JPH09273946A - 動作解析装置 - Google Patents

動作解析装置

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JPH09273946A
JPH09273946A JP8084013A JP8401396A JPH09273946A JP H09273946 A JPH09273946 A JP H09273946A JP 8084013 A JP8084013 A JP 8084013A JP 8401396 A JP8401396 A JP 8401396A JP H09273946 A JPH09273946 A JP H09273946A
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JP
Japan
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video
processing
sequentially
image
motion analysis
Prior art date
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Application number
JP8084013A
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English (en)
Inventor
Hideo Kishimoto
秀雄 岸本
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Anima Corp
Original Assignee
Anima Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、動作解析装置において映像処理部
分を構成する要素を少なくして、ビデオ映像の処理手順
を簡略化するとともにシステムコストの低減を図ること
である。 【解決手段】 動作解析システム20では、ビデオカメ
ラ21、22と、パーソナルコンピュータ23と、パー
ソナルコンピュータ23に内蔵されるビデオ処理ボード
24及び記憶装置25と、から構成されるため、画像処
理部分の構成要素を少なくすることができ、システムコ
ストの低減を図ることができる。また、ビデオカメラ2
1、22で撮影されて出力されるアナログ映像信号をビ
デオ処理ボード24で順次デジタル変換処理及び符号化
処理してデジタル映像信号として直接記憶装置25に記
憶するようにしたため、動作解析処理を行う際の蓄積し
た映像信号の映像処理手順を、従来に比べて簡略にする
ことができ、処理時間を短縮してユーザーの作業負担を
軽減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体運動等の二次
元又は三次元計測を非接触で、かつ高速に、多様な運動
の位置座標を測定する動作解析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の三次元動作分析を行う動作解析装
置としては、例えば、図3に示す装置がある。この図3
に示す動作解析装置では、カラーマーク化したターゲッ
ト1を身体各部の測定対象部位に取り付けておき、2台
のビデオカメラ2a、2bで身体の動きを撮影しなが
ら、モニタ用としての2台のビデオテレビレコーダ3
a、3bを介して撮影されたアナログ映像信号を1フレ
ーム毎にビデオボード4によりA−D変換して、そのデ
ジタル映像信号を上記ターゲット1の色毎に選別し、そ
の色毎に選別した各デジタル映像信号を映像信号処理装
置であるコア5a、5b内のR、G、Bの各ボードに記
録する。
【0003】そして、コンピュータ6bによりコア5
a、5bで色毎に選別化されたターゲット1の三次元の
座標計算をしながら演算を行うと同時に、画像をコンピ
ュータ6bに接続されたビデオレコーダ7やハードディ
スク8に記録し、その時々の計測状態や計算状態、記録
画像あるいは過去の計算結果等のデータと、そのデータ
に基づく各種グラフ等をCRT6bに表示して、被検者
の身体各部の三次元動作を分析する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の図3に示した動作解析装置にあっては、その
構成がビデオカメラ2a、2b、ビデオテレビレコーダ
3a、3b、ビデオボード4、コア5a、5b、CRT
6a、コンピュータ6b、ビデオレコーダ7及びハード
ディスク8となっており、そのビデオカメラ2a、2b
により撮影された映像からカラーマーク化したターゲッ
トを色毎に選別する構成部分、すなわち、ビデオテレビ
レコーダ3a、3b、ビデオボード4及びコア5a、5
bで構成されていたため、そのビデオ映像処理部分を構
成する要素が多くシステムコストを上昇させているとい
う問題があった。
【0005】この従来の動作解析装置にあっては、ビデ
オ映像処理部分を構成する要素が多いため、そのビデオ
映像をデジタル化して動作解析用のデータに変換する処
理手順が複雑化するとともに処理に時間がかかるという
問題もある。
【0006】すなわち、ビデオテレビレコーダ3a、3
bの各ビデオテープに記録された映像を再生しながら1
コマずつデジタイズしていくという方法があるが、この
場合動作解析終了後に、そのデジタイズしたデータから
取得した解析データと対比して録画した生映像をモニタ
上で見られるという点では、解析データの状態把握には
良いが、ビデオテレビレコーダ3a、3bを使用する関
係上、ビデオテープを1コマずつ再生することに多大の
時間がかかり、再生されるビデオ信号の安定性が、ビデ
オテレビレコーダ3a、3b内の機械的なシリンダによ
るテープ送り精度に左右されるため、電気信号レベルで
の画像情報が不安定で、計測精度が余り良くない。
【0007】また、撮影時のビデオカメラ2a、2b間
や映像再生時のビデオレコーダ間の同期を取るために、
計測時にはビデオカメラ2a、2b・ビデオレコーダ・
同期信号発生装置(タイムベースコレクタ等)を持って
いかなければならず、計測そのものが煩雑である。
【0008】本発明の課題は、動作解析装置において映
像処理部分を構成する要素を少なくして、ビデオ映像の
処理手順を簡略化するとともにシステムコストの低減を
図ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
生物の動作を1台乃至複数台で撮影するビデオカメラ
と、このビデオカメラからの画像信号を所定タイミング
で取り込み、この取り込んだ各画像信号をデジタル変換
してデジタル画像信号を順次生成する画像信号変換手段
と、この画像信号変換手段により順次生成されるデジタ
ル画像信号を順次メモリに蓄積し、この蓄積した各デジ
タル画像信号から前記生物の測定対象部位を選別して所
定の演算処理により必要次元の座標情報を順次計測し、
この順次計測した座標情報から前記測定対象部位の動作
を解析する動作解析手段と、を備えたことを特徴として
いる。
【0010】この請求項1記載の発明の動作解析装置に
よれば、生物の動作が1台乃至複数台のビデオカメラで
撮影され、このビデオカメラからの画像信号が画像信号
変換手段により所定タイミングで取り込まれ、この取り
込んだ各画像信号がデジタル変換されてデジタル画像信
号が順次生成されると、動作解析手段により、順次生成
されるデジタル画像信号が順次メモリに蓄積され、この
蓄積した各デジタル画像信号から前記生物の測定対象部
位が選別されて所定の演算処理により必要次元の座標情
報が順次計測され、この順次計測した座標情報から前記
測定対象部位の動作が解析される。
【0011】したがって、画像処理部分の構成要素を少
なくすることができ、システムコストの低減を図ること
ができる。また、機器構成が少ないため屋外での測定を
容易にすることができる。
【0012】また、ビデオカメラで撮影されて出力され
るアナログ映像信号を順次デジタル変換処理してデジタ
ル映像信号として直接メモリに記憶するようにしたた
め、動作解析処理を行う際の蓄積した映像信号の映像処
理手順を、従来の映像を記録したビデオテープを1コマ
ずつ再生して複雑な映像処理手順に比べて簡略にするこ
とができ、処理時間を短縮してユーザーの作業負担を軽
減することができる。
【0013】さらに、動作解析処理時にはメモリに蓄積
したデジタル映像信号が処理されるため、1コマずつ同
期を取ることも容易であり、安定した測定精度を得るこ
とができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。
【0015】図1、図2は、本発明の動作解析装置を適
用した動作解析システムの一実施の形態を示す図であ
る。
【0016】まず、構成を説明する。
【0017】図1は、本実施の形態の動作解析システム
20の構成を示す図である。
【0018】この図1において、動作解析システム20
は、ビデオカメラ21、22、パーソナルコンピュータ
23及びパーソナルコンピュータ23に内蔵されるビデ
オ処理ボードと記憶装置24により構成されている。
【0019】ビデオカメラ21、22は、例えば、撮像
素子として所定解像度のCCD(C-harge Coupled Devi
ce)が搭載されて、撮影した映像をビデオカセットに記
録するとともに撮影中の映像信号を出力する外部端子を
備えたものを使用し、それぞれ測定対象者を撮影する所
定位置に配置され、その撮影位置での撮影映像を、例え
ば、NTSC(National Television System Committe
e)のアナログ映像信号としてパーソナルコンピュータ
23内のビデオ処理ボードに出力する。
【0020】このビデオカメラ21、22で撮影された
映像信号からは、測定対象の人物映像がデジタイズ処理
されて抽出されるため、ビデオカメラ21、22はカラ
ー、モノクロのうちどちらを使用してもよい。
【0021】パーソナルコンピュータ23は、図2に示
すように、CPU31、入力部32、ROM33、RA
M34及びFDD35により構成されるとともに、着脱
可能に内蔵されるビデオ処理ボード24及び記憶装置2
5が内蔵され、各構成部分はバス37により相互に接続
されている。
【0022】ビデオ処理ボード(映像信号変換手段)2
4は、所定のコネクタを介してバス37に接続され、計
測時にビデオカメラ21、22から入力されるアナログ
映像信号を所定タイミング(例えば、60フィールド/
秒)で順次取り込み、その順次取り込んだアナログ映像
信号を所定のデジタル変換処理及び符号化処理によりデ
ジタル映像信号に順次変換し、そのデジタル映像信号を
バス37を介してCPU31に順次出力する。
【0023】記憶装置(メモリ)25は、大容量のHD
D(Hard Disk Drive )装置等により構成され、所定の
コネクタを介してバス37に接続され、動作解析を行う
ためのプログラムとして動作解析処理プログラム、三次
元座標表示処理プログラムや測定部位軌跡表示処理プロ
グラム等を記憶するとともに、CPU2の指示によりビ
デオ処理ボード24で変換されたデジタル映像信号を蓄
積し、また、CPU2の指示により蓄積したデジタル映
像信号を読み出す。
【0024】CPU(Central Processing Unit )31
は、ROM33内に格納される基本制御プログラムによ
りパーソナルコンピュータ23内の各部を制御するとと
もに、入力部32から入力される指示に応じて記憶装置
25から必要なプログラムを読み出させてRAM34に
展開して、指示に応じた処理を実行し、その処理結果を
記憶装置25に蓄積させる。
【0025】すなわち、CPU31は、計測時にはビデ
オ処理ボード24から入力されるデジタル映像信号を記
憶装置25に転送して蓄積させるとともに、動作解析処
理時には記憶装置25に記憶されている動作解析処理プ
ログラム、三次元座標表示処理プログラムや測定部位軌
跡表示処理プログラム等を読み出してRAM34に展開
し、これらのプログラムに従って記憶装置25に蓄積さ
れているデジタル映像信号を1コマずつ順次読み出し、
この読み出したデジタル画像信号を1コマずつデジタイ
ズ処理して測定対象部位を選別して所定の動作解析処理
により三次元の座標情報を順次計測し、この順次計測し
た座標情報から前記測定対象部位の動作を解析し、その
解析結果を表示部36に三次元座標表示し、あるいは測
定部位の軌跡を表示する。
【0026】入力部32は、カーソルキー、数字入力キ
ー及び各種機能キー等を備え、押下されたキーの押下信
号をCPU2に出力し、動作解析処理、三次元座標表示
処理、測定部位軌跡表示処理に必要な各種指示等をCP
U2に出力する。
【0027】ROM(Read Only Memory)33は、CP
U31により実行される基本プログラム等を格納する。
RAM(Random Accesss Memory )34は、CPU2に
より動作解析処理、三次元座標表示処理、測定部位軌跡
表示処理等が実行される際に、記憶装置25から読み出
される動作解析処理プログラム、三次元座標表示処理プ
ログラムや測定部位軌跡表示処理プログラム等を展開す
るメモリエリアを形成する。
【0028】FDD(Floppy Disk Drive )35は、挿
入されるフロッピーディスクを駆動制御し、CPU31
からの指示によりフロッピーディスクを駆動して、書き
込み指示が入力された場合は指定されたデータをフロッ
ピーディスクの指定された記憶領域に書き込み、読み出
し指示が入力された場合は指定されたデータをフロッピ
ーディスクから読み出し、記憶装置25内の記憶媒体の
指定された記憶領域に書き込む。このFDD35では、
例えば、上記動作解析処理プログラムが記憶されたフロ
ッピーディスクからそのプログラムを読み出して記憶装
置25の指定記憶領域に書き込む等の処理が行われる。
【0029】表示部36は、CRT(Cathode Ray Tub
e)等により構成され、CPU2から入力される表示デ
ータを表示し、動作解析の結果として三次元座標や測定
部位の軌跡等を表示する。
【0030】以上のように、パーソナルコンピュータ2
3は、動作解析手段としての機能を有する。
【0031】次に、本実施の形態の動作を説明する。
【0032】まず、計測時の処理について説明する。
【0033】例えば、動作解析の対象となる人物の動作
を異なる2つの方向から撮影するため、ビデオカメラ2
1、22を所定位置に設置し、このビデオカメラ21、
22間の同期を取りながら人物の所望の動作が夫々撮影
されて、NTSCのアナログ映像信号がパーソナルコン
ピュータ23内のビデオ処理ボード24に出力される。
【0034】ビデオ処理ボート24では、ビデオカメラ
21、22から夫々入力されるアナログ映像信号が所定
タイミング(例えば、60フィールド/秒)で順次取り
込まれ、その順次取り込んだアナログ映像信号が所定の
デジタル変換処理及び符号化処理によりデジタル映像信
号に順次変換され、そのデジタル映像信号がバス37を
介してCPU31に順次出力される。
【0035】次いで、CPU31では、ビデオ処理ボー
ト24から順次入力されるデジタル映像信号が記憶装置
25に順次転送されて蓄積される。
【0036】このデジタル映像信号を記憶装置25に蓄
積する際には、測定対象の人物画像部分だけを背景画像
から抽出して蓄積することも可能であり、この場合蓄積
容量を低減することができる。
【0037】次に、動作解析時の処理について説明す
る。
【0038】CPU31では、入力部32から動作解析
指示が入力されると、記憶装置25に記憶されている動
作解析処理プログラム、三次元座標表示処理プログラム
や測定部位軌跡表示処理プログラムを読み出してRAM
34に展開して動作解析処理が開始され、記憶装置25
に蓄積されているデジタル映像信号が1コマずつ順次読
み出され、この読み出したデジタル画像信号が1コマず
つデジタイズ処理されて測定対象部位が選別されて所定
の動作解析処理により三次元の座標情報を順次計測さ
れ、この順次計測した座標情報から前記測定対象部位の
動作を解析し、その解析結果が表示部36に三次元座標
表示され、あるいは測定部位の軌跡が表示される。
【0039】また、この動作解析結果の表示とともに、
記憶装置25に蓄積されているデジタル映像信号を再生
して同時に表示することも可能である。
【0040】以上のように、本実施の形態の動作解析シ
ステム20では、ビデオカメラ21、22と、パーソナ
ルコンピュータ23と、パーソナルコンピュータ23に
内蔵されるビデオ処理ボード24及び記憶装置25と、
から構成されるため、従来の図3に示した動作解析装置
に比べて画像処理部分の構成要素を少なくすることがで
き、システムコストの低減を図ることができる。また、
機器構成が少ないため屋外での測定を容易にすることが
できる。
【0041】さらに、ビデオカメラ21、22で撮影さ
れて出力されるアナログ映像信号をビデオ処理ボード2
4で順次デジタル変換処理及び符号化処理してデジタル
映像信号として直接記憶装置25に記憶するようにした
ため、動作解析処理を行う際の蓄積した映像信号の映像
処理手順を、従来の映像を記録したビデオテープを1コ
マずつ再生して複雑な映像処理手順に比べて簡略にする
ことができ、処理時間を短縮してユーザーの作業負担を
軽減することができる。
【0042】また、動作解析処理時にはパーソナルコン
ピュータ23内で記憶装置25に蓄積したデジタル映像
信号が処理されるため、1コマずつ同期を取ることも容
易であり、安定した測定精度を得ることができる。
【0043】なお、上記実施の形態では、撮影蓄積した
デジタル映像信号を1コマずつデジタイズ処理して測定
対象部位を選別するようにしたが、人物の測定対象部位
にマーカーを貼り付ける方法を取る場合には、デジタイ
ズ処理は省略することができる。
【0044】また、上記実施の形態では、ビデオカメラ
21、22を2台設置した場合を示したが、2台以上の
複数台のビデオカメラを使用した場合でも本発明の動作
解析装置を適用可能である。
【0045】また、上記実施の形態では、ビデオカメラ
21、22から出力されるアナログ映像信号がNTSC
であるとしたが、他のアナログ映像信号形態の場合でも
ビデオ処理ボード24でデジタル映像信号に変換可能で
ある。また、パーソナルコンピュータ23に内で変換せ
ずに処理可能なアナログ映像信号を出力するビデオカメ
ラ、あるいはデジタル映像信号を出力可能なデジタルビ
デオカメラを使用すれば、ビデオ処理ボード24は不要
となる。この場合、さらにシステムコストを低減するこ
とができる。
【0046】
【発明の効果】請求項1記載の発明の動作解析装置によ
れば、複数台のビデオカメラと、映像信号変換手段と、
動作解析手段と、で構成されるため、画像処理部分の構
成要素を少なくすることができ、システムコストの低減
を図ることができる。また、機器構成が少ないため屋外
での測定を容易にすることができる。
【0047】また、ビデオカメラで撮影されて出力され
るアナログ映像信号を順次デジタル変換処理してデジタ
ル映像信号として直接メモリに記憶するようにしたた
め、動作解析処理を行う際の蓄積した映像信号の映像処
理手順を、従来の映像を記録したビデオテープを1コマ
ずつ再生して複雑な映像処理手順に比べて簡略にするこ
とができ、処理時間を短縮してユーザーの作業負担を軽
減することができる。
【0048】さらに、動作解析処理時にはメモリに蓄積
したデジタル映像信号が処理されるため、1コマずつ同
期を取ることも容易であり、安定した測定精度を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した一実施の形態の動作解析装置
の構成を示す図である。
【図2】図1のパーソナルコンピュータの要部構成を示
すブロック図である。
【図3】従来の動作解析装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
20 動作解析システム 21、22 ビデオカメラ 23 パーソナルコンピュータ 24 ビデオ処理ボード 25 記憶装置 31 CPU 32 入力部 33 ROM 34 RAM 35 FDD 36 表示部 37 バス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生物の動作を1台乃至複数台で撮影するビ
    デオカメラと、 このビデオカメラからの画像信号を所定タイミングで取
    り込み、この取り込んだ各画像信号をデジタル変換して
    デジタル画像信号を順次生成する画像信号変換手段と、 この画像信号変換手段により順次生成されるデジタル画
    像信号を順次メモリに蓄積し、この蓄積した各デジタル
    画像信号から前記生物の測定対象部位を選別して所定の
    演算処理により必要次元の座標情報を順次計測し、この
    順次計測した座標情報から前記測定対象部位の動作を解
    析する動作解析手段と、 を備えたことを特徴とする動作解析装置。
JP8084013A 1996-04-05 1996-04-05 動作解析装置 Pending JPH09273946A (ja)

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Cited By (1)

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WO2018087853A1 (ja) * 2016-11-09 2018-05-17 株式会社システムフレンド 立体画像生成システム、立体画像生成方法及び立体画像生成プログラム

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