JPH08265616A - ビジュアルモーションアナライザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部トリガ入力前後の速い動作の動きを確実
に記録し、利用範囲の広い、省スペース性をも考慮した
ビジュアルモーションアナライザ装置を得る。 【構成】 ビデオカメラ１、ビデオカメラ１と一体に構
成され、音源方向に指向性を有する集音マイク８を有
し、マイク８で感知した音を外部トリガ信号に変換する
音検出装置７、ビデオカメラ１からの映像信号を、循環
的に上書きを繰り返しながら記録する複数のＩＣメモリ
４と、上記外部トリガ信号により上書きを中止した後、
所定時間だけＩＣメモリ４への記録を継続させるような
制御を行うコントロール部５とを有する映像メモリ装置
２１、映像メモリ装置２１を上記外部トリガ信号の入力
待機状態にするスタンバイスイッチ１１、及び映像メモ
リ装置２１が記録した映像信号を画面に表示するモニタ
１２を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スポーツ等における
すばやい動的フォーム発生時の映像信号、もしくは異常
事態発生時の映像信号を単独または音声信号とともに、
その発生時のタイミングに合わせて効率的にＩＣメモリ
に記録するビジュアルモーションアナライザ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のビジュアルモーションアナ
ライザ装置の概念図である。図において、１は映像信号
を生成するビデオカメラ、２はビデオカメラ１で生成し
た映像信号を循環的に上書きしながら記録する映像記録
装置である。１２は撮影した映像信号を表示するビデオ
モニタ、１３はプリンタで、ビデオカメラ１からの映像
信号を紙上に記録するものである。７は音を検出する音
検出装置で、この音検出装置７に内蔵された集音マイク
８で感知した音を外部トリガ信号として電気信号に変換
し、映像記録装置２の入力側に供給する。

【０００３】次に動作を説明する。映像記録装置２を外
部トリガ信号待機状態にすると、映像記録装置２は、音
検出装置７から出力される外部トリガ信号が記録停止信
号として映像記録装置２に入力されるまで上書きしなが
ら循環的に新しい映像信号の記録を繰り返す。音源に隣
接して設置された音検出装置７が音を感知すると、この
音により生成される外部トリガ信号を映像記録装置２へ
伝送する。外部トリガ信号を受信した映像記録装置２は
上書きを停止し、その後、設定された所定の時間だけ映
像記録状態を継続した後、記録状態を停止する。例え
ば、ゴルフスイングを記録する場合、スイングの開始か
ら打球までが外部トリガ信号入力以前、打球（打球音が
外部トリガとなる）からスイングの終わりまでが外部ト
リガ信号入力以後になるように記録時間間隔を設定する
と、スイングフォームを記録に残すことができる。撮影
が終了すると、映像記録装置２を再生状態にしてモニタ
１２でゴルフのスイングフォームを見ることができる。
詳細に見たいときは、映像をコマ送りや静止画にしてフ
ォームを確認することができるものもある。この映像信
号をプリンタ１３で紙上に出力すると、連続写真として
スイングフォームのデータを残すことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のビジュアルモー
ションアナライザ装置は上記のように構成されているの
で、音源と音検出装置７を離して設置すると、音検出装
置７が音源の音に反応しにくくなると共に、不必要な周
囲の音をトリガ信号として拾ってしまう。そのため音源
に近接して音検出装置７を設置しなければならず、ま
た、音検出装置７から映像記録装置２への伝送ケーブル
の長さは、必然的にビデオカメラ１からのケーブルより
長くなり、結果として装置全体の設置スペースを広く必
要とするなどの問題があった。さらに、通常のメカニズ
ム構成を有するＶＴＲを映像記録手段として使用する
と、ゴルフのスイングの打球音と共に瞬時に記録するこ
とは、メカニズム制御構成の時間的遅延動作のために不
可能である。

【０００５】また、上記従来の構成では、画像はモニタ
で見るだけでのもので、パーソナルコンピュータ等との
連携も考えられておらず、また映像だけの記録にとどま
るため利用上のメリットは大きくなかった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、外部トリガ入力前後の速い動作
の動きを確実に記録すると共に、利用範囲の広い、省ス
ペース性をも考慮したビジュアルモーションアナライザ
装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るビジュア
ルモーションアナライザ装置は、映像を撮影するビデオ
カメラ、このビデオカメラと一体に構成され、音源方向
に指向性を有する集音マイクを有し、このマイクで感知
した音を外部トリガ信号に変換する音検出装置、上記ビ
デオカメラからの映像信号を、循環的に上書きを繰り返
しながら記録する複数のＩＣメモリと、上記外部トリガ
信号により上書きを中止した後、所定時間だけ上記ＩＣ
メモリへの記録を継続させるような制御を行うコントロ
ール部とを有する映像メモリ装置、この映像メモリ装置
を上記外部トリガ信号の入力待機状態にするスタンバイ
スイッチ、及び上記映像メモリ装置が記録した映像信号
を画面に表示するモニタを備えたものである。

【０００８】また、上記構成において、集音マイクを、
音源方向に向けて筒状に構成されたマイクホルダに保持
する構成としている。

【０００９】また、映像メモリ装置は、記録内容を、イ
ンターフェースを介してパーソナルコンピュータの記憶
手段に記録できるようにしている。

【００１０】また、映像メモリ装置は、音検出装置から
の信号をディジタル信号に変換してディジタルフィルタ
処理を施し、音源からの音を検出したことを確認した
後、ビデオカメラからの映像信号を記録するようにして
いる。

【００１１】また、映像メモリ装置は、ｎフィールドの
映像信号メモリと、このｎフィールド記録に要する時間
のオーディオメモリと、解析用メモリとを備え、音検出
装置の信号により上記映像信号メモリとオーディオメモ
リの内容を上記解析用メモリに順序よく記録するように
している。

【００１２】

【作用】この発明におけるビジュアルモーションアナラ
イザ装置は、集音マイクとマイクホルダとから構成され
た音検出装置がビデオカメラと一体になされているた
め、コンパクトな構成で、外部ノイズの影響の少ない外
部トリガ信号を得ることができ、この外部トリガ信号と
ＩＣメモリにより、速い動きを確実に記録することがで
きる。

【００１３】また、映像メモリ装置とパーソナルコンピ
ュータとをインターフェースを介して接続し、映像メモ
リ装置の記録内容をパーソナルコンピュータに取り込
み、その画面上で動きを解析したり、映像と音声とを同
時に記録し、再生可能とすることにより、利用範囲を広
げることができる。

【００１４】

【実施例】

実施例１．以下この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１を示す略線図で、１は映
像信号を生成するビデオカメラ、２１はビデオカメラ１
で生成した映像信号を循環的に上書きしながら記録する
映像メモリ装置で、図６の２に相当するものである。こ
の映像メモリ装置２１は、アナログ映像信号をディジタ
ル映像信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３と、ディジタ
ル化された映像信号を記録する複数個のＩＣメモリ４
と、ディジタル映像信号をＩＣメモリ４に書き込んだ
り、また逆にＩＣメモリ４から読み出したりする制御及
び動作の記録、表示を制御するコントロール部５と、Ｉ
Ｃメモリ４から読み出したディジタル映像信号をアナロ
グ映像信号に変換するＤ／Ａコンバータ６とから構成さ
れている。

【００１５】７は後述するマイクホルダ９を備えた音検
出装置で、この音検出装置７に内蔵された集音マイク８
は、ほぼ円錐筒状のマイクホルダ９と協働して、感知し
た音を効率よく電気信号に変換する。この電気信号は、
カメラユニット１０内の外部トリガ信号生成回路１４を
通して電気信号に変換された後、コントロール部５に供
給される。上記集音マイク８は、例えばゴルフスイング
をした場合、そのゴルフ打球音にのみよく反応するよう
な形状に形成されたゴム製のマイクホルダ９によって保
持されている。音検出装置７は、構造的にはビデオカメ
ラ１と一体に構成されており、この両者を合わせてカメ
ラユニット１０を構成している。１１はコントロール部
５を制御して、コントロール部５を外部トリガ信号の入
力待機状態にすることができるスタンバイスイッチ部で
ある。スタンバイスイッチ１１を例えばドライバシャフ
トで押すと、スタンバイの動作となり、ＩＣメモリ４に
循環的に新しい映像信号の記録を繰り返す状態になる。
この際、機械的な動作は全く行われないから、上記スタ
ンバイ動作はスタンバイスイッチが押されると瞬時に行
われる。ＩＣメモリ４の容量に応じて複数フィールド／
フレームの映像が循環的に記録されることはいうまでも
ない。１２はＤ／Ａコンバータ６から出力されたアナロ
グ映像信号を表示するモニタ、１３は映像信号を紙上に
記録するプリンタである。

【００１６】上記のように構成されたビジュアルモーシ
ョンアナライザ装置の入力待機状態の一般的動作は、従
来装置とほぼ同様である。映像メモリ装置２１を先に説
明したような外部トリガ信号待機状態にすると、映像メ
モリ装置２１は、音検出装置７から出力される外部トリ
ガ信号が映像メモリ装置２１に入力されるまで上書きし
ながら循環的に新しい映像信号の記録を繰り返す。しか
しながらこの入力待機状態において音源に隣接して設置
された音検出装置７が音を感知すると、この音により生
成される外部トリガ信号を映像メモリ装置２１へ伝送す
る。外部トリガ信号を受信した映像メモリ装置２１は上
書きをしながら循環的に記録することを停止し、その代
わりに、ＩＣメモリ４の所定領域に設定された所定の時
間だけカメラからの映像信号を記録するという映像記録
状態を継続した後、記録状態を停止する。すなわち、入
力待機状態でＩＣメモリ４に循環的に記録された信号に
つづいて音を検知した後の映像信号（所定のタイミング
のフィールドまたはフレーム信号）がＩＣメモリ４の所
定の他の領域に記録されることになる。つまり音を検知
する前に循環的に記録された複数の映像信号が打球音前
の情報となり、音を検知した後の情報がＩＣメモリ４の
他の所定領域に記録されることになる。これによって例
えば、ゴルフスイングを記録する場合、スイングの開始
から打球までが外部トリガ信号入力以前、打球（打球音
が外部トリガとなる）からスイングの終わりまでが外部
トリガ信号入力以後になるように記録時間間隔を設定す
ると、スイングフォームの打球音前と打球後の映像を確
実にＩＣメモリ４内に電子的制御動作によって残すこと
ができる。撮影が終了すると、映像メモリ装置２１を再
生状態にしてモニタ１２でゴルフのスイングフォームを
見ることができる。

【００１７】上記のように構成されたビジュアルモーシ
ョンアナライザ装置において、ゴルフスイングを記録す
る場合、外部トリガ信号を生成する音検出装置７の集音
マイク８は、被写体の足元にある音源（打球音）のみを
感知するような音響特性を形成するようゴム製のマイク
ホルダ９で音源に向けて下向きに所定の角度をもって保
持されている。マイクホルダ９は例えは筒状に形成され
ることによって集音マイク８に指向性を持たせ、狙って
いる音源以外の音、例えば被写体の声やカメラユニット
１０の後ろで起こる不要なノイズ音には反応しないよう
に構成されている。勿論上記マイクホルダ９の角度を調
整できるように構成してもよい。このように、音検出装
置７とビデオカメラ１とを一体にしたカメラユニット１
０を用い、集音マイク８には指向性を高めるマイクホル
ダ９を設けることにより、コンパクトでしかもケーブル
等の少ない省スペースのビジュアルモーションアナライ
ザ装置を得ることができる。

【００１８】実施例２．上記実施例１においては、映像
メモリ装置２１内のＩＣメモリ４は、コントロール部５
によってのみ書き込み及び読み出しの制御が行われるよ
うになされているが、例えばＩＣメモリ４の記録内容の
読み出しを、他の汎用メディア機器、例えば映像フラッ
シュメモリまたはＣＤ−ＲＯＭ搭載のパーソナルコンピ
ュータを用いて行い、読み出したＩＣメモリ４のデータ
をパーソナルコンピュータの記憶手段（映像フラッシュ
メモリまたは内蔵ＣＤ−ＲＯＭ）に記録する制御信号を
パーソナルコンピュータに生成させることも可能であ
る。これには、アプリケーションソフトウェアと、パー
ソナルコンピュータとＩＣメモリ４との間に接続されて
両者間の制御信号を仲立ち（インターフェース）するＩ
／Ｏインターフェースとを用い、直接ＩＣメモリ４のデ
ータをパーソナルコンピュータの記録手段に取り込み、
例えばフィールド単位もしくはフレーム単位で記録され
た静止画像をパーソナルコンピュータの画面上でモニタ
する構成にしておく。

【００１９】この様子の一例を図２に示す。ここではパ
ーソナルコンピュータ１５はＩ／Ｏインターフェース１
６を仲立ちとして、ＩＣメモリ４を制御するコントロー
ル部５を制御する構成にしている。この実施例２によ
り、ゴルフ練習場等に設置された本ビジュアルモーショ
ンアナライザ装置から個人のパーソナルコンピュータに
データを取り込み、これを家庭にてパーソナルコンピュ
ータ上でじっくり解析をすることができる。勿論最近話
題のコンピュータネットワークを利用して、プロのゴル
フ解説者との間でゴルフフォームの解析情報をリアルタ
イムでアドバイスと共に受けることが可能である。

【００２０】実施例３．上記実施例１、実施例２では、
集音マイクからのアナログ電気信号についてディジタル
信号処理を施すということはなされていないが、集音マ
イクからのアナログ信号についても映像信号と同様にデ
ィジタル信号処理を施すことが可能である。この例を図
３について説明する。図３において、１８はアナログア
ンプ、１７はアナログマルチプレクサである。ビデオカ
メラ１からの映像信号とアナログアンプ１８からの信号
をアナログマルチプレクサ１７に入力し、その出力をＡ
／Ｄコンバータ３に入力する。アナログマルチプレクサ
１７はコントロール部５からの制御信号Ｓにより制御さ
れる。

【００２１】この構成において、コントロール部５は、
最初アナログマルチプレクサ１７を端子ａ側に接続する
ように制御している。例えばゴルフスイングで打球音が
発生すると、集音マイク８で捕らえられ、アナログアン
プ１８で増幅されたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ
３を経由してコントロール部５にてディジタルフィルタ
処理が施され、打球音であることを確認して、すぐにア
ナログマルチプレクサ１７をｂ側に接続すると共に、映
像信号をＩＣメモリ４に所定の時間間隔でフィールドも
しくはフレーム単位で記録する。

【００２２】このような構成によれば、マイクホルダ９
の外部不要音の遮断機能及び音原に対する指向性の機能
をディジタル信号処理のフィルタ処理により補うことに
なり、フィルタ処理の特性を、用いるゴルフシャフトの
種類（１番のドライバ、７番のアイアン）に応じて的確
に定めることができる。また、例えば集音マイクを２つ
用い、これを交互に、ディジタルフィルタ処理と振幅特
性のバランスを調整するようにコントロール部５におい
て信号処理アルゴリズムを実行することにより、指向性
をさらに鋭くすることができる。つまり、図３に示す本
実施例は、集音マイク８からの信号をディジタル処理す
るようにしたので、他の実施例に比較して、使用するゴ
ルフシャフトに対して的確に反応する。従って、隣の人
がドライバでゴルフスイングしているときは、アイアン
モードにセットしてアイアンのゴルフスイングをするこ
とにより、相互に干渉のない動作をさせることができ
る。

【００２３】実施例４．本実施例を図３〜図５により説
明する。図３において、集音マイク８とビデオカメラ１
とからのアナログ信号を時分割多重にするように、コン
トロール部５からの制御信号Ｓを用いる。集音マイク８
からの音声信号とビデオカメラ１からの映像信号は時分
割多重された後、Ａ／Ｄ変換され、映像メモリ装置２１
内のメモリにフィールド単位またはフレーム単位で所定
のフィールド数またはフレーム数だけ予め記録されるよ
うに構成する。集音マイクからの信号が所定のゴルフシ
ャフトの打球音であることを認識すると、上記予め記録
していたメモリのデータを先頭に解析用メモリ２０に順
に所定間隔で記憶することにより打球音発生前、つまり
フィールド単位で予め記録した分の時間に相当する打球
音発生までの音声信号とゴルフのヘッドとゴルフボール
が衝突する前の映像を正確に解析用メモリＭに記録する
と共に、打球音発生後の状況をも連続的に記録すること
が可能となる。

【００２４】図４、図５にその様子をイメージ的に示
す。図４に示すように、音声信号をシャノンの標本化定
理を満足すべく、サンプリングクロックＣＬＫ_Aでサン
プリングする。また、映像信号も同じくシャノンの定理
を満足すべくクロックＣＬＫ_Vでサンプリングする。こ
こで、一般に、ＣＬＫ_V＞ＣＬＫ_Aであるので、ＣＬＫ_V
を整数分の１に分周したものをＣＬＫ_Aとし、そのＣＬ
Ｋ_Aが音声信号に対して上記シャノンの標本化定理を満
足するクロック周波数になるように設定する。これを実
現する実施例として、例えば図４に示すように、映像信
号のサンプリングクロックＣＬＫ_Vの整数分の１（＝１
／ｎ）のサンプリングパルスを得るため、ＣＬＫ_Vをｎ
個カウントする毎にＣＬＫ_Aを発生させるようにする。
つまり、図３のコントロール部５からの制御信号Ｓは、
ＣＬＫ_Vがｎ個発生する度に１回、アナログマルチプレ
クサ１７をｂ接点からａ接点に切り換えるように動作す
る。

【００２５】そして、図５に示す如く、映像信号はｎフ
ィールドＩＣメモリ４に、また、音声信号はオーディオ
メモリ１９に時系列順に一定周期で記録され、さらに、
音検知装置７で音を検知した場合に、スイッチ２１がＤ
側に切り換えられ、上記ｎフィールドＩＣメモリ４の映
像信号とオーディオメモリ１９の音声信号が解析用メモ
リ２０に時系列に格納される。この動作により、音を検
知するタイミングよりｔ_R時間前からの映像信号及び音
声信号が解析用メモリ２０に格納されるので、例えばゴ
ルフスイングの場合、打球音前の映像と音の信号を共に
とらえて解析用メモリ２０に記憶することができ、映像
と音を同時に視聴することが可能となる。ここで、時間
ｔ_Rは、図５のｎフィールドＩＣメモリ４のデータがＮ
Ｏ．１からＮＯ．ｋまで順にシフトするに必要とする時
間であり、原理的にはメモリ容量を増加させれば任意に
設定し得るものである。なお、ｎフィールドＩＣメモリ
４とは別に解析用メモリ２０を設けているのは、時系列
順にはバラバラの位置に記録されている映像信号を整然
とした形で格納し、記録の処理、保管を容易にするため
である。また、解析用メモリ２０をプリントバッファと
して利用することにより、プリントアウトの途中でも次
のプレーヤーのフォームを記録することができる。

【００２６】実施例５．上記実施例はいずれもスポーツ
等の動的フォーム発生時のタイミングに合わせて、必要
とする打球前後の映像フォームの記録について説明して
いるが、異常な事態が発生した場合にその発生音による
外部トリガ信号が入力されるようにすると、異常発生直
前の記録を残すことができるため、原因を突き止める監
視装置としても使用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、従来複
数の構成ピースからなる装置が一つの構成ピースとなる
ため、装置１台当たりの設置スペースが少なくなるだけ
でなく、音検出に指向性を持たせることができるので、
限られたスペースに多数の音源があるゴルフ練習場のよ
うな場所に設置するのに適し、効果が大きい。

【００２８】また、パソコンを用いて、映像メモリ装置
の記録内容を取り込み、パソコン画面上で画像の解析を
行ったり、映像と音声とを同時に記録し、これを再生可
能とすることにより、さまざまな用途に利用できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１に係るビジュアルモーシ
ョンアナライザ装置を示す略線図である。

【図２】 この発明の実施例２に係るビジュアルモーシ
ョンアナライザ装置を示す略線図である。

【図３】 この発明の実施例３に係るビジュアルモーシ
ョンアナライザ装置を示す略線図である。

【図４】 この発明の実施例４に係るビジュアルモーシ
ョンアナライザ装置のサンプリングクロックパルスを示
す図である。

【図５】 この発明の実施例４に係るビジュアルモーシ
ョンアナライザ装置の映像メモリ装置をイメージ的に示
した斜視図である。

【図６】 従来のビジュアルモーションアナライザ装置
の概念を示す略線図である。

【符号の説明】

１ ビデオカメラ、３ Ａ／Ｄコンバータ、４ ＩＣメ
モリ、５ コントロール部、６ Ｄ／Ａコンバータ、７
音検出装置、８ 集音マイク、９ マイクホルダ、１
０ カメラユニット、１１ スタンバイスイッチ、１２
モニタ、１３ プリンタ、１４ 外部トリガ信号生成
回路、１５ パーソナルコンピュータ、１６ Ｉ／Ｏイ
ンターフェース、１７ アナログマルチプレクサ、１８
アナログアンプ、１９ オーディオメモリ、２０ 解
析用メモリ、２１ スイッチ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像を撮影するビデオカメラ、このビデ
   オカメラと一体に構成され、音源方向に指向性を有する
   集音マイクを有し、このマイクで感知した音を外部トリ
   ガ信号に変換する音検出装置、上記ビデオカメラからの
   映像信号を、循環的に上書きを繰り返しながら記録する
   複数のＩＣメモリと、上記外部トリガ信号入力により上
   書きを中止した後、所定時間だけ上記ＩＣメモリへの記
   録を継続させるような制御を行うコントロール部とを有
   する映像メモリ装置、この映像メモリ装置を上記外部ト
   リガ信号の入力待機状態にするスタンバイスイッチ、及
   び上記映像メモリ装置が記録した映像信号を画面に表示
   するモニタを備えたことを特徴とするビジュアルモーシ
   ョンアナライザ装置。
2. 【請求項２】 集音マイクは、音源方向に向けて筒状に
   構成されたマイクホルダに保持されていることを特徴と
   する請求項１記載のビジュアルモーションアナライザ装
   置。
3. 【請求項３】 映像を撮影するビデオカメラ、音源方向
   に指向性を有する集音マイクを有し、このマイクで感知
   した音を外部トリガ信号に変換する音検出装置、上記ビ
   デオカメラからの映像信号を、循環的に上書きを繰り返
   しながら記録する複数のＩＣメモリと、上記外部トリガ
   信号入力により上書きを中止した後、所定時間だけ上記
   ＩＣメモリへの記録を継続させるような制御を行うコン
   トロール部とを有する映像メモリ装置、この映像メモリ
   装置を上記外部トリガ信号の入力待機状態にするスタン
   バイスイッチ、及び上記映像メモリ装置が記録した映像
   信号を画面に表示するモニタを備え、上記映像メモリ装
   置は、記録内容が、インターフェースを介してパーソナ
   ルコンピュータの記憶手段に記録されるようなされてい
   るたことを特徴とするビジュアルモーションアナライザ
   装置。
4. 【請求項４】 映像メモリ装置は、音検出装置からの信
   号をディジタル信号に変換してディジタルフィルタ処理
   を施し、音源からの音を検出したことを確認した後、ビ
   デオカメラからの映像信号を記録するようなされている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記
   載のビジュアルモーションアナライザ装置。
5. 【請求項５】 映像メモリ装置は、ｎフィールドの映像
   信号メモリと、このｎフィールドの記録に要する時間の
   音声信号を記録するオーディオメモリと、解析用メモリ
   とを備え、音検出装置の信号により上記映像信号メモリ
   とオーディオメモリの内容を上記解析用メモリに順序よ
   く記録するようなされたことを特徴とする請求項１〜請
   求項４のいずれか一項記載のビジュアルモーションアナ
   ライザ装置。