JPS63228393A - ボウリングの被打倒ピン識別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、ボウリングのオートスコア装置の心臓部と
なる被打倒ピン本数自動計数のために被打倒ピンを識別
する方法に関し、とくに誤識別のおそれが少なく、併せ
て適用装置に可動部分がなく、かつ調整が簡単なもので
ある。

【従来の技術】

一従来例について、第８図、第９図を参照しながら説明
する。なお、第８図は一従来例を適用した装置の平面図
、第９図は同じくその側面図である。 この従来例では、二つのレーンにセットされた２組のピ
ン１〜ｌＯを１台の装置で識別するように構成されてい
る。装置は主として、投光器５１と受光器５２とからな
っている。この投光器５１．受光器５２は一体化され、
水平方向に揺動する台５３に取り付けられている。台５
３は、図示してないモータで、角度αの範囲を揺動する
ように駆動される。なお、角度αは、第８図の最外側の
各ピンを台５３の０回転中心と結ぶ線がなす角度より若
干大きくとる。 台５３の水平方向の高速度の揺動によって、投光器５１
からの光線Ｐは、走査する形で、投球後の各ピンのヘッ
ド部分を順次照射し、拡散反射光Ｒとなってその一部が
受光器５２への入射光Ｑとなる（第９図参照）。すなわ
ち、断続的にパルス状入射光Ｑがあることによって、そ
れに対応するピンが打倒されてないことが識別され、併
せてその入射光Ｑのパルス数により残りピン、ひいては
被打倒ピンの本数が計数される。

【発明が解決しようとする問題点】

以上説明したように、従来の技術では、被打倒ピンの識
別、ひいてはその本数の計数を、高速度で水平方向に揺
動する投光器５１．受光器５２の組によって、ピンヘッ
ド１〜１０からのパルス状の反射光の計測に基づいてお
こなっている。したがって、次のような問題点がある。 （１１ピンヘッド表面の傷、汚れにより反射の具合が微
妙に変わったときは、誤識別の原因となる。 （２）適用装置に水平に揺動する部分（可動部分）があ
るため、とかく故障しやすく、また耐久性ひいては寿命
にとって不利である。 （３）　　ピンと、投光器、受光器の組との位置、方向
の関係が微妙であり、併せて光線のスポット調整と、俯
角調整が正確にとれてないと、光線を鋭くかつ正確に各
ピンに当てることができない。このことは直接、識別確
度に影響する。この調整作業は非常に難しく、高度の熟
練を要し、時間も多くかかる。 （４）装置は、各ピンヘッドに照射する光線スポットの
鋭さをほぼ一定にするため、また、この光線スポットの
垂直方向の位置ずれ量を小さくするため、その水平方向
の揺動角度を小さく抑える必要があるので、ピン位置か
らかなりの距離、例えば２〜３ｍをおいて設置される。 したがって、それだけ装置が競技者に近いため、競技者
によって意識されやす（なり、競技の雰囲気を害するお
それがある。 この発明の目的は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、ピンヘッドの傷や汚れによって誤識別のおそれが
な（、併せて適用装置に可動部分がなく、調整も簡単な
、ボウリングの被打倒ピン識別方法を提供することにあ
る。

【問題点を解決するための手段］ 前記の目的を達成するために、この発明においては、 セントされたピンを、このピンの前面斜め上方から撮像
手段によって、この撮像手段によって得られる前記いず
れのピンのヘッドの画像もそれより前方にセットされた
他のピンのヘッドの画像によって遮蔽されないように撮
像し、かつ、盪像視野内に前記各ピンヘッドの少なくと
も一部の画像を少なくとも部分的に含む領域を前記各ピ
ンヘッド毎に領域設定手段によって設定し、 この領域に対して定められた基準値を基に２値化された
画像信号より投球後の前記ピンヘッドの画像の前記領域
内における有無を判別して前記ピンの被打倒を識別する
。 実施例として、各領域内におけるピンヘッド画像の映像
信号は、すべての領域に対して共通に定められた基準値
に基づいて２値化され、併せて前記各領域に対応するピ
ンが打倒されたとき、前記各領域にはその後方に位置す
るピン画像が含まれないようにする。 別の実施例として、各領域内におけるピンヘッド画像の
映像信号は、各領域ごとにそれぞれ定められた基準値に
基づいて２値化されるようにする。 さらに別の実施例として、各領域ごとにそれぞれ定めら
れた基準値が、２番ピンと３番ピン、４番ビンないし６
番ピン、７番ピンないし１０番ピンに関してはそれぞれ
共通であるようにする。 【作　用】 投球によってピンが打倒される前には、設定された各領
域には、これに対応するピンヘッド画像だけがあり、か
つ、その少なくとも一部が、少なくとも部分的に含まれ
ている。もし、あるピンが打倒されると、それに対応す
る領域からピンヘッドの画像が消えてなくなるから、そ
のピンが打倒されたと識別できる。 実施例によれば、各領域には、これに対応するピンが打
倒されたときその後方に位置するピンの画像が含まれな
いように、その各領域の寸法１位置を選択しであるから
、映像信号がすべての領域に対して共通に定められた基
準値に基づいて２値化されても、正確に識別できる。 別の実施例よれば、映像信号が各領域ごとにそれぞれ定
められた基準値に基づいて２値化されるから、各領域に
、これに対応するピンが打倒されたとき、後方にある他
のピンの画像が含まれていても、このピンの画像は２値
化で消去できる。 さらに別の実施例によれば、映像信号が、２番ピンと３
番ピン、４番ピンないし６番ピン、７番ピンないし１０
番ピンに関してはそれぞれ共通に定められた基準値に基
づいて２値化されるから、基準値は３種類でよいことに
なる。

【実施例】

この発明の一実施例を、以下に図を参照しながら説明す
る。なお、第１図は、この発明に係る一実施例を適用し
た装置配置の平面図、第２図は同じくその側面図、第３
図はこの実施例を適用した装置のブロック図、第４図は
ピン配置図、第５図はピン番号とその映像信号レベル、
２値化基準値との対応図、第６図は、この実施例を適用
したときの撮像視野の説明図である。 第１図、第２図において、ル−ンに対し１装置が対応し
ている。装置はＴＶ左カメラ１で代表されていて、ピン
１〜１０の符号はそのままピン番号を示す。ＴＶ左カメ
ラ１は、セットされたピン１〜１０をその前面斜め上方
から撮像するように設置され、その設置の仕方について
は後述する。光源３１は棒状蛍光灯で、ピン１〜工０の
前方斜め上方から照射している。ＴＶ左カメラ１．光源
３１の組は、セットされたピンと近い距離、例えば１ｍ
以内に設置される。 識別装置は、第３図のブロック図に示すように、撮像手
段としてのＴＶ左カメラ１、画像処理手段としての、２
値化回路２２．基準値設定回路２３５画像メモリ２４、
領域設定手段としてのウィンドウ設定回路２５、画像識
別手段としての、画像特徴抽出図・路２６．識別回路２
７、およびモニタＴＶ２Ｂ、スコア表示装置２９から構
成される。なお、画像処理手段と画像識別手段とは二点
鎖線で区画して示しである。 ＴＶ左カメラ１からのピン１〜１０の映像信号は２値化
回路２２で２値化された後、画像メモリ２４に格納され
る。なお、２値化のための基準値は基準値設定回路２３
によってあらかじめ設定される。撮像視野内の所定ウィ
ンドウ（Ｎ域）は、ウィンドウ設定回路２５によって設
定され、このウィンドウ内のピンヘッドの画像だけが、
画像メモリ２４がら画像データとして読み出され、一方
では画像特徴抽出回路２６で、ピンヘッド画像の面積が
計測され、他方ではモニタＴＶ２８でモニタされる。次
に、識別回路２７において、ピンヘッド画像の面積に基
づいて、それが被打倒ピンであるかどうかが識別される
。この識別結果は、スコアの形でスコア表示装置２９で
表示される。 ２値化のための基準値の決め方について、第４図、第５
図を参照しながら説明する。 第４図は、正三角形状にセットされたピン配置を示し、
丸印内の数字はピン番号である。第５図は、横軸にピン
番号で表したピン配置箇所と背景（暗部）を、縦軸に映
像信号レベルをとり、各ピンと背景（暗部）との、映像
信号レベルと２値化基準値とを、それぞれ小丸印と一点
鎖線とで示したものである。 第５図において、１番ピンの映像信号レベルは、このピ
ンが光源にもっとも近いので、Ｅｌで表され、もっとも
高い。以下、光源から遠ざかるにしたがって、２．３番
ピンはＥ２で、４〜６番ビンはＥ４で、７〜１０番ピン
はＥｌで、背景の暗部はＢでそれぞれ表される。なお、
横一線に並んだピンは、光源３１（第１図参照）によっ
てほぼ等しい輝度をもつから、その映像信号レベルもほ
ぼ等しくなる。 したがって、すべてのピン１〜１０を背景から識別する
ためには、もっとも低い映像信号レベルＥ７（７〜１０
番ピン）と、背景の映像信号レベルＢとの中間にある値
に７を基準値に選択すればよい。 また、ピン１〜６をピン７〜１０．背景から識別するた
めには、映像信号レベルＥ４（４〜６番ピン）と、映像
信号レベルＥ７（７〜１０番ピン）との中間にある値に
４を基準値に選択すればよい。同様に、ピン１〜３をピ
ン４〜１０．背景から識別するためには値に２を、ピン
１をそれ以下のすべてのピン２〜１０．背景から識別す
るためには値に１を選択することになる。 第６図の撮像視野３０では、いずれのピンヘッドの画像
もその後方にあるピンの画像と完全には重ならないよう
に１最像されている。すなわち、ピン４〜６のヘッド画
像は、その後方のピン７〜１０の画像とほとんど重なっ
ていない。ピン２．３のヘッド画像は、それぞれその後
方のピン８．ピン９の画像と、また、ピン１のヘッド画
像は、その後方のピン５の画像とそれぞれ部分的に重な
っているだけである。このように撮像するために、ＴＶ
カメラ２１は、セットされたピン１〜１０を、垂直方向
には斜め上方から、水平方向にはやや斜め左側から撮像
するように設置される。 各ピン１〜１０のヘッド画像の一部を部分的に含み、か
つ、そのピンが打倒されたときその後方に位置するビン
画像は含まれないように、ウィンドウ（領域）Ｗｌ、〜
ＷＩＯが設定される。すなわち、ピン１では、そのヘッ
ドの右縁線を含む形で横幅の狭い方形の堕イントウＷ１
が設定される。このウィンドウＷ１の内部にあるビンヘ
ッド画像は、斜線部分のＨｌである。このウィンドウＷ
１の横幅が狭いのは、後方に位置するピン３．５の画像
が入らないようにするためである。 なお、ウィンドウを各ビンヘッド部分に設定するのは、
打倒されたピンがウィンドウ内に入らないようにするた
めであり、このためには、ウィンドウは例えばボウリン
グビンの頭頂から、ピンの最もくびれた位置までの範囲
内の適宜箇所に設定すればよい。なお各ウィンドウには
、そのウィンドウに対応するピンが打倒された場合のみ
ならず、他のウィンドウに対応するピンが打倒された場
合にも、このピンがそのウィンドウに入ってこないよう
にしなければならない。 同様にまた、ピン２，３では、そのヘッドの左縁線を含
む形で横幅の狭い□ビン１の場合よりは広い□方形のウ
ィンドウＷ２．Ｗ３が設定される。このウィンドウＷ２
．Ｗ３もピン１の場合と同じく、それぞれ後方のピン８
．９の画像が、これらのウィンドウ内に入ってこないよ
うに設定される。 ピン４，５．６では、そのヘッドの右縁線を含み、かつ
、各々のビンヘッドの上部の部分をほとんど含む、さら
に横幅の広い方形のウィンドウＷ４．Ｗ５．Ｗ６が設定
される。ピン７〜１０では、後方に他のピンがないから
、そのピンヘッドの上部全体を含み、またさらに横幅の
広い方形のウィンドウが設定される。 この場合の、２値化のための基準値は、すべてのウィン
ドウＷ１〜ＷＩＯに共通に、第５図に示したに７値□映
像信号レベルＥ７とＢとの中間値□が選択される。 したがって、あるピンが打倒されると、そのピンヘッド
画像が、これに対応するウィンドウから消え、しかも、
その後方には他のピン画像がないから、ウィンドウ内の
画像面積は零になり、このことでピンが打倒されたと識
別できる。前記したように、ウィンドウがピンヘッドの
位置に設定されているから、打倒された他のピンの画像
がウィンドウ内に入るおそれはない。 ナオ・ウィンドウ内の画像面積の算出は、第３図の画像
特徴抽出回路２６でおこなわれ、識別回路２７ニオいて
この画像面積が所定値以下であることに基づいてピン被
打倒が識別される。 第６図に示したウィンドウの設定において、各ウィンド
ウに対して同一の基準値を設定しておくと、２値化回路
２２（第３図参照）とその処理を簡単化することができ
る。 別の実施例を示す第７図の撮像視野４ｏは、セントされ
たピン１〜１０の真正面の斜め上方から撮像したもので
ある。この場合、一部のピンヘッドの画像がその後方に
ある他のピンの画像と重なり合っている。例えば、ピン
ｌとピン５、ピン２とピン８、ピン３とピン９、である
。また、各ピンヘッドに対応するウィンドウＷｌｌ〜Ｗ
２０は、互いに重ならない範囲で、そのピンヘッドの画
像を中央にして横方向に広く設定することができる。し
がも、各ウィンドウごとに異なる基準値を設定する。 例えば、ピン１に対しては値に１−映像信号レベルＥｌ
、Ｅ２の中間値（第５図参照）−を選択する。以下同様
に、ピン２，３に対しては、値に２）ピン４〜６に対し
ては値に４、ピン７〜１ｏに対しては値に７をそれぞれ
選択する。 基準値が以上のように設定されるから、例えば、ウィン
ドウＷｌｌ内でピン１のヘッド画像は存在するが、同じ
ウィンドウＷｌｌ内でピン５の画像は消去され、明確に
識別される。２値化の基準値が、ピン５の映像信号レベ
ルＥ４より大きいからである。以下、ウィンドウＷ１２
内のピン２，８、およびウィンドウＷ１３内のピン３，
９についても同様である。 なお上述のように、２値化の基準値をＫｌ、に２゜Ｋ４
．に７の４種類にしたのは、前後にあるピン同士のピン
ヘッド画像の重なり合いの可能性をすべて考慮したから
である。実際上は、重なり合いはほとんどないから値に
２．に’７の２種類だけでも十分可能である。一般にウ
ィンドウは、ピンヘッド部を中央にしてできるだけ広く
設けるのがよい。 これは、ピンが打倒はされないが押され移動することが
あり、この移動によってピンヘッドがウィンドウから逸
脱したら、「被打倒」と誤識別されるからである。 第７図の実施例では、各ウィンドウを広く設定できるか
ら、この種の誤識別のおそれが防げる。 併せて、ウィンドウ自体の設定時に他のピン画像と重な
らないように、あるいはＴＶカメラの位置。 方向を決めるときピンヘッドとその後方のピンの画像と
が重ならないように、とくに細かく注意を払う必要がな
く、調整が格段に簡単である。 なお、第７図の実施例では、光源３１が棒状の蛍光灯（
第１図参照）であり、セットされたピンの正面上方から
照射しているから、横方向の同一線上に並んだピンに対
しては、その輝度がほぼ等しいとして、２値化のための
基準値を共通に選択した。もし、照明条件によって、同
一線上の各ピンの輝度が、実際上等しいと見なせない程
度に異なる場合には、その各輝度に応じて各ウィンドウ
ごとに異なる基準値を設定すればよい。

【発明の効果】

以上説明したように、投球によってピンが打倒される前
には、設定された各領域には、これに対応するピンヘッ
ド画像だけがあり、がっ、その少なくとも一部が、少な
くとも部分的に含まれていて、もし、あるピンが打倒さ
れると、それに対応する領域からピンヘッドの画像が消
えてなくなるから、そのピンが打倒されたと識別できる
。 したがって、この発明によれば、従来の技術に比べ次の
ようなすぐれた効果が得られる。 （１）識別原理が単純であるがら、識別確度が極めて高
い。 （２）　　この発明を適用した装置は可動部分を含まな
いので、故障も少なく、併せて耐久性もあり長寿命であ
る。 （３）装置の調整が簡単で、かつ短時間におこなうこと
ができ、コスト的にも有利である。 （４）装置の設置位置は、セットされるピン位置に近く
、したがって競技者から離れているため、その存在が意
識されに＜＜、競技の雰囲気を害することがない。 （５）実施例によれば、各領域ごとにそれぞれの基準値
で２値化されるから、前後のピン６ソドが多少型なり合
っていても、誤識別は起こらない。言いかえれば、領域
の設定位置に余裕がとれるから、その設定が楽になる。 また、領域を、後方のピンヘッドに関係なく、対応する
ピンヘッドに対して広く設定できるから、かなり大きい
ピン移動が起こっても、そのピンヘッド画像がその領域
内に存在することになり、「被打倒」と識別でき、識別
確度はさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る一実施例を適用した装置配置
の平面図、 第２図は同じくその側面図、 第３図はこの実施例を適用した装置のブロック図、第４
図はピン配置図、 第５図はピン番号とその映像信号レベル、２値化基準値
との対応図、 第６図は、この実施例を適用したときの撮像視野の説明
図、 第７図は、別の実施例を適用したときの撮像視野の説明
図、 第８図は従来技術を適用した装置配置の平面図、第９図
は同じくその側面図である。 符号説明 １〜１０：ピン（１番ビン〜１０番ピン）、Ｗ１〜ＷＩ
Ｏｉ　Ｗｌｌ〜Ｗ２０　：ウインドウ（領域）、Ｈ１〜
ＨＩＯ；Ｈ１ｌ〜Ｈ２０：ピンヘッドの画像、２１：Ｔ
Ｖカメラ、２２：２値化回路、２３：基準値設定回路、
２４：画像メモリ、２５：ウィンドウ設定回路、２６二
画像特徴抽出回路、２７：識別回路、２８：モニタＴＶ
、 ２９ニスコア表示装置、３０．４０　　：撮像視野、第
１回 果２目 ■　■　■　［相］ ■　■　■ ■　■ ■ 第４図 第５目 ゛づφ １〜１０ １〜１０ 第８プ 第９０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セットされたピンを、このピンの前面斜め上方か
   ら撮像手段によって、この撮像手段によって得られる前
   記いずれのピンのヘッドの画像もそれより前方にセット
   された他のピンのヘッドの画像によって遮蔽されないよ
   うに撮像し、かつ、撮像視野内に前記各ピンヘッドの少
   なくとも一部の画像を少なくとも部分的に含む領域を前
   記各ピンヘッド毎に領域設定手段によって設定し、この
   領域に対して定められた基準値を基に２値化された画像
   信号より、投球後の前記ピンヘッドの画像の前記領域内
   における有無を判別して前記ピンの被打倒を識別するこ
   とを特徴とするボウリングの被打倒ピン識別方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、各領域
   内におけるピンヘッド画像の映像信号が、すべての領域
   に対して共通に定められた基準値に基づいて２値化され
   、併せて前記各領域に対応するピンが打倒されたとき、
   前記各領域にはその後方に位置するピン画像が含まれな
   いことを特徴とするボウリングの被打倒ピン識別方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載の方法において、各領域
   内におけるピンヘッド画像の映像信号が、各領域ごとに
   それぞれ定められた基準値に基づいて２値化されること
   を特徴とするボウリングの被打倒ピン識別方法。 ４）特許請求の範囲第３項記載の方法において、各領域
   ごとにそれぞれ定められた基準値が、２番ピンと３番ピ
   ン、４番ピンないし６番ピン、７番ピンないし１０番ピ
   ンに関してはそれぞれ共通であることを特徴とするボウ
   リングの被打倒ピン識別方法。