JP5536491B2

JP5536491B2 - ゴルフスイングの診断方法

Info

Publication number: JP5536491B2
Application number: JP2010044122A
Authority: JP
Inventors: 勝彦植田; 良明白井; 伸敬島田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Dunlop Sports Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Dunlop Sports Co Ltd
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-03-01
Also published as: JP2011177341A; US20110212791A1

Description

本発明は、ゴルフスイングの良否を診断する方法に関する。

ゴルファーがゴルフボールを打撃するとき、左右の爪先を結ぶ線が打撃方向とほぼ平行となるようにアドレスする。右利きのゴルファーのアドレスでは、左足が打撃方向前側に位置し、右足が打撃方向後側に位置する。アドレスでは、ゴルフクラブのヘッドはゴルフボールの近くに位置する。この状態からゴルファーはテイクバックを開始し、ヘッドを後へ、次いで上方へと振り上げる。最もヘッドが振り上げられた位置がトップである。トップから、ダウンスイングが開始される。ダウンスイングの開始時点は、切り返しと称されている。切り返しの後、ヘッドが振り下ろされ、ヘッドがゴルフボールと衝突する（インパクト）。インパクト後、ゴルファーはゴルフクラブを前方へ、次いで上方へと振り抜き（フォロースルー）、フィニッシュを迎える。

ゴルファーの技量向上において、適切なスイングフォームの習得が重要である。技量向上の一助とすべく、スイング診断がなされている。スイング診断では、ビデオカメラでスイングが撮影される。ゴルフ用品の開発に役立つ資料の収集の目的で、スイングが撮影されることもある。

古典的なスイング診断では、ティーチングプロ等が動画を見て、スイング中の問題点を指摘する。一方、画像処理によってスイングを診断しようとの試みも、なされている。画像処理による場合、多数のフレームの中から、診断に必要なフレームが抽出される必要がある。この抽出方法の一例が、特開２００５−２１０６６６公報に開示されている。この方法では、差分処理によって抽出がなされる。

特開２００５−２１０６６６公報

特開２００５−２１０６６６公報に開示された方法では、シャフトにマークが付いたゴルフクラブが用いられる。このようなゴルフクラブが、事前に準備される必要がある。この方法は、ゴルフ用品ショップでの撮影に基づいてなされる診断には適している。しかし、ゴルフコースやドライビングレンジで、一般のゴルフクラブを用いてスイングがなされる場合の診断には、不向きである。

本発明の目的は、スイングの良否が手軽に診断できる方法の提供にある。

本発明に係るゴルフスイングの診断方法は、
ゴルフクラブをスイングしてゴルフボールを打撃するゴルファー及びこのゴルフクラブをカメラが撮影し、画像データが得られるステップ、
演算部が、この画像データから抽出されたフレームのエッジ画像を得るステップ、
演算部が、このエッジ画像に対して所定の閾値に基づく二値化を施し、二値化画像を得るステップ、
及び
演算部が、この二値化画像にハフ変換処理を施して、シャフトの位置を抽出するステップ
を含む。

本発明に係るゴルフスイングの診断システムは、
（Ａ）ゴルフクラブをスイングしてゴルフボールを打撃するゴルファー及びこのゴルフクラブを撮影するカメラ
（Ｂ）撮影された画像データを記憶するメモリ
及び
（Ｃ）演算部
を備える。この演算部は、
（Ｃ１）上記画像データから抽出されたフレームのエッジ画像を得る機能、
（Ｃ２）このエッジ画像に対して所定の閾値に基づく二値化を施し、二値化画像を得る機能、
及び
（Ｃ３）この二値化画像にハフ変換処理を施して、シャフトの位置を抽出する機能
を有する。

他の観点によれば、本発明に係るゴルフスイングの診断方法は、
画面内の基準領域にアドレス時のゴルフクラブヘッドが映る状態で、ゴルフクラブをスイングしてゴルフボールを打撃するゴルファー及びこのゴルフクラブをカメラが撮影し、画像データが得られるステップ、
演算部が、この画像データから抽出されたフレームのエッジ画像を得るステップ、
演算部が、このエッジ画像に対して所定値を閾値とする二値化を施し、二値化画像を得るステップ、
上記演算部が、この二値化画像にハフ処理を施してゴルフクラブのシャフトの位置を抽出し、ゴルフクラブの先端座標を特定するステップ、
上記演算部が、異なるフレーム間の先端座標を対比することにより、アドレス時の仮フレームを決定するステップ、
及び
上記演算部が、上記仮フレームよりも所定数後のフレームから逆送りで各フレームの基準領域内の色情報を算出し、この色情報の変化に基づいてアドレス時のフレームを決定するステップ
を含む。

好ましくは、この診断方法は、
上記演算部が、上記アドレス時のフレームから所定数後のフレームを基準フレームとして、この基準フレーム以降の各フレームとこの基準フレームとの差分値を算出し、この差分値の変化に基づいてインパクトのフレームを決定するステップ
を含む。

好ましくは、この診断方法は、
上記演算部が、上記インパクトのフレームよりも前の複数のフレームに関して直前フレームとの差分値を算出し、この差分値に基づいてトップのフレームを決定するステップ
をさらに含む。

好ましくは、この診断方法は、
上記演算部が上記アドレスのフレーム以降の複数のフレームに関し、このアドレスのフレームとの差分値を算出するステップ、
上記演算部が、各フレームの差分値にハフ変換処理を施してシャフトの位置を抽出するステップ、
及び
上記演算部が、上記シャフトの位置の変化に基づいてテイクバック中の所定のポジションのフレームを決定するステップ
をさらに含む。

他の観点によれば、本発明に係るゴルフスイングの診断システムは、
（Ａ）画面内の基準領域にアドレス時のゴルフクラブヘッドが映る状態で、ゴルフクラブをスイングしてゴルフボールを打撃するゴルファー及びこのゴルフクラブを撮影するカメラ
（Ｂ）撮影された画像のデータを記憶するメモリ
及び
（Ｃ）演算部
を備える。この演算部は、
（Ｃ１）上記画像データから抽出されたフレームのエッジ画像を得る機能、
（Ｃ２）このエッジ画像に対して所定の閾値に基づく二値化を施し、二値化画像を得る機能、
（Ｃ３）この二値化画像にハフ処理を施してゴルフクラブのシャフトの位置を抽出し、ゴルフクラブの先端座標を特定する機能、
（Ｃ４）異なるフレーム間の先端座標を対比することにより、アドレス時の仮フレームを決定する機能
及び
（Ｃ５）上記仮フレームよりも所定数後のフレームから逆送りで各フレームの基準領域内の色情報を算出し、この色情報の変化に基づいてアドレス時のフレームを決定する機能を有する。

さらに他の観点によれば、本発明に係るゴルフスイングの診断方法は、
ゴルフクラブをスイングしてゴルフボールを打撃するゴルファー及びこのゴルフクラブをカメラが撮影し、画像データが得られるステップ、
演算部が、この画像データから抽出されたフレームから、テイクバック中の所定のポジションのフレームを決定するステップ、
上記演算部が上記所定のポジションのフレームにおけるゴルフクラブのシャフトの位置を抽出するステップ、
上記演算部が、上記シャフトの延長線と、ゴルファーの爪先位置及びインパクト前のゴルフボールの位置を通過する直線との交点を決定するステップ、
及び
上記演算部が、この交点の位置に基づき、テイクバック中の上記所定のポジションにおけるゴルファーの姿勢の良否を決定するステップ
を含む。

本発明に係る方法により、ゴルフスイングの良否が手軽に診断されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るスイング診断システムが示された概念図である。図２は、図１のシステムによってなされるゴルフスイングの診断方法が示されたフローチャートである。図３は、図１のカメラの画面が示された説明図である。図４は、チェックフレームの決定方法が示されたフローチャートである。図５は、アドレスのフレームが決定される方法が示されたフローチャートである。図６は、ソーベル法のための説明図である。図７は、二値化された画像である。図８は、インパクトのフレームが決定される方法が示されたフローチャートである。図９は、第４４番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図１０は、第６２番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図１１は、第７５番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図１２は、第７６番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図１３は、第７７番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図１４は、第７８番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図１５は、差分値が示されたグラフである。図１６は、トップのフレームが決定される方法が示されたフローチャートである。図１７は、差分値が示されたグラフである。図１８は、テイクバックの所定位置のフレームが決定される方法が示されたフローチャートである。図１９は、第３０番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図２０は、第３９番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図２１は、第４１番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図２２は、第４３番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図２３は、第５２番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図２４は、第５７番目のフレームと基準フレームとの差分の結果が示された画像である。図２５は、判定の一例が示されたフローチャートである。図２６は、差分の結果が示された画像である。図２７は、基準点のための説明図である。図２８は、仮の足元探索領域のための説明図である。図２９は、足元探索領域のための説明図である。図３０は、サンプル領域のための説明図である。図３１は、Ｄ（Ｖ_ｘ、ｙ）のヒストグラムである。図３２は、テイクバックにおいて左腕が水平となるフレームとアドレスのフレームとの差分の結果が示された画像である。図３３は、評価方法のための説明図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に示されたシステム２は、携帯電話機４とサーバ６とを備えている。携帯電話機４とサーバ６とは、通信回線８を介して接続されている。携帯電話機４は、カメラ１０、メモリ１２及び送受信部１４を備えている。メモリ１２の具体例としては、ＲＡＭ、ＳＤカード（ミニＳＤ、マイクロＳＤ等を含む）及びその他の記憶媒体が挙げられる。サーバ６は、演算部１６、メモリ１８及び送受信部２０を備えている。典型的な演算部１６は、ＣＰＵである。

図２には、図１のシステム２によってなされるゴルフスイング診断方法のフローチャートが示されている。この診断方法では、カメラ１０によって撮影がなされる（ＳＴＥＰ１）。図３には、撮影が開始される前の画面が示されている。この画面は、携帯電話機４のモニタ（図示されず）に表示される。この画面には、ゴルフクラブ２２を持ったゴルファー２４のアドレスが撮影されている。この画面では、ゴルファー２４が後方から撮影されている。この画面には、第一枠２６及び第二枠２８が示されている。これらの枠２６、２８は、携帯電話機４のＣＰＵ（図示されず）の上で実行されるソフトウエアにより、表示される。これらの枠２６、２８は、撮影者がカメラ１０のアングルを決定するときの一助となる。撮影者は、第一枠２６にグリップ３０が含まれ、第二枠２８にヘッド３２が含まれるように、カメラ１０のアングルを決定する。これらの枠２６、２８は、カメラ１０とゴルファー２４との距離の決定の一助ともなる。

図３に示された状態から、撮影が開始される。撮影開始後、ゴルファー２４はスイングを開始する。ゴルフボール（図示されず）が打撃され、さらにスイングが終了するまで、撮影が継続される。撮影により、動画のデータが得られる。このデータは、多数のフレームからなる。これらフレームが、メモリ１２に記憶される（ＳＴＥＰ２）。各フレームの画素数は、例えば６４０×４８０である。各画素は、ＲＧＢ系の色情報を有している。

撮影者又はゴルファー２４が携帯電話機４を操作することにより、動画のデータがサーバ６へと送信される（ＳＴＥＰ３）。データは、携帯電話機４の送受信部１４から、サーバ６の送受信部２０へ送信される。送信は、通信回線８を介してなされる。データは、サーバ６のメモリ１８に記憶される（ＳＴＥＰ４）。

演算部１６は、手ブレ補正を行う（ＳＴＥＰ５）。後に詳説される通り、本発明に係る診断方法では、フレーム間の差分処理がなされる。手ブレ補正は、この差分処理の精度を高める。手ブレ補正方法の一例が、特願２００９−２３０３８５に開示されている。携帯電話機４が十分な手ブレ補正機能を有している場合、演算部１６による手ブレ補正が省略されうる。

演算部１６は、多数のフレームの中から、スイングの良否の判定に供されるフレームを決定する（ＳＴＥＰ６）。以下、このフレームはチェックフレームと称される。例えば、
（１）アドレス
（２）テイクバック中の所定位置
（３）トップ
（４）切り返し
（５）インパクト
（６）フィニッシュ
に相当するフレームが、抽出される。テイクバック中の所定位置には、腕が水平である位置が含まれる。切り返しとは、ダウンスイングの開始直後の状態を意味する。切り返しでは、腕はほぼ水平である。チェックフレームの抽出ステップ（ＳＴＥＰ６）の詳細は、後に説明される。

演算部１６は、それぞれのチェックフレームに関し、輪郭を決定する（ＳＴＥＰ７）。具体的には、ゴルファー２４の体の輪郭又はゴルフクラブ２２の輪郭を決定する。演算部１６は、この輪郭に基づき、スイングの良否を判定する（ＳＴＥＰ８）。

判定結果は、サーバ６の送受信部２０から携帯電話機４の送受信部１４へと送信される（ＳＴＥＰ９）。判定結果は、携帯電話機４のモニタに表示される（ＳＴＥＰ１０）。モニタを見たゴルファー２４は、スイングのうち是正すべき箇所を知ることができる。このシステム２は、ゴルファー２４の技量の向上に寄与しうる。

前述の通り、チェックフレームの決定（ＳＴＥＰ６）は、演算部１６が行う。この演算部１６は、以下の機能を有する。
（１）上記画像データから抽出されたフレームのエッジ画像を得る機能
（２）このエッジ画像に対して所定の閾値に基づく二値化を施し、二値化画像を得る機能、
（３）この二値化画像にハフ処理を施してゴルフクラブ２２のシャフト３４の位置を抽出し、ゴルフクラブ２２の先端座標を特定する機能
（４）異なるフレーム間の先端座標を対比することにより、アドレス時の仮フレームを決定する機能
（５）上記仮フレームよりも所定数後のフレームから逆送りで各フレームの基準領域内の色情報を算出し、この色情報の変化に基づいてアドレス時のフレームを決定する機能
（６）上記アドレス時のフレームから所定数後のフレームを基準フレームとして、この基準フレーム以降の各フレームとこの基準フレームとの差分値を算出し、この差分値の変化に基づいてインパクトのフレームを決定する機能
（７）上記インパクトのフレームよりも前の複数のフレームに関して直前フレームとの差分値を算出し、この差分値に基づいてトップのフレームを決定する機能
（８）上記アドレスのフレーム以降の複数のフレームに関し、このアドレスのフレームとの差分値を算出する機能
（９）各フレームの差分値にハフ変換処理を施して、シャフト３４の位置を抽出する機能
（１０）上記シャフト３４の位置の変化に基づいて、テイクバック中の所定のポジションのフレームを決定する機能

図４には、チェックフレームの決定方法のフローチャートが示されている。この決定方法は、アドレスのフレームが決定されるステップ（ＳＴＥＰ６１）、インパクトのフレームが決定されるステップ（ＳＴＥＰ６２）、トップのフレームが決定されるステップ（ＳＴＥＰ６３）及びテイクバックの所定位置のフレームが決定されるステップ（ＳＴＥＰ６４）を含む。テイクバックの所定位置とは、例えば、腕が水平である位置である。

図４に示された方法によって決定されたフレームに基づいて、他のチェックフレームが決定されてもよい。例えば、インパクトのフレームから所定数前のフレームが、切り返しのフレームとされうる。インパクトのフレームから所定数後のフレームが、フィニッシュのフレームとされうる。

図５には、アドレスのフレームが決定される方法のフローチャートが示されている。この方法では、各フレームが、ＲＧＢ画像から濃淡画像へと変換される（ＳＴＥＰ６１１）。この変換は、後のエッジ検出の容易の目的でなされる。濃淡画像における値Ｖは、例えば以下の数式によって算出される。
Ｖ＝０．３０・Ｒ＋０．５９・Ｇ＋０．１１・Ｂ

この濃淡画像からエッジが検出され、エッジ画像が得られる（ＳＴＥＰ６１２）。エッジでは、値Ｖの変化が大きい。従って、値Ｖの変化に対して微分又は差分が行われることにより、エッジが検出されうる。微分又は差分の演算に際し、ノイズが除去されることが好ましい。エッジの検出方法の一例として、ソーベル（Ｓｏｂｅｌ）法が挙げられる。他の方法によってエッジが検出されてもよい。他の方法としては、プレビット（Ｐｒｅｗｉｔｔ）法が例示される。

図６は、ソーベル法のための説明図である。図６中のＡからＩは、各画素の値Ｖを表している。値Ｅから、ソーベル法により、値Ｅ’が計算される。値Ｅ’は、エッジ強度である。値Ｅ’は、下記数式によって得られる。
Ｅ’ ＝（ｆ_ｘ ^２＋ｆ_ｙ ^２）^１／２
この数式において、ｆ_ｘ及びｆ_ｙは、下記数式によって得られる。
ｆ_ｘ＝Ｃ＋２・Ｆ＋Ｉ − （Ａ＋２・Ｄ＋Ｇ）
ｆ_ｙ＝Ｇ＋２・Ｈ＋Ｉ − （Ａ＋２・Ｂ＋Ｃ）

このエッジ画像の各画素が、二値化される（ＳＴＥＰ６１３）。二値化の閾値は、天候、時刻等に応じ、適宜決定される。二値化により、モノクロ画像が得られる。モノクロ画像の一例が、図７に示されている。

このモノクロ画像のデータが、ハフ変換に供される（ＳＴＥＰ６１４）。ハフ変換は、幾何学的形状の規則性を利用して画像から線を抽出する方法である。ハフ変換により、直線、円、楕円等が抽出されうる。本発明では、ハフ変換により、ゴルフクラブ２２のシャフト３４に対応する直線が抽出される。

直線は、この直線に直交する線がｘ軸に対してなす角度θと、この直線と原点との距離ρとによって表されうる。角度θは、原点（０，０）を中心とする時計回りの角度である。原点は、左上である。ｘ−ｙ平面上の直線は、θ−ρ平面上での点に対応する。一方、ｘ−ｙ平面上の点（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）は、θ−ρ平面上では、下記数式で表される正弦曲線に変換される。
ρ ＝ｘ_ｉ・ｃｏｓθ ＋ｙ_ｉ・ｓｉｎθ
ｘ−ｙ平面上で同一直線上にある点をθ−ρ平面に変換すると、全ての正弦曲線が１つの点で交差する。θ−ρ平面において多数の正弦曲線が通過する点が判明すれば、この点に相当するｘ−ｙ平面上の直線が判明する。

このハフ変換により、シャフト３４に対応する直線の抽出を試みる。テイクバックにおけるシャフト３４が水平であるフレームでは、シャフト３４の軸方向は、カメラ１０の光軸とほぼ一致する。このようなフレームでは、シャフト３４に対応する直線は抽出され得ない。本実施形態では、ρを指定せず、θを３０°以上６０°以下と指定し、ｘを２００以上４８０以下と指定し、ｙを２５０以上５３０以下と指定して、直線の抽出を試みる。θをこの範囲に指定するので、直立するポールに相当する直線は、抽出されない。地面に置かれ水平方向に延在する物体に相当する直線も、抽出されない。θを３０°以上６０°以下に指定することでシャフト３４に相当しない直線をシャフト３４に相当する直線と誤認識することが防がれる。本実施形態では、投票数（１つの直線が通過する画素の数）が１５０以上である直線の中で最大のものを、シャフト３４に対応する直線とみなす。ハフ変換によってシャフト３４に相当する直線が抽出されたフレームでは、シャフト３４の先端座標（直線の先端位置）が取得される（ＳＴＥＰ６１５）。

本実施形態では、撮影開始後５０枚目のフレームから、逆送りで、先端座標の取得がなされる。前後のフレームとの間での、先端の移動距離が所定値以下となるフレームを、アドレスの仮フレームと決定する（ＳＴＥＰ６１６）。本実施形態では、第二枠２８（図３参照）の中に先端があり、かつ（ｆ−１）番目から（ｆ＋２）番目までの先端の移動距離の総和が４０以下であるｆ番目のフレームを、仮フレームとする。

仮フレームの前後の複数のフレームに関し、ＳＡＤ（色情報）が算出される（ＳＴＥＰ６１７）。ＳＡＤは、下記の数式（１）によって算出される。
ＳＡＤ＝（ＲＳＡＤ＋ＧＳＡＤ＋ＢＳＡＤ）／３（１）
この数式（１）において、ＲＳＡＤは下記数式（２）によって算出され、ＧＳＡＤは下記数式（３）によって算出され、ＢＳＡＤは下記数式（４）によって算出される。
ＲＳＡＤ＝（Ｒｆ１ − Ｒｆ２）^２（２）
ＧＳＡＤ＝（Ｇｆ１ − Ｇｆ２）^２（３）
ＢＳＡＤ＝（Ｂｆ１ − Ｂｆ２）^２（４）
上記数式（２）において、Ｒｆ１はｆ番目の第二枠２８内のＲ値を表し、Ｒｆ２は（ｆ＋１）番目の第二枠２８内のＲ値を表す。上記数式（３）において、Ｇｆ１はｆ番目の第二枠２８内のＧ値を表し、Ｇｆ２は（ｆ＋１）番目の第二枠２８内のＧ値を表す。上記数式（４）において、Ｂｆ１はｆ番目の第二枠２８内のＢ値を表し、Ｂｆ２は（ｆ＋１）番目の第二枠２８内のＢ値を表す。

仮フレームから所定数後のフレームから、逆送りで、各フレームのＳＡＤが算出される。本実施形態では、仮フレームから７後のフレームから、仮フレームから１０前のフレームまでのＳＡＤが算出される。ＳＡＤが最初に５０未満となったフレームをもって、アドレスの本フレームと決定される（ＳＴＥＰ６１８）。このフレームは、チェックフレームである。このチェックフレームについて、輪郭の決定（ＳＴＥＰ７）及びスイングの良否の判定（ＳＴＥＰ８）がなされる。ＳＡＤが５０未満であるフレームが存在しないときは、ＳＡＤが最小であるフレームが、アドレスの本フレームと決定される。

図８には、インパクトのフレームが決定される方法のフローチャートが示されている。アドレスのフレームは既に決定されているので、このアドレスのフレームから所定数後のフレームを、基準フレームと決定する（ＳＴＥＰ６２１）。基準フレームは、インパクト前であって、かつ第二枠２８にゴルフクラブ２２が写っていないフレームである。本実施形態では、アドレスのフレームから２５後のフレームが、基準フレームとされる。

基準フレームと、この基準フレームの後の各フレームとの間で、差分処理がなされる（ＳＴＥＰ６２２）。差分処理は、画像処理の１つとして既知な処理である。図９から１４に、差分画像が示されている。それぞれの画像の詳細は、以下の通りである。
図９：第４４番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図１０：第６２番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図１１：第７５番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図１２：第７６番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図１３：第７７番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図１４：第７８番目のフレームと基準フレームとの差分画像

差分処理後の画像について、第二枠２８内の差分値が算出される（ＳＴＥＰ６２３）。この差分値が、図１５のグラフに示されている。このグラフより、第７７番目のフレームの差分値が最も大きいことが分かる。この第７７番目のフレームが、インパクトのフレームと決定される（ＳＴＥＰ６２４）。このフレームは、チェックフレームである。このチェックフレームについて、輪郭の決定（ＳＴＥＰ７）及びスイングの良否の判定（ＳＴＥＰ８）がなされる。

図１６には、トップのフレームが決定される方法のフローチャートが示されている。インパクトのフレームは、既に決定されている。このインパクトのフレームから、インパクトの所定数前までのフレームについて、差分処理がなされる（ＳＴＥＰ６３１）。差分処理は、当該フレームと、当該フレームの１つ後のフレームとの間でなされる。差分処理により、差分値が得られる。この差分値が、図１７に示されている。本実施形態では、インパクトよりも１５前のフレームからインパクトのフレームまでの間で、差分値が最小であるフレームが選定される（ＳＴＥＰ６３２）。図１７の例では、第７７番目のフレームがインパクトのフレームであり、第６５番目のフレームがトップのフレームである。第６５番目のフレームは、チェックフレームである。このチェックフレームについて、輪郭の決定（ＳＴＥＰ７）及びスイングの良否の判定（ＳＴＥＰ８）がなされる。

図１８には、テイクバックの所定位置のフレームが決定される方法のフローチャートが示されている。アドレスのフレームは、既に決定されている。このアドレスのフレーム以降のフレームに、差分処理がなされる（ＳＴＥＰ６４１）。この差分処理は、アドレスのフレームを基準フレームとし、この基準フレームと他のフレームとの間でなされる。図１９から２４に、差分画像が示されている。それぞれの画像の詳細は、以下の通りである。
図１９：第３０番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図２０：第３９番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図２１：第４１番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図２２：第４３番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図２３：第５２番目のフレームと基準フレームとの差分画像
図２４：第５７番目のフレームと基準フレームとの差分画像

これらの差分画像において、縦ｙの画素数は６４０であり、横ｘの画素数は４８０である。これら差分画像に、ハフ変換がなされる（ＳＴＥＰ６４２）。ハフ変換により、シャフト３４に相当する直線が算出されうる。それぞれの差分画面において、下記の条件を満たす直線の有無が判定される（ＳＴＥＰ６４３）。
θ：５°以上８５°以下
ρ：指定無し
ｘ：０以上２４０以下
ｙ：０以上３２０以下
投票数：１００以上
これら条件を満たす直線が抽出されるフレームでは、シャフト３４がゴルファー２４の胴よりも左側に位置している。アドレスのフレーム以降のフレームであって最初にこれら条件を満たす直線が抽出されたフレーム（以下「合致フレーム」と称する）が、チェックフレームである。合致フレームから所定数後のフレームが、チェックフレームと決定されてもよい。合致フレームから２つ後のフレームにおいて、右利きゴルファー２４の左腕がほぼ水平であることが、経験的に判明している。このチェックフレームについて、輪郭の決定（ＳＴＥＰ７）及びスイングの良否の判定（ＳＴＥＰ８）がなされる。

以下、図２５が参照されつつ、判定（ＳＴＥＰ８）の一例が説明される。アドレスのフレームとトップのフレームとの間で、差分処理がなされる（ＳＴＥＰ８０１）。この差分で得られた画像が、図２６に示されている。この画像に、ハフ変換がなされる（ＳＴＥＰ８０２）。ハフ変換における条件は、以下の通りである。
θ：３５°以上５５°以下
ｘ：２００以上４８０以下
ｙ：２５０以上５３０以下
このハフ変換により、アドレス時のシャフト３４に相当する直線が抽出される。

この直線の中点に中心をもつシャフト探索領域３６が想定される（ＳＴＥＰ８０３）。図２６から明らかなように、この探索領域３６は正方形である。本実施形態では、このシャフト探索領域３６の大きさは、２１×２１である。このシャフト探索領域３６を、直線に沿ってボールに近づく方向に徐々に移動させる。そして、トップのフレームにおいてゴルフボールの白色領域を抽出する。これにより、ゴルフボールの位置が特定される（ＳＴＥＰ８０４）。さらに、シャフト探索領域３６を、直線に沿ってボールから遠ざかる方向に徐々に移動させる。そして、シャフト探索領域３６の中の画素の７０％以上に差分がある位置を、手元位置とする（ＳＴＥＰ８０５）。このボール位置及び手元位置に基づき、基準点Ｐｘが決定される（ＳＴＥＰ８０６）。図２７に示されるように、ボール位置Ｐｂを通過し水平方向に延びる直線と、手元位置Ｐｈを通過し鉛直方向に延びる直線との交点が、基準点Ｐｘである。なお、色でゴルフボールが認識されにくい場合、ハフ変換によって円（すなわちゴルフボールの輪郭）を抽出してもよい。

この基準点に基づき、仮の足元探索領域３８が想定される（ＳＴＥＰ８０７）。仮の足元探索領域３８が、図２８に示されている。仮の足元探索領域３８は、長方形である。基準点Ｐｘの座標が（ｘ_０，ｙ_０）とされたとき、この長方形の４つの頂点の座標は、下記の通りである。
（ｘ_０−１４５，ｙ_０−４０）
（ｘ_０，ｙ_０−４０）
（ｘ_０−１４５，ｙ_０＋６０）
（ｘ_０，ｙ_０＋６０）

次に、ハフ変換がなされる（ＳＴＥＰ８０８）。ハフ変換により、人工芝４０のエッジ４２に相当する２本の直線４４、４６が抽出される。これらの直線４４、４６が、図２８に示されている。これら直線４４、４６と、仮の足元探索領域３８とに基づき、真の足元探索領域が想定される（ＳＴＥＰ８０９）。この足元探索領域４８が、図２９に示されている。この足元探索領域４８には、人工芝４０以外の地面は含まれていない。

図３０に、拡大された足元探索領域４８が示されている。この足元探索領域４８の内部に、サンプル領域５０が想定される（ＳＴＥＰ８１０）。図３０には、１７のサンプル領域５０が示されている。各サンプル領域５０には、人工芝４０が含まれている。各サンプル領域５０には、ゴルファー２４の足（靴）は含まれない。

それぞれのサンプル領域５０において、色ベクトルの平均が算出される（ＳＴＥＰ８１１）。１７個のサンプル領域５０について平均が算出されることにより、Ｓ１からＳ１７までの値が得られる。

足元探索領域４８内の各画素について、下記数式に基づき、和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）が算出される（ＳＴＥＰ８１２）。

この数式において、Ｖ_ｘ，ｙは画素（ｘ，ｙ）の色ベクトルであり、Ｓｍは第ｍ番目のサンプル領域５０の色ベクトルの平均であり、Ｗｍは重み係数である。重み係数を算出する数式の一例が、以下に示されている。説明の便宜上、ｍが３である場合の重み係数の算出式が示されている。

この数式において、ｋは下記数式によって算出される。
ｋ＝（ｋ１＋ｋ２＋ｋ３）／３
ｋ１、ｋ２及びｋ３は、下記数式によって算出される。ｋは、サンプル領域５０同士の差分値の和の平均である。

和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）のヒストグラムが、作成される（ＳＴＥＰ８１３）。このヒストグラムが、図３１に示されている。このヒストグラムでは、横軸が和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）であり、縦軸が画素数である。このヒストグラムでは、足元探索領域４８内の和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）の最大値を２５５とする正規化がなされている。このヒストグラムにおいて、上記値ｋを用いて、背景のピークＰ１を求める（ＳＴＥＰ８１４）。さらに、人体のピークＰ２を求める（ＳＴＥＰ８１５）。人体のピークＰ２は、（ｋ＋１０）以上の中で最も頻度が高い和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）である。ピークＰ１の和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）とピークＰ２の和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）とを１：４に分かつ和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）を、境界と定める。境界よりも小さい和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）の画素を背景とみなし、境界よりも大きい和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）の画素を人体とみなす。換言すれば、境界の決定は、ゴルフ靴の爪先端の特定である（ＳＴＥＰ８１６）。

この方法では、多数のサンプル領域５０に基づいて背景の色が決定されている。背景には、日なたと日陰とが存在しうる。この場合、箇所によってその色が大きく異なる。多数のサンプル領域５０に基づいて背景の色が決定されることにより、色の客観的な平均が得られうる。

サンプル領域５０の数は、１７には限られない。客観的な平均が得られるとの観点から、サンプル領域５０の数は５以上が好ましく、１０以上が特に好ましい。計算の容易の観点から、この数は１００以下が好ましく、５０以下が特に好ましい。

この方法では、和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）の算出において、重み係数が用いられている。互いの色が類似する多数のサンプル領域５０の群と、互いの色が類似する少数のサンプル領域５０の群とが併存する場合でも、重み係数が用いられることにより、客観的な和Ｄ（Ｖ_ｘ，ｙ）が算出されうる。

テイクバックにおいて左腕が水平となるフレームとアドレスのフレームとの間で、差分処理がなされる（ＳＴＥＰ８１７）。差分処理によって得られた差分画像が、図３２に示されている。この画像に、ハフ変換がなされる（ＳＴＥＰ８１８）。このハフ変換により、テイクバックにおいて左腕が水平となるフレームのシャフト３４に相当する直線が抽出される。

この直線に基づいて、スイングが評価される（ＳＴＥＰ８１９）。この評価では、図３３に示されるように、爪先端を通過する直線Ｌ１が想定される。さらに、この直線Ｌ１と直交し、ゴルフボール５２の中心点Ｐｂを通過する直線Ｌ２が想定される。直線Ｌ１と直線Ｌ２との交点は、点Ｐｔである。点ｐｔと点Ｐｂとの中点は、点Ｐｍである。テイクバックにおいて左腕が水平となるフレームのシャフト３４に相当する直線Ｌ３が延長され、この延長線と直線Ｌ２との交点Ｐｃが決定される。この交点Ｐｃの位置に基づき、ゴルファー２４の姿勢の良否が評価される。具体的な評価の基準の一例が、以下に示される。
（１）交点Ｐｃが点Ｐｍよりも左側である場合
アップライトなスイングである。フラットなスイングを心がけるべきである。
（２）交点Ｐｃが点Ｐｍと点Ｐｂとの間
良好なスイングである。
（３）交点Ｐｃが点Ｐｂよりも右側である場合
フラットなスイングである。アップライトなスイングを心がけるべきである。
この評価に基づいて、ゴルファー２４は、スイングを矯正する。

チェックフレームの決定により、種々のポジションでのスイング診断が可能である。例えば、アドレス時のシャフト３４に相当する直線と、ダウンスイング時のシャフト３４に相当する直線とのなす角度により、スイングの良否が判定されてもよい。

この実施形態ではサーバ６の演算部１６が各処理を行うが、携帯電話機４の演算部１６が各処理を行ってもよい。この場合、携帯電話機４とサーバ６との接続は不要である。

本発明に係る方法では、ゴルフ場、プラクティスレンジ、ゴルフショップ、一般家庭の庭等においてなされるスイングが、診断されうる。

２・・・システム
４・・・携帯電話機
６・・・サーバ
１０・・・カメラ
１６・・・演算部
２２・・・ゴルフクラブ
２６・・・第一枠
２８・・・第二枠
３６・・・シャフト探索領域
４８・・・足元探索領域
５０・・・サンプル領域

Claims

画面内の基準領域にアドレス時のゴルフクラブヘッドが映る状態で、ゴルフクラブをスイングしてゴルフボールを打撃するゴルファー及びこのゴルフクラブをカメラが撮影し、画像データが得られるステップ、
演算部が、この画像データから抽出されたフレームのエッジ画像を得るステップ、
上記演算部が、このエッジ画像に対して所定の閾値に基づく二値化を施し、二値化画像を得るステップ、
上記演算部が、この二値化画像にハフ処理を施してゴルフクラブのシャフトの位置を抽出し、ゴルフクラブの先端座標を特定するステップ、
上記演算部が、異なるフレーム間の先端座標を対比することにより、アドレス時の仮フレームを決定するステップ、
及び
上記演算部が、上記仮フレームよりも所定数後のフレームから逆送りで各フレームの基準領域内の色情報を算出し、この色情報の変化に基づいてアドレス時のフレームを決定するステップ
を含む、ゴルフスイングの画像から１つのフレームを決定する方法。
上記演算部が、上記アドレス時のフレームから所定数後のフレームを基準フレームとして、この基準フレーム以降の各フレームとこの基準フレームとの差分値を算出し、この差分値の変化に基づいてインパクトのフレームを決定するステップ
をさらに含む請求項１に記載の方法。
上記演算部が、上記インパクトのフレームよりも前の複数のフレームに関して直前フレームとの差分値を算出し、この差分値に基づいてトップのフレームを決定するステップ
をさらに含む請求項２に記載の方法。
上記演算部が上記アドレスのフレーム以降の複数のフレームに関し、このアドレスのフレームとの差分値を算出するステップ、
上記演算部が、各フレームの差分値にハフ変換処理を施してシャフトの位置を抽出するステップ、
及び
上記演算部が、上記シャフトの位置の変化に基づいてテイクバック中の所定のポジションのフレームを決定するステップ
をさらに含む請求項１から３のいずれかに記載の方法。
（Ａ）画面内の基準領域にアドレス時のゴルフクラブヘッドが映る状態で、ゴルフクラブをスイングしてゴルフボールを打撃するゴルファー及びこのゴルフクラブを撮影するカメラ
（Ｂ）撮影された画像のデータを記憶するメモリ
及び
（Ｃ）演算部
を備えており、
上記演算部が、
（Ｃ１）上記画像データから抽出されたフレームのエッジ画像を得る機能、
（Ｃ２）このエッジ画像に対して所定の閾値に基づく二値化を施し、二値化画像を得る機能、
（Ｃ３）この二値化画像にハフ処理を施してゴルフクラブのシャフトの位置を抽出し、ゴルフクラブの先端座標を特定する機能、
（Ｃ４）異なるフレーム間の先端座標を対比することにより、アドレス時の仮フレームを決定する機能
及び
（Ｃ５）上記仮フレームよりも所定数後のフレームから逆送りで各フレームの基準領域内の色情報を算出し、この色情報の変化に基づいてアドレス時のフレームを決定する機能
を有する、ゴルフスイングの画像から１つのフレームを決定するシステム。