JP2019029886A

JP2019029886A - 移動物体撮影システム

Info

Publication number: JP2019029886A
Application number: JP2017149064A
Authority: JP
Inventors: 克己山田; Katsumi Yamada; 山田　　克己
Original assignee: JAPAN PHOTO FINISH CO Ltd; Kyoshin Communications Coltd; NOMURA TECHNO CO Ltd
Current assignee: JAPAN PHOTO FINISH CO Ltd; Kyoshin Communications Coltd; NOMURA TECHNO CO Ltd
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-02-21

Abstract

【課題】競艇等のレースの状況に合わせて競技者をより確実に動画の撮影範囲に収めて録画できるようにする。【解決手段】移動物体群１０を動画撮影する、撮影範囲の上下左右移動を制御可能な複数の可動カメラ１２と、可動カメラ１２の撮影範囲を制御する制御部１１と、を備え、制御部１１は、個々の可動カメラ１２の撮影範囲における所定の範囲に設定された動体検知ゾーン２１に移動物体群１０が入ったことを検知する検知ステップ、可動カメラ１２の撮影範囲を、コース２に沿って移動する移動物体群１０の想定速度よりも速く、進行方向に一画面分未満の範囲で移動させるカメラ移動ステップ、の二つのステップを繰り返す。【選択図】図１

Description

この発明は、主として陸上トラック競技や競艇、競馬、競輪などの、コースに沿って競技者が移動する競技の状況を撮影するシステムに関する。

競艇や競馬、競輪などの競技では、競技者同士の接触や操縦ミスその他の理由により発生する転倒などのトラブルをゼロにすることは難しい。また、コース妨害などの反則事項によって最終結果が左右されることもままある。これらのトラブルは瞬間的かつ突発的に発生するため、熟練した審判であっても人力のみで十全な判断を行うことは難しい。そのため、競技中の状況を動画撮影しておき、必要時にはリプレイ再生することによってトラブル発生前後の状況を確認することが行われている。

ただし、撮影するカメラを固定にしたままでは、解像度をよほど高くしない限り、競技場全体の概観しかわからず、判定の材料とするには不十分である。このため、複数台のカメラを設置し、競技集団を追いかけるように方向やズーム倍率を調整して十分な情報が得られるように撮影する必要がある。これを最適な位置かつ最適な範囲を撮影するには熟練した技術と経験が必要となり、人材の育成が難しい。このため、競技集団を自動的に認識して追尾して撮影できるシステムが検討されている。

たとえば特許文献１には、二台以上のカメラを用いて特定のエリアを監視し、双方のカメラで分担監視して死角を無くしつつ、追尾する監視システムが提案されている。

特開2005-033827号公報

しかしながら、これらの監視システムで撮影しようとする対象は競技者であるため、そのスピードは必ずしも一定ではない。監視エリアに入った対象者を追尾しようとして、その追尾スピードを想定される平均速度に設定し、コースに沿って動かそうとしても、レースの状況によっては実際の対象がその速度から大きくずれてしまい、撮影範囲から外れてしまうことがある。

そこでこの発明は、レースの状況に合わせて対象者をより確実に動画の撮影範囲に収めて録画できるようにすることを目的とする。

この発明は、
コースに沿って移動する移動物体群を動画撮影する、撮影範囲の上下左右移動を制御可能な複数の可動カメラと、
上記可動カメラの撮影範囲を制御する制御部と、
を備え、
上記制御部は、
個々の可動カメラの撮影範囲における所定の範囲に設定された動体検知ゾーンに上記移動物体群が入ったことを検知する検知ステップ、
上記可動カメラの撮影範囲を、上記コースに沿って移動する上記移動物体群の想定速度よりも速く、進行方向に移動させるカメラ移動ステップ、
の二つのステップを繰り返すことで、上記移動物体群の動画撮影を行う移動物体撮影システムにより、上記の課題を解決したのである。

すなわち、動画撮影する画面内で移動する物体を、なんらかの手順により動体検知する。個々の可動カメラの撮影範囲において設定される動体検知ゾーンにまで移動物体群が到達したことを検知したら、それをトリガーとして、撮影範囲を移動物体群の進行方向に移動させる。ここで移動とは、基本的には可動カメラの向きの上下左右移動であるが、遠ざかったり近づいたりする場合には、デジタルズーム又は光学ズームによって撮影範囲を拡大縮小して好適な大きさにて撮影できるように調整することを含んでも良い。移動させる速さは、移動物体群の想定速度よりも速くなければならない。移動速度が移動物体群の想定速度より遅いと、撮影範囲が移動物体群に置いて行かれてしまう。一方で、移動速度を移動物体群の速度を若干上回る程度とすることで、一気に振り切りすぎて移動物体群が撮影範囲から外れることを防止できる。すなわち、ひたすらに進行方向に向かって上記移動物体群の動きに先んじることを繰り返すようにする。

撮影範囲がコースのうち曲がっているコーナー部を含む場合、すなわち上記移動物体群がコーナー部を曲がるにあたっては、複数ある可動カメラのうち、少なくとも一つについて所定の時間に亘って上記撮影範囲を固定し、残りの少なくとも一つについて上記検知ステップと上記カメラ移動ステップとを繰り返すとよい。コーナー部では特に様々な事故や審判対象事項が発生しやすく、少なくとも一つの可動カメラを固定しておくことで、状況確認がしやすくなる。一方で、他の少なくとも一つの可動カメラは移動を続けて上記移動物体群を進行方向に先んじることで、コーナー部にて分散しやすい上記移動物体群の全体像を、システム全体として把握しやすくすることができる。

また、システムが上記制御部に対して通信可能な端末を備えるものとし、上記制御部は、上記端末からの指示に従い、上記カメラ移動ステップを一時停止することができるようにすると、事故などでレースが中断した場合に状況証拠の保全を確実性高く行うことができる。

この発明により、競艇、競輪、競馬などの、移動物体群が順位を競う競技において、審判による判断やその後の観客向けリプレイなどを容易かつ確実性高く行うことができる。

この発明にかかる移動物体撮影システムの実施形態とそれを備えたコースの概念図この発明にかかる移動物体撮影システムの撮影範囲の変遷を行うステップの例図（ａ）この発明にかかる移動物体撮影システムにおける通常の撮影状態を示す概念図、（ｂ）コーナー部にさしかかって一部の可動カメラの一時移動停止を始める際の概念図、（ｃ）（ｂ）の後の状態を示す概念図

以下、この発明について具体的に説明する。この発明は、コースに沿って移動する移動物体群１０を動画撮影するための移動物体撮影システムである。上記コースとしては直線のみのコースでもよいし、直線部Ｌとコーナー部Ｃとを備えたトラック型コースでもよい。この発明の実施形態として、図１に示すようなポール１、１の外周を回るトラック型のコース２を基礎として説明するが、この発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。

移動物体群１０としては、陸上短距離走選手、競艇のボート、競輪の自転車、競馬の人馬など、集団で一斉スタートし、順位を争うために多少の前後幅がある集団となって進行するものが、この発明において好適に撮影できる。図１では例として、競艇のボートが移動物体群１０を構成する移動物体１０ａであるものを示す。

この発明に係る移動物体撮影システムは、撮影範囲の上下左右移動を制御可能な複数の可動カメラ１２（１２ａ，１２ｂ……）と、この可動カメラの撮影範囲を制御する制御部１１を有する。制御部１１は単独又は複数台のコンピュータからなるハードウェアであり、可動カメラ１２とは有線又は無線によって接続される。

また、この発明に係る移動物体撮影システムは、制御部１１に対して制御信号を送りシステムを制御できる端末１４を有する。端末１４は制御部１１であるハードウェアと一体でもよいし、ネットワークインターフェース１３を介して有線又は無線によって接続されるものでもよい。具体的には、マウスやキーボードを備えたパソコンでもよいし、タッチパネルによる操作が可能なスマートフォンやタブレットでもよい。

さらに、図示しないが撮影した動画を再生できるモニタ、撮影した動画を記録し再生可能に読み出すことができる記憶装置を、制御部１１と一体のハードウェアとして有していてもよいし、ネットワーク接続された別個の装置として有していてもよい。

上記可動カメラは、撮影範囲の上下左右方向の移動が可能であるように、可動機構を備えている。また、上記可動カメラは、撮影範囲の拡大縮小を可能とする光学ズーム機構、又はデジタルズーム処理するソフトウェアを搭載していると好ましい。直線コースであっても上記可動カメラに対する相対位置は変動しており、遠ざかっている際には適切にズームインして上記移動物体群を適切なサイズで撮影できることが望ましいためである。複数ある上記可動カメラのそれぞれの可動機構及び、ズーム機構又はズーム処理ソフトウェアは独立に動作できる。

上記の可動カメラ１２は、直線部があるコースの場合、その直線部に沿って並列に複数台が設定されていることが望ましい。また、コースが曲がっているコーナー部を有するコースの場合、そのコーナー部を通過する移動物体群１０を２台以上の可動カメラ１２が撮影可能であるように設置される。必要時には少なくとも１台の可動カメラ１２の撮影範囲を固定し、他の少なくとも１台の可動カメラ１２が移動物体群１０を追随して、機能を分担できるようにすることができる。

制御部１１による可動カメラ１２の制御パターンについて、図２を用いて説明する。個々の可動カメラは、撮影範囲における所定の範囲に、移動物体群１０がその範囲に到達したら撮影範囲を移動させるトリガーとする動体検知ゾーン２１を設定しておく。この動体検知ゾーン２１は、可動カメラ１２の方向に拘わらず撮影範囲の一定の範囲としてもよいし、可動カメラ１２の方向とズーム倍率によって指定されるコース２内の所定の位置が、撮影範囲に入った場合に動体検知ゾーン２１として作用させるように設定されていてもよい。

制御部１１は、可動カメラ１２の撮影範囲における所定の範囲に設定された動体検知ゾーン２１に移動物体群１０が入ったことを検知する検知ステップを実行する。この動体検知ゾーン２１は、それぞれの可動カメラ１２が向いた方向によらず画面（すなわち撮影範囲）内の固定された範囲として規定されていてもよいし、向いた方向及びズーム倍率等に応じて特定されるコース２上における範囲として規定されていてもよい。図２では画面内の固定された範囲が動体検知ゾーン２１として設定されている場合を例として示す。

動体検知ゾーン２１に移動物体群１０が入ったことを検知するため、制御部１１は何らかの形で動体検知を行うことが必要である。例えば、可動カメラ１２の撮影範囲の撮影された画像データを所定の時間間隔で、又は時系列上全ての画像データについて動体検知を行う。動体検知の手法は特に限定されない。

反射や漣などの要素が多い競艇における上記の動体検知の一例を示す。まず、それぞれの画像からノイズ成分、色成分を取り除く。白黒画像にした上で、輝度による閾値を定め、各ピクセルについて、閾値より上か下かによって、白黒の二値化を行う。また、漣の影響を取り除くために、各ピクセル情報の鈍化処理を行う。その上で、背景であるのか移動物体であるのかを複数画像の比較によって判断して移動物体１０ａを検知し、移動物体１０ａのうち進行方向の最も先頭の位置を座標化する。この座標が動体検知ゾーン２１に入ったら、移動物体群１０が動体検知ゾーン２１に入ったものと判断する。

ただし、背景の水面に太陽光が反射するなど水面全体が明るすぎる場合には、反転二値化した上で動体検知を行ってもよい。

また、撮影範囲全体で動体検知をしておき、動体検知ゾーン２１に入ったか否かを確認してもよいし、動体検知ゾーン２１内の映像のみを処理してもよい。

さらに、可動カメラ１２とは別に１台又は複数台の固定カメラ（図示せず）を設置しておき、この固定カメラの画像で動体検知を行ってもよい。画像が固定されているため、前後の関係で移動物体１０ａによる変化を検出しやすくなる利点がある。

制御部１１は、いずれの手法でも、動体検知ゾーン２１に移動物体群１０が入ったことが確認できたら、可動カメラ１２の撮影範囲を、コース２に沿って移動する移動物体群１０の想定速度よりも速く、進行方向に移動させるカメラ移動ステップを実行させる。ここで移動させるとは基本的にはそう移動するように可動カメラ１２の方向を変えることであるが、合わせてズームインズームアウトの作業も行い、移動物体群１０が占める画角の変動を少なくするようにしてもよい。上記の想定速度としては、コース２を移動する移動物体群１０の平均速度でもよいし、最速記録の速度を適用してもよい。ただし、想定速度が実際の移動物体群１０の速度に近すぎると、移動を行う頻度が高すぎて画像が見づらくなるおそれがある。

この想定速度は設置する現場により適切に調整する。例えば図１のような競艇場において、ポール１の正面とそれらの中点とに可動カメラ１２を設置している場合、水平角度が０．５度／秒以上１０度／秒以下で移動させる。ただし中央の可動カメラ１２でゴール前のみ例外的に速度を変更したりするなど、例外を設けても良い。一方、垂直角度は２０度／秒以上４５度／以下の範囲で移動させるとよい。上記を基本として、移動物体群１０の実際の速度の１．２倍から２倍以下程度で、予測検知速度に対してどの程度の遅れや進みがあるかの差分をとり、その差分の割合だけ移動速度を増減することで、滑らかな撮像が可能となる。

移動させる移動幅は半画面分以上から２画面分以下であると好ましい。移動幅が短すぎるとすぐに移動物体群１０が追いついてしまうため画面遷移が細かくなりすぎてしまう。一方で一回の移動幅が大きすぎると、不測の事態に対応できずに移動物体群１０の動きを振り切ってしまうおそれがある。図２の右部のように撮影範囲を移動させていく過程でも、移動物体群１０も同じ方向に動いていくため、上記の想定速度の範疇で行うことが望ましい。一旦移動しきると、次に移動物体群１０が動体検知ゾーン２１に入るまで移動物体群１０の大半を映像に収めて録画することができる。

上記の検知ステップと上記のカメラ移動ステップを、競技の開始から終了まで繰り返すことで、移動物体群１０が繰り広げるレース展開が低速であるか高速であるかに拘わらず、随時適切なタイミングで移動物体群１０の進行方向に先んじて、移動物体群１０の大半を画角に収め続けることができる。

上記のステップの繰り返しのうち、上記撮影範囲がコースの曲がっているコーナー部Ｃを含む場合、例外処理を挟んでもよい。この場合に、可動カメラ１２のうち、少なくとも一つについて所定の時間に亘って上記撮影範囲を固定し、残りの少なくとも一つについて上記検知ステップと上記カメラ移動ステップとを繰り返すと望ましい。その例を図３に示す。図３（ａ）のように移動物体群１０が直線部Ｌを移動している場合には、通常のステップの繰り返しを行う。ポール１に沿ってコース２が曲がっているコーナー部Ｃにさしかかったら、うち一つの可動カメラ１２（図３では中央の可動カメラ１２ａ）について、上記のカメラ移動ステップでの移動を停止し、残り二つの可動カメラ１２（１２ｂ，１２ｃ）のみが上記の検知ステップと上記カメラ移動ステップの繰り返しを続けるようにする。これにより、クラッシュなどの事故が起きやすいコーナー部での動きをより確実に画角に収めやすくなる。なお、全ての移動物体１０ａが、固定された可動カメラ１２ａの撮影範囲から抜け出るなど、コーナー部Ｃにおける固定監視の重要性が低下したタイミングで、可動カメラ１２ａの固定を終了して、他の可動カメラ１２ｂ，１２ｃが設定している撮影範囲へと移動させ、上記検知ステップ及び上記カメラ移動ステップとの繰り返しに戻るとよい。

さらに、上記の制御部１１は、上記の端末１４からの指示に従い、移動物体群１０がコーナー部Ｃにさしかかっているか否かに関わりなく、強制的に可動カメラ１２の移動を一時停止させる中断機能を有していると好ましい。この端末１４は競技の審判や運営管理者が競技中に即座に操作できる環境にあり、事故が発生したり、運営上疑義が生じる事態が発生した場合に、移動物体群１０の先頭が移動していることに関わりなく、その事態が起きた周辺域を撮影し続けることができるようになる。

１ポール
２コース
１０移動物体群
１０ａ移動物体
１１制御部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ可動カメラ
１３ネットワークインターフェース
１４端末
２１動体検知ゾーン
Ｌ直線部
Ｃコーナー部

Claims

コースに沿って移動する移動物体群を動画撮影する、撮影範囲の上下左右移動を制御可能な複数の可動カメラと、
上記可動カメラの撮影範囲を制御する制御部と、
を備え、
上記制御部は、
個々の可動カメラの撮影範囲における所定の範囲に設定された動体検知ゾーンに上記移動物体群が入ったことを検知する検知ステップ、
上記可動カメラの撮影範囲を、上記コースに沿って移動する上記移動物体群の想定速度よりも速く、進行方向に移動させるカメラ移動ステップ、
の二つのステップを繰り返すことで、上記移動物体群の動画撮影を行う移動物体撮影システム。
上記のステップの繰り返しのうち、上記撮影範囲がコースの曲がっているコーナー部を含む場合、上記可動カメラのうち、少なくとも一つについて所定の時間に亘って上記撮影範囲を固定し、残りの少なくとも一つについて上記検知ステップと上記カメラ移動ステップとを繰り返す、
請求項１に記載の移動物体撮影システム。
上記制御部に対して通信可能な端末を備え、
上記制御部は、上記端末からの指示に従い、上記カメラ移動ステップを一時停止することができる、請求項１又は２に記載の移動物体撮影システム。