JPH0622319A

JPH0622319A - モーションアナライザ

Info

Publication number: JPH0622319A
Application number: JP17277592A
Authority: JP
Inventors: Masashi Murakami; 昌史村上; Yasuo Mihashi; 康夫三橋; Yoshihisa Nishitani; 芳久西谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】カメラ部と画像メモリ部をもつモーションア
ナライザにおいて、画像を記録するタイミングを検出す
るセンサー部の長寿命、高信頼性を得ること。【構成】所定物に対する一連の動きを分解して解析で
きる装置において、上記動きをとらえるカメラ部と、カ
メラ部でとらえた画像を記録するメモリ部と、上記所定
物の動きを非接触で検出するセンサー部と、上記の各部
を制御する制御部とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はモーションアナライザ
に関するものであり、特に記録可能な時間の、一部の時
間の映像の時間軸の分解能を高めるモーションアナライ
ザにおいて対象物の動きを検出するモーションアナライ
ザに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は特開平１−９８３７６号公報に
示された映像メモリ装置のブロック図であり、１はビデ
オカメラに接続され物体の運動映像が入力されるビデオ
入力端子である。５ａは映像を記録する第１のＩＣメモ
リ回路群であり、各メモリ１、メモリ２、・・・メモリ
６にそれぞれ１枚の画像信号（１フィールドであるいは
１フレーム）が記録され、合計６枚の画像が記録可能で
ある。５ｂはメモリ１′、メモリ２′、・・・メモリ
４′からなり４枚の画像信号が記録可能な第２のＩＣメ
モリ回路群である。２は前記第１、第２のメモリ回路群
５ａ、５ｂより選択的に出力される静止画のビデオ出力
端子であり、３はメモリ回路群５ａ，５ｂの記録を終了
するタイミングを制御するために入力される停止信号の
入力端子であり、４は前記第１および第２のＩＣメモリ
回路５ａ，５ｂの書き込むべきメモリを選択するメモリ
選択信号（ニ）、（ホ）と書き込みを制御する書き込み
信号（イ）、（ロ）を発生しＩＣメモリ回路５ａ，５ｂ
の書き込みを制御する記録制御回路である。６ａ，６ｂ
は前記メモリ選択信号（ニ）、（ホ）により駆動され書
き込みメモリを選択するスイッチであり、８は再生時の
メモリ選択信号（ヘ）の入力される入力端子であり、９
は再生時の読み出し信号（ト）の入力される読み出し信
号入力端子であり、７は前記メモリ選択信号（ヘ）によ
り制御され再生時の読み出しメモリを選択する読み出し
選択スイッチである。

【０００３】図１１は記録時の第１のＩＣメモリ回路５
ａのメモリ選択信号（ニ）と書き込み信号（イ）および
第２のＩＣメモリ回路５ｂのメモリ選択信号（ホ）と書
き込み信号（ロ）ならびに停止信号（ハ）の関係の一例
を示す図である。図３は再生時のメモリ選択信号（ヘ）
と読み出し信号（ト）の関係の一例を示す図である。図
４はビデオカメラに撮影された映像の一例であり、Ａ点
は物体の衝突点であり圧力スイッチ１２により停止信号
（ハ）が発生されるように設定され運動の解析中心点で
ある。図１４は物体の軌跡が記録された静止映像の一例
である。以下図１０〜図１４を用いて従来例の動作を説
明する。図１０において、記録制御回路４は図１１に示
すように第１のＩＣメモリ回路５ａのメモリ選択信号
（ニ）と書き込み信号（イ）を書き込み周期Ｔ１で、第
２のＩＣメモリ５ｂのメモリ選択信号（ホ）と書き込み
信号（ロ）を書き込み周期Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）でそれぞ
れ発生し、第１のＩＣメモリ５ａではメモリ１、メモリ
２、・・・メモリ６、メモリ１・・・と、第２のＩＣメ
モリ５ｂではメモリ１′、メモリ２′、・・・メモリ
４′、メモリ１′・・・と順次巡環して映像を記録する
様にメモリ選択信号（ニ）で選択スイッチ６ａを、メモ
リ選択信号（ホ）で選択スイッチ６ｂを切り換えて書き
込み信号（イ）、（ロ）により各メモリの書き込みを行
なっている。

【０００４】この時、図１３に示されるような物体１１
の運動映像がビデオ入力端子１に入力され、前記物体１
１がＡ点に衝突した時、圧力スイッチ１２により停止信
号（ハ）が発生し、図１０の停止信号入力端子３に入力
される接続されており、この停止信号（ハ）が第１１図
に示すような時間関係で入力されるとする。この時図１
０の記録制御４は第１のＩＣメモリ回路５ａはメモリ５
の記録完了時であると検出し、第２のＩＣメモリ回路５
ｂはメモリ３′の記録完了時であると検出する。また、
記録制御回路４は前記停止信号（ハ）の印加後予め設定
された記録枚数だけ画像を記録して各系のメモリの書き
込みを終了するよう設定されている。仮に第１の系はＩ
Ｃメモリ５ａについては、６枚の半分である３枚、第２
のＩＣメモリ５ｂは２枚と設定すれば、第１のＩＣメモ
リ５ａではメモリ５の記録完了時であるので続けて書き
込み周期Ｔ１で、メモリ６、メモリ１、メモリ２と設定
された３枚分だけ記録を行ない第１のＩＣメモリ回路５
ｂの書き込み信号（イ）を停止する。また、第２のＩＣ
メモリ回路５ｂではメモリ３′の記録完了時であるので
第１の系の記録が終了するまでメモリ選択信号（ホ）を
メモリ３′の指定を続ける。第１の系のメモリ回路５ａ
が終了すれば、第２の系は再度メモリ３′、メモリ４′
と設定された２枚分だけ記録を行ない第２の系のメモリ
回路５ｂの書き込み信号（ロ）を停止する。前記手段に
よってメモリ回路５ａには図１４に示す物体１１、軌跡
１１ｃ〜１１ｈが、メモリ回路５ｂには軌跡１１ａ，１
１ｂ，１１ｉ，１１ｊが記録される。

【０００５】再生時において第１２図に示すメモリ選択
信号（ヘ）と読み出し信号（ト）を記録順に対応させて
メモリ回路５ｂより選択的に切り換えて記録された静止
画を出力すれば図１４の軌跡１１ａはメモリ１′、軌跡
１１ｂはメモリ２′軌跡１１ｃはメモリ３、・・・軌跡
１１ｊはメモリ４′に対応した連続した静止画として得
られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されていて、運動の中心点を求めるために圧力
スイッチという接触型のセンサーを用いている。またゴ
ルフスイングの解析装置の場合も図１５に示したような
可動部についた擬似ボールを使用している。これは可動
部にマグネットを取付け、可動部を固定する軸部にコイ
ル等を取付けることにより電磁的にボールの打ち出され
る瞬間検出するように構成されていた。このような接触
型のセンサーは可動部の機械的破壊等の信頼性の面で問
題があった。

【０００７】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、非接触のセンサーを用いることによ
りセンサーの長寿命化、高信頼性化されたモーションア
ナライザを得ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明によるモーショ
ンアナライザは、所定物の動きをとらえるカメラ部と、
カメラ部でとらえた画像を記録するメモリ部と、上記所
定物の動きを非接触で検出するセンサー部と、上記の少
なくともメモリ部を制御する制御部とを備えている。

【０００９】また動き検出にセンサーを用いずに、カメ
ラ部でとらえた画像から対象物の動きを検出するもので
ある。

【００１０】

【作用】この発明によるモーションアナライザは、非接
触のセンサーやカメラ部でとらえた画像から対象物の動
きを検出しているので、動き検出のために機械的動作部
を設ける必要がなくなる。また非接触のセンサーを用い
ることで高信頼性を確保することができる。

【００１１】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の第１の実施例を示す機能ブロ
ック図である。図において１０１は所定物の一連の動き
を撮影するためのカメラ部、１０２は所定物の動きを記
憶するためのメモリ部、１０３は表示部、１０４は所定
物の動きを検出するためのセンサー部、１０５は制御部
である。本実施例では、センサー部としてマイクロフォ
ンを用いている。

【００１２】次に動作について説明する。例えば、ゴル
フスイングを解析する場合、カメラをセットし、ゴルフ
ボールを置く。スイングを始め、ゴルフクラブがゴルフ
ボールに当たった時に発する音をセンサー部で検出し、
トリガをかけてメモリを制御する。これによってゴルフ
ボールを打った瞬間を中心として、その前後の一連の動
きを記録することができる。

【００１３】本実施例では１０４のセンサー部に音も検
出するマイクロフォンを用いているが、超音波センサー
や赤外線センサー等のその他の非接触センサーを用い
て、動きを検出しても同様の効果を得ることができる。

【００１４】実施例２．上記実施例では動きの検出に非
接触のセンサーを用いたが、本実施例ではカメラ部１０
１でとらえた画像によりボールの置かれた位置を検出
し、画像からゴルフボールがなくなった時点をゴルフボ
ールを打った瞬間と認識すればよい。

【００１５】図２はゴルフボールをセットする前の状態
で画面１とし、図３はゴルフボールをセットした状態で
画面２とする。図４はゴルフボールを打った直後の状態
図である。図５は動き検出のフローチャートである。図
６はボールのエリアを示したものである。

【００１６】次に図２〜図６を参照しながら動作も説明
する。まずステップ１１１で図２（画面１）を記憶す
る。次にステップ１１２でゴルフボールをセットした状
態の図３（画面２）を記憶する。ステップ１１３では
（画面２）−（画面１）の演算を行ないボールエリアを
求め、記憶する。図６がボールのエリアである。ステッ
プ１１４では、（画面２のエリア）−（現在の画面のエ
リア）≠０の判断を行ない、差が出なければゴルフボー
ルはそのままの状態で、差が出た時はボールが打たれた
と判断し、ステップ１１５でトリガをかける。このよう
にすることで、運動の中心点付近は細かくそれ以外の部
分は、荒い間隔で画像を記録することができる。

【００１７】またステップ１１１〜１１３のボールエリ
アを求める動作は、モニタ部１０３の画像のゴルフボー
ルの位置をライトペン等の指示具で指定しても同様の効
果が得られる。

【００１８】実施例３．カメラ部でとらえた画像から動
きを検出する方法には上記の実施例のほかに画面内全体
の平均輝度を観測する方法もある。この場合、画面内の
小さな動きによる輝度の変化は平均化されて無効となる
が、白いボールが突然無くなり平均輝度の大きな変化が
あった時点をボールを打った瞬間と認識することができ
る。

【００１９】図７はカメラ部１０１でとらえられた画像
を細かい点に分割したもので、それぞれの点で輝度を求
め、これらの点の輝度から画面全体の平均を求める。図
８は輝度の変化を利用した動き検出のフローチャートで
ある。画面全体の輝度の平均は、この画面内で物体が動
く限りは変化しないが、この画面から何かがなくなった
時は変化する。つまりカメラ部１０１でとらえた画像の
範囲内で、例えば人間が動いても画面全体の平均輝度は
変化しないが、画像の範囲外にボールが飛び出すと画面
全体の平均輝度が変化するので、この時を検出してゴル
フボールを打った瞬間と判別すればよい。

【００２０】次に図８のフローチャートをもとに動作に
ついて説明する。ステップ１１６で画面２を記憶し、ス
テップ１１７で図７のように画像を細かい点に分解す
る。ステップ１１８で各々の点の輝度を求める。ステッ
プ１１９で、各々の点の輝度を用いて画面全体の平均輝
度を求める。ステップ１２０で画面の平均輝度の変化を
判断している。変化がない場合は、ゴルフボールはその
ままで、変化があった場合はゴルフボールを打ったと判
断し、ステップ１２１でトリガをかける。これによって
インパクトの瞬間を中心として、中心付近は細かく。そ
れ以外は荒くスイングを記録することができる。

【００２１】実施例４．実施例２では、ゴルフボールの
あるエリアを求め、そのエリアのゴルフボールの有無を
判断し、ボールを打った瞬間を求めていた。本実施例で
は、実施例２と同様の方法でゴルフボールのあるエリア
を求める。また、そのエリアについて実施例４と同様の
方法で平均輝度に違いを検出することでゴルフボールを
打った瞬間を求めることが可能となり、実施例４と同様
の効果が得られる。図９はボールエリアの輝度を求め動
き検出する方法のフローチャートである。

【００２２】本実施例のように、ボールエリアの輝度変
化を求める場合はそのエリア以外での物体の動きや輝度
変化があってもよくエリア内の輝度変化があった時、つ
まりボールがエリア内からエリア外に動いた時をゴルフ
ボールを打った瞬間とすればよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、本装置で
解析する対象物の動きを検出するのに、センサー部を非
接触型にしたり、カメラ部でとらえた画像から対象物の
動きを検出することで、センサーの長寿命化かつ高信頼
性化を得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるモーションアナライザの機能ブ
ロック図である。

【図２】ゴルフボールをセットする前の状態図

【図３】ゴルフボールをセットした状態図

【図４】ゴルフボールを打った直後の状態図

【図５】本発明の実施例２における動き検出のフローチ
ャートである。

【図６】本発明の実施例２におけるボールエリアを示す
図である。

【図７】本発明の実施例３における画像を細かく分割し
た図である。

【図８】本発明の実施例３における動き検出のフローチ
ャートである。

【図９】本発明の実施例４における動き検出のフローチ
ャートである。

【図１０】従来の映像メモリ装置の回路ブロック図であ
る。

【図１１】図１０の装置における記録信号のタイミング
図である。

【図１２】図１０の装置における再生信号のタイミング
図である。

【図１３】ビデオカメラにより撮影された物体の運動を
示す図である。

【図１４】メモリ回路にて記録された軌跡図である。

【図１５】従来のモーションアナライザの動き検出部を
示す図である。

【符号の説明】

１０１カメラ部１０２メモリ部１０３表示部１０４センサー部１０５制御部１０６マット部１０７ボール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定物に対する一連の動きを分解して解
析できる装置において、上記動きをとらえるカメラ部
と、カメラ部でとらえた画像を記録するメモリ部と、上
記所定物の動きを非接触で検出するセンサー部と、上記
の少なくともメモリ部を制御する制御部とを備えたこと
を特徴とするモーションアナライザ。
【請求項２】上記カメラ部でとらえた画像から上記対
象物の動きを検出することを特徴とする請求項１記載の
モーションアナライザ。