JPH1075439A - 動作解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、少なくとも従来の４つの動作解析
方法に対応する機能を有して動作解析装置の利用範囲を
拡大するとともに、システムコストを低減する動作解析
装置を提供ことである。 【解決手段】 パーソナルコンピュータ６は、上記従来
の４つの各種動作解析処理に必要な各種制御プログラム
を書き換え可能に格納するＰＲＯＭ等から構成されたプ
ログラムメモリを有し、この動作解析処理プログラムに
従って、ハードディスクに蓄積されているデジタル映像
信号を１フレームずつ順次読み出し、この読み出したデ
ジタル画像信号を１フレーム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。

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
置では、動作解析の対象となる被検者の身体各部の測定
対象部位の画像抽出し、この画像抽出した測定対象部位
を画像解析して測定対象部位の動作解析を行うが、この
動作解析方法について以下に述べる４つの方法が主に利
用されている。

【０００３】（１）被検者の身体各部の測定対象部位に
光を反射するマーカーを貼り付け、被検者に赤外光を照
射してマーカーからの反射光を可視光をカットするフィ
ルタを取り付けたモノクロビデオカメラで撮影し、コン
ピュータにより、撮影画像からマーカーからの反射光
（輝度）の変化を取得して、測定対象部位の動作を解析
する。

【０００４】（２）一般的なビデオカメラで被検者を撮
影し、この撮影画像を１フレームずつコンピュータに取
り込み、この取込画像を１フレームずつデジタイズして
測定対象部位を指示して、測定対象部位の動作を解析す
る。

【０００５】（３）被検者の身体各部の測定対象部位に
カラーマーカーを貼り付け、被検者をビデオカメラで撮
影し、コンピュータにより、撮影画像からマーカーの色
を認識させて、測定対象部位の動作を解析する。

【０００６】（４）被検者の身体各部の測定対象部位に
光を反射するマーカーを貼り付け、被検者にハロゲン光
等を照射してモノクロビデオカメラでマーカーからの反
射光と被検者の全身を同時に撮影し、コンピュータによ
り、撮影画像からマーカーからの反射光（輝度）の変化
を取得して、測定対象部位の動作を解析する。

【０００７】従来の動作解析装置では、以上の各動作解
析方法のうち一つの動作解析方法に対応するように構成
されている。すなわち、従来の動作解析装置は、用途に
応じて一つの動作解析方法を適用した構成をとるように
なっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の動作解析装置にあっては、用途に応じて一つの動作
解析方法を適用した構成をとるようになっていたため、
動作解析装置を限定された用途でしか利用できず、他の
動作解析方法での使用を必要とする場合は、その必要と
する動作解析方法に対応した動作解析装置を新たに容易
する必要があり、用途の制約が大きいとともにコストが
嵩むという問題があった。

【０００９】本発明の課題は、少なくとも従来の４つの
動作解析方法に対応する機能を有して動作解析装置の利
用範囲を拡大するとともに、システムコストを低減する
動作解析装置を提供することである。

【００１０】

【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、この各ビデオカメラからの各画像信号をデジタル画
像データに変換し、この各デジタル画像データをフレー
ム単位で所定の圧縮方式で１／２に圧縮し、この１／２
に圧縮した各ビデオカメラのフレーム画像データを合成
して１フレームの画像データとした後、この１フレーム
の画像データを合成アナログ映像信号に変換する画像合
成手段と、この画像合成手段により変換される合成アナ
ログ画像信号をデジタル画像データに順次変換し、この
デジタル画像データを所定の圧縮方式で順次圧縮して取
り込む画像取込手段と、この画像取込手段により取り込
まれたデジタル画像データを順次メモリに蓄積し、この
蓄積したデジタル画像データを順次読み出して伸張し、
この伸張したデジタル画像データ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。

【００１１】この請求項１記載の発明の動作解析装置に
よれば、生物の動作を１台乃至複数台のビデオカメラで
撮影され、この各ビデオカメラからの各画像信号が、画
像合成手段により、デジタル画像データに変換され、こ
の各デジタル画像データがフレーム単位で所定の圧縮方
式で１／２に圧縮され、この１／２に圧縮された各ビデ
オカメラのフレーム画像データが合成されて１フレーム
の画像データとされた後、この１フレームの画像データ
が合成アナログ映像信号に変換されると、この画像合成
手段により変換される合成アナログ画像信号が、画像取
込手段により、デジタル画像データに順次変換され、こ
のデジタル画像データが所定の圧縮方式で順次圧縮して
取り込まれると、この画像取込手段により取り込まれた
デジタル画像データが、動作解析手段により、順次メモ
リに蓄積され、この蓄積したデジタル画像データが順次
読み出されて伸張され、この伸張したデジタル画像デー
タ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。

【００１２】請求項２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、この各ビデオカ
メラからの各画像信号を変換してデジタル画像データと
し、この変換されたデジタル画像データをフレーム単位
でそれぞれ記憶し、この記憶した各フレーム画像データ
をフレーム画面内の左詰みと右詰みで入るように１／２
に圧縮し、この圧縮した各ビデオカメラの１／２画像デ
ータを１フレームに合成し、この合成した１フレームの
画像データを合成アナログ映像信号に変換する画像合成
手段と、この画像合成手段で合成された合成アナログ映
像信号を記録するとともに、記録した合成アナログ映像
信号を再生する画像記録手段と、この画像記録手段によ
り再生される合成アナログ映像信号をデジタル画像デー
タに順次変換し、このデジタル画像データを所定の圧縮
方式で順次圧縮して取り込む画像取込手段と、この画像
取込手段により取り込まれたデジタル画像データを順次
メモリに蓄積し、この蓄積したデジタル画像データを順
次読み出して伸張し、この伸張したデジタル画像データ
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。

【００１３】この請求項２記載の発明の動作解析装置に
よれば、生物の動作を１台乃至複数台のビデオカメラで
撮影され、この各ビデオカメラからの各画像信号が、画
像合成手段により、デジタル画像データに変換され、こ
の変換されたデジタル画像データがフレーム単位でそれ
ぞれ記憶され、この記憶された各フレーム画像データが
フレーム画面内の左詰みと右詰みで入るように１／２に
圧縮され、この圧縮された各ビデオカメラの１／２画像
データが１フレームに合成され、この合成された１フレ
ームの画像データが合成アナログ映像信号に変換される
と、画像記録手段により、合成アナログ映像信号が記録
されるとともに、記録した合成アナログ映像信号が再生
される。そして、この画像記録手段により再生される合
成アナログ映像信号が、画像取込手段によりデジタル画
像データに順次変換され、このデジタル画像データが所
定の圧縮方式で順次圧縮されて取り込まれると、この画
像取込手段により取り込まれたデジタル画像データが、
動作解析手段により、順次メモリに蓄積され、この蓄積
したデジタル画像データが順次読み出されて伸張され、
この伸張したデジタル画像データ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、この順次計測された座標情報か
ら前記測定対象部位の動作が解析される。

【００１４】この場合、請求項３に記載した発明のよう
に、前記請求項１あるいは請求項２記載の動作解析装置
において、前記動作解析手段は、種々の動作解析プログ
ラムを格納したプログラムメモリを有し、前記画像取込
手段により取り込まれたデジタル画像データを順次メモ
リに蓄積し、この蓄積したデジタル画像データを順次読
み出して伸張し、この伸張したデジタル画像データから
前記生物の測定対象部位を選別し、所定の動作解析プロ
グラムにより前記測定対象部位の動作を解析することが
有効である。

【００１５】したがって、従来の複数の動作解析方法に
対応して、各種動作解析処理を行うことができる。その
結果、従来は動作解析方法に対応して異なるシステム構
成の動作解析装置を使用していたが、本発明の動作解析
装置を利用することにより、複数の動作解析方法に対応
することができ、動作解析装置の利用範囲を拡大すると
ともに、システムコストを大幅に低減することができ
る。

【００１６】この場合、請求項４に記載した発明のよう
に、前記請求項２記載の動作解析装置において、前記ビ
デオカメラ、画像合成手段及び画像記録手段を可搬可能
にすることが有効である。

【００１７】したがって、屋外で動作解析のための撮影
を行う場合は、この機器を外に持ち出して動作解析処理
のための撮影を行うことができる。

【００１８】

【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。

【００１９】図１〜図１０は、本発明を適用した第１の
実施の形態の動作解析装置を示す図である。

【００２０】まず、構成を説明する。

【００２１】図１は、本実施の形態の動作解析装置の要
部構成を示すブロック図である。この図１において、動
作解析装置１は、ビデオカメラ２、３、２ｃｈ画像合成
装置４、画像取込装置５及びパーソナルコンピュータ６
により構成されている。

【００２２】ビデオカメラ２、３は、例えば、撮像素子
として所定解像度のＣＣＤ（ChargeCoupled Device ：
電荷結合素子）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、ＮＴＳＣ（National Television System Committ
ee）のアナログ映像信号として２ｃｈ画像合成装置４に
出力する。

【００２３】２ｃｈ画像合成装置４は、ビデオカメラ
２、３から入力されるＮＴＳＣアナログ映像信号をＡ／
Ｄ変換してデジタル画像データとするＡ／Ｄ変換回路
と、このＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換されたデジタル画
像データをフレーム単位でそれぞれ記憶するフレーム画
像メモリと、このフレーム画像メモリに記憶された各ビ
デオカメラのフレーム画像データを表示画面内の左詰み
と右詰みで表示するように１／２に圧縮する画像圧縮回
路と、この画像圧縮回路で圧縮された１／２画像データ
を１フレームに合成する画像合成回路と、この画像合成
回路で合成された１フレームの画像データを合成ＮＴＳ
Ｃアナログ映像信号に変換して画像取込装置５に出力す
るＤ／Ａ変換回路と、から構成されている。

【００２４】画像取込装置５は、２ｃｈ画像複合装置４
から入力される合成ＮＴＳＣアナログ映像信号をＡ／Ｄ
変換してデジタル画像データとして出力するＡ／Ｄ変換
回路と、このＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換されたデジタ
ル画像データを所定の圧縮方式（例えば、ＭＰＥＧ（：
動画圧縮方式）あるいはＪＰＥＧ（：静止画圧縮方
式））により圧縮する画像圧縮回路と、この画像圧縮回
路で圧縮された画像データをＡＶＩデータに変換して、
パーソナルコンピュータ６内のハードディスク（H-ard
Disk）に順次書き込む記憶制御回路と、から構成されて
いる。

【００２５】パーソナルコンピュータ６は、画像取込装
置５によりＡＶＩデータが書き込まれるハードディスク
と、画像取込装置５の記憶制御回路によりハードディス
クに書き込まれたＡＶＩデータを解凍処理（ＭＰＥＧあ
るいはＪＰＥＧに基づく復号化処理）してビットマップ
データ（ＢＭＰ）を出力する画像伸張回路と、上記従来
の（１）〜（４）の各種動作解析処理に必要な各種制御
プログラムを書き換え可能に格納するＰＲＯＭ（Progra
mmable Read Only Memory ）等から構成されたプログラ
ムメモリと、指定された動作解析モードに応じてプログ
ラムメモリから対応する制御プログラムを読み出して展
開するとともに処理中のデータを一時的に格納するＲＡ
Ｍ（Random Accesss Memory ）等から構成された展開メ
モリと、プログラムメモリに格納された各種制御プログ
ラムを読み出して展開メモリに展開して、各種動作解析
処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit ）
と、ＣＰＵで処理された動作解析結果を表示する表示部
と、から構成されている。

【００２６】パーソナルコンピュータ６は、プログラム
メモリに記憶されている各種動作解析処理プログラムを
読み出して展開メモリに展開し、この動作解析処理プロ
グラムに従って、ハードディスクに蓄積されているデジ
タル映像信号を１フレームずつ順次読み出し、この読み
出したデジタル画像信号を１フレームずつデジタイズ処
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。

【００２７】次に、本実施の形態の動作を説明する。

【００２８】まず、図１の動作解析装置１における画像
信号の流れを図２に示すフローチャートに基づいて説明
する。

【００２９】図２において、まず、２ｃｈ画像合成装置
４において、ビデオカメラ２、３から入力される２ｃｈ
分のＮＴＳＣアナログ映像信号の同期を取って、フレー
ム単位に表示画面内の左詰みと右詰みで表示するように
１／２に圧縮し、この圧縮された１／２画像データを１
フレームに合成して合成ＮＴＳＣアナログ映像信号を生
成し（ステップＳ１）、この合成処理された合成ＮＴＳ
Ｃアナログ映像信号を画像取込装置５で取り込む（ステ
ップＳ２）。そして、画像取込装置５では、取り込んだ
合成ＮＴＳＣアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換してデジタ
ル画像データとし、このデジタル画像データを所定の圧
縮方式（例えば、ＭＰＥＧ（：動画圧縮方式）あるいは
ＪＰＥＧ（：静止画圧縮方式））により圧縮し、この画
像データをＡＶＩデータに変換して、パーソナルコンピ
ュータ６内のハードディスクに順次記憶させる。

【００３０】そして、パーソナルコンピュータ６では、
画像取込装置５によりハードディスクに記憶されたＡＶ
Ｉデータを順次読み出して解凍処理（ＭＰＥＧあるいは
ＪＰＥＧに基づく復号化処理）して１フレームのビット
マップデータ（ＢＭＰ）とし、このビットマップデータ
を画像分離処理して、１フレーム内で左詰みのビットマ
ップ分離画像データと右詰みのビットマップ分離画像デ
ータとする。次いで、この左詰みのビットマップ分離画
像データと右詰みのビットマップ分離画像データを、そ
れぞれ画像伸張処理し、それぞれ１フレームビットマッ
プ画像データ（１）、（２）とする（ステップＳ３）。

【００３１】次に、上記ステップＳ１において、２ｃｈ
画像合成装置４により実行される画像信号の同期処理の
流れを図３に示して説明する。

【００３２】図３において、２ｃｈ画像合成装置４は、
ビデオカメラ２、３から各画像入力チャンネルｃｈ１，
ｃｈ２に入力される各ＮＴＳＣアナログ映像信号の奇数
フィールドの起点を検出し、その起点を検出したＮＴＳ
Ｃアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換してデジタル画像デー
タとしてチャンネルｃｈ１，ｃｈ２別にフレーム画像メ
モリに一旦書き込む。

【００３３】次いで、上記ステップＳ１において、２ｃ
ｈ画像合成装置４により実行される画像データの圧縮処
理の流れを図４に示して説明する。

【００３４】図４において、２ｃｈ画像合成装置４は、
図３でフレーム画像メモリに書き込んだフレーム単位の
デジタル画像データを読み出して、表示画面内の左詰み
と右詰みで表示するように、チャンネルｃｈ１側のフレ
ーム画像データを左詰み１／２に圧縮し、チャンネルｃ
ｈ２側のフレーム画像データを右詰み１／２に圧縮す
る。そして、この１／２に圧縮した各フレーム画像デー
タを左詰み及び右詰みで再びフレーム画像メモリに書き
込む。

【００３５】次いで、上記ステップＳ１において、２ｃ
ｈ画像合成装置４により実行される画像データの合成処
理の流れを図５に示して説明する。

【００３６】図５において、２ｃｈ画像合成装置４は、
図４でフレーム画像メモリに書き込んだ左詰み及び右詰
みの各１／２フレームのデジタル画像データを読み出
し、この読み出した各１／２１フレームの画像データを
１フレームに合成処理し、この１フレームの合成画像デ
ータを再度フレーム画像メモリに書き込む。そして、フ
レーム画像メモリに書き込んだ１フレームの合成画像デ
ータを読み出してＤ／Ａ変換し、合成ＮＴＳＣアナログ
映像信号として画像取込装置５に出力する。

【００３７】次いで、上記ステップＳ２において、画像
取込装置５により実行される画像取込処理の流れを図６
に示して説明する。

【００３８】図６において、画像取込装置５は、図５で
２ｃｈ画像合成装置４から入力された合成ＮＴＳＣアナ
ログ映像信号をＡ／Ｄ変換してデジタル画像データと
し、このデジタル画像データを所定の圧縮方式（例え
ば、ＭＰＥＧ（：動画圧縮方式）あるいはＪＰＥＧ（：
静止画圧縮方式））により圧縮し、この画像データをＡ
ＶＩデータに変換して、パーソナルコンピュータ６内の
ハードディスクに順次書き込む。

【００３９】次いで、上記ステップＳ３において、パー
ソナルコンピュータ６により実行される画像解凍処理の
流れを図７に示して説明する。

【００４０】図７において、パーソナルコンピュータ６
は、図６で画像取込装置５によりハードディスクに書き
込まれたＡＶＩデータを順次読み出して解凍処理（ＭＰ
ＥＧあるいはＪＰＥＧに基づく復号化処理）して１フレ
ームのビットマップデータ（ＢＭＰ）とする。

【００４１】次いで、上記ステップＳ３において、パー
ソナルコンピュータ６により実行される画像分離処理の
流れを図８に示して説明する。

【００４２】図８において、パーソナルコンピュータ６
は、図６で解凍処理された１フレームのビットマップデ
ータを画像分離処理して、１フレーム内で左詰みのビッ
トマップ分離画像データと右詰みのビットマップ分離画
像データとする。次いで、この左詰みのビットマップ分
離画像データと右詰みのビットマップ分離画像データ
を、それぞれ画像伸張処理し、それぞれ１フレームビッ
トマップ画像データ（１）、（２）とする。

【００４３】以上が本実施の形態の動作解析装置１内各
部の動作である。

【００４４】そして、図示しないが、パーソナルコンピ
ュータ６は、画像伸張処理した１フレームビットマップ
画像データ（１）、（２）を、プログラムメモリに格納
された各種動作解析処理に対応する制御プログラムに従
って、１フレーム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、その解析結果を三次元座標表
示し、あるいは測定部位の軌跡を表示する。

【００４５】また、動作解析装置１では、被検者の身体
各部の測定対象部位に光を反射するカラーマーカーを貼
り付けた場合は、被検者に光を照射してビデオカメラ
２、３で撮影し、この撮影したＮＴＳＣアナログ映像信
号を、上記図３〜図６に示した２ｃｈ画像合成装置４に
より実行される画像信号の同期処理、画像データの圧縮
処理、画像データの合成処理及び画像取込装置５により
実行される画像取込処理を実行する。

【００４６】そして、パーソナルコンピュータ６により
実行される上記図７に示した画像解凍処理において画像
伸張処理された１フレームビットマップ画像データ
（１）、（２）を、プログラムメモリに格納された各種
動作解析処理に対応する制御プログラムに従って、マー
カーの色を認識させて、測定対象部位の動作を解析す
る。

【００４７】また、被検者の身体各部の測定対象部位に
光を反射するマーカーを貼り付けた場合は、被検者に赤
外光を照射してビデオカメラ２、３のレンズに可視光を
カットするフィルタを取り付けて、マーカーからの反射
光と被検者の全身をモノクロで同時に撮影し、この撮影
したＮＴＳＣアナログ映像信号を、上記図３〜図６に示
した２ｃｈ画像合成装置４により実行される画像信号の
同期処理、画像データの圧縮処理、画像データの合成処
理及び画像取込装置５により実行される画像取込時の彩
度を“０”に設定して画像取込処理を実行する。

【００４８】そして、パーソナルコンピュータ６により
実行される上記図７に示した画像解凍処理において画像
伸張処理された１フレームビットマップ画像データ
（１）、（２）を、プログラムメモリに格納された各種
動作解析処理に対応する制御プログラムに従って、マー
カーからの反射光（輝度）の変化を取得して、測定対象
部位の動作を解析する。

【００４９】また、被検者の身体各部の測定対象部位に
光を反射するマーカーを貼り付けた場合は、被検者に赤
外光を照射してビデオカメラ２、３のレンズにフィルタ
を取り付けてマーカーからの反射光をモノクロで撮影
し、この撮影したＮＴＳＣアナログ映像信号を、上記図
３〜図６に示した２ｃｈ画像合成装置４により実行され
る画像信号の同期処理、画像データの圧縮処理、画像デ
ータの合成処理及び画像取込装置５により実行される画
像取込時の彩度を“０”に設定して画像取込処理を実行
する。

【００５０】そして、パーソナルコンピュータ６により
実行される上記図７に示した画像解凍処理において画像
伸張処理された１フレームビットマップ画像データ
（１）、（２）を、プログラムメモリに格納された各種
動作解析処理に対応する制御プログラムに従って、マー
カーからの反射光（輝度）の変化を取得して、測定対象
部位の動作を解析する。

【００５１】なお、ビデオカメラ２、３により被検者を
モノクロ撮影する場合の、動作解析装置１の処理を図９
に示すフローチャートに基づいて説明する。

【００５２】図９において、モノクロ撮影する場合は、
まず、ビデオカメラ２、３の各レンズにモノクロ撮影用
のフィルタを取り付け（ステップＳ１１）、画像取込装
置５の画像入力の彩度を“０”に設定する（ステップＳ
１２）。

【００５３】以上のように、本第１の実施の形態の動作
解析装置１では、上記従来で述べた（１）〜（４）の動
作解析方法に対応して、各種動作解析処理を行うことが
できる。

【００５４】その結果、動作解析装置の利用範囲を拡大
するとともに、システムコストを低減することができ
る。

【００５５】（第２の実施の形態）図１０は、本発明を
適用した第２の実施の形態の動作解析装置を示す図であ
る。

【００５６】この動作解析装置１０は、上記第１の実施
の形態の動作解析装置１の構成を、より具体的な構成と
したものである。

【００５７】まず、構成を説明する。

【００５８】図１０において、動作解析装置１０は、ビ
デオカメラ１１、１２、画像分離器１３、ポータブルビ
デオデッキ１４、バッテリー１５、パーソナルコンピュ
ータ１６、ＣＲＴ１７、カラープリンタ１８及び絶縁ト
ランス１９により構成されており、図中の破線で示すビ
デオカメラ１１、１２、画像分離器１３、ポータブルビ
デオデッキ１４及びバッテリー１５は、持ち運び可能な
部分である。屋外で動作解析のための撮影を行う場合
は、この破線内の機器を外に持ち出して動作解析処理の
ための撮影を行うことが可能である。

【００５９】ビデオカメラ１１、１２は、同期を取るた
めのケーブルが相互に接続されており、この同期ケーブ
ルを介して撮影の開始タイミングの同期を図る信号を授
受して、撮影動作を同期することができるようになって
いる。ビデオカメラ１１、１２は、例えば、撮像素子と
して所定解像度のＣＣＤ（Charge Coupled Device ：電
荷結合素子）が搭載されて、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、ＮＴＳＣのアナログ映像信号として画像分離器
１３に出力する。

【００６０】画像分離器１３は、上記図１に示した２ｃ
ｈ画像合成装置４と同じように、ビデオカメラ２、３か
ら入力されるＮＴＳＣアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換し
てデジタル画像データとするＡ／Ｄ変換回路と、このＡ
／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換されたデジタル画像データを
フレーム単位でそれぞれ記憶するフレーム画像メモリ
と、このフレーム画像メモリに記憶された各フレーム画
像データを表示画面内の左詰みと右詰みで表示するよう
に１／２に圧縮する画像圧縮回路と、この画像圧縮回路
で圧縮された１／２画像データを１フレームに合成する
画像合成回路と、この画像合成回路で合成された１フレ
ームの画像データを合成ＮＴＳＣアナログ映像信号に変
換してポータブルビデオデッキ１４に出力するＤ／Ａ変
換回路と、から構成されている。

【００６１】ポータブルビデオデッキ１４は、記録モー
ドにおいて、画像分離器１３から入力される合成ＮＴＳ
Ｃアナログ映像信号をビデオテープに記録し、再生モー
ドにおいて、ビデオテープに記録された合成ＮＴＳＣア
ナログ映像信号を再生してパーソナルコンピュータ１６
に出力する。

【００６２】バッテリー１５は、持ち運び可能なビデオ
カメラ１１、１２、画像分離器１３及びポータブルビデ
オデッキ１４に電源電圧を供給する。このバッテリー１
５は、屋外でで動作解析のための撮影を行う場合に利用
され、屋内の電灯線が設備されている部屋では不用であ
る。

【００６３】パーソナルコンピュータ１６は、その内部
にビデオボード１６ａと記憶装置１６ｂを備えるととも
に、図示しないＣＰＵ、プログラムメモリ及び展開メモ
リを備えている。

【００６４】ビデオボード１６ａは、上記図１に示した
画像取込装置５と同様に、ポータブルビデオデッキ１４
から入力される合成ＮＴＳＣアナログ映像信号をＡ／Ｄ
変換してデジタル画像データとし、このＡ／Ｄ変換され
たデジタル画像データを所定の圧縮方式（例えば、ＭＰ
ＥＧ（：動画圧縮方式）あるいはＪＰＥＧ（：静止画圧
縮方式））により圧縮し、この圧縮された画像データを
ＡＶＩデータに変換して、パーソナルコンピュータ６内
の記憶装置１６ｂに順次書き込む等の機能を有する。

【００６５】記憶装置１６ｂは、ハードディスク等によ
り構成され、ビデオボード１６ａによりＡＶＩデータが
順次書き込まれる。プログラムメモリは、上記と同様に
ＰＲＯＭ等から構成され、上記従来の（１）〜（４）の
各種動作解析処理に必要な各種制御プログラムを書き換
え可能に格納する。展開メモリは、上記と同様にＲＡＭ
等から構成され、指定された動作解析モードに応じてプ
ログラムメモリから対応する制御プログラムを読み出し
て展開するとともに処理中のデータを一時的に格納す
る。ＣＰＵは、プログラムメモリに格納された各種制御
プログラムを読み出して展開メモリに展開して、各種動
作解析処理を実行し、その処理結果をＣＲＴ１７に表示
するとともにカラープリンタ１８から印字出力させる。

【００６６】ＣＲＴ１７は、パーソナルコンピュータ１
６により動作解析処理された処理結果が表示される。カ
ラープリンタ１８は、パーソナルコンピュータ１６によ
り動作解析処理された処理結果が印字される。

【００６７】絶縁トランス１９は、パーソナルコンピュ
ータ１６、ＣＲＴ１７及びカラープリンタ１８に商用電
源からの電圧を供給するとともに、商用電源に混入する
ノイズ等の外乱をパーソナルコンピュータ１６に浸入す
ることを防止する。

【００６８】本実施の形態の動作解析装置１０により実
行される動作解析処理について以下に説明する。

【００６９】まず、ビデオカメラ１１、１２において、
同期を取りながら被検者を撮影し、画像分割器１３にお
いて、ビデオカメラ１１、１２から入力される２ｃｈ分
のＮＴＳＣアナログ映像信号の同期を取って、フレーム
単位に表示画面内の左詰みと右詰みで表示するように１
／２に圧縮し、この圧縮された１／２画像データを１フ
レームに合成して合成ＮＴＳＣアナログ映像信号を生成
し、この合成処理された合成ＮＴＳＣアナログ映像信号
をポータブルビデオデッキ１４でビデオテープに記録す
る。

【００７０】そして、ポータブルビデオデッキ１４で
は、再生モードにおいて、ビデオテープに記録された合
成ＮＴＳＣアナログ映像信号を再生してパーソナルコン
ピュータ１６内のビデオボード１６ａに出力する。ビデ
オボード１６ａでは、取り込んだ合成ＮＴＳＣアナログ
映像信号をＡ／Ｄ変換してデジタル画像データとし、こ
のデジタル画像データを所定の圧縮方式（例えば、ＭＰ
ＥＧ（：動画圧縮方式）あるいはＪＰＥＧ（：静止画圧
縮方式））により圧縮し、この画像データをＡＶＩデー
タに変換して、パーソナルコンピュータ６内の記憶装置
１６ｂに順次記憶させる。

【００７１】そして、パーソナルコンピュータ１６は、
ビデオボード１６ａにより記憶装置１６ｂに書き込まれ
たＡＶＩデータを順次読み出して解凍処理（ＭＰＥＧあ
るいはＪＰＥＧに基づく復号化処理）して１フレームの
ビットマップデータ（ＢＭＰ）とし、このビットマップ
データを画像分離処理して、１フレーム内で左詰みのビ
ットマップ分離画像データと右詰みのビットマップ分離
画像データとする。次いで、この左詰みのビットマップ
分離画像データと右詰みのビットマップ分離画像データ
を、それぞれ画像伸張処理し、それぞれ１フレームビッ
トマップ画像データ（１）、（２）とする。

【００７２】次いで、パーソナルコンピュータ１６は、
画像伸張処理した１フレームビットマップ画像データ
（１）、（２）を、プログラムメモリに格納された各種
動作解析処理に対応する制御プログラムに従って、１フ
レーム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、その解析結果を三次元座標表示し、ある
いは測定部位の軌跡を表示する。

【００７３】また、動作解析装置１０では、被検者の身
体各部の測定対象部位にカラーマーカーを貼り付けた場
合は、被検者に光を照射してビデオカメラ１１、１２で
撮影し、この撮影したＮＴＳＣアナログ映像信号を、上
記画像分割器１３により実行される画像信号の同期処
理、画像データの圧縮処理、画像データの合成処理及び
パーソナルコンピュータ１６により実行される画像取込
処理を実行する。そして、コンピュータ１６により実行
される上記画像解凍処理において画像伸張処理された１
フレームビットマップ画像データ（１）、（２）を、プ
ログラムメモリに格納された各種動作解析処理に対応す
る制御プログラムに従って、マーカーの色を認識させ
て、測定対象部位の動作を解析する。

【００７４】また、動作解析装置１０では、被検者の身
体各部の測定対象部位に光を反射するマーカーを貼り付
けた場合は、被検者に赤外光を照射してビデオカメラ１
１、１２のレンズに可視光をカットするフィルタを取り
付けて、マーカーからの反射光と被検者の全身をモノク
ロで同時に撮影し、この撮影したＮＴＳＣアナログ映像
信号を、上記画像分離器１３により実行される画像信号
の同期処理、画像データの圧縮処理、画像データの合成
処理及びパーソナルコンピュータ１６により実行される
画像取込時の彩度を“０”に設定して画像取込処理を実
行する。そして、コンピュータ１６により実行される上
記画像解凍処理において画像伸張処理された１フレーム
ビットマップ画像データ（１）、（２）を、プログラム
メモリに格納された各種動作解析処理に対応する制御プ
ログラムに従って、マーカーからの反射光（輝度）の変
化を取得して、測定対象部位の動作を解析する。

【００７５】また、動作解析装置１０では、被検者の身
体各部の測定対象部位に光を反射するマーカーを貼り付
けた場合は、被検者に赤外光を照射してビデオカメラ１
１、１２のレンズにフィルタを取り付けてマーカーから
の反射光をモノクロで撮影し、この撮影したＮＴＳＣア
ナログ映像信号を、上記画像分離器１３により実行され
る画像信号の同期処理、画像データの圧縮処理、画像デ
ータの合成処理及びパーソナルコンピュータ１６により
実行される画像取込時の彩度を“０”に設定して画像取
込処理を実行する。そして、コンピュータ６により実行
される上記図７に示した画像解凍処理において画像伸張
処理された１フレームビットマップ画像データ（１）、
（２）を、プログラムメモリに格納された各種動作解析
処理に対応する制御プログラムに従って、マーカーから
の反射光（輝度）の変化を取得して、測定対象部位の動
作を解析する。

【００７６】以上のように、本第２の実施の形態の動作
解析装置１０では、上記従来で述べた（１）〜（４）の
動作解析方法に対応して、各種動作解析処理を行うこと
ができる。その結果、本発明の動作解析装置を利用する
ことにより、複数の動作解析方法に対応することがで
き、動作解析装置の利用範囲を拡大するとともに、シス
テムコストを大幅に低減することができる。

【００７７】また、ビデオカメラ１１、１２、画像分離
器１３、ポータブルビデオデッキ１４及びバッテリー１
５は、持ち運び可能とし、屋外で動作解析のための撮影
を行う場合は、この破線内の機器を外に持ち出して動作
解析処理のための撮影を行うことを可能としたため、動
作解析装置の利用範囲を拡大するとともに、システムコ
ストを低減することができる。

【００７８】なお、上記各実施の形態の動作解析装置１
及び動作解析装置１０では、従来で述べた（１）〜
（４）の動作解析方法に対応することを説明したが、被
検者をビデオカメラで撮影して動作解析を行う他の動作
解析方法にも適用可能である。

【００７９】

【発明の効果】請求項１〜請求項３記載の発明の動作解
析装置によれば、従来の複数の動作解析方法に対応し
て、各種動作解析処理を行うことができる。その結果、
本発明の動作解析装置を利用することにより、複数の動
作解析方法に対応することができ、動作解析装置の利用
範囲を拡大するとともに、システムコストを大幅に低減
することができる。

【００８０】請求項４記載の発明の動作解析装置によれ
ば、屋外で動作解析のための撮影を行う場合は、この機
器を外に持ち出して動作解析処理のための撮影を行うこ
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
の要部構成を示すブロック図。

【図２】図１の動作解析装置における画像信号の流れを
示すフローチャート。

【図３】図２のステップＳ１において２ｃｈ画像合成装
置により実行される画像信号の同期処理の流れを示す
図。

【図４】図２のステップＳ１において２ｃｈ画像合成装
置により実行される画像データの圧縮処理の流れを示す
図。

【図５】図２のステップＳ１において２ｃｈ画像合成装
置により実行される画像データの合成処理の流れを示す
図。

【図６】図２のステップＳ２において画像取込装置によ
り実行される画像取込処理の流れを示す図。

【図７】図２のステップＳ３においてパーソナルコンピ
ュータにより実行される画像解凍処理の流れを示す図。

【図８】図２のステップＳ３においてパーソナルコンピ
ュータにより実行される画像分離処理の流れを示す図。

【図９】被検者をモノクロ撮影する場合の、図１の動作
解析装置により実行される処理のフローチャート。

【図１０】図１の動作解析装置をより具体的な構成とし
た動作解析装置の要部構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ 動作解析装置 ２、３ ビデオカメラ ４ ２ｃｈ画像合成装置 ５ 画像取込装置 ６ パーソナルコンピュータ １０ 動作解析装置 １１、１２ ビデオカメラ １３ 画像分離器 １４ ポータブルビデオデッキ １５ バッテリー １６ パーソナルコンピュータ １６ａ ビデオボード １６ｂ 記憶装置 １７ ＣＲＴ １８ カラープリンタ １９ 絶縁トランス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｇ０６Ｆ 15/70 ４１０

Claims (4)

【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、 この各ビデオカメラからの各画像信号をデジタル画像デ
   ータに変換し、この各デジタル画像データをフレーム単
   位で所定の圧縮方式で１／２に圧縮し、この１／２に圧
   縮した各ビデオカメラのフレーム画像データを合成して
   １フレームの画像データとした後、この１フレームの画
   像データを合成アナログ映像信号に変換する画像合成手
   段と、 この画像合成手段により変換される合成アナログ画像信
   号をデジタル画像データに順次変換し、このデジタル画
   像データを所定の圧縮方式で順次圧縮して取り込む画像
   取込手段と、 この画像取込手段により取り込まれたデジタル画像デー
   タを順次メモリに蓄積し、この蓄積したデジタル画像デ
   ータを順次読み出して伸張し、この伸張したデジタル画
   像データ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。
2. 【請求項２】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、 この各ビデオカメラからの各画像信号を変換してデジタ
   ル画像データとし、この変換されたデジタル画像データ
   をフレーム単位でそれぞれ記憶し、この記憶した各フレ
   ーム画像データをフレーム画面内の左詰みと右詰みで入
   るように１／２に圧縮し、この圧縮した各ビデオカメラ
   の１／２画像データを１フレームに合成し、この合成し
   た１フレームの画像データを合成アナログ映像信号に変
   換する画像合成手段と、 この画像合成手段で合成された合成アナログ映像信号を
   記録するとともに、記録した合成アナログ映像信号を再
   生する画像記録手段と、 この画像記録手段により再生される合成アナログ映像信
   号をデジタル画像データに順次変換し、このデジタル画
   像データを所定の圧縮方式で順次圧縮して取り込む画像
   取込手段と、 この画像取込手段により取り込まれたデジタル画像デー
   タを順次メモリに蓄積し、この蓄積したデジタル画像デ
   ータを順次読み出して伸張し、この伸張したデジタル画
   像データ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。
3. 【請求項３】前記動作解析手段は、種々の動作解析プロ
   グラムを格納したプログラムメモリを有し、前記画像取
   込手段により取り込まれたデジタル画像データを順次メ
   モリに蓄積し、この蓄積したデジタル画像データを順次
   読み出して伸張し、この伸張したデジタル画像データか
   ら前記生物の測定対象部位を選別し、所定の動作解析プ
   ログラムにより前記測定対象部位の動作を解析すること
   を特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の動作解析
   装置。
4. 【請求項４】前記ビデオカメラ、画像合成手段及び画像
   記録手段を可搬可能にしたことを特徴とする請求項２記
   載の動作解析装置。