JP6575609B2 - 運動するボールに対するセンシング装置及びセンシング方法 - Google Patents
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Description
まず、図1及び図2を参照して本発明の一実施例に係る運動するボールに対するセンシング装置について説明する。
上記イメージ前処理部210によるイメージ前処理、及び上記イメージ正規化部220によるイメージ正規化に関するより具体的な事項は後述する。
上記スピン算出部300は、図1に示すように、位置補正部310、任意スピン適用部320、及びスピン決定部330を含んで構成されている。
まず、イメージ取得部によって、運動するボールに対する連続したイメージが取得される(S10)。
正確な特徴情報を抽出するためには、それぞれのボールイメージ211,212,213の大きさを同一にし、明るさを正規化することが必要である。
図8の(c)は、ボール上のディンプルとロゴに対して検出されたエッジ情報を示している。
上記エッジ情報は、検出されたピクセルの座標情報と当該ピクセルの明るさで表現されるエッジ強度(Edge Intensity)値を有する。
図9の(a)では、上記のような第1ボールイメージから第1基準イメージを生成し、その第1基準イメージからエッジが検出された状態に関して示している。
本発明は、図9の(b)に示したような第1特徴情報と図9の(d)に示したような第2特徴情報を用いて、運動するボールのスピン情報を算出する。
上述したように、第1特徴情報及び第2特徴情報が得られると、これを用いてスピン算出部による運動するボールのスピン情報を算出する過程が行われる。
以下、上記の"任意回転特徴情報"及び"ターゲット特徴情報"をそれぞれ生成する過程に関して説明する。
そのためには、まず、上記第1特徴情報及び第2特徴情報をなす各ピクセルの位置情報に対する補正が必要である。
図11及び図12は、上記の位置補正に対する原理を説明するための図である。
Claims (15)
- 運動するボールに対するイメージを取得して分析することによって運動するボールに対するスピンを算出する、運動するボールに対するセンシング装置であって、
運動するボールに対する連続的なイメージを取得するイメージ取得部と、
上記イメージ取得部によって連続的に取得された第1イメージ及び第2イメージに対して、上記第1イメージから上記ボールの部分が抽出して生成された第1ボールイメージ及び上記第2イメージから上記ボールの部分が抽出して生成された第2ボールイメージをそれぞれ用意し、上記第1ボールイメージ及び第2ボールイメージのそれぞれから、上記ボールのディンプル、上記ボールに形成されたロゴ、上記ボールに形成された特定のマーク、上記ボール上の傷、および、上記ボール上の異物のうちの少なくとも一つによって現れる映像エッジ情報を検出し、上記第1ボールイメージから検出された上記映像エッジ情報を用いて第1特徴情報を生成し、上記第2ボールイメージから検出された上記映像エッジ情報を用いて第2特徴情報を生成するイメージ処理部と、
上記第1特徴情報に該当するピクセルのそれぞれの座標を3次元座標情報に変換し、上記3次元座標情報に対して任意のスピン情報を適用し、上記任意のスピン情報が適用されたピクセルを2次元座標情報に変換することにより、任意回転特徴情報を生成し、上記任意回転特徴情報のピクセルのそれぞれのエッジ強度値と上記第2特徴情報のピクセルのそれぞれのエッジ強度値とを比較して類似度情報を算出し、上記算出された類似度情報を利用して、上記任意のスピン情報が最終スピン情報として適合するかを判断し、最終スピン情報を決定するスピン算出部と、
を含む、運動するボールに対するセンシング装置。 - 上記イメージ処理部は、
上記抽出された第1ボールイメージ及び第2ボールイメージに対してイメージ前処理を行うイメージ前処理部と、
上記第1ボールイメージ及び第2ボールイメージに対して大きさ及び明るさの正規化を行って、上記第1ボールイメージから第1基準イメージを生成し、上記第2ボールイメージから第2基準イメージを生成するイメージ正規化部と、
上記第1基準イメージから映像エッジ情報を検出し、それから上記第1特徴情報を生成し、上記第2基準イメージから映像エッジ情報を検出し、それから上記第2特徴情報を生成する特徴情報生成部と
を含む、請求項1に記載の運動するボールに対するセンシング装置。 - 検出された上記映像エッジ情報を構成するピクセルの個々はエッジ強度値を持ち、
上記イメージ処理部は、検出された上記映像エッジ情報を構成するピクセルのエッジ強度値があらかじめ設定された上位の範囲に該当するピクセルを抽出することで、上記第1特徴情報及び上記第2特徴情報をそれぞれ生成し、上記第1特徴情報及び上記第2特徴情報を構成するピクセルのそれぞれは、座標値及びエッジ強度値についての情報を含む、請求項1又は2に記載の運動するボールに対するセンシング装置。 - 上記スピン算出部は、
上記連続的に取得されたそれぞれのイメージから、上記イメージ取得部が上記ボールに対して相対的に同一の位置及び方向から見たように、上記イメージ取得部の位置及び方向についての情報を補正するための位置補正情報を算出するように構成され、
上記第1特徴情報に該当するピクセルのそれぞれの座標を3次元座標情報に変換し、その変換された3次元座標情報に上記算出された位置補正情報を適用し、上記位置補正情報が適用された3次元座標情報に対して任意のスピン情報を適用し、上記任意のスピン情報が適用されたピクセルをそれぞれ2次元座標に変換することにより上記任意回転特徴情報を生成するように構成され、
上記第2特徴情報に該当するピクセルのそれぞれの座標を3次元座標情報に変換し、その変換された3次元座標情報に上記算出された位置補正情報を適用して2次元座標に変換することで、ターゲット特徴情報を生成するように構成され、
上記任意回転特徴情報のエッジ強度値と上記ターゲット特徴情報のエッジ強度値とを比較して類似度情報を算出し、上記算出された類似度情報を用いて上記任意のスピン情報が最終スピン情報として適合するか否かを判断して最終スピン情報を決定するように構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載の運動するボールに対するセンシング装置。 - 運動するボールに対するイメージを取得して分析することによって運動するボールに対するスピンを算出する、運動するボールに対するセンシング装置であって、
運動するボールに対する連続的なイメージを取得するイメージ取得部と、
上記イメージ取得部によって連続的に取得された第1イメージ及び第2イメージのそれぞれに対してイメージ処理によって上記運動するボールのスピン情報算出のための特徴情報をそれぞれ生成するイメージ処理部と、
上記第1イメージに対する特徴情報に対して任意のスピンを適用した結果及び上記第2イメージに対する特徴情報と、あらかじめ設定された関数とを用いて、上記任意のスピン情報を最終スピン情報として決定することが適合するか否かを判断することによって最終スピン情報を決定するスピン算出部と、
を含み、
上記イメージ処理部は、
上記第1イメージから抽出された第1ボールイメージに対して映像エッジ情報を検出し、それから第1特徴情報を生成し、上記第2イメージから抽出された第2ボールイメージに対して映像エッジ情報を検出し、それから第2特徴情報を生成するように構成される特徴情報生成部を含み、
上記第1特徴情報及び上記第2特徴情報は、あらかじめ設定されたエッジ検出条件によって検出されたピクセルのそれぞれの座標値及びエッジ強度値を含む、
運動するボールに対するセンシング装置。 - 運動するボールに対するイメージを取得して分析することによって運動するボールに対するスピンを算出する、運動するボールに対するセンシング装置であって、
運動するボールに対する連続的なイメージを取得するイメージ取得部と、
上記イメージ取得部によって連続的に取得された第1イメージ及び第2イメージのそれぞれに対してイメージ処理によって上記運動するボールのスピン情報算出のための特徴情報をそれぞれ生成するイメージ処理部と、
上記第1イメージに対する特徴情報に対して任意のスピンを適用した結果及び上記第2イメージに対する特徴情報と、あらかじめ設定された関数とを用いて、上記任意のスピン情報を最終スピン情報として決定することが適合するか否かを判断することによって最終スピン情報を決定するスピン算出部と、
を含み、
上記イメージ処理部は、
上記第1イメージから抽出された第1ボールイメージに対して映像エッジ情報を検出し、それから第1特徴情報を生成し、上記第2イメージから抽出された第2ボールイメージに対して映像エッジ情報を検出し、それから第2特徴情報を生成するように構成される特徴情報生成部を含み、
上記第1特徴情報及び上記第2特徴情報は、あらかじめ設定されたエッジ検出条件によって検出されたピクセルの中から、あらかじめ設定されたエッジ強度値の範囲に該当するピクセルを抽出し、それらの抽出されたピクセルのそれぞれの座標値及びエッジ強度値を含む、
運動するボールに対するセンシング装置。 - 運動するボールに対するイメージを取得して分析することによって運動するボールに対するスピンを算出する、運動するボールに対するセンシング装置であって、
運動するボールに対する連続的なイメージを取得するイメージ取得部と、
上記イメージ取得部によって連続的に取得された第1イメージ及び第2イメージのそれぞれに対してイメージ処理によって上記運動するボールのスピン情報算出のための特徴情報をそれぞれ生成するイメージ処理部と、
上記第1イメージに対する特徴情報に対して任意のスピンを適用した結果及び上記第2イメージに対する特徴情報と、あらかじめ設定された関数とを用いて、上記任意のスピン情報を最終スピン情報として決定することが適合するか否かを判断することによって最終スピン情報を決定するスピン算出部と、
を含み、
上記イメージ処理部は、
上記第1イメージから抽出された第1ボールイメージに対して映像エッジ情報を検出し、それから第1特徴情報を生成し、上記第2イメージから抽出された第2ボールイメージに対して映像エッジ情報を検出し、それから第2特徴情報を生成するように構成される特徴情報生成部を含み、
上記スピン算出部は、
上記第1特徴情報に該当するピクセルのそれぞれの座標を3次元座標情報に変換し、その変換された3次元座標情報に対して任意のスピン情報を適用し、上記任意のスピン情報が適用されたピクセルを2次元座標情報に変換することによって任意回転特徴情報を生成する任意スピン適用部と、
上記任意回転特徴情報のエッジ強度値と上記第2特徴情報から抽出されたターゲット特徴情報のエッジ強度値とを比較して類似度情報を算出し、上記算出された類似度情報を用いて上記任意のスピン情報が最終スピン情報として適合するか否かを判断して最終スピン情報を決定するスピン決定部と、
を含む、
運動するボールに対するセンシング装置。 - 運動するボールに対するイメージを取得して分析することによって運動するボールに対するスピンを算出する、運動するボールに対するセンシング方法であって、
運動するボールに対する連続的なイメージを取得するステップと、
上記連続的に取得された第1イメージ及び第2イメージに対して、上記第1イメージからボールイメージを抽出して第1ボールイメージを生成し、上記第2イメージからボールイメージを抽出して第2ボールイメージを生成するステップと、
上記第1ボールイメージ及び上記第2ボールイメージのそれぞれから、上記ボールのディンプル、上記ボールに形成されたロゴ、上記ボールに形成された特定のマーク、上記ボール上の傷、および、上記ボール上の異物のうちの少なくとも一つによって現れる映像エッジ情報を検出するステップと、
上記第1ボールイメージから検出された上記映像エッジ情報を用いて第1特徴情報を生成し、上記第2ボールイメージから検出された上記映像エッジ情報を用いて第2特徴情報を生成するステップと、
上記第1特徴情報に該当するピクセルのそれぞれの座標を3次元座標情報に変換し、 上記3次元座標情報に対して任意のスピン情報を適用し、上記任意のスピン情報が適用されたピクセルを2次元座標情報に変換することにより、任意回転特徴情報を生成するステップと、
上記任意回転特徴情報のピクセルのそれぞれのエッジ強度値と上記第2特徴情報のピクセルのそれぞれのエッジ強度値とを比較して類似度情報を算出し、上記算出された類似度情報を利用して、上記任意のスピン情報が最終スピン情報として適合するかを判断し、最終スピン情報を決定するステップと、
を含む、運動するボールに対するセンシング方法。 - 上記第1ボールイメージから検出された上記映像エッジ情報を用いて第1特徴情報を生成し、上記第2ボールイメージから検出された上記映像エッジ情報を用いて第2特徴情報を生成するステップは、
上記第1ボールイメージから検出された上記映像エッジ情報を構成するピクセルのエッジ強度値があらかじめ設定された上位の範囲に該当するピクセルを抽出して上記第1特徴情報を生成するステップと、
上記第2ボールイメージから検出された上記映像エッジ情報を構成するピクセルのエッジ強度値があらかじめ設定された上位の範囲に該当するピクセルを抽出して上記第2特徴情報を生成するステップと、を含む、請求項8に記載の運動するボールに対するセンシング方法。 - 上記第1ボールイメージを生成し、上記第2ボールイメージを生成するステップは、
上記第1ボールイメージ及び上記第2ボールイメージに対してあらかじめ設定された条件によって大きさ及び明るさの正規化を行うステップと、
上記第1ボールイメージから上記正規化によって第1基準イメージを生成し、上記第2ボールイメージから上記正規化によって第2基準イメージを生成するステップと
を含み、
上記第1特徴情報を生成し、上記第2特徴情報を生成するステップは、
上記第1基準イメージから上記映像エッジ情報を検出し、それから上記第1特徴情報を生成するステップと、
上記第2基準イメージから上記映像エッジ情報を検出し、それから上記第2特徴情報を生成するステップと、
を含む、請求項8に記載の運動するボールに対するセンシング方法。 - 上記第1特徴情報を用いて、運動するボールに対するイメージを取得するカメラの位置及び方向に対する位置補正情報及び3次元空間上の任意のスピン情報を適用して任意回転特徴情報を生成するステップと、
上記第2特徴情報を用いて上記位置補正情報を適用してターゲット特徴情報を生成するステップと、
上記任意回転特徴情報のエッジ強度値と上記ターゲット特徴情報のエッジ強度値とを比較して類似度情報を算出し、上記算出された類似度情報を用いて上記任意のスピン情報が最終スピン情報として適合するか否かを判断して最終スピン情報を決定するステップと、
をさらに含む、請求項10に記載の運動するボールに対するセンシング方法。 - 上記任意回転特徴情報を生成するステップは、
上記第1特徴情報によるピクセルのそれぞれの座標を3次元座標に変換するステップと、
上記3次元座標に変換されたピクセルに対して上記位置補正情報を適用するステップと、
上記位置補正情報が適用された各ピクセル座標情報に対して任意のスピン情報を適用するステップと、
上記任意のスピン情報が適用されたピクセルを2次元座標情報に変換することによって任意回転特徴情報を生成するステップと、を含む、請求項11に記載の運動するボールに対するセンシング方法。 - 上記最終スピン情報を決定するステップは、
互いに異なる任意のスピン情報に対してあらかじめ設定された回数だけ上記任意回転特徴情報を生成するステップを繰り返し行って類似度情報をそれぞれ算出するステップと、
上記繰り返し行って算出されたそれぞれの類似度情報のうちの最大値を有する場合の任意のスピン情報を最終スピン情報として決定するステップと、を含む、請求項11に記載の運動するボールに対するセンシング方法。 - 上記最終スピン情報を決定するステップは、
最終スピン情報として決定するための上記類似度情報の基準値をあらかじめ設定するステップをさらに含み、
上記算出された類似度情報が上記あらかじめ設定された基準値以上であるか又はそれより大きい値が算出されるまで上記任意のスピン情報を繰り返し適用して、上記あらかじめ設定された基準値以上であるか又はそれより大きい類似度情報が算出される場合の任意のスピン情報を最終スピン情報として決定するステップを含む、請求項11に記載の運動するボールに対するセンシング方法。 - 運動するボールに対するイメージを取得して分析することによって運動するボールに対するスピンを算出する、運動するボールに対するセンシング方法であって、
運動するボールに対する連続的なイメージを取得するステップと、
上記連続的に取得された第1イメージ及び第2イメージのそれぞれに対してイメージ処理によって上記運動するボールのスピン情報算出のための特徴情報をそれぞれ生成するステップと、
上記第1イメージに対する特徴情報に対して任意のスピンを適用した結果及び上記第2イメージに対する特徴情報と、あらかじめ設定された関数とを用いて、上記任意のスピン情報を最終スピン情報として決定することが適合するか否かを判断することによって最終スピン情報を決定するステップと、
を備え、
上記ボールのスピン情報算出のための特徴情報をそれぞれ生成するステップは、
上記第1イメージから抽出された第1ボールイメージ及び上記第2イメージから抽出された第2ボールイメージに対してあらかじめ設定された条件によって大きさ及び明るさの正規化を行うステップと、
上記第1ボールイメージから上記正規化によって第1基準イメージを生成し、上記第2ボールイメージから上記正規化によって第2基準イメージを生成するステップと、
上記第1基準イメージから映像エッジ情報を検出し、それから第1特徴情報を生成するステップと、
上記第2基準イメージから映像エッジ情報を検出し、それから第2特徴情報を生成するステップと、
を含み、
上記第1特徴情報を用いて、運動するボールに対するイメージを取得するカメラの位置及び方向に対する位置補正情報及び3次元空間上の任意のスピン情報を適用して任意回転特徴情報を生成するステップと、
上記第2特徴情報を用いて上記位置補正情報を適用してターゲット特徴情報を生成するステップと、
上記任意回転特徴情報のエッジ強度値と上記ターゲット特徴情報のエッジ強度値とを比較して類似度情報を算出し、上記算出された類似度情報を用いて上記任意のスピン情報が最終スピン情報として適合するか否かを判断して最終スピン情報を決定するステップと、
をさらに備える、運動するボールに対するセンシング方法。
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