KR19990086247A - Sports visual effect processor - Google Patents

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KR19990086247A
KR19990086247A KR1019980019130A KR19980019130A KR19990086247A KR 19990086247 A KR19990086247 A KR 19990086247A KR 1019980019130 A KR1019980019130 A KR 1019980019130A KR 19980019130 A KR19980019130 A KR 19980019130A KR 19990086247 A KR19990086247 A KR 19990086247A
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이재호
이상길
조문재
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박권상
한국방송공사
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Abstract

본 발명은 스포츠 영상효과 처리장치에 관한 것으로, 특히 영상처리부(3)를 스윙 모션 추출부(31)와 공 추적부(32)로 구성하되, 상기 스윙 모션 추출부(31)는 전경 녹화부(311), 배경녹화부(312), 물체영역 추출부(313), 선수영역 추출부(314) 및 스윙출력 제어부(315)로 구성하여 추출한 선수의 각 모션 영역을 중첩 또는 펼침 방법으로 한 화면에 합성 표현하여 골프 선수의 전체적인 스윙동작을 시청자가 쉽게 분석하고 이해할 수 있도록 하고, 공 추적부(32)는 추적물 선택부(321), 추적창 설정부(322), 초기 배경영상 생성부(323), 입력영상 잡음제거부(324), 물체 추출부(325), 추적 중심 설정부(326), 합성 배경영상 생성부(327) 및 추적출력 제어부(328)로 구성하여 공 추적시 방해가 되는 선수의 발이나 운동기구 물체의 배경잡음을 극복하고 추적의 신뢰도를 높일 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a sports image effect processing apparatus, and in particular, the image processing unit 3 comprises a swing motion extracting unit 31 and a ball tracking unit 32, the swing motion extracting unit 31 is a foreground recording unit ( 311), the background recording unit 312, the object area extraction unit 313, the player area extraction unit 314 and the swing output control unit 315 to extract each motion area of the athlete extracted on one screen in a superimposed or unfolding method Synthetic expression allows the viewer to easily analyze and understand the overall swinging motion of the golf player, the ball tracking unit 32 is a tracking object selection unit 321, tracking window setting unit 322, initial background image generation unit 323 ), An input image noise canceller 324, an object extractor 325, a tracking center setting unit 326, a composite background image generator 327, and a tracking output control unit 328 are obstructed when tracking a ball. To overcome the background noise of athlete's feet or sports equipment objects and increase the reliability of tracking. It is.

Description

스포츠 영상효과 처리장치Sports visual effect processor

본 발명은 스포츠 영상 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 스포츠 중계 방송시, 스윙 시간이 짧고 그 자세가 중요한 골프 경기나, 야구경기 또는 볼링 경기나 테니스 경기 등에서 동영상 추출 및 합성방식을 통해 정확히 선수를 추출하여 그 스윙동작을 순차적으로 겹치거나 펼쳐 표현함으로써 일반 시청자들이 선수의 스윙동작을 쉽게 분석하고 이해할 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to a sports image processing apparatus, and more particularly, in sports broadcasting, a player can accurately capture a player through a video extraction and synthesis method in a golf game, a baseball game, a bowling game or a tennis game where swing time is short and the posture is important. By extracting and expressing the swing motions sequentially, the invention is invented so that ordinary viewers can easily analyze and understand the swing motions of the athlete.

종래에는, 골프 선수의 티샷 스윙이나, 야구선수의 배팅시 스윙자세, 볼링선수의 투구 폼 및 테니스 선수의 폼등을 분석하기 위해 골프 클럽이나 야구 방망이, 볼링 장갑 및 테니스 라켓 등에 마그네틱을 부착하여, 그것을 감지하는 센서와 컴퓨터를 이용하여 골프 클럽 또는 야구 방망이, 볼링 장갑 및 테니스 라켓 등의 위치를 추적하여 스윙동작을 분석하거나 적외선 장비를 사전에 설정된 곳에 설치하여 골프클럽이나 야구 방망이, 볼링 장갑 및 테니스 라켓 등이 적외선을 지날 때를 감지하여 스윙 속도를 측정하는 장치가 있다.Conventionally, a magnetic club is attached to a golf club, baseball bat, bowling glove, tennis racket, etc. to analyze a golf player's tee shot swing, a swinging posture of a baseball player, a bowling player's pitching form, and a tennis player's form. Using a sensor and a computer to detect the location of golf clubs or baseball bats, bowling gloves and tennis rackets, analyze the swing motion or install infrared equipment in a pre-set location to play golf clubs, baseball bats, bowling gloves and tennis rackets There is a device that detects when the back light passes infrared rays and measures the swing speed.

그러나, 상기와 같이 골프 클럽이나 야구 방망이, 볼링 장갑 및 테니스 라켓등에 특정 장치를 부착하는 것은 각각의 스포츠 경기 진행에 방해가 되며, 적외선 장치의 사용은 설치가 힘이 들고 선수의 위치 변화에 대해 유연하게 대처하지 못하는 단점이 있다.However, attaching specific devices to golf clubs, baseball bats, bowling gloves, tennis rackets, etc. as described above interferes with the progress of each sporting event, and the use of infrared devices is difficult to install and flexible to changes in player position. There is a disadvantage that can not cope.

그러므로 이러한 별도의 측정 장치를 사용하는 방법은 제한적이어서 실제 각각의 경기 중계 방송에 적용하기가 어렵다.Therefore, the method of using such a separate measuring device is limited and it is difficult to apply to the actual broadcast relay broadcast.

이외에도 카메라로부터 입력된 영상에서 특정물체를 추출하는 방법으로는 크로마키(chroma key) 합성법과 매트합성법이 사용되고 있다.In addition, chroma key synthesis and matte synthesis are used to extract specific objects from an image input from a camera.

그런데, 전자의 크로마키합성법은, 크로마키 백(chroma key back)이라고 불리는 특수한 스크린(대부분 청색이다)을 배경으로 하여 촬영한 화상에서 색정보를 사용하여 특정 물체를 추출하는 방법인데, 이 방법은 크로마키백 내에서만 사용해야 한다는 제약이 있음에 따라 실제 경기에 적용하기가 어렵다.By the way, the former chroma key synthesis method is a method of extracting a specific object using color information from an image photographed against a special screen (mostly blue) called a chroma key back. It is difficult to apply to the actual game due to the restriction that it should be used only within the chroma key bag.

또, 후자의 매트합성법은, 추출하고자하는 물체의 윤곽을 마우스나 타블렛(tablet)등을 사용하여 사람이 손으로 직접 지정하는 방법이므로, 특수한 배경을 필요로 하지 않고 모든 화상에 적용할 수 있는 이점이 있으나 동화상에 대해서는 모든 프레임에 대해 수작업을 하여야 하므로 작업시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.In addition, the latter matting method is a method of directly specifying a contour of an object to be extracted by a human hand using a mouse or a tablet, and thus can be applied to all images without requiring a special background. However, there is a problem in that it takes a lot of work time because a manual operation is required for every frame for moving images.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 골프선수나, 야구선수, 볼링선수 또는 테니스 선수 등의 스윙 모션을 분석하기 위한 부가적인 측정 장비없이 카메라로부터 입력된 그림을 영상처리하여 선수 영역만 추출하여 선수의 스윙동작을 분석하고 교정할 수 있도록 하는 스포츠 영상효과 처리장치를 제공하는데 그 주된 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, the image input from the camera without additional measuring equipment for analyzing the swing motion of a golf player, baseball player, bowling player or tennis player, etc. The main purpose of the present invention is to provide a sports image processing apparatus that can extract and analyze only the athlete's area to analyze and correct the swing motion of the athlete.

본 발명의 다른 목적은, 추출한 선수 영역을 중첩 또는 펼쳐 표현시켜 연속적으로 입력된 선수의 스윙 동작을 한 화면에 합성 표현하여 그 동작을 쉽게 이해할 수 있게 하고 스포츠 중계방송에 효과적으로 적용할 수 있는 스포츠 영상효과처리장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to superimpose or unfold the extracted athlete area to express the swing motions of consecutively inputted athletes on one screen so that the motion can be easily understood and can be effectively applied to sports broadcasting. An effect processing apparatus is provided.

본 발명의 또 다른 목적은, 각종 경기에 사용되는 공의 추적시 추적 방향성 테이블을 적용하여 각종 경기용 공의 추적에 따른 신뢰도를 높일 수 있는 스포츠 영상효과 처리장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a sports visual effects processing apparatus that can increase the reliability of tracking a ball for various races by applying a tracking directionality table when tracking a ball used in various races.

이러한 본 발명의 목적은, 각종 경기의 상황을 촬상하여 영상 데이터를 출력하는 카메라와 ; 상기 카메라로부터 입력된 아날로그 데이터를 영상 처리를 위해서 디지털로 바꾸는 A/D 변환부와 ; 상기 A/D 변환부를 통해 연속적으로 입력되는 디지털 영상신호에 대해 소정의 알고리듬을 통해 원하는 신호를 추출하는 영상 처리부와 ; 상기 영상 처리부의 처리결과 정보와 파라메터를 실시간으로 저장하는 영상 및 파라메터 저장부와 ; 상기 영상 치리부에서 출력되는 디지털 영상 데이터에서 배경영상과 물체영상으로 분리한 후 최종 추출된 물체영상과 배경영상을 합성한 디지털 영상을 아날로그 신호로 변환시켜 출력부로 출력시켜 주는 D/A 변환부로 구성된 스포츠 영상 처리장치에 있어서, 상기 영상 처리부는 선수추출 알고리듬을 이용하여 연속적으로 입력된 디지털 영상신호에서 선수만 추출하여 각종 경기중인 선수의 스윙 모션을 추출해내는 스윙 모션 추출부와 ; 추적 알고리듬을 이용하여 연속적으로 입력된 디지털 영상신호에서 공을 추출하여 공의 가시화에 이용할 수 있도록 하는 공 추적부로 구성하고, 상기 영상 및 파라메터 저장부는 상기 영상 처리부에서 추출한 선수 영상과 선수 영역의 기준점과 공간 위치정보 등의 파라메터를 실시간으로 저장토록 하되,The object of the present invention is to capture a situation of various races and to output video data; An A / D converter converting analog data input from the camera into digital for image processing; An image processor for extracting a desired signal through a predetermined algorithm with respect to the digital image signal continuously input through the A / D converter; An image and parameter storage unit configured to store processing result information and parameters in real time in the image processor; It is composed of D / A converting unit that separates the final extracted object image and the background image from the digital image data output from the image control unit and converts the digital image obtained by combining the final extracted object image and the background image into an output unit. A sports image processing apparatus comprising: a swing motion extracting unit extracting only a player from a digital image signal continuously input by using a player extraction algorithm to extract swing motions of players in various races; It consists of a ball tracking unit that extracts the ball from the continuous digital input signal using the tracking algorithm to be used for the ball visualization, and the image and parameter storage unit and the reference point of the player image and the player area extracted from the image processing unit To save parameters such as spatial location information in real time,

상기 스윙 모션 추출부는 배경영상만 녹화하여 평활화시키는 배경녹화부와 ; 선수의 연속적인 스윙동작을 녹화하고 평활화시키는 전경녹화부와 ; 상기 배경녹화부에서 선택한 참조영상과 전경녹화부에서의 입력영상과의 차영상을 통한 물체영역추출부와 ; 상기 물체영역 추출부에서 출력되는 개략적인 물체영역에서 외부 배경잡음을 제거하고 배경과 선수를 분리하는 선수영역 추출부와 ; 기본 영상처리를 거친후의 물체영역 주위에 붙어있는 배경잡음을 제거하고 순수 선수 영상만을 얻기 위한 선수영역 추출부와 ; 추출한 선수 영상의 출력 제어를 위한 스윙출력 제어부로 구성하고, 공 추적부는 카메라로부터 입력되는 영상에서 추적물을 사용자가 초기 선택하는 추적물 선택부와 ; 선택된 추적물을 중심으로 추창을 설정하는 추적창 설정부와 ; 추적창 설정범위 내에서 추적물을 제외한 순수 배경 영상을 생성하는 초기 배경영상 생성부와 ; 카메라부에서 입력되는 영상에서 전체적인 잡음을 제거하는 입력영상 잡음제거부와 ; 초기 배경영상과 입력영상 잡음제거부에서 출력되는 입력영상을 이용하여 추적물을 추출하는 물체 추출부와 ; 추출한 물체의 무게중심을 구하여 새로운 추적창을 생성하는 추적 중심 설정부와 : 상기 추적 중심 설정부에서 설정한 새로운 추적창 범위 내에서 다음 입력되는 영상의 추적물을 추출하기 위한 배경 영상을 만드는 합성 배경 영상 생성부와 ; 상기 물체 추출부의 결과 영역과 파라메터를 이용하여 합성 영상을 위한 화면 제어를 하는 추적출력 제어부로 구성하므로써 달성할 수 있다.The swing motion extracting unit records and smoothes only a background image; A foreground recording unit for recording and smoothing a player's continuous swing motion; An object region extraction unit using a difference image between the reference image selected by the background recording unit and the input image in the foreground recording unit; A player area extraction unit for removing external background noise from the rough object area output from the object area extraction unit and separating a background and a player; A player area extraction unit for removing background noises around the object area after basic image processing and obtaining only pure player images; A track output control unit configured to control the output of the extracted player image, the ball tracker comprising: a tracker selector configured to initially select a tracker from an image input from a camera; A tracking window setting unit for setting a window around the selected track object; An initial background image generator for generating a pure background image excluding a traced object within a tracking window setting range; An input image noise removing unit for removing the overall noise from the image input from the camera unit; An object extracting unit extracting a trace object using the input image output from the initial background image and the input image noise removing unit; A tracking center setting unit for generating a new tracking window by obtaining the center of gravity of the extracted object, and a synthesis background for creating a background image for extracting a tracking object of the next input image within the new tracking window range set by the tracking center setting unit. An image generator; It can be achieved by configuring a tracking output control unit for screen control for the composite image using the result region and the parameter of the object extraction unit.

따라서, 스윙 시간이 짧고 그 자세가 중요한 스포츠 경기 중계방송시 동영상 추출 및 합성방식을 통해 정확히 선수를 추출하여 그 스윙동작을 순차적으로 겹치거나 펼쳐 표현할 수 있어, 일반 시청자들이 선수의 스윙동작을 쉽게 분석하고 이해할 수 있는 것이다.Therefore, during the sports broadcast broadcast where the swing time is short and the posture is important, the player can accurately extract the player's swing movements by sequentially extracting and synthesizing the video through the video extraction and synthesis method, and the general viewer can easily analyze the swing movement of the athlete. And understandable.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명 장치의 전체 블록 구성도1 is an overall block diagram of an apparatus of the present invention

도 2는 도 1중 스윙 모션 추출부의 블록 구성도FIG. 2 is a block diagram illustrating a swing motion extractor of FIG. 1.

도 3은 도 1중 공 추출부의 블록 구성도3 is a block diagram illustrating the hole extracting unit in FIG. 1.

도 4의 (a)-(d)는 스윙 모션 추출의 결과로써 모니터 상에 나타나는 화면의 예시도4 (a)-(d) are exemplary views of a screen displayed on the monitor as a result of swing motion extraction.

도 5는 본 발명에 의해 추적창내에서의 초기 배경합성 영상을 생성하는 예시도5 is an exemplary diagram for generating an initial background synthesis image in a tracking window according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의해 골프공의 예상 추적 방향을 설정하는 추적 방향성 테이블 구성도6 is a configuration of a tracking directionality table for setting an expected tracking direction of a golf ball according to the present invention.

도 7의 (a)-(d)는 본 발명 장치에 의한 공(예 : 골프 공) 추적의 결과로써 모니터상에 나타나는 화면의 예시도7 (a)-(d) are exemplary views of a screen displayed on a monitor as a result of tracking a ball (eg golf ball) by the device of the present invention.

도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts in the drawings

1 : 카메라 2 : A/D 변환부1: camera 2: A / D conversion unit

3 : 영상 처리부 4 : 영상 및 파라메터 저장부3: image processing unit 4: image and parameter storage unit

5 : D/A 변환부 6 : 출력부5: D / A conversion unit 6: Output unit

31 : 스윙 모션 추출부 32 : 공 추적부31: swing motion extraction unit 32: ball tracking unit

311 : 전경 녹화부 312 : 배경 녹화부311: foreground recording unit 312: background recording unit

313 : 물체 영역 추출부 314 : 선수 영역 추출부313: object region extraction unit 314: bow region extraction unit

315 : 스윙출력 제어부 3131 : 차영상부315: swing output control unit 3131: difference video unit

3132 : 영역 레이블링부 3133 : 수동 편집부3132: region labeling unit 3133: manual editing unit

321 : 추적물 선택부 322 : 추적창 설정부321: tracking object selection unit 322: tracking window setting unit

323 : 초기 배경영상 생성부 324 : 입력 영상 잡음제거부323: Initial background image generating unit 324: Input image noise removing unit

325 : 물체 추출부 326 : 추적 중심 설정부325: object extraction unit 326: tracking center setting unit

327 : 합성 배경영상 생성부 328 : 추적 출력제어부327: synthetic background image generation unit 328: tracking output control unit

3251 : 차영상부 3252 : 영역 레이블링부3251: difference image portion 3252: region labeling portion

3253 : 추적 방향성 테이블 적용부 3254 : 형태학 처리부3253: tracking direction table application unit 3254: morphological processing unit

도 1은 본 발명 장치의 전체 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1중 스윙 모션 추출부의 블록 구성도를 나타낸 것이며, 도 3은 도 1중 공 추출부의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 4의 (a)-(d)는 스윙 모션 추출의 결과로써 모니터 상에 나타나는 화면의 예시도를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명에 의해 추적창내에서의 초기 배경합성 영상을 생성하는 예시도를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 의해 골프공의 예상 추적 방향을 설정하는 추적 방향성 테이블 구성도를 나타낸 것이며, 도7의 (a)-(d)는 본 발명 장치에 의한 공(예 ; 골프 공) 추적의 결과로써 모니터상에 나타나는 화면의 예시도를 나타낸 것이다.1 is a block diagram illustrating the entire block diagram of the apparatus of the present invention, FIG. 2 is a block diagram illustrating the swing motion extraction unit in FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram illustrating the hole extraction unit in FIG. 1, and FIG. 4. (A)-(d) shows an exemplary view of a screen appearing on the monitor as a result of swing motion extraction, and FIG. 5 shows an exemplary view for generating an initial background composite image in a tracking window according to the present invention. 6 shows a configuration of a tracking directional table for setting an expected tracking direction of a golf ball according to the present invention, and FIGS. 7 (a) to 7 (d) show ball (eg, golf ball) tracking by the present invention. As a result, an example of the screen appearing on the monitor is shown.

이에 따르면, 각종 경기의 상황을 촬상하여 영상 데이터를 출력하는 카메라(1)와 ; 상기 카메라(1)로부터 입력된 아날로그 데이터를 영상 처리를 위해서 디지털로 바꾸는 A/D 변환부(2)와 ; 상기 A/D 변환부(2)를 통해 연속적으로 입력되는 디지털 영상신호에 대해 소정의 알고리듬을 통해 원하는 신호를 추출하는 영상 처리부(3)와 ; 상기 영상 처리부(3)의 처리결과 정보와 파라메터를 실시간으로 저장하는 영상 및 파라메터 저장부(4)와 ; 상기 영상 처리부(3)에서 출력되는 디지털 영상 데이터에서 배경영상과 물체영상으로 분리한 후 최종 추출된 물체영상과 배경영상을 합성한 디지털 영상을 아날로그 신호로 변환시켜 출력부(6)로 출력시켜 주는 D/A 변환부(5)로 구성된 스포츠 영상 처리장치에 있어서,According to this, the camera 1 which captures the situation of various competitions, and outputs image data; An A / D converter 2 for converting analog data input from the camera 1 into digital for image processing; An image processor (3) for extracting a desired signal through a predetermined algorithm with respect to the digital image signal continuously inputted through the A / D converter (2); An image and parameter storage unit 4 for storing the processing result information and the parameters of the image processing unit 3 in real time; After separating the background image and the object image from the digital image data output from the image processing unit (3) converts the final extracted object image and background image by converting the digital image into an analog signal to output to the output unit (6) In the sports image processing apparatus composed of the D / A converter (5),

상기 영상 처리부(3)는 선수추출 알고리듬을 이용하여 연속적으로 입력된 디지털 영상신호에서 선수만 추출하여 각종 경기중인 선수의 스윙 모션을 추출해내는 스윙 모션 추출부(31)와 ; 추적 알고리듬을 이용하여 연속적으로 입력된 디지털 영상신호에서 공을 추출하여 공의 가시화에 이용할 수 있도록 하는 공 추적부(32)로 구성하고, 상기 영상 및 파라메터 저장부(4)에는 상기 영상 처리부(3)에서 추출한 선수 영상과 선수 영역의 기준점과 공간 위치정보 등의 파라메터가 실시간으로 저장되도록 한 것을 기본적인 특징으로 한다.The image processing unit (3) includes a swing motion extracting unit (31) for extracting only the athletes from the digital image signals continuously input by using the player extraction algorithm to extract the swing motions of the athletes in various races; It consists of a ball tracking unit 32 for extracting the ball from the continuously input digital image signal using the tracking algorithm to be used for the visualization of the ball, the image and parameter storage unit 4 is the image processing unit (3) ), And the parameters such as the reference point and the spatial position information of the athlete's area extracted from the athlete's area are stored in real time.

이때, 상기 스윙 모션 추출부(31)는 카메라(1)의 출력으로부터 선수의 스윙모션을 촬영하고 영상잡음을 제거하기 위해 입력 영상을 평활화시키는 전경녹화부(311)와 ; 카메라가 고정된 상태에서 선수가 없는 순수한 배경영상을 촬영하고 평활화시키는 배경녹화부(312)와 ; 상기 배경녹화부(312)에서 선택한 참조영상과 전경녹화부(311)에서의 입력영상과의 차영상을 통해 물체블럭을 추출하는 물체영역 추출부(313)와 ; 상기 물체영역 추출부(313)에서 출력되는 개략적인 물체영역에서 외부 배경잡음을 제거하고 배경과 선수를 분리하는 선수영역 추출부(314)와 ; 상기 선수영역추출부(314)에서 추출한 선수 영역과 각종 정보의 입출력을 제어하는 스윙출력 제어부(315)로 구성된 것을 특징으로 한다.At this time, the swing motion extractor 31 includes a foreground recording unit 311 for smoothing the input image to capture the swing motion of the athlete from the output of the camera 1 and to remove the image noise; A background recording unit 312 for shooting and smoothing a pure background image without a player while the camera is fixed; An object region extraction unit 313 for extracting an object block through a difference image between a reference image selected by the background recording unit 312 and an input image by the foreground recording unit 311; A bow region extractor 314 for removing external background noise from the rough object region output from the object region extractor 313 and separating a background and a bow; And a swing output control unit 315 for controlling input and output of the player area extracted from the player area extraction unit 314 and various types of information.

한편, 상기 물체영역 추출부(313)는 전경녹화부(311)와 배경녹화부(312)에서 각각 출력되는 전경 영상과 배경 영상의 차성분을 추출하고 이를 이진화하는 차영상부(3131)와 ; 상기 차영상부(3131)에서 출력되는 이진화 영상을 영역단위로 구분하고 큰 영역들 중에서도 화면 중심에 가까운 영역을 물체영역으로 분류하는 영역 레이블링부(3132)와 ; 상기 영역 레이블링부(3132)의 결과로 생성되는 물체영역에서 손상되기 쉬운 운동기구 물체부분을 수동 편집할 수 있도록 하는 수동 편집부(3133)로 구성된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the object region extraction unit 313 is a difference image unit 3131 for extracting and binarizing the difference components of the foreground image and the background image output from the foreground recording unit 311 and the background recording unit 312, respectively; An area labeling unit 3132 for dividing the binarized image output from the difference image unit 3131 into area units and classifying a region close to the center of the screen among large areas as an object area; It is characterized in that it comprises a manual editing unit (3133) for manually editing the part of the exercise machine object that is easy to damage in the object region generated as a result of the area labeling unit (3132).

또한, 상기 공 추적부(32)는 카메라(1)로 부터 입력되는 영상에서 추적하고자하는 물체를 초기에 사용자가 마우스로 선택할 수 있도록 하는 추적물 선택부(321)와 ; 상기 추적물 선택부(321)에서 선택된 추적물을 중심으로 추적창을 설정하는 추적창 설정부(322)와 ; 상기 추적창 설정부(322)에서 설정된 추적창 범위 내에서 추적물을 제외한 순수 배경 영상을 생성하는 초기 배경영상 생성부(323)와 ; 카메라(1)로부터 입력되는 영상신호에서 전체적인 잡음을 제거하는 입력영상 잡음제거부(324)와 ; 상기 초기 배경영상 생성부(323)에서 출력되는 초기 배경영상과 입력영상 잡음제거부(324)에서 출력되는 입력영상을 이용하여 추적물을 추출하는 물체 추출부(325)와 ; 상기 물체 추출부(325)에서 추출한 물체의 무게중심을 구하여 새로운 추적창을 생성하는 추적 중심 설정부(326)와 ; 상기 추적 중심 설정부(326)에서 설정한 새로운 추적창 범위 내에서 다음에 입력되는 영상의 추적물을 추출하기 위한 배경 영상을 만들어내는 합성 배경영상 생성부(327)와 : 상기 물체 추출부(325)의 결과 영역과 파라메터를 이용하여 합성 영상을 위한 화면 제어를 수행하는 추적출력 제어부(328)로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the ball tracking unit 32 includes a tracker selection unit 321 for allowing a user to initially select an object to be tracked in an image input from the camera 1 with a mouse; A tracking window setting unit 322 for setting a tracking window centering on the tracking object selected by the tracking object selecting unit 321; An initial background image generator 323 for generating a pure background image excluding a traced object within a tracking window range set by the tracking window setting unit 322; An input image noise removing unit 324 for removing an overall noise from an image signal input from the camera 1; An object extracting unit 325 for extracting a trace using an initial background image output from the initial background image generating unit 323 and an input image output from the input image noise removing unit 324; A tracking center setting unit 326 for obtaining a center of gravity of the object extracted by the object extracting unit 325 and generating a new tracking window; And a synthetic background image generator 327 for generating a background image for extracting a trace of a next input image within a new tracking window range set by the tracking center setting unit 326: the object extractor 325. The tracking output control unit 328 performs screen control for the synthesized image using the result region and the parameter of FIG.

이때, 물체 추출부(325)는 초기 배경영상 생성부(323) 또는 합성 배경영상 생성부(327)에서 각각 출력되는 배경영상과 입력영상 잡음제거부(324)에서 출력되는 입력 영상과의 차영상을 구해 그것을 이진화한 영상으로 만들어 내는 차영상부(3251)와 ; 상기 차영상부(3251)에서 출력되는 이진화 영상을 영역단위로 구분하는 영역 레이블링부(3252)와 ; 상기 영역 레이블링부(3252)의 결과인 물체 영역으로 설정된 영역들 중에서도 선수의 발이나 운동기구 물체의 소정부위 등의 추적잡음을 제거하기 위해 추적물의 방향성 정보를 이용하는 추적 방향성 테이블 적용부(3253)와 ; 상기 추적 방향성 테이블 적용부(3253)에서 출력되는 추적물에 대한 배경잡음을 제거하는 형태학 처리부(3254)로 구성한 것을 특징으로 한다.In this case, the object extractor 325 is a difference image between the background image output from the initial background image generator 323 or the composite background image generator 327 and the input image output from the input image noise canceller 324, respectively. A difference image unit 3251 to obtain and generate a binarized image thereof; An area labeling unit 3252 for dividing the binarized image output from the difference image unit 3251 in area units; A tracking directionality table applying unit 3253 using directional information of the tracker to remove tracking noises such as a foot of an athlete or a predetermined area of an object of a sports equipment among the areas set as the object zone resulting from the area labeling unit 3252. ; Characterized in that it consists of a morphological processing unit 3254 for removing the background noise for the trace output from the tracking direction table application unit 3253.

이와같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the device of the present invention configured as described above in detail.

먼저, 카메라(1)로부터 입력된 영상신호는 A/D 변화부(2)와 영상처리부(3)를 거쳐 영상 및 파라메터 저장부(4)로 입력된다.First, the image signal input from the camera 1 is input to the image and parameter storage unit 4 via the A / D change unit 2 and the image processor 3.

이때 처리시간을 줄이기 위해 카메라(1)로부터 입력되는 영상은 워크스테이션의 메모리에 바로 저장되며 영상 추출 및 추적 알고리듬으로 영상처리를 한 후 영상을 실시간으로 영상 및 파라메터 저장부(4)에 저장시킨다.At this time, the image input from the camera 1 is directly stored in the memory of the workstation in order to reduce the processing time and the image is processed in the image extraction and tracking algorithm, and the image is stored in the image and parameter storage unit 4 in real time.

상기 영상 및 파라메터 저장부(4)는 실시간 외장형 디스크로써 40MB/sec의 전송속도를 가지며 압축되지 않는 영상테이타에 대해 30프레임/초의 속도를 내므로 스포츠 중계방송에 적합하며, 송출시는 실시간 저장장치에 저장된 영상을 불러 D/A변화부(5)를 거쳐 송출한다.The video and parameter storage unit 4 is a real-time external disk having a transmission speed of 40 MB / sec and a speed of 30 frames / sec for an uncompressed video data, which is suitable for sports relay broadcasting. The image stored in the image is called out and sent through the D / A change unit 5.

영상처리부(3)의 스윙 모션 추출부(31)에서는 카메라(1)로부터 선수(예, 골프 또는 야구 선수 등)의 스윙동작을 녹화하고 3x3 평활화 필터를 사용하여 영상잡음을 제거하는 전경녹화부(311)와, 배경영상만 녹화하고 영상잡음을 제거하는 배경녹화부(312)에서 각각 출력되는 영상 출력을 차영상부(3131)에서 이들 영상의 차영상을 구하고 이진화한다.The swing motion extractor 31 of the image processor 3 records a swing motion of a player (for example, a golf player or a baseball player) from the camera 1 and uses a 3x3 smoothing filter to remove the image noise. 311 and the image output respectively output from the background recording unit 312 which records only the background image and removes the image noise, obtains the difference image of these images from the difference image unit 3131 and binarizes them.

여기서 입력영상과 배경영상의 화소성분중 배경성분들은 그 화소의 밝기가 비슷할 것이므로 그 차성분은 낮은 값을 가지며 입력 영상에서 선수가 나타난 부분은 비교적 높은 값을 가지게 된다.Since the background components of the pixel components of the input image and the background image will have similar brightness, the difference component has a low value and the portion where the player appears in the input image has a relatively high value.

그리고 차영상을 구하는데 있어서 단순히 휘도 성분만 이용해서 차영상을 구할 경우 입력영상과 배경영상간의 대조비가 낮은 부분에서는 물체 영역내부에 왜곡이 발생할 수 있음에 따라, 본 발명에서는 휘도성분 뿐만 아니라 R,G,B 화소의 밝기 성분을 이용하여 차영상 생성시 발생할 수 있는 물체 영역내의 왜곡을 감소시켰다.In the case of obtaining the difference image using only the luminance component, the distortion may occur in the object region at a low contrast ratio between the input image and the background image. By using the brightness components of the G and B pixels, distortion in the object region that may occur when generating the difference image is reduced.

즉, R,G,B 영상 각각에 대해 합성 배경영상을 만들고 각 화소에서 현재 영상의 R,G,B 영상과의 차값중 가장 큰 차성분을 물체 화소라고 판단하였다.That is, a composite background image is created for each of the R, G, and B images, and the largest difference component among the difference values between the R, G, and B images of the current image in each pixel is determined as the object pixel.

그리고 본 발명에서는 이진화 임계값을 10으로 하여 그 이상의 차영상의 화소값에 대해서는 물체로 판별하고 그 이하의 화소값에서는 배경 성분으로 판별하여 차영상을 물체와 배경으로 이진화하였다.In the present invention, the binarization threshold value is 10, and the pixel value of the difference image is determined as an object, and the pixel value of the difference value or less is determined as a background component, and the difference image is binarized into an object and a background.

이진화의 결과 영상은 실제 배경성분임에도 물체 영역이라고 잘못 인식된 오류 영역들이 많이 있음에 따라, 본 발명에서는 영역 레이블링부(3132)에서 이진화된 영상의 각 영역들에 대해 번호를 붙이고 임계화소 크기 미만의 영역들은 제기시켰다.As a result of the binarization, there are many error regions that are incorrectly recognized as object regions even though the image is an actual background component, and according to the present invention, the region labeling unit 3132 numbers each region of the binarized image and is smaller than the threshold pixel size. The areas were raised.

여기서 물체 영역 구분을 위한 임계값은 추출하고자하는 물체의 크기에 따라 임의로 설정하였다.In this case, the threshold for object zone classification is arbitrarily set according to the size of the object to be extracted.

그리고 이 임계화소보다 큰 배경 잡음 영역에 대해서는 운동 선수의 공간적위치 정보를 이용해서, 화면 중심에서 벗어난 물체의 큰 영역들은 배경성분으로 간주하여 제거하고 추출하고자 하는 선수의 물체 영역을 구하였다.And for the background noise area larger than this critical pixel, using the athlete's spatial position information, the large area of the object deviating from the center of the screen was regarded as the background component and the player's object area to be removed and extracted.

상기 영역 레이블링부(3132)의 결과 영역에서는 빠른 속도의 스윙 동작 때문에 운동기구 물체의 소정부위(예를들어 골프 클럽의 헤드)가 물체 영역과 연결되지 못하고 분리되어 제거되는 경우가 있다.In a result region of the area labeling unit 3132, a predetermined portion (eg, a head of a golf club) of the exercise device object may be separated and removed from the object area due to the high speed swinging operation.

이때 수동 편집부(3133)에서는 사용자가 전체 영역들을 보면서 운동기구 영역과 물체영역을 마우스로 연결시켜주는 작업으로 운동기구 영역의 소정부위에 대한 영역 손실을 막았다.At this time, the manual editing unit 3133 connects the exercise device area and the object area with a mouse while the user views the entire areas, thereby preventing the loss of a predetermined area of the exercise device area.

또, 선수 영역 추출부(314)에서는 영역 레이블링부(3132)의 물체 영역 주위에 붙어있는 배경잡음을 제거하기 위해 영상처리 기법중의 하나인 형태학 처리를 하여 물체 영역 내부에 있을 수 있는 구멍들을 채우고 외부에 있는 배경잡음을 제거한 다음 선수 영역에 대한 각종 정보를 생성한다.In addition, the bow region extraction unit 314 fills holes that may be inside the object region by performing morphological processing, which is one of image processing techniques, to remove the background noise stuck around the object region of the area labeling unit 3132. After removing external background noise, various kinds of information about the athlete's area are generated.

하기한 식(1)은 물체 영역 내부의 구멍을 채우고 물체 영역 주위에 붙어있는 배경잡음을 제거하기 위한 형태학 처리를 나타낸 것이다.Equation (1) below shows a morphological process for filling a hole inside the object area and removing background noise stuck around the object area.

Erosion( 3, A, B )Erosion (3, A, B)

Dilation( 3, A, B ) (1)Dilation (3, A, B) (1)

Dilation( 5, A, B )Dilation (5, A, B)

Erosion( 5, A, B )Erosion (5, A, B)

여기서, A는 물체 영역이고 B는 형태학 처리를 위한 마스크 블록이며, 3 또는 5라는 숫자는 마스크의 크기를 나타낸다.Where A is the object region and B is the mask block for morphological processing, and the number 3 or 5 represents the size of the mask.

선수영역 추출부(314)에서 추출한 영역의 각종 파라메터는 영역의 크기, 선수 영역을 감싸는 최소 경계 사각형의 좌표, 입력 영상열 중에서의 현재 입력영상의 시간적 위치, 스윙의 시작점과 끝점, 그리고 선수의 배열 기준점 등이다.Various parameters of the area extracted by the player area extraction unit 314 are the size of the area, the coordinates of the minimum boundary rectangle surrounding the player area, the temporal position of the current input image in the input video sequence, the start and end points of the swing, and the arrangement of the players. Reference point.

여기서 배열 기준점은 추출한 선수 영역을 영상 합성할 때 특정한 공간적 위치에 배열하기 위해서 설정한 것으로 예를들어 골프 스윙 모션에서 움직임이 적은 선수 영역의 오른쪽 발 하단을 배열 기준점으로 설정하였다.Here, the array reference point is set to arrange the extracted player area at a specific spatial position when synthesizing the images. For example, the lower right foot of the player area with less movement in golf swing motion is set as the array reference point.

스윙출력 제어부(315)에서는 상기 선수 영역 추출부(314)의 결과로 생성되는 선수 영역과 각종 파라메터를 이용하여 비디오 출력을 위한 제어를 한다.The swing output control unit 315 controls the video output by using the player area and various parameters generated as a result of the player area extraction unit 314.

한편, 도 4의 (a)-(d)는 본 발명 장치에 의해 골프 스윙 모션 추출의 결과를 모니터 상에 나타나는 화면의 예시도로써, (a)와 (b)는 추출한 선수 영역을 한 화면에 중첩 표현한 것으로 그 중 (a)는 한 선수에 대한 중첩 표현이고 (b)는 두 선수를 비교하기 위한 중첩 표현이다.On the other hand, Figure 4 (a)-(d) is an exemplary view of a screen that appears on the monitor the results of golf swing motion extraction by the apparatus of the present invention, (a) and (b) shows the extracted player area on one screen Overlapping expressions, in which (a) is an overlapping expression for one player and (b) is an overlapping expression for comparing two players.

그리고 도 4의 (c)와 (d)는 추출한 선수영역의 펼침 표현을 나타내고 있다.4C and 4D show the unfolded expression of the extracted player area.

이것은 첫 번째 추출한 선수영역의 배열 기준점을 시작으로 일정간격을 두고 선수를 펼쳐 표현한 것으로써, (c)는 한 선수의 펼침 표현이고 (d)는 두선수를 비교하기 위한 펼침 표현이다.This is an expression of unfolding the athlete at regular intervals starting from the first reference point of the arrangement of the athlete's area, where (c) is the unfolding expression of one athlete and (d) is the unfolding expression for comparing two athletes.

도 4의 (a)-(d)와 같이 골프 선수의 스윙 모션을 표현함에 있어서 선수를 추출하여 한 화면에 가시화하는 방법은 선수의 스윙모션을 한눈에 볼 수 있어 시청자에게 선수의 스윙모션을 자세히 알 수 있게 하고 또 골프 연습자에게는 자세 교정용으로 사용할 수 있다.As shown in (a)-(d) of FIG. 4, the method of extracting a player and visualizing it on one screen in expressing a swing motion of a golf player can see the swing motion of the player at a glance, so that the swing motion of the player is shown to the viewer in detail. It can be used for posture correction and for golf practitioners.

한편, 공 추적부(32)(예를들어 골프 공 추적부)에서는 먼저 입력영상에 대해 사용자가 추적하고자 하는 물체를 추적물 선택부(321)에서 마우스로 사각형을 그려 선택한다.Meanwhile, the ball tracking unit 32 (for example, the golf ball tracking unit) first selects an object to be tracked by the mouse on the object to be tracked with the mouse on the input image by drawing a rectangle with the mouse.

이때 추적창 설정부(322)에서는 선택한 추적물을 감싸는 사각형의 3배의 크기를 가지는 추적창을 설정하고 이 범위 안에서 3x3 평활화 필터를 사용해 영상잡음을 제거한다.In this case, the tracking window setting unit 322 sets a tracking window having a size three times larger than a rectangle surrounding the selected tracking object and removes image noise using a 3x3 smoothing filter within this range.

초기 배경영상 합성부(323)에서는 선택한 추적물 선택 사각형 내를 외부 배경으로 채워 순수 배경영상을 만든다.The initial background image synthesis unit 323 fills the selected trace object selection rectangle with an external background to create a pure background image.

도 5는 추적창의 모양을 보여주며 최외각의 사각형은 추적창의 외각 범위이고, 블록(5)는 선택한 추적물을 감싸는 사각형이며, 블록(5)를 제외한 나머지 같은 크기의 블록들은 배경블록들이다.5 shows the shape of the tracking window, the outermost rectangle is the outer range of the tracking window, block 5 is the rectangle surrounding the selected track, and blocks of the same size except block 5 are background blocks.

이때, 물체 블록(5)는 각 배경블록들의 화소평균값의 중간값을 가지는 블록으로 대치하여 초기 합성배영 영상을 만든다.In this case, the object block 5 is replaced with a block having an intermediate value of pixel average values of the background blocks to form an initial composite back image.

입력 영상 잡음제거부(324)는 카메라(1)로부터 입력되는 영상을 상기 추적창 설정부(322)에서 선택한 추적창과 공간적으로 같은 위치에서 3x3 평활화 필터를 사용하여 영상잡음을 제거한다.The input image noise removing unit 324 removes the image noise by using the 3x3 smoothing filter at the same position as the tracking window selected by the tracking window setting unit 322 for the image input from the camera 1.

또, 물체 추출부(325)의 차영상부(3251)와 영역 레이블링부(3252)는 상기 스윙 모션 추출부(31)의 물체영역 추출부(313)에서 사용한 차영상부(3131) 그리고 영역 레이블링부(3132)와 같은 역할을 한다.In addition, the difference image unit 3251 and the region labeling unit 3252 of the object extractor 325 may include the difference image unit 3131 and the region labeling unit used by the object region extractor 313 of the swing motion extractor 31. 3132).

추적방향성 테이블 적용부(3253)는 영역 레이블링부의 결과로 나온 여러 개의 영역 중에서 실제 공, 예를들어 골프공 영역을 찾는 방법으로써 초기 골프공의 진행 방향을 예측하고 진행 방향 내에 있는 물체 영역을 골프 공으로 선택한다.The tracking direction table application unit 3253 predicts the direction of the initial golf ball by using a method of finding a real ball, for example, a golf ball area, from among several areas resulting from the area labeling unit, and converts the object area within the direction of the golf ball into the golf ball. Choose.

도 6에 골프공의 추적 방향성 테이블을 나타내었다.6 shows the tracking direction table of the golf ball.

전체 입력영상을 구획 (a)에서 (b)로 나누고 초기 골프공의 추적 시작점이 어느 구획에 있느냐에 따라 골프 공의 예상 추적방향이 결정된다.The entire input image is divided into sections (a) to (b), and the expected tracking direction of the golf ball is determined by which section the starting point of the initial golf ball is located.

하기 식(2)는 각 구획에 해당하는 골프 공의 예상 진행방향이다.Equation (2) below is the expected running direction of the golf ball corresponding to each section.

구획 (a) : 270。 < θ < 30。Section (a): 270。 <θ <30。

구획 (b) : 180。 < θ < 0。Section (b): 180。 <θ <0。

구획 (c) : 150。 < θ < 270。Section (c): 150。 <θ <270。

구획 (d) : 270。 < θ < 90。Section (d): 270。 <θ <90。

구획 (e) : 0。 < θ < 360。 (2)Section (e): 0。 <θ <360。 (2)

구획 (f) : 90。 < θ < 270。Section (f): 90。 <θ <270。

구획 (g) : 330。 < θ < 90。Section (g): 330。 <θ <90。

구획 (h) : 0。 < θ < 180。Section (h): 0。 <θ <180。

구획 (i) : 90。 < θ < 210。Section (i): 90。 <θ <210。

공의 예상 진행 방향 테이블을 이용함으로써 예를들어 골프 클럽과 선수의 발등에 의한 추적 오류를 제거할 수 있었다.By using the ball's expected direction table, tracking errors, for example, caused by golf club and player instep, can be eliminated.

추적 방향성 테이블에 의해 추출한 공 블럭은 상기 스윙 모션 추출부(31)의 선수 영역 추출부(314)와 같은 형태학 처리부(3254)에서 배경잡음을 제거한다.The ball block extracted by the tracking directionality table removes background noise from a morphological processing unit 3254 such as the player area extraction unit 314 of the swing motion extraction unit 31.

이때 최종 공 영역은 추적 중심 설정부(326)에서 영역의 무게 중심점을 구하고 이 점을 중심으로 초기 선택한 물체 영역크기의 3배 되는 구획을 새로운 추적창으로 선택한다.At this time, the final hole area obtains the center of gravity of the area in the tracking center setting unit 326, and selects a section three times the size of the initially selected object area as a new tracking window.

또 합성 배경영상 생성부(327)에서는 새로운 추적창 구획에서 추출한 공 영역을 이전 프레임의 그 위치에 있는 배경영역으로 대치하여 합성배경영상을 만든다.In addition, the composite background image generator 327 creates a composite background image by replacing the empty area extracted from the new tracking window section with the background area at the position of the previous frame.

이렇게 함으로써 입력 영상은 바로 이전의 배경영상과 차영상을 구하게 되어 배경잡음을 최대로 줄일 수 있다.In this way, the input image can obtain the difference between the background image and the previous background image.

또한, 추적출력 제어부(328)에서는 각 추적물의 영역 크기, 공간적 좌표, 무게중심점, 추적의 시작점과 끝점 그리고 입력영상의 시작점과 끝점 등의 각공 파라메터를 이용하여 합성영상을 위한 화면제어를 한다.In addition, the tracking output control unit 328 performs screen control for the composite image by using square hole parameters such as the area size, spatial coordinates, the center of gravity, the starting point and the end point of the tracking, and the starting point and the end point of the input image.

한편, 도 7의 (a)-(d)는 본 발명 장치에 의해 골프 공의 추적상태가 모니터상에 나타나는 화면의 예시도로써, (a)는 추적의 결과를 단순 궤적으로 보여주고 있고, (b)는 궤적과 동시에 타원표시로 추적물을 감싸주고 있으며, (c)는 추적 과정을 선으로 이어 궤적을 표현한 방법을 나타내고 있고, (d)는 빠른 속도로 날아가는 골프 공의 궤적을 표현한 것이다.7 (a)-(d) are exemplary diagrams of a screen in which a tracking state of a golf ball is displayed on a monitor by the apparatus of the present invention, and (a) shows a result of the tracking as a simple trajectory. b) encloses the trace with an ellipse mark at the same time as the trajectory, (c) shows the trajectory of the tracking process following the line, and (d) shows the trajectory of the golf ball flying at high speed.

이와 같이 본 발명 장치에 의하면 공(즉, 골프공이나, 야구공, 볼링공 및 테니스공 등)의 궤적을 한 눈에 볼 수 있어 시청자에게 가시적인 효과를 증가시키며 방향성 테이블을 적용하여 공의 추적에 신뢰성을 높일 수 있다.As described above, according to the apparatus of the present invention, the trajectory of the ball (that is, the golf ball, the baseball ball, the bowling ball, the tennis ball, etc.) can be seen at a glance, increasing the visible effect to the viewer, and applying the directional table to track the ball. Can increase the reliability.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 중계방송용 스윙 모션 분석과 공 추적 및 표현하는 방식을 통해 연속적으로 입력되는 빠른 속도의 골프 스윙 동작에서 놓치기 쉬운 동작들을, 골프 선수의 각 동작을 추출하여 중첩 표현 또는 펼침 표현 등으로 한 화면에 재구성함으로써, 그 동작의 시작과 끝을 한눈에 관찰할 수 있고, 또 두선수의 스윙 모션을 동시에 비교할 수도 있어 일반 시청자도 쉽게 이해하고 분석 가능하며, 공의 진행 방향을 가시적으로 표현할 수 있음은 물론 공의 공간적 방향성 테이블을 이용하여 예를들어 골프 클럽과 사람의 발 등, 외부 배경잡음을 쉽게 극복할 수 있어 추적의 신뢰도를 높일 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, the motions that are easily missed in the high-speed golf swing motions continuously input through the swing motion analysis for the broadcast broadcast and the method of tracking and expressing the balls are extracted by superimposing each motion of the golf player. Or, by reorganizing on one screen with spread expression, you can observe the start and end of the movement at a glance, and you can compare the swing motion of two players at the same time, so that ordinary viewers can easily understand and analyze, and the direction of the ball It is possible to express visually and to easily overcome the external background noise such as golf clubs and human feet, for example, by using the spatial directional table of the ball.

Claims (6)

각종 경기의 상황을 촬상하여 영상 데이터를 출력하는 카메라(1)와 ; 상기 카메라(1)로부터 입력된 아날로그 데이터를 영상 처리를 위해서 디지털로 바꾸는 A/D 변환부(2)와 ; 상기 A/D 변환부(2)를 통해 연속적으로 입력되는 디지털 영상신호에 대해 소정의 알고리듬을 통해 원하는 신호를 추출하는 영상 처리부(3)와 ; 상기 영상처리부(3)의 처리결과 정보와 파라메터를 실시간으로 저장하는 영상 및 파라메터 저장부(4)와 ; 상기 영상 처리부(3)에서 출력되는 디지털 영상 데이터에서 배경영상과 물체영상으로 분리한 후 최종 추출된 물체영상과 배경영상을 합성한 디지털 영상을 아날로그 신호로 변환시켜 출력부(6)로 출력시켜 주는 D/A 변환부(5)로 구성된 스포츠 영상 처리장치에 있어서,A camera 1 for capturing the situation of various races and outputting image data; An A / D converter 2 for converting analog data input from the camera 1 into digital for image processing; An image processor (3) for extracting a desired signal through a predetermined algorithm with respect to the digital image signal continuously inputted through the A / D converter (2); An image and parameter storage unit 4 for storing processing result information and parameters of the image processor 3 in real time; After separating the background image and the object image from the digital image data output from the image processing unit (3) converts the final extracted object image and background image by converting the digital image into an analog signal to output to the output unit (6) In the sports image processing apparatus composed of the D / A converter (5), 상기 영상 처리부(3)는 선수추출 알고리듬을 이용하여 연속적으로 입력된 디지털 영상신호에서 선수만 추출하여 각공 경기중인 선수의 스윙 모션을 추출해내는 스윙 모션 추출부(31)와 ; 추적 알고리듬을 이용하여 연속적으로 입력된 디지털 영상신호에서 공을 추출하여 공의 가시화에 이용할 수 있도록 하는 공 추적부(32)로 구성하고, 상기 영상 및 파라메터 저장부(4)에는 상기 영상 처리부(3)에서 추출한 선수 영상과 선수 영역의 기준점과 공간 위치정보 등의 파라메터가 실시간으로 저장되도록 한 것을 특징으로 하는 스포츠 영상효과 처리장치.The image processing unit 3 includes a swing motion extracting unit 31 which extracts only a player from a digital video signal continuously input by using a player extraction algorithm to extract a swing motion of a player playing each ball; It consists of a ball tracking unit 32 for extracting the ball from the continuously input digital image signal using the tracking algorithm to be used for the visualization of the ball, the image and parameter storage unit 4 is the image processing unit (3) Sports image effect processing apparatus characterized in that the parameters such as the player image and the reference point and the spatial position information of the athlete region extracted from the) in real time. 청구항 1에 있어서, 상기 스윙 모션 추출부(31)는 카메라(1)의 출력으로부터 선수의 스윙 모션을 촬영하고 영상잡음을 제거하기 위해 입력 영상을 평활화시키는 전경녹화부(311)와 ; 카메라가 고정된 상태에서 선수가 없는 순수한 배경영상을 촬영하고 평활화시키는 배경녹화부(312)와 ; 상기 배경녹화부(312)에서 선택한 참조영상과 전경녹화부(311)에서의 입력영상과의 차영상을 통해 물체블럭을 추출하는 물체영역 추출부(313)와 ; 상기 물체영역 추출부(313)에서 출력되는 개략적인 물체영역에서 외부 배경잡음을 제거하고 배경과 선수를 분리하는 선수영역 추출부(314)와 : 상기 선수영역 추출부(314)에서 추출한 선수 영역과 각종 정보의 입출력을 제어하는 스윙출력 제어부(315)로 구성된 것을 특징으로 하는 스포츠 영상효과 처리장치.The method of claim 1, wherein the swing motion extracting unit 31 includes a foreground recording unit 311 for smoothing the input image to capture the swing motion of the athlete from the output of the camera 1 and to remove the image noise; A background recording unit 312 for shooting and smoothing a pure background image without a player while the camera is fixed; An object region extraction unit 313 for extracting an object block through a difference image between a reference image selected by the background recording unit 312 and an input image by the foreground recording unit 311; A player region extraction unit 314 for removing external background noise from the rough object region output from the object region extraction unit 313 and separating a background and a player: a player region extracted from the player region extraction unit 314; Sports image effect processing apparatus comprising a swing output control unit 315 for controlling the input and output of various information. 청구항 1에 있어서, 상기 공 추적부(32)는 카메라(1)로 부터 입력되는 영상에서 추적하고자 하는 물체를 초기에 사용자가 마우스로 선택할 수 있도록 하는 추적물 선택부(321)와 ; 상기 추적물 선택부(321)에서 선택된 추적물을 중심으로 추적창을 설정하는 추적창 설정부(322)와 ; 상기 추적창 설정부(322)에서 설정된 추적창 범위 내에서 추적물을 제외한 순수 배경 영상을 생성하는 초기 배경영상 생성부(323)와 ; 카메라(1)로 부터 입력되는 영상신호에서 전체적인 잡음을 제거하는 입력영상 잡음제거부(324)와 ; 상기 초기 배경영상 생성부(323)에서 출력되는 초기 배경영상과 입력영상 잡음제거부(324)에서 출력되는 입력영상을 이용하여 추적물을 추출하는 물체 추출부(325)와 ; 상기 물체 추출부(325)에서 추출한 물체의 무게중심을 구하여 새로운 추적창을 생성하는 추적 중심 설정부(326)와 ; 상기 추적 중심 설정부(326)에서 설정한 새로운 추적창 범위 내에서 다음에 입력되는 영상의 추적물을 추출하기 위한 배경 영상을 만들어내는 합성 배경영상 생성부(327)와 ; 상기 물체 추출부(325)의 결과 영역과 파라메터를 이용하여 합성한 결과영상을 표현하기 위한 추적출력 제어부(328)로 구성된 것을 특징으로 하는 스포츠 영상효과 처리장치.The method according to claim 1, wherein the ball tracking unit 32 and the track object selection unit 321 for allowing the user to initially select the object to be tracked in the image input from the camera (1); A tracking window setting unit 322 for setting a tracking window centering on the tracking object selected by the tracking object selecting unit 321; An initial background image generator 323 for generating a pure background image excluding a traced object within a tracking window range set by the tracking window setting unit 322; An input image noise removing unit 324 for removing the overall noise from the image signal input from the camera 1; An object extracting unit 325 for extracting a trace using an initial background image output from the initial background image generating unit 323 and an input image output from the input image noise removing unit 324; A tracking center setting unit 326 for obtaining a center of gravity of the object extracted by the object extracting unit 325 and generating a new tracking window; A composite background image generator 327 for generating a background image for extracting a trace of a next input image within a new tracking window range set by the tracking center setting unit 326; Sports image effect processing apparatus, characterized in that consisting of a tracking output control unit (328) for expressing the result image synthesized using the result region and the parameter of the object extraction unit (325). 청구항 2에 있어서, 상기 물체영역 추출부(313)는 전경녹화부(311)와 배경녹화부(312)에서 각각 출력되는 전경 영상과 배경 영상의 차성분을 추출하고 이를 이진화하는 차영상부(3131)와 ; 상기 차영상부(3131)에서 출력되는 이진화 영상을 영역단위로 구분하고 큰 영역들 중에서도 화면 중심에 가까운 영역을 물체영역으로 분류하는 영역 레이블링부(3132)와 ; 상기 영역 레이블링부(3132)의 결과로 생성되는 물체영역에서 손상되기 쉬운 운동기구 물체부분을 수동 편집할 수 있도록 하는 수동 편집부(3133)로 구성된 것을 특징으로 하는 스포츠 영상효과 처리장치.3. The difference image unit 3131 of claim 2, wherein the object region extraction unit 313 extracts a difference component of the foreground image and the background image output from the foreground recording unit 311 and the background recording unit 312, respectively, and binarizes them. Wow ; An area labeling unit 3132 for dividing the binarized image output from the difference image unit 3131 into area units and classifying a region close to the center of the screen among large areas as an object area; And a manual editing unit (3133) for manually editing an object part of a sports equipment that is easily damaged in the object region generated as a result of the area labeling unit (3132). 청구항 2에 있어서, 상기 스윙출력 제어부(315)에서는 선수영역 추출부(314)에서 추출한 각종 정보, 즉 화면 표시때 화면 배열 기준으로 사용하는 선수 영역의 배열기준점, 선수 영역 번호, 선수 영역의 크기 그리고 전체 선수 영역들의 수, 화면 표현시 시작점의 위치와 끝점의 위치 등을 이용하여 선수의 동작을 재합성하여 표현함에 있어서 추출한 선수영역의 배열기준점을 중심으로 선수의 스윙동작을 중첩 표현하거나, 첫 번째 선수블럭의 배열 기준점을 임의 위치에 고정시켜 시작점으로 설정하고 다음 선수 블럭들을 일정간격으로 펼친 모습으로 합성하여 표현하는 것을 특징으로 하는 스포츠 영상효과장치.The method according to claim 2, The swing output control unit 315 is a variety of information extracted by the player area extraction unit 314, namely the arrangement reference point of the player area used as the screen arrangement criteria when the screen display, the player area number, the size of the player area and In the resynthesis of the athlete's movements using the total number of athlete's zones, the position of the start point and the end point in the screen display, the swing movements of the athletes are superimposed on the arrangement reference points of the extracted athlete zones, or the first A sports visual effects apparatus, comprising: setting a reference point of an array of player blocks at a random position and setting the starting point and synthesizing the next player blocks by unfolding them at a predetermined interval. 청구항 3에 있어서, 상기 물체 추출부(325)는 초기 배경영상 생성부(323) 또는 합성 배경영상 생성부(327)에서 각각 출력되는 배경영상과 입력영상 잡음제거부(324)에서 출력되는 입력 영상과의 차영상을 구해 그것을 이진화한 영상으로 만들어 내는 차영상부(3251)와 ; 상기 차영상부(3251)에서 출력되는 이진화 영상을 영역단위로 구분하는 영역 레이블링부(3252)와 ; 상기 영역 레이블링부(3252)의 결과로 추출된 여러 영역 중에서 추적하고자하는 공 영역 외에, 선수의 발이나 운동기구 물체 등과 같은 추적잡음을 제거하기 위해 추적물의 방향성 정보를 이용하는 추적 방향성 테이블 적용부(3253)와 ; 상기 추적 방향성 테이블 적용부(3253)에서 출력되는 추적물에 대한 배경잡음을 제거하는 형태학 처리부(3254)로 구성한 것을 특징으로 하는 스포츠 영상효과 처리장치.The input image output from the background image and the input image noise canceller 324 are respectively output from the initial background image generator 323 or the composite background image generator 327. A difference image unit 3251 to obtain a difference image of the resultant and generate the binarized image; An area labeling unit 3252 for dividing the binarized image output from the difference image unit 3251 in area units; In addition to the ball area to be tracked among the various areas extracted as a result of the area labeling unit 3252, a tracking direction table application unit 3253 using directional information of the tracker to remove tracking noise such as a foot of a player or an object of a sports equipment. )Wow ; Sports morphology processing unit, characterized in that configured as a morphological processing unit (3254) for removing the background noise for the trace output from the tracking direction table application unit (3253).
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