボールの位置とに基づいて移動距離を算出し、算出した移動距離と前記撮影装置が前記第１の画像を撮影したときから前記第２の画像を撮影するまでの撮影時間とに基づいて前記ボールの球速を特定する情報処理装置と、
   を有する球速計測システム。
2. 前記情報処理装置は、前記撮影装置から取得した前記ボールを含む画像に対して、画像内の前記ボール以外の領域をマスクする、
   請求項１に記載の球速計測システム。
3. 前記情報処理装置は、移動距離と球速との対応関係を示す球速情報を記憶し、前記球速情報を参照し、算出した移動距離に対応する球速を特定する、
   請求項１または２に記載の球速計測システム。
4. 前記情報処理装置は、表示装置に対して、特定した球速の表示を指示する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の球速計測システム。
5. 前記情報処理装置は、前記所定数の前記ボールを含む画像のうち、前記撮影装置が最初に撮影した第３の画像内の前記ボールの位置と前記第２の画像内の前記ボールの位置とに基づいて移動距離を算出し、算出した移動距離と前記撮影装置が前記第３の画像を撮影したときから前記第２の画像を撮影するまでの撮影時間とに基づいて前記ボールの球速を特定する、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の球速計測システム。
6. 前記撮影装置は、上方から前記投手と前記捕手とを撮影可能な位置に設置される、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の球速計測システム。
7. 前記投手の位置と前記捕手の位置とを結ぶ直線を軸にして前記撮影装置が設置されている位置の反対方向に設置される他の撮影装置をさらに有し、
   前記情報処理装置は、前記ボールを含む第３の画像を前記他の撮影装置から取得し、前記第３の画像に設定した計測区間内に前記ボールが存在する場合に前記他の撮影装置から撮影時刻の異なる所定数の前記ボールを含む画像を取得し、前記第３の画像内の前記ボールの位置と、取得した撮影時刻の異なる所定数の前記ボールを含む画像のうち前記他の撮影装置が最後に撮影した第４の画像内の前記ボールの位置とに基づいて移動距離を算出し、算出した移動距離と前記他の撮影装置が前記第３の画像を撮影したときから前記第４の画像を撮影するまでの撮影時間とに基づいて前記ボールの球速を特定し、特定した前記ボールの球速と前記撮影装置が撮影した画像を基に特定した球速とに基づいて、球速を決定する、
   請求項１に記載の球速計測システム。
8. コンピュータが、
   投手と捕手とを撮影可能な位置に設置される撮影装置から前記投手が投げたボールを含む第１の画像を取得し、
   前記第１の画像に設定した計測区間内に前記ボールが存在する場合に前記撮影装置から撮影時刻の異なる所定数の前記ボールを含む画像を取得し、
   前記第１の画像内の前記ボールの位置と前記所定数の前記ボールを含む画像のうち前記撮影装置が最後に撮影した第２の画像内の前記ボールの位置とに基づいて移動距離を算出し、
   算出した移動距離と前記撮影装置が前記第１の画像を撮影したときから前記第２の画像を撮影するまでの撮影時間とに基づいて前記ボールの球速を特定する、
   球速計測方法。

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