JPH05253324A - Motion analyzer for sports - Google Patents

Motion analyzer for sports

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Publication number
JPH05253324A
JPH05253324A JP8657092A JP8657092A JPH05253324A JP H05253324 A JPH05253324 A JP H05253324A JP 8657092 A JP8657092 A JP 8657092A JP 8657092 A JP8657092 A JP 8657092A JP H05253324 A JPH05253324 A JP H05253324A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
moving body
motion
field
image data
Prior art date
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Pending
Application number
JP8657092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Miyamoto
武司 宮本
Hitohisa Eto
仁久 江藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zexel Corp filed Critical Zexel Corp
Priority to JP8657092A priority Critical patent/JPH05253324A/en
Publication of JPH05253324A publication Critical patent/JPH05253324A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an apparatus to analyze velocity, direction, distance or the like of motion of players, balls and the like every moment based on a TV image signal. CONSTITUTION:A corresponding relationship of an image of a moving object is determined by a decision means 13c among field image data composing one frame of a TV image signal of the moving object obtained with an interlace scan image pickup tube type without shutter. Kinetic vectors of the moving body are calculated by a calculation means 13d based on the corresponding relationship determined and the field image data.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスポーツ用運動解析装置
に関し、特に、サッカー、ラグビー、アメリカンフット
ボール等におけるボールと多数の選手の各運動状態を同
時に解析するのに好適な、スポーツ用運動解析装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sports motion analysis device, and more particularly to a sports motion analysis device suitable for simultaneously analyzing each motion state of a ball and a large number of players in soccer, rugby, American football and the like. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、各種スポーツにおける選手及び又
はボールの動きを調べることが、選手の指導等のために
しばしば必要とされる。このような目的で、例えば野球
においてはスピードガンが用いられ、これによりボール
の速度を測定することが行なわれているほか、野球また
はその他の競技において、分解写真により選手等の動き
の時間的変化を調べる方法も広く採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, it is often necessary to check the movements of a player and / or a ball in various sports in order to instruct a player. For this purpose, for example, in baseball, a speed gun is used to measure the speed of the ball, and in baseball or other competitions, time-dependent changes in the movements of players, etc. The method of examining is also widely adopted.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スピー
ドガンは速度の大きいボールの運動を調べるのには適し
ているが、サッカー、ラグビーの如く多数の選手の全体
の動きを一度に捉えて解析するといったような用途には
不向きである。一方、分解写真による解析はこのような
用途に用いられるが、連続する何枚もの写真を撮らなけ
ればならず、また、これらの写真から多数の選手の1人
1人の動きを解析するために多くの人的工数が必要とな
り、実際的ではないという問題点を有している。本発明
の目的は、したがって、プレーをしている多数の選手、
ボール等の運動状態を撮影したテレビジョン画像信号に
基づいて、選手、ボール等のその時々における運動の速
度、方向、距離等を電気的に解析することができる、ス
ポーツ用運動解析装置を提供することにある。
However, although the speed gun is suitable for investigating the movement of a ball having a high speed, it is possible to analyze the movement of a large number of players such as soccer and rugby at a time. It is not suitable for such applications. On the other hand, analysis using disassembled photographs is used for such purposes, but it is necessary to take a number of consecutive photographs, and in order to analyze the movement of each of many athletes from these photographs. It requires a lot of man-hours and is not practical. The purpose of the present invention is therefore to provide a large number of players who are playing,
(EN) Provided is a sports motion analysis device capable of electrically analyzing the speed, direction, distance, etc. of a player, a ball, etc., at any given time based on a television image signal obtained by photographing the motion state of the ball, etc. Especially.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の特徴は、選手またはボール等の運動体の運動
データを得るためのスポーツ用運動解析装置において、
シャッタなしのインターレース走査撮像管方式のテレビ
ジョンカメラによって得られた所要の視野における運動
体の2次元の運動画像を含むテレビジョン画像信号に応
答し上記テレビジョン画像信号の1フレームを構成する
各フィールド画像データの論理積演算により各フィール
ド画像データ間での運動体の画像の対応関係を決定する
ための決定手段と、該決定手段によって決定された対応
関係と各フィールド画像データとに基づいて上記運動体
の各運動ベクトルを計算する計算手段とを備えた点にあ
る。
A feature of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a sports motion analysis apparatus for obtaining motion data of a player or a moving body such as a ball.
Each field constituting one frame of the television image signal in response to a television image signal including a two-dimensional motion image of a moving body in a required field of view obtained by a television camera of an interlaced scanning camera tube system without a shutter. Determining means for determining the correspondence between the images of the moving objects between the field image data by ANDing the image data, and the above-mentioned motion based on the correspondence relationship and each field image data determined by the determining means. And a calculation means for calculating each motion vector of the body.

【0005】[0005]

【作用】ノンシャッタのインターレース走査撮像管方式
のテレビジョンカメラで、選手、ボール等の運動体を撮
影することにより得られた、運動体の2次元の運動画像
を含む一対のフィールド画像データが用いられる。一方
のフィールド画像データは例えば第1フィールド信号に
基づいて得、他方のフィールド画像データは例えば第2
フィールド信号に基づいて得ることができる。このテレ
ビジョンカメラで1フレーム分の走査を行なうことによ
り得られる第1フィールド信号と第2フィールドとは、
走査期間が一部重複するようにして時間的なずれを生じ
ている。したがって、一方のフィールド画像データによ
り示される各運動体の画像と他方のフィールド画像デー
タにより示される各運動体の画像とは、上記時間的なず
れに応じた運動体の移動長さの分だけその運動方向にず
れた2つの画像として得られる。このように、ノンシャ
ッタのインターレース撮像管方式のテレビジョンカメラ
における走査により得られた一対のフィールド画像にお
ける同一の運動体の各画像は、1フレームの画像として
構成すると重なり部分を有することになる。よって、運
動体の画像間の重なりを見つけることにより、異なるフ
ィールド画像データ間において、同一の運動体による画
像の対応づけを行なうことができる。この対応づけは、
2つのフィールド画像データの論理積演算の結果により
行なわれ、計算出力手段によって、対応する一対の運動
体の画像の移動ベクトルが運動ベクトルとして計算され
る。
A pair of field image data including a two-dimensional motion image of a moving body obtained by photographing a moving body such as a player or a ball with a non-shutter interlaced scanning camera tube type television camera is used. Be done. One field image data is obtained based on the first field signal, for example, and the other field image data is obtained based on the second field signal, for example.
It can be obtained based on the field signal. The first field signal and the second field obtained by scanning one frame with this television camera are:
There is a time lag such that the scanning periods partially overlap. Therefore, the image of each moving body represented by the one field image data and the image of each moving body represented by the other field image data are the same as the moving length of the moving body corresponding to the temporal shift. It is obtained as two images shifted in the movement direction. As described above, each image of the same moving body in the pair of field images obtained by scanning with the non-shutter interlaced image pickup tube type television camera has an overlapping portion when configured as one frame image. Therefore, by finding the overlap between the images of the moving body, the images of the same moving body can be associated with each other between different field image data. This association is
This is performed based on the result of the logical product operation of the two field image data, and the calculation output means calculates the movement vector of the image of the corresponding pair of moving bodies as the movement vector.

【0006】[0006]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
につき詳細に説明する。図1には、コート1において球
技を行なっている多数のプレーヤーA乃至H及びボール
Iの動きを解析するための、本発明による運動解析装置
10の一実施例の構成が示されている。運動解析装置1
0は、コート1におけるプレーヤーA乃至H及びボール
Iの各運動の様子を電気的信号として得るためのテレビ
ジョンカメラ11を有している。図示の実施例では、テ
レビジョンカメラ11はコート1の真上の天井(図示せ
ず)に適宜の手段で取り付けられて設置されており、こ
の位置から見た、運動体であるプレーヤーA乃至H及び
ボールIの2次元の運動を捉えるようになっている。し
かし、テレビジョンカメラ11の位置は、コート1の真
上に限定されずコート1を斜め上方から、あるいは真横
から観る位置であってもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a motion analysis apparatus 10 according to the present invention for analyzing the movements of a large number of players A to H and a ball I performing a ball game on the court 1. Motion analysis device 1
0 has a television camera 11 for obtaining the movements of the players A to H and the ball I on the court 1 as electric signals. In the illustrated embodiment, the television camera 11 is installed by being mounted on a ceiling (not shown) directly above the court 1 by appropriate means, and the players A to H, which are moving bodies, are seen from this position. And the two-dimensional movement of the ball I. However, the position of the television camera 11 is not limited to just above the court 1 and may be a position where the court 1 is viewed obliquely from above or from the side.

【0007】テレビジョンカメラ11は、シャッタなし
の2:1インターレース走査方式の撮像管式テレビジョ
ンカメラであり、テレビジョンカメラ11で捉えた運動
体の様子を、対応する映像信号として出力する。したが
って、これにより得られる1フレームの画像は、1組の
フィールド画像を組み合わせることにより得られるもの
である。以下に、これらの各フィールド画像の関係につ
いて説明する。
The television camera 11 is a 2: 1 interlace scanning type image pickup tube type television camera without a shutter, and outputs the state of a moving body captured by the television camera 11 as a corresponding video signal. Therefore, the image of one frame obtained by this is obtained by combining one set of field images. The relationship between these field images will be described below.

【0008】テレビジョンカメラ11が捉えた視野をイ
ンターレース方式で走査すると、先ず奇数番目の走査線
に従う走査により該視野の走査が行なわれ、奇数フィー
ルド信号が得られる。この場合、シャッタなしのため、
各運動体が運動している間に上述の走査が行なわれる。
次いで、偶数番目の走査線に従う走査により同一視野の
走査が行なわれ、偶数フィールド信号が得られる。
When the field of view captured by the television camera 11 is scanned by the interlace system, the field of view is first scanned by scanning the odd-numbered scanning lines to obtain an odd field signal. In this case, since there is no shutter,
The above-mentioned scanning is performed while each moving body is moving.
Next, scanning in the same field of view is performed by scanning along even-numbered scanning lines, and even-numbered field signals are obtained.

【0009】この飛び越し走査は、図6の(a)で示さ
れるように、1/60秒毎に出力されている垂直同期信
号の各パルスP1、P2、・・・に同期して、奇数フィ
ールドの走査が1/30秒の時間長さのタイムスロット
T1において実行されるとすると、これに対応する偶数
フィールド走査は、同じく1/30秒の時間長さのタイ
ムスロットT2において実行される。したがって、この
場合、タイムスロットT1とT2とは、1/60秒間だ
け重複している。
As shown in FIG. 6A, this interlaced scanning is performed in synchronization with each pulse P1, P2, ... Of the vertical synchronizing signal output every 1/60 second, in an odd field. Suppose that a scan of 1 is performed in time slot T1 of 1/30 second duration, the corresponding even field scan is also performed in time slot T2 of 1/30 second duration. Therefore, in this case, the time slots T1 and T2 overlap by 1/60 seconds.

【0010】このようにタイムスロットT1において得
られた奇数フィールド信号は図7の(b)に示される映
像信号VSのタイムスロットTaにあてはめられ、一
方、タイムスロットT2において得られた偶数フィール
ド信号は図6の(b)に示される映像信号VSのタイム
スロットTbにあてはめられ、このようにしてテレビジ
ョン映像信号VSが作られる。
The odd field signal thus obtained in the time slot T1 is applied to the time slot Ta of the video signal VS shown in FIG. 7B, while the even field signal obtained in the time slot T2 is This is applied to the time slot Tb of the video signal VS shown in FIG. 6B, and the television video signal VS is produced in this manner.

【0011】図1に戻ると、テレビジョン映像信号VS
は信号処理装置12に入力され、ここで、奇数フィール
ド映像信号VS1と偶数フィールド映像信号VS2とに
分離される。各信号VS1、VS2はコンピュータ13
に入力され、ここで、メモリ14にストアされている所
定の処理プログラムに従って、各運動体の運動解析のた
めの画像データ処理が行なわれる。
Returning to FIG. 1, the television video signal VS
Is input to the signal processing device 12, where it is separated into an odd field video signal VS1 and an even field video signal VS2. The signals VS1 and VS2 are sent to the computer 13
And image data processing for motion analysis of each moving body is performed in accordance with a predetermined processing program stored in the memory 14.

【0012】図2には、コンピュータ13において実行
される画像データ処理の内容を示す機能図が示されてい
る。この機能図に基づいてコンピュータ13において実
行される画像データ処理について説明する。奇数フィー
ルド映像信号VS1及び偶数フィールド映像信号VS2
は、第1演算手段13a及び第2演算手段13bに夫々
与えられ、各信号VS1、VS2に従う1フレーム分の
運動画像データD1、D2が夫々得られる。
FIG. 2 is a functional diagram showing the contents of image data processing executed by the computer 13. The image data processing executed in the computer 13 will be described based on this functional diagram. Odd field video signal VS1 and even field video signal VS2
Is given to the first computing means 13a and the second computing means 13b, respectively, and the motion image data D1 and D2 for one frame according to the signals VS1 and VS2 are respectively obtained.

【0013】運動画像データD1は、例えば図7の
(a)に示される如く、1つおきの走査線、、、
、・・・の画像情報を有する奇数フィールド映像信号
VS1に基づき、走査線、、、・・・の内容とし
て走査線、、、、・・・の内容を用いて補間
し、図7の(b)に示される1フレームの画像情報を示
すデータとして作成される。
The motion image data D1 is, for example, as shown in FIG. 7A, every other scanning line ,.
, Are interpolated using the contents of the scanning line, ... As the contents of the scanning line ,. ) Is created as data indicating one frame of image information.

【0014】一方、運動画像データD2は、偶数フィー
ルド映像信号VS2に含まれる走査線、、、・・
・の画像情報に基づき、図7の(b)に示した補間と同
様の補間により1フレーム分の画像情報を示すデータと
して作成される。
On the other hand, the motion image data D2 is the scanning lines included in the even field video signal VS2, ...
Based on the image information of, the interpolation similar to the interpolation shown in FIG. 7B is created as data indicating the image information of one frame.

【0015】したがって、奇数フィールドの画像情報に
基づく運動画像データD1に従う運動画像中の各運動画
像A1乃至I1と偶数フィールド画像情報に基づくデー
タ運動画像D2に従う運動画像中の各運動画像A2乃至
I2とは、図4に示されるように、各運動体の運動方向
に沿って若干ずれることとなり、これらの一部のみが重
複している。
Therefore, the motion images A1 to I1 in the motion image according to the motion image data D1 based on the image information of the odd field and the motion images A2 to I2 in the motion image according to the data motion image D2 based on the even field image information. As shown in FIG. 4, there is a slight deviation along the movement direction of each moving body, and only a part of them overlap.

【0016】このようにして得られた1組の運動画像デ
ータD1、D2は論理積演算手段13cに与えられ、こ
こで、一方の運動画像データD1に従う各運動体像と他
方の運動画像データD2に従う各運動体像との間で論理
積演算が実行される。そして、論理積演算結果に従う論
理積像が存在する運動体像の組合わせを示す組合わせデ
ータが運動ベクトル計算手段13dに与えられる。
The set of motion image data D1 and D2 thus obtained is given to the AND operation means 13c, where each motion image according to one motion image data D1 and the other motion image data D2. An AND operation is executed between each moving body image according to Then, the combination data indicating the combination of the moving body images in which the logical product image according to the logical product operation result exists is given to the motion vector calculation means 13d.

【0017】運動ベクトル計算手段13dには、さら
に、運動画像データD1、D2が与えられており、これ
らに基づき各運動体像の重心位置が計算される。さら
に、運動体像の組合わせを示す組合わせデータに基づく
運動体像対における重心位置の運動ベクトルがその運動
体の運動ベクトルとして計算される(図5参照)。
The motion vector calculation means 13d is further provided with motion image data D1 and D2, and the barycentric position of each moving body image is calculated based on these. Further, the motion vector of the position of the center of gravity in the pair of moving body images based on the combination data indicating the combination of the moving body images is calculated as the motion vector of the moving body (see FIG. 5).

【0018】このようにして、着目した選手及び又はボ
ールのそれぞれについて運動ベクトルが運動ベクトル計
算手段13dによって計算され、計算された運動ベクト
ルデータが、選手及び又はボールの運動解析データとし
て運動ベクトル計算手段13dから出力される。
In this way, the motion vector of each of the player and / or the ball of interest is calculated by the motion vector calculation means 13d, and the calculated motion vector data is used as the motion analysis data of the player and / or the ball. It is output from 13d.

【0019】次に、図3に示される、コンピュータ13
内のメモリ14にストアされている運動解析プログラム
のフローチャートに基づき、その運動解析のためのデー
タ処理をより詳細に説明する。
Next, the computer 13 shown in FIG.
Based on the flowchart of the motion analysis program stored in the internal memory 14, the data processing for the motion analysis will be described in more detail.

【0020】運動解析プログラム20の実行が開始され
ると、先ず、ステップ21において奇数フィールド映像
信号VS1と偶数フィールド映像信号VS2とがコンピ
ュータ13内に取り込まれ、ステップ22においてこれ
らの信号に従う運動画像を示す運動画像データD1、D
2が夫々作成される。
When the motion analysis program 20 starts to be executed, first, in step 21, the odd field video signal VS1 and the even field video signal VS2 are taken into the computer 13, and in step 22, motion images according to these signals are obtained. Motion image data D1 and D shown
2 are created respectively.

【0021】運動画像データD1は図4に実線で示す奇
数フィールド画像に対応し、一方、運動画像データD2
は同じく図4に点線で示す偶数フィールド画像に対応し
ている。以下の説明においては、運動画像データD1に
より示される画像を1時刻目の運動画像と称し、運動画
像データD2により示される画像を2時刻目の運動画像
と称する。
The motion image data D1 corresponds to the odd field image shown by the solid line in FIG. 4, while the motion image data D2.
Also corresponds to the even field image shown by the dotted line in FIG. In the following description, the image represented by the motion image data D1 is referred to as the motion image at the first time, and the image represented by the motion image data D2 is referred to as the motion image at the second time.

【0022】次にステップ23に進み、ここで、各運動
画像データD1、D2の2値化のためのデータ処理が行
なわれる。この2値化のためのデータ処理は、適宜に設
定されたしきい値を用いることにより各データD1、D
2を2値画像データに変換することにより行なわれる。
この結果、2値化された運動体の運動状態を示す2値化
データDa、Dbがそれぞれ得られる。
Next, in step 23, data processing for binarizing the respective motion image data D1 and D2 is performed. The data processing for this binarization is performed by using a threshold value set appropriately,
This is performed by converting 2 into binary image data.
As a result, binarized data Da and Db indicating the binarized motion state of the moving body are obtained.

【0023】次のステップ24では、これらの2値化デ
ータDa、Dbに基づいて、不要な情報の除去、すなわ
ちノイズ除去処理が実行される。この処理は、 膨張、収縮による運動体像外周のノイズ除去処理。 予め設定された画素数以下の像を雑音とみなして除
去する処理。 を含むものである。しかし、これらに加えて、又はこれ
らのいくつかに代えて、適宜の他のノイズ除去処理を行
なってもよいことは勿論である。
At the next step 24, unnecessary information removal, that is, noise removal processing is executed based on these binarized data Da and Db. This processing is noise removal processing on the outer periphery of the moving body image due to expansion and contraction. A process of removing an image having a number of pixels equal to or less than a preset number of pixels as noise. Is included. However, it goes without saying that other appropriate noise removal processing may be performed in addition to these or in place of some of them.

【0024】次に、ステップ25において、ステップ2
4のノイズ除去処理の結果残された、1時刻目及び2時
刻目の各運動画像中の各運動体像にラベリングA1、B
1、C1、・・・、A2、B2、C2、・・・を行ない
(図4参照)、ラベリングされた全ての運動体像につい
て、重心の計算及び面積の計算を行なう。
Next, in step 25, step 2
Labeling A1 and B on each moving body image in each moving image at the first time and the second time left as a result of the noise removal processing of No. 4
1, C1, ..., A2, B2, C2, ... (See FIG. 4), the center of gravity and the area are calculated for all the labeled moving body images.

【0025】しかるのち、ステップ26に進み、ここ
で、1時刻目の運動画像の各運動体像と2時刻目の運動
画像の各運動体像との間で論理積が計算される。次い
で、ステップ27では、論理積演算の結果、値をもっ
た、1時刻目における運動体像のラベルと2時刻目にお
ける運動体像のラベルとの組合わせを示す組合わせデー
タを得る。
After that, the process proceeds to step 26, where a logical product is calculated between each moving body image of the moving image at the first time and each moving body image of the moving image at the second time. Next, at step 27, as a result of the logical product operation, combination data having a value and showing a combination of the label of the moving body image at the first time and the label of the moving body image at the second time is obtained.

【0026】例えば、ラベルB1の運動体像とラベルB
2の運動体像とが対応関係にあり、図5に示す位置関係
にあると、これらの運動体像の論理積の結果は、図5中
ハッチングを施した重畳部分の面積を表し、この面積が
所定値より大きい場合、両運動体像が同一の運動体によ
って形成された運動体像であるとされる。したがって、
この場合には、ラベルB1とB2とで示される1組の運
動体像を示す組合わせデータが得られることになる。こ
の演算が全ての組合わせについて行なわれ、運動体像の
組合わせが決定される。
For example, the moving body image of the label B1 and the label B
2 and the positional relationship shown in FIG. 5, the result of the logical product of these moving body images represents the area of the hatched overlapping portion in FIG. Is larger than a predetermined value, both moving body images are considered to be moving body images formed by the same moving body. Therefore,
In this case, combined data indicating a set of moving body images indicated by the labels B1 and B2 is obtained. This calculation is performed for all the combinations to determine the combination of the moving body images.

【0027】ステップ28では、上述の如くして得られ
た運動体像の各組合わせが夫々正当か否かを判別するた
め、以下の条件を満足しているか否かのチェックが行な
われる。 (a) 運動体像の夫々は、他方の時刻の運動体像のう
ちの唯1つとだけ組み合わされていること。 (b) 1組の運動体像の各面積の差が20%以内であ
ること。 (c) 1組の運動体像の各重心を結ぶ直線がこれらに
より得られる論理積像を通過していること。 これら(a)、(b)、(c)の各条件を満足する組合
わせデータのみが正しい組合わせデータとして取り込ま
れ、条件(a)乃至(c)のいずれか1つでも満足して
いない組合わせデータは除去される。
In step 28, in order to determine whether or not each combination of the moving body images obtained as described above is valid, it is checked whether or not the following conditions are satisfied. (A) Each of the moving body images is combined with only one of the moving body images at the other time. (B) The difference between the areas of one set of moving body images is within 20%. (C) The straight line connecting the centers of gravity of the pair of moving body images passes through the logical product image obtained by these. Only the combination data that satisfies each of the conditions (a), (b), and (c) is captured as the correct combination data, and any combination that does not satisfy any one of the conditions (a) to (c). Matching data is removed.

【0028】ステップ29では、正当性の認められた組
合わせデータにより示される1対の運動体像のうち、例
えば図5に示されるように、1時刻目の運動体像B1の
重心位置W1からこれに対応する2時刻目の運動体像B
2の重心位置W2に向かうベクトルVCが計算され、こ
のベクトルVCが運動体である選手Bのこの点における
運動ベクトルとされる。このようにして全ての組合わせ
データにより示される運動体像対に対して上述の如くし
て運動ベクトルが計算される。
In step 29, of the pair of moving body images shown by the combination data of which the validity is recognized, for example, as shown in FIG. 5, from the center of gravity W1 of the moving body image B1 at the first time. Corresponding to this, the moving body image B at the second time
A vector VC toward the center-of-gravity position W2 of 2 is calculated, and this vector VC is set as the motion vector of the player B who is a moving body at this point. In this way, the motion vector is calculated as described above for the moving body image pairs indicated by all the combined data.

【0029】この結果、画像内における選手A乃至H及
びボールIの各運動ベクトルが明らかとなり、ステップ
30で、各運動ベクトルに基づき、選手A乃至H及びボ
ールIの運動方向及び運動速度が表示装置15によって
表示される。この表示は、各運動ベクトルのデータを表
示管上に並べて表示してもよいし、各運動ベクトルの方
向と大きさとを矢印で示し、且つその矢印を図4の各運
動体像の位置に重ね合わせて表示する図解表示であって
もよい。さらに、表示装置は、ブラウン管表示装置のほ
か、液晶表示装置、プリンタ等としてもよい。
As a result, the motion vectors of the players A to H and the ball I in the image are clarified, and in step 30, the motion directions and speeds of the players A to H and the ball I are displayed on the display device. 15 is displayed. In this display, the data of each motion vector may be displayed side by side on the display tube, and the direction and size of each motion vector are indicated by an arrow, and the arrow is superimposed on the position of each moving body image in FIG. It may be a graphical display that is also displayed. Further, the display device may be a liquid crystal display device, a printer, etc., in addition to the cathode ray tube display device.

【0030】このように、図1に示す装置では、シャッ
タなしのインターレース走査撮像管方式のテレビジョン
カメラを用いて得た映像出力信号を用いたので、各運動
体の移動により得られる1時刻目の運動画像の運動体像
と2時刻目の運動画像の運動体像との間の対応関係を、
これらの間の論理積を計算することにより極めて容易に
知ることができ、この対応関係に基づいて所要の運動体
の運動ベクトルを計算し、選手及び又はボールの運動解
析を全て電気的手段によって行なうことができる。
As described above, in the apparatus shown in FIG. 1, since the video output signal obtained by using the television camera of the interlaced scanning image pickup tube system without the shutter is used, the first time obtained by the movement of each moving body is obtained. Of the correspondence between the moving body image of the moving image and the moving body image of the moving image at the second time,
It can be known very easily by calculating the logical product between them. Based on this correspondence relationship, the required motion vector of the moving body is calculated, and the motion analysis of the player and / or the ball is performed by electrical means. be able to.

【0031】なお、上記実施例では、運動体を撮影する
ための撮像管式のテレビジョンカメラを用いたが、上記
説明から判るように、MOS型撮像素子又はCCD撮像
素子を用いたシャッタなしのインターレース走査方式の
テレビジョンカメラを用いても全く同様の効果を得るこ
とができるものである。
In the above embodiment, the image pickup tube type television camera for photographing the moving body is used, but as can be seen from the above description, there is no shutter using the MOS type image pickup element or the CCD image pickup element. Even if an interlaced scanning type television camera is used, the same effect can be obtained.

【0032】また、上記実施例では、1台のテレビジョ
ンカメラのみを用い、このテレビジョンカメラより見た
2次元の運動状態の解析を行なう場合について説明した
が、本発明は、このような所与の2次元の運動状態の解
析のほか、例えば図8に示すように、複数台のテレビジ
ョンカメラTV1、TV2、TV3を用い、運動体を複
数の方向からそれぞれ撮影し、これらのテレビジョンカ
メラTV1、TV2、TV3により得られた各テレビジ
ョン信号VS1、VS2、VS3に基づいてそれぞれの
方向から見た2次元の運動ベクトルを各処理ユニットU
1、U2、U3において上述の如くして計算し、この結
果得られる、1つの運動体についての複数の運動ベクト
ルをベクトル合成ユニットCUによって各テレビジョン
カメラの設定位置を考慮して合成することにより、3次
元の運動ベクトルデータを得ることもできる。さらに、
テレビジョンカメラからの信号を一旦ビデオデッキある
いは光ディスク記録装置を用いて記録しておき、この記
録データに基づいて運動の解析を行なう構成としてもよ
い。
Further, in the above embodiment, the case where only one television camera is used and the two-dimensional motion state viewed from this television camera is analyzed has been described. In addition to the analysis of a given two-dimensional motion state, as shown in FIG. 8, for example, a plurality of television cameras TV1, TV2, and TV3 are used to photograph moving bodies from a plurality of directions, and these television cameras are used. Based on the respective television signals VS1, VS2, VS3 obtained by TV1, TV2, TV3, the two-dimensional motion vector seen from each direction is converted into each processing unit U.
1, U2, and U3 are calculated as described above, and a plurality of resulting motion vectors for one moving body are combined by the vector combining unit CU in consideration of the set positions of the respective television cameras. It is also possible to obtain three-dimensional motion vector data. further,
A signal from the television camera may be temporarily recorded using a video deck or an optical disk recording device, and the motion may be analyzed based on the recorded data.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、一方のフ
ィールド画像の各運動体像と他方のフィールド画像の各
運動体像との間の対応関係を各画像データの論理積演算
によって簡単に決定することができ、この対応関係に基
づいて所要の運動体の運動ベクトルを計算して運動体の
その時々の運動状態を解析することができるので、複数
の運動体が同時にそれぞれ勝手な方向に運動する場合で
あっても、これらの運動体の所要のタイミングにおける
運動の状態を電気的手段によって同時に解析することが
できる。したがって、その解析結果を基に、ゲーム終了
後、選手の指導教育をより効果的に行なえるほか、ゲー
ム中に観戦者への適切な解説を行なうこともできる。
According to the present invention, as described above, the correspondence relationship between each moving body image of one field image and each moving body image of the other field image is simplified by the logical product operation of each image data. It is possible to calculate the required motion vector of the moving body based on this correspondence relationship and analyze the motion state of the moving body at that time, so that multiple moving bodies can simultaneously move in their own directions. Even in the case of exercising, the state of motion of these moving bodies at the required timing can be analyzed simultaneously by electrical means. Therefore, based on the analysis result, it is possible to more effectively teach and educate the player after the game ends, and it is also possible to give an appropriate explanation to the spectators during the game.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による運動解析装置の一実施例の構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a motion analysis device according to the present invention.

【図2】図1の運動解析装置の要部の構成を示す機能
図。
FIG. 2 is a functional diagram showing a configuration of a main part of the motion analysis device of FIG.

【図3】図1のコンピュータにおいて実行される運動解
析プログラムを示すフローチャート。
3 is a flowchart showing a motion analysis program executed by the computer shown in FIG.

【図4】図1の運動解析装置により得られた一対の運動
画像を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a pair of motion images obtained by the motion analysis device of FIG. 1.

【図5】図1の運動解析装置において実行される一対の
運動体像間の論理積演算及び運動ベクトルの計算を説明
するための図。
5 is a diagram for explaining a logical product operation and a motion vector calculation between a pair of moving body images, which is executed in the motion analysis device of FIG.

【図6】インターレース方式のテレビジョン映像信号の
構成を説明するための説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an interlaced television video signal.

【図7】奇数フィールド映像信号に基づいて1フレーム
分の運動画像データを補間により作成する方法を説明す
るための説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a method of creating motion image data for one frame based on an odd field video signal by interpolation.

【図8】本発明の他の実施例の構成を概略的に示す構成
図。
FIG. 8 is a configuration diagram schematically showing the configuration of another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 運動解析装置 11、TV1、TV2、TV3 テレビジョンカメラ 12 信号処理装置 13 コンピュータ 13a 第1演算手段 13b 第2演算手段 13c 論理積演算手段 13d 運動ベクトル計算手段 A、B、C、D、E、F、G、H プレーヤー I ボール VS テレビジョン映像信号 VS1 奇数フィールド映像信号 VS2 偶数フィールド映像信号 10 motion analysis device 11, TV1, TV2, TV3 television camera 12 signal processing device 13 computer 13a first calculation means 13b second calculation means 13c logical product calculation means 13d motion vector calculation means A, B, C, D, E, F, G, H player I ball VS television video signal VS1 odd field video signal VS2 even field video signal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 選手またはボール等の運動体の運動デー
タを得るためのスポーツ用運動解析装置において、シャ
ッタなしのインターレース走査撮像管方式のテレビジョ
ンカメラによって得られた所要の視野における運動体の
2次元の運動画像を含むテレビジョン画像信号に応答し
前記テレビジョン画像信号の1フレームを構成する各フ
ィールド画像データの論理積演算により各フィールド画
像データ間での運動体の画像の対応関係を決定するため
の決定手段と、該決定手段によって決定された対応関係
と各フィールド画像データとに基づいて前記運動体の各
運動ベクトルを計算する計算手段とを備えたことを特徴
とするスポーツ用運動解析装置。
1. A sports motion analysis apparatus for obtaining motion data of a player or a moving body such as a ball, wherein the number of moving bodies in a required field of view obtained by a television camera of an interlaced scanning tube type without a shutter. In response to a television image signal containing a three-dimensional motion image, the corresponding relation of the image of the moving body between the field image data is determined by the logical product operation of the field image data forming one frame of the television image signal. Kinematic analysis apparatus for sports, comprising: deciding means for calculating the kinematics of the moving body based on the correspondence determined by the deciding means and the field image data. ..
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