KR20240076520A - Method for detecting strikes and acquiring golf club movement image in high performance camera for screen golf and system performing the same - Google Patents

Method for detecting strikes and acquiring golf club movement image in high performance camera for screen golf and system performing the same Download PDF

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KR20240076520A
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편현범
최승환
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(주) 엑스골프
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Abstract

스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 방법 및 이를 수행하는 시스템이 제공된다. 상기 방법은 타격 준비 단계에서 카메라가 타격 영역을 촬영하여 제1 해상도의 영상과 제2 해상도의 영상을 생성하는 단계, 상기 제1 해상도의 영상을 제1 탐색하여 골프 볼 주변의 볼 ROI(Region of Interest) 영역을 추출하는 단계, 상기 볼 ROI 영역을 상기 제2 해상도의 영상에 적용하는 단계, 및 상기 제2 해상도의 영상의 볼 ROI 영역 내에서 제2 탐색하여 골프 볼을 감지하는 단계를 포함한다.A method for detecting hits and acquiring golf club movement images using a high-performance camera for screen golf and a system for performing the same are provided. The method includes generating a first resolution image and a second resolution image by having a camera capture the hitting area in the hitting preparation step, first searching the first resolution image, and creating a ball ROI (Region of) around the golf ball. Extracting a region of interest, applying the ball ROI region to the image of the second resolution, and detecting a golf ball by performing a second search within the ball ROI region of the image of the second resolution. .

Description

스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 방법 및 이를 수행하는 시스템{METHOD FOR DETECTING STRIKES AND ACQUIRING GOLF CLUB MOVEMENT IMAGE IN HIGH PERFORMANCE CAMERA FOR SCREEN GOLF AND SYSTEM PERFORMING THE SAME}Method for detecting hits and acquiring golf club movement images from a high-performance camera for screen golf and a system for performing the same {METHOD FOR DETECTING STRIKES AND ACQUIRING GOLF CLUB MOVEMENT IMAGE IN HIGH PERFORMANCE CAMERA FOR SCREEN GOLF AND SYSTEM PERFORMING THE SAME}

본 발명은 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 정지된 골프 볼의 촬영 영상에서 골프 볼 및 타격 시점의 감지를 통해 타격 시점 전후의 골프 클럽의 이동 영상을 획득할 수 있는 처리 속도가 향상된 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 방법 및 이를 수행하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting a hit and acquiring a golf club movement image by a high-performance camera for screen golf, and a system for performing the same. More specifically, the present invention relates to a hitting detection method and a system for performing the same. More specifically, the present invention relates to a hitting detection method and a system for performing the same by detecting a golf ball and hitting point in a captured image of a stationary golf ball. The present invention relates to a method for detecting hits from a high-performance screen golf camera with improved processing speed capable of acquiring images of movement of a golf club before and after the viewpoint, a method for acquiring images of movement of a golf club, and a system for performing the same.

대표적인 야외 운동인 골프는 최근 IT 기술의 발달에 따라 실내에서 즐길 수 있는 스크린 골프 형태로 대중화되고 있으며, 이를 통해 골프에 입문하는 사람들이 증가하고 있다. 스크린 골프장에서는 타격 전후의 클럽 이동 영상, 공 타격 영상 등을 촬영하여 분석함으로써 이용객의 골프 실력 향상에 도움을 주고 있다.Golf, a representative outdoor sport, has recently become popular in the form of screen golf that can be enjoyed indoors due to the development of IT technology, and the number of people taking up golf through this is increasing. Screen golf courses help users improve their golf skills by filming and analyzing club movement videos and ball hitting videos before and after hitting.

스크린 골프장에서는 타격 시점을 구분하기 위해 기존에 소개된 몇 가지방법을 사용한다. 예를 들어 라인 스캔을 통한 트리거 카메라에 의해 물체의 이동이 감지되면, 최소 2개 이상의 타격 위치 촬영 카메라로부터 촬영되어 마스터 컴퓨터가 수신한 영상을 영상 처리하여 트리거된 대상이 골프 볼인지 다른 물체인지를 구분하는 방법이 있다.Screen golf courses use several previously introduced methods to distinguish when to hit. For example, when the movement of an object is detected by a trigger camera through line scan, the images captured by at least two hitting position cameras and received by the master computer are processed to determine whether the triggered object is a golf ball or another object. There is a way to tell them apart.

또는, 별도의 트리거 카메라 없이 카메라로 촬영된 모든 프레임 영상을 수신하여 영상 처리를 수행하는 방법도 있으나, 처리 대상의 영상의 해상도가 높거나 프레임 레이트가 높으면 데이터량이 증가하여 컴퓨터에서 영상을 수신하고 이를 처리하는 시간이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.Alternatively, there is a method of performing image processing by receiving all frame images taken with a camera without a separate trigger camera. However, if the image to be processed has a high resolution or frame rate, the amount of data increases, so the image is received from a computer and processed. Problems may arise where processing time increases.

한편, 타석 앞에 작은 크기의 모니터링 장치를 두어 촬영 영상을 얻는 런치 모니터 방식도 있으나 타격의 감지는 가능하나 골프 클럽의 이동을 촬영하지 못하는 문제가 있다.On the other hand, there is also a launch monitor method that obtains video by placing a small-sized monitoring device in front of the batter's box. However, although it is possible to detect a hit, it has the problem of not being able to film the movement of the golf club.

따라서 빠른 처리 속도를 보장하면서 타격 분석을 위한 클럽 이동의 전체 영상을 촬영할 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for the development of a system that can capture the entire video of club movement for hitting analysis while ensuring fast processing speed.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 고속 이미지 센서를 통해 얻어지는 타격 영상으로부터 타격을 감지하고 클럽을 이용한 스윙 영상의 저장을 동시에 처리할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a method and system that can detect a hit from a hit image obtained through a high-speed image sensor and simultaneously process the storage of the swing image using a club.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 방법은, 타격 준비 단계에서 카메라가 타격 영역을 촬영하여 제1 해상도의 영상과 제2 해상도의 영상을 생성하는 단계; 상기 제1 해상도의 영상을 제1 탐색하여 골프 볼 주변의 볼 ROI(Region of Interest) 영역을 추출하는 단계; 상기 볼 ROI 영역을 상기 제2 해상도의 영상에 적용하는 단계; 및 상기 제2 해상도의 영상의 볼 ROI 영역 내에서 제2 탐색하여 골프 볼을 감지하는 단계를 포함한다.In order to solve the above technical problem, a method of detecting a hit and acquiring a moving image of a golf club by a high-performance camera for screen golf according to some embodiments of the present invention includes an image of the first resolution and Generating a resolution 2 image; extracting a ball ROI (Region of Interest) area around the golf ball by first searching the image of the first resolution; applying the ball ROI area to the image of the second resolution; and detecting a golf ball by performing a second search within the ball ROI area of the image of the second resolution.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 탐색을 통해 제2 해상도의 영상에서 감지된 골프 볼이 미리 정해진 시간 동안 움직이지 않는 경우 타격 준비 상태인 것으로 판단하고 해당 골프 볼의 영상을 레퍼런스 프레임으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, when the golf ball detected in the image of the second resolution through the second search does not move for a predetermined time, it is determined to be ready to hit and the image of the golf ball is determined as the reference frame. Additional steps may be included.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 레퍼런스 프레임과 촬영 영상 사이의 차분을 연산하고, 차분 영상과 상기 레퍼런스 프레임의 비교 결과 일정 거리 이동한 것이 감지된 경우 상기 골프 볼이 타격된 것으로 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, calculating the difference between the reference frame and the captured image and detecting that the golf ball has been hit when it is detected that it has moved a certain distance as a result of comparing the difference image and the reference frame is further added. It can be included.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 골프 볼의 타격 시점 이전의 미리 정한 m개의 프레임과, 타격 시점 이후의 n개의 프레임의 타격 영상을 추출하는 단계; 및 추출된 m+n개의 프레임을 PC로 전송하여 타격 데이터를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, extracting hitting images of a predetermined m number of frames before the hitting point of the golf ball and n frames after the hitting point of the golf ball; And it may further include transmitting the extracted m+n frames to a PC to analyze the hitting data.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 해상도의 영상은 상기 제2 해상도의 영상과 동일한 타임스탬프를 갖고 해상도가 낮은(scaled) 영상일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first resolution image may have the same timestamp as the second resolution image and may be a scaled image.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템은, 적어도 하나 이상의 카메라로부터 촬영된 타격 영역의 영상을 수신하는 인터페이스부; 타격 준비 단계에서 상기 타격 영역의 제1 해상도의 영상과 제2 해상도의 영상을 저장하는 메모리; 및 상기 제1 해상도의 영상을 제1 탐색하여 골프 볼 주변의 볼 ROI 영역을 추출하고, 상기 볼 ROI 영역을 상기 제2 해상도의 영상에 적용하여 제2 탐색을 통해 골프 볼을 감지하는 영상처리부를 포함한다.A system for detecting a hit and acquiring an image of a golf club movement image of a high-performance camera for screen golf according to some other embodiments of the present invention for solving the above technical problem includes an interface unit that receives an image of the hitting area captured from at least one camera; A memory that stores a first resolution image and a second resolution image of the hitting area in the hitting preparation stage; and an image processing unit that performs a first search on the image of the first resolution to extract a ball ROI area around the golf ball, and applies the ball ROI area to the image of the second resolution to detect the golf ball through a second search. Includes.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 영상처리부는, 상기 제2 탐색을 통해 제2 해상도의 영상에서 감지된 골프 볼이 미리 정해진 시간 동안 움직이지 않는 경우 타격 준비 상태인 것으로 판단하고 해당 골프 볼의 영상을 레퍼런스 프레임으로 결정할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the image processing unit determines that the golf ball detected in the image of the second resolution through the second search is ready to hit if it does not move for a predetermined time, and determines that the golf ball is ready to hit. can be determined as the reference frame.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 영상처리부는, 상기 레퍼런스 프레임과 촬영 영상 사이의 차분을 연산하고, 차분 영상과 상기 레퍼런스 프레임의 비교 결과 일정 거리 이동한 것이 감지된 경우 상기 골프 볼이 타격된 것으로 감지할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the image processing unit calculates the difference between the reference frame and the captured image, and determines that the golf ball has been hit when it is detected that it has moved a certain distance as a result of comparing the difference image and the reference frame. It can be sensed.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 골프 볼의 타격 시점 이전의 미리 정한 m개의 프레임과, 타격 시점 이후의 n개의 프레임의 타격 영상을 추출하고, 추출된 타격 영상으로부터 상기 골프 볼의 3차원 공간 상의 좌표를 산출할 수 있다.In some embodiments of the present invention, hitting images of predetermined m frames before the hitting point of the golf ball and n frames after the hitting point are extracted, and a three-dimensional space of the golf ball is extracted from the extracted hitting images. Coordinates can be calculated.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템에서는 상대적으로 작은 크기의 제1 해상도의 영상을 이용하여 골프 볼의 위치를 제1 탐색하여 볼 ROI(Region of Interest) 영역을 추출한 후, 추출된 볼 ROI를 제2 해상도의 영상에 적용하여 한정된 볼 ROI 영역 내에서 골프 볼의 위치를 감지함으로써 영상 내 골프 볼 감지에 필요한 연산 작업을 감소시키고 처리 시간을 단축시킴으로써 골프 볼 인식에 발생할 수 있는 오버플로우 현상을 감소시킬 수 있다.In the hit detection and golf club movement image acquisition system of a high-performance camera for screen golf according to an embodiment of the present invention, the position of the golf ball is first searched using a relatively small first resolution image to determine the ball ROI (Region of After extracting the area of interest, the extracted ball ROI is applied to the image of the second resolution to detect the position of the golf ball within the limited ball ROI area, thereby reducing the computational work required to detect the golf ball in the image and shortening the processing time. Overflow phenomenon that may occur in golf ball recognition can be reduced.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은
1 is a diagram illustrating a system for detecting a hit and acquiring a golf club movement image by a high-performance camera for screen golf according to some embodiments of the present invention.
Figure 2 is a flowchart illustrating a method of detecting a hit and acquiring a golf club movement image by a high-performance camera for screen golf according to some embodiments of the present invention.
Figure 3 is

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. One component is said to be “connected to” or “coupled to” another component when it is directly connected or coupled to another component or with an intervening other component. Includes all cases. On the other hand, when one component is referred to as “directly connected to” or “directly coupled to” another component, it indicates that there is no intervening other component. “And/or” includes each and every combination of one or more of the mentioned items.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used herein, “comprises” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements. or does not rule out addition.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

본 실시예에서 사용되는 '부' 또는 '모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부' 또는 '모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 그러나 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부' 또는 '모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소와, 함수들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는 '모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.The term 'unit' or 'module' used in this embodiment refers to software or hardware components such as FPGA or ASIC, and the 'unit' or 'module' performs certain roles. However, 'part' or 'module' is not limited to software or hardware. A 'unit' or 'module' may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to run on one or more processors. Thus, as an example, a 'part' or 'module' refers to software components, object-oriented software components, functions, subroutines, segments of program code, microcode, circuits, data, databases, and data structures. , tables, arrays, and variables. The functionality provided within components and 'parts' or 'modules' can be combined into smaller numbers of components and 'parts' or 'modules' or into additional components and 'parts' or 'modules'. Could be further separated.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a system for detecting a hit and acquiring a golf club movement image by a high-performance camera for screen golf according to some embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템(100)은, 카메라(10)로부터 타격 영역의 영상을 수신하는 인터페이스부(110), 타격 영역의 제1 해상도 영상(111)과 제2 해상도 영상(112)을 저장하는 메모리(120) 및 제1 및 제2 해상도 영상(111, 112)의 처리를 통해 골프 볼을 감지하는 영상처리부(130)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the hitting detection and golf club movement image acquisition system 100 of a high-performance camera for screen golf according to some embodiments of the present invention includes an interface unit 110 that receives an image of the hitting area from the camera 10. ), a memory 120 that stores the first resolution image 111 and the second resolution image 112 of the hitting area, and an image that detects a golf ball through processing of the first and second resolution images 111 and 112 It may include a processing unit 130.

본 발명의 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템(100)은 예를 들어 카메라로 촬영된 영상에서 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득에 필요한 영상 처리를 가속화하여 수행하는 하드웨어를 포함하여 통상의 CPU(Central Processing Unit) 또는 GPU(Graphic Processing Unit)의 연산 능력보다 뛰어난 연산 속도를 갖는 장치일 수 있다. 시스템(100)은 예를 들어 적어도 일부가 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(application Specific Integrated Circuit)과 같은 특수 목적의 논리 회로로 구성된 반도체 장치를 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The hit detection and golf club movement image acquisition system 100 of the high-performance camera for screen golf of the present invention includes hardware that accelerates and performs the image processing necessary for detecting hits and acquiring golf club movement images from images captured by a camera, for example. It may be a device that has a computational speed superior to that of a typical CPU (Central Processing Unit) or GPU (Graphic Processing Unit). For example, the system 100 may include a semiconductor device, at least a portion of which is composed of a special-purpose logic circuit such as a Field Programmable Gate Array (FPGA) or an Application Specific Integrated Circuit (ASIC), but the present invention is not limited thereto. .

시스템(100)은 적어도 하나 이상의 카메라(10)가 타격 영역을 촬영하여 생성한 영상을 처리할 수 있다. 카메라(10)는 사용자의 타격 위치 주위에 설치되어 타격 준비 단계 및 다격 단계를 촬영하도록 설정될 수 있다. 카메라(10)가 촬영한 영상 데이터는 인터페이스부(110)를 통해 시스템(100)으로 제공될 수 있다.The system 100 may process images generated by at least one camera 10 capturing a striking area. The camera 10 may be installed around the user's striking position and set to film the striking preparation stage and the striking stage. Image data captured by the camera 10 may be provided to the system 100 through the interface unit 110.

인터페이스부(110)는 카메라(10)와 유무선 데이터 통신 수단으로 연결될 수 있으며, 예를 들어 카메라 링크(Camera Link) 등의 인터페이스를 통해 카메라(10)가 인터페이스부(110)에 연결될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, USB, PCIe 등 고속으로 생성되는 카메라(10)의 촬영 영상을 빠른 속도로 시스템(100)으로 전달할 수 있는 통신 인터페이스면 충분하다.The interface unit 110 may be connected to the camera 10 by wired or wireless data communication means. For example, the camera 10 may be connected to the interface unit 110 through an interface such as Camera Link, but the present invention This is not limited to this, and any communication interface such as USB or PCIe that can transmit images captured by the camera 10 generated at high speed to the system 100 at high speed is sufficient.

인터페이스부(110)가 수신한 타격 영역의 촬영 영상은 메모리(120)에 일시적으로 저장될 수 있으며, 메모리(120)에 저장되는 촬영 영상은 제1 해상도의 영상(111)과 제2 해상도의 영상(112)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 제1 해상도와 제2 해상도는 서로 다르며, 더욱 구체적으로 제1 해상도보다 제2 해상도가 높을 수 있다. 예를 들어 제2 해상도의 촬영 영상을 가로2:1, 세로 2:1로 리사이즈하여 트랜스코딩한 제1 해상도의 영상은 제2 해상도에 비하여 1/4만큼의 픽셀 수를 가지고 있으므로 영상 내에서 골프 볼 인식 및 타격 감지에 필요한 시간이 감소할 수 있다.The captured image of the hitting area received by the interface unit 110 may be temporarily stored in the memory 120, and the captured image stored in the memory 120 includes an image 111 of the first resolution and an image of the second resolution. It may include (112). In an embodiment of the present invention, the first resolution and the second resolution may be different from each other, and more specifically, the second resolution may be higher than the first resolution. For example, the image of the first resolution, which is resized and transcoded by resizing the captured image of the second resolution to 2:1 horizontally and 2:1 vertically, has 1/4 the number of pixels than the second resolution, so there is golf in the video. The time required for ball recognition and hit detection may be reduced.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 시스템(100)은 메모리(120)에 고해상도의 제2 해상도의 영상(112)과 제2 해상도보다 낮은 제1 해상도의 영상(111)을 동시에 저장한다. 고해상도의 제2 해상도 영상(112)에 대한 영상 처리를 통해 골프 볼의 탐색 시 영상 처리 속도가 늦어지게 되면 영상을 저장할 때 오버플로우(overlow)가 발생하여 정상적인 영상을 저장하기 어려워질 수 있다. 특히 스크린 골프용 고성능 카메라의 경우, 고속으로 이동하는 골프 볼 및 클럽의 움직임을 감지하기 위하여 통상적인 30fps의 촬영 속도보다 고속으로 촬영된 영상을 얻는 경우가 빈번하다. 즉, 초당 120, 240장 또는 그 이상의 많은 수의 이미지가 촬영 영상으로 획득되는 바 이들을 빠르게 처리하지 않는다면 상술한 오버플로우의 위험성이 상존하는 것이다.That is, the system 100 according to an embodiment of the present invention simultaneously stores a high-resolution second resolution image 112 and a first resolution image 111 lower than the second resolution in the memory 120. If the image processing speed is slowed when searching for a golf ball through image processing of the high-resolution second resolution image 112, overflow may occur when saving the image, making it difficult to save a normal image. In particular, in the case of high-performance cameras for screen golf, images captured at a higher speed than the typical 30fps shooting speed are often obtained in order to detect the movement of golf balls and clubs moving at high speed. In other words, a large number of images (120, 240 or more per second) are acquired as captured images, and if these are not processed quickly, the risk of overflow as described above exists.

따라서 본 발명의 시스템(100)에서는 상대적으로 작은 크기의 제1 해상도의 영상을 이용하여 골프 볼의 위치를 제1 탐색하여 볼 ROI(Region of Interest) 영역을 추출한 후, 추출된 볼 ROI를 제2 해상도의 영상에 적용하여 한정된 볼 ROI 영역 내에서 골프 볼의 위치를 감지함으로써 영상 내 골프 볼 감지에 필요한 연산 작업을 감소시키고 처리 시간을 단축시킬 수 있다.Therefore, in the system 100 of the present invention, the position of the golf ball is first searched using a relatively small image of the first resolution, the ball ROI (Region of Interest) area is extracted, and then the extracted ball ROI is used in the second By applying it to high-resolution images and detecting the position of the golf ball within a limited ball ROI area, the computational work required to detect the golf ball in the image can be reduced and the processing time can be shortened.

제1 해상도의 영상은 예를 들어 제2 해상도의 영상으로부터 가로 세로 동일한 비율로 축소된 영상일 수 있으나 제2 해상도의 가로 픽셀 수의 1/4, 세로 픽셀 수의 1/2와 같이 가로와 세로가 동일하지 않은 비율로 축소된 경우를 포함할 수도 있다. 제1 해상도의 영상은 또한 정수배가 아닌 화면 비율로 축소될 수도 있다.The image of the first resolution may be, for example, an image reduced from the image of the second resolution to the same ratio horizontally and vertically, but may be reduced horizontally and vertically, such as 1/4 of the number of horizontal pixels and 1/2 of the number of vertical pixels of the second resolution. It may also include cases where is reduced to an unequal ratio. Images at the first resolution may also be scaled down to an aspect ratio that is not an integer multiple.

제1 해상도의 영상과 제2 해상도의 영상은 각각 카메라(10)로부터 제공된 영상일 수도 있으나 시스템(100)이 제2 해상도의 영상만을 제공받고 트랜스코드하여 제1 해상도의 영상을 생성할 수도 있다.The first resolution image and the second resolution image may each be images provided from the camera 10, but the system 100 may receive only the second resolution image and transcode it to generate the first resolution image.

영상처리부(130)는 메모리(120)에 저장된 촬영 영상을 이용하여 골프 볼을 감지할 수 있다. 영상처리부(130)는 제1 해상도의 영상에 대하여 제1 탐색을 수행하여 볼 ROI(Reason of Interest) 영역을 추출한 후, 제2 해상도의 영상에 추출된 볼 ROI 영역을 적용하여 제2 탐색을 수행할 수 있다. 영상처리부(130)에 의한 제1 탐색, 제2 탐색 및 이를 통한 타격 감지와 관련하여 도 2를 이용하여 설명한다.The image processing unit 130 can detect the golf ball using the captured image stored in the memory 120. The image processing unit 130 performs a first search on the image of the first resolution to extract a ROI (Reason of Interest) area to view, and then performs a second search by applying the extracted ROI area to the image of the second resolution. can do. The first search, second search, and hit detection by the image processing unit 130 will be described using FIG. 2.

도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 2 is a flowchart illustrating a method of detecting a hit and acquiring a golf club movement image by a high-performance camera for screen golf according to some embodiments of the present invention.

먼저 영상처리부(130)는 메모리(120)에 저장된 제1 해상도의 영상을 입력받는다(S105). 영상처리부(130)는 제1 해상도의 영상의 분석에 앞서 메모리(120)에 레퍼런스 프레임이 존재하는지 여부를 탐색한다(S110). 레퍼런스 프레임은 타격 준비 단계에서 골프 볼이 타격 위치에 배치되고 일정 시간이 흐르면 해당 골프 볼이 정지된 것으로 보아 생성되는 이미지이다. 예를 들어 골프 볼을 배치한 이후에도 연습 스윙 시 반짝이는 골프 클럽이 골프 볼을 가리며 지나가는 경우, 타석 주위에 골프 볼과 유사한 반사 형상을 생성하는 물체가 존재하는 경우, 또는 퍼팅 시 골프 볼 옆에 배치되어 타격 준비 중인 퍼터가 골프 볼로 인식되는 경우 등 다양한 경우의 오인식 상황이 발생할 수 있다. 따라서 영상처리부(130)는 타격 준비 단계에서 골프 볼이 인식된 후 일정 시간 이상 정지되어 있는 경우의 촬영 영상을 레퍼런스 프레임으로 하여 골프 클럽 또는 다른 방해 요소로 인한 골프 볼의 오인식을 방지할 수 있다.First, the image processing unit 130 receives an image of the first resolution stored in the memory 120 (S105). The image processing unit 130 searches for whether a reference frame exists in the memory 120 prior to analyzing the image at the first resolution (S110). The reference frame is an image created by assuming that the golf ball is placed at the hitting position during the preparation stage and that the golf ball stops after a certain period of time. For example, even after placing the golf ball, if a shiny golf club passes by blocking the golf ball during practice swings, if there is an object around the plate that creates a reflective shape similar to the golf ball, or if there is an object next to the golf ball when putting. Various misrecognition situations may occur, such as when a putter placed and ready to hit is recognized as a golf ball. Accordingly, the image processing unit 130 can prevent misrecognition of the golf ball due to a golf club or other interfering elements by using a captured image when the golf ball is recognized and stopped for a certain period of time or more as a reference frame in the hitting preparation stage.

레퍼런스 프레임이 존재하는 경우 영상처리부(130)는 레퍼런스 프레임과 현재 제1 해상도 영상 사이의 차분 이미지를 연산할 수 있다(S111). 즉, 영상처리부(130)는 골프 볼의 타격 감지를 위해 제1 해상도 영상에 레퍼런스 프레임으로부터 변화된 점이 있는지 여부를 탐색할 수 있다. 레퍼런스 프레임이 존재하지 않는 경우 현재 제1 해상도 영상을 기준으로 탐색이 수행된다.If a reference frame exists, the image processing unit 130 may calculate a difference image between the reference frame and the current first resolution image (S111). That is, the image processing unit 130 may search whether there is a change from the reference frame in the first resolution image to detect a golf ball hit. If a reference frame does not exist, search is performed based on the current first resolution image.

현재 제1 해상도 영상 또는 레퍼런스 프레임과의 차분 영상을 이용하여 제1 탐색이 수행된다(S115). 영상처리부(130)는 제1 해상도의 영상에 대해 필터링을 수행하여 볼 ROI 영역을 추출한다. 볼 ROI 영역은 골프 볼이 위치할 가능성이 높은 영역, 즉 촬영 영상에서 골프 볼의 대략적인 위치를 나타내는 영역에 해당하며, 촬영 영상에서 골프 볼을 포함하는 주위의 일정 영역을 포함할 수 있다.A first search is performed using the current first resolution image or the difference image with the reference frame (S115). The image processing unit 130 performs filtering on the image of the first resolution to extract an ROI area to view. The ball ROI area corresponds to an area where the golf ball is likely to be located, that is, an area representing the approximate location of the golf ball in the captured image, and may include a certain area around the golf ball in the captured image.

상술한 것과 같이 제1 해상도의 영상은 제2 해상도의 영상보다 픽셀 수가 낮고, 필터링을 통해 얻어지는 볼 ROI 영역은 정확한 골프 볼의 위치가 아닌 대략적인 위치에 해당하므로 볼 ROI 영역을 추출하는 작업은 상당히 빠른 속도로 수행될 수 있다. 영상처리부(130)는 제1 탐색을 통해 볼 ROI 영역이 감지되는 경우 해당 영역을 이용하여 제2 해상도 영상에서 제2 탐색을 하는 과정으로 진행하고, 골프 볼이 탐색되지 않는 경우 다음 프레임의 제1 해상도 영상을 입력받는 과정(S105)으로 돌아갈 수 있다.As described above, the image of the first resolution has a lower number of pixels than the image of the second resolution, and the ball ROI area obtained through filtering corresponds to the approximate location of the golf ball rather than the exact location of the golf ball, so the task of extracting the ball ROI area is quite considerable. It can be performed at high speed. If the ball ROI area is detected through the first search, the image processing unit 130 proceeds with a second search process in the second resolution image using the corresponding area. If the golf ball is not searched, the first search of the next frame is performed. You can return to the process of receiving high-resolution video (S105).

이어서, 영상처리부(130)는 제2 해상도의 영상에 볼 ROI 영역을 적용할 수 있다(S125). 제1 해상도의 영상과 제2 해상도의 영상은 동일한 타임스탬프를 가지며 해상도만 다른 영상이므로, 제1 해상도에서 추출한 볼 ROI 영역의 좌표를 확대 비율에 맞춰 그대로 제2 해상도 영역에 적용할 경우 제2 해상도의 영상에서 골프 볼의 대략적인 위치를 탐색할 수 있다. 이와 같이 제2 해상도의 영상에서 볼 ROI 영역을 적용하여 탐색할 위치를 한정시키면, 고해상도의 제2 해상도의 영상의 전체에 대하여 필터링을 통해 골프 볼을 탐색하는 경우보다 탐색 속도가 현저하게 향상될 수 있다. Next, the image processing unit 130 may apply the ROI area to be viewed to the image of the second resolution (S125). Since the image of the first resolution and the image of the second resolution have the same timestamp and are images with different resolutions, if the coordinates of the ball ROI area extracted from the first resolution are applied to the second resolution area as is according to the magnification ratio, the second resolution You can search for the approximate location of the golf ball in the video. In this way, if the location to be searched is limited by applying the ball ROI area in the second resolution image, the search speed can be significantly improved compared to the case of searching for a golf ball through filtering on the entire high-resolution image of the second resolution. there is.

영상처리부(130)는 제2 해상도 영상 중 볼 ROI 영역에 대하여 필터링을 통해 제2 탐색을 수행하여 정확한 골프 볼의 위치를 추출할 수 있다(S130). 영상처리부(130)는 볼 ROI 영역에서 추출된 골프 볼의 중심 위치의 좌표와 반지름 등의 파라미터를 얻을 수 있다.The image processing unit 130 can extract the exact location of the golf ball by performing a second search through filtering on the ball ROI area in the second resolution image (S130). The image processing unit 130 may obtain parameters such as the coordinates and radius of the center position of the golf ball extracted from the ball ROI area.

영상처리부(130)가 촬영 영상으로부터 골프 볼의 위치를 추출한 후, 영상 내에서 골프 볼의 상태를 통해 골프 볼의 타격을 감지해야 한다. 우선 영상처리부(130)는 골프 볼이 타격 준비 상태에 있는지 여부를 판단하는데(S135), 예를 들어 영상처리부(130)는 레퍼런스 프레임이 메모리(120)에 저장되어 있는지 여부를 이용하여 타격 준비 상태인지를 판단할 수 있다. 영상처리부(130)는 앞서 설명한 것과 같이 미리 정한 시간 동안 동일한 제1 해상도의 영상 또는 제2 해상도의 영상이 입력되면 해당 골프 볼이 정지된 것으로 보고(S136) 해당 촬영 영상을 레퍼런스 프레임으로 저(S137)장하면서 타격 준비 상태를 설정할 수 있다.After the image processing unit 130 extracts the position of the golf ball from the captured image, it must detect the hit of the golf ball through the state of the golf ball in the image. First, the image processing unit 130 determines whether the golf ball is ready for hitting (S135). For example, the image processing unit 130 determines whether the golf ball is ready for hitting by using whether the reference frame is stored in the memory 120. Awareness can be determined. As described above, when an image of the same first resolution or an image of the second resolution is input for a predetermined time, the image processing unit 130 determines that the golf ball is stopped (S136) and uses the captured image as a reference frame (S137) ) You can set the strike preparation state while playing.

만약 메모리(120)에 레퍼런스 프레임이 이미 저장되어 있는 상태라면 단계 S135의 판단 과정은 생략되고 레퍼런스 프레임과 촬영 영상 간의 차분을 이용한 타격 감지 과정(S140~S150)이 수행된다. 영상처리부(130)는 레퍼런스 프레임의 중심 좌표로부터 골프 볼이 일정 픽셀 이상 이동하면 골프 볼이 타격된 것으로 판단할 수 있으며(S145), 타격이 감지되면 골프 볼이 타겟 영역에 존재하는지 여부가 판단된다(S150). 타겟 영역은 타격된 골프 볼의 움직임을 얻기 위해 설정된 영역으로, 타겟 영역에 골프 볼이 존재하지 않는 경우 준비 영역에서의 움직임으로 타격이 판단될 수 있다. 골프 볼의 타격 인식을 위한 준비 영역과 타겟 영역의 예시는 각각 도 3 및 4에 도시된다.If the reference frame is already stored in the memory 120, the judgment process of step S135 is omitted and a hit detection process (S140 to S150) using the difference between the reference frame and the captured image is performed. The image processing unit 130 may determine that the golf ball has been hit when the golf ball moves more than a certain pixel from the center coordinates of the reference frame (S145), and when the hit is detected, it is determined whether the golf ball is in the target area. (S150). The target area is an area set to obtain the movement of the hit golf ball. If there is no golf ball in the target area, the hit can be determined by movement in the preparation area. Examples of preparation areas and target areas for golf ball strike recognition are shown in Figures 3 and 4, respectively.

정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템(100)에서는 상대적으로 작은 크기의 제1 해상도의 영상을 이용하여 골프 볼의 위치를 제1 탐색하여 볼 ROI 영역을 추출한 후, 추출된 볼 ROI를 제2 해상도의 영상에 적용하여 한정된 볼 ROI 영역 내에서 골프 볼의 위치를 감지함으로써 영상 내 골프 볼 감지에 필요한 연산 작업을 감소시키고 처리 시간을 단축시킴으로써 골프 볼 인식에 발생할 수 있는 오버플로우 현상을 감소시킬 수 있다.In summary, the system 100 for detecting hits and acquiring images of golf club movements by a high-performance camera for screen golf according to an embodiment of the present invention first searches for the position of the golf ball using a relatively small image of first resolution. After extracting the ball ROI area, the extracted ball ROI is applied to the image of the second resolution to detect the position of the golf ball within the limited ball ROI area, thereby reducing the computational work required to detect the golf ball in the image and shortening the processing time. By doing so, the overflow phenomenon that may occur in golf ball recognition can be reduced.

한편, 골프 볼의 타격이 감지되면 타격 이전 및 이후의 영상을 이용하여 타격 데이터를 처리하는 과정이 수행될 수 있다. 이와 관련하여 도 5를 이용하여 설명한다.Meanwhile, when a golf ball hit is detected, a process of processing the hit data using images before and after the hit may be performed. This will be explained using Figure 5.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 5 is a flow chart for explaining a method of detecting a hit and acquiring a golf club movement image by a high-performance camera for screen golf according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출과 골프 클럽 이동 영상 획득 방법은 타격 감지 후 N개의 프레임의 촬영 영상을 수신하는 단계(S205), 얻어진 프레임 N개의 프레임마다 골프 볼을 검색하는 단계(S210~S225), N개의 프레임의 촬영 영상을 수신하면 타격 이전 M개의 프레임과 타격 이후 N개의 프레임을 함께 PC로 전송하여 타격 데이터를 처리하는 단계(S230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the method of detecting a hit and acquiring a moving image of a golf club by a high-performance camera for screen golf according to an embodiment of the present invention includes receiving N frames of captured images after detecting a hit (S205), N frames obtained A step of searching for a golf ball for each frame (S210 to S225), and a step of processing the hitting data by transmitting M frames before hitting and N frames after hitting to a PC when receiving N frames of captured video (S230). It can be included.

상기 타격 데이터를 처리하기 위한 과정에서 1개의 프레임을 읽고(S215), 골프 볼을 검색하는 단계는 앞서 설명한 제1 해상도의 영상과 제2 해상도의 영상을 이용하여 골프 볼을 인식하는 방법이 사용될 수 있다. 즉, 단계 S205에서 N개의 프레임은 각각 제1 해상도의 영상과 제2 해상도의 영상으로 구성되고, 시스템(100)은 제1 해상도의 영상에서 볼 ROI 영역을 설정한 후 제2 해상도의 영상에서 볼의 정확한 위치를 인식함으로써 타격 분석을 위한 데이터를 생성한다. 이어서 타격 인식이 완료되면 시스템(100)은 타격 전 M개의 프레임과 타격 이후 N개의 프레임을 전송하되, 이때도 제1 해상도의 영상 및 제2 해상도의 영상이 모두 포함될 수 있으며, 각각의 제1 해상도의 영상에는 볼 ROI 영역이 표시되고, 제2 해상도의 영상에는 볼 위치가 표시되어 전송될 수 있다.In the process of processing the hitting data, the step of reading one frame (S215) and searching for a golf ball can be done by using the method of recognizing a golf ball using the image of the first resolution and the image of the second resolution described above. there is. That is, in step S205, the N frames are each composed of an image of the first resolution and an image of the second resolution, and the system 100 sets the ROI area to be viewed in the image of the first resolution and then viewed in the image of the second resolution. By recognizing the exact location of, data for hitting analysis is generated. Subsequently, when the hit recognition is completed, the system 100 transmits M frames before the hit and N frames after the hit. In this case, both an image of the first resolution and an image of the second resolution may be included, and each of the first resolution images may be included. The ROI area to be viewed may be displayed in the image, and the location to be viewed may be displayed and transmitted in the image of the second resolution.

PC로 전송된 타격 데이터의 예시는 도 6과 같이 나타난다. 도 6에서는 예시적으로 총 40개의 프레임을 전송하되, 위에서부터 차례로 타격 전 13번째 프레임, 타격이 이루어진 14번재 프레임 및 타격 직후 15번째 프레임이 도시된다. 타격 전 14개의 프레임과 타격 후 26개의 프레임을 PC로 전송하고, 일련의 프레임들로부터 얻어지는 골프 볼의 속도, 회전량, 방향 등을 기초로 타격 데이터의 분석이 수행될 수 있다.An example of hitting data transmitted to a PC appears as shown in Figure 6. In Figure 6, a total of 40 frames are transmitted as an example, with the 13th frame before hitting, the 14th frame after hitting, and the 15th frame immediately after hitting shown in order from the top. 14 frames before hitting and 26 frames after hitting are transmitted to a PC, and analysis of hitting data can be performed based on the speed, rotation amount, and direction of the golf ball obtained from a series of frames.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 장치에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드디스크, ROM, RAM, CD-ROM, 하드 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함한다.The present invention can also be implemented as computer-readable code on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer device. Examples of computer-readable recording media include hard disks, ROM, RAM, CD-ROM, hard disks, magnetic tapes, floppy disks, and optical data storage devices.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

100: 시스템 110: 인터페이스부
120: 메모리 130: 영상처리부
100: System 110: Interface unit
120: memory 130: image processing unit

Claims (11)

타격 준비 단계에서 카메라가 타격 영역을 촬영하여 제1 해상도의 영상과 제2 해상도의 영상을 생성하는 단계;
상기 제1 해상도의 영상을 제1 탐색하여 골프 볼 주변의 볼 ROI(Region of Interest) 영역을 추출하는 단계;
상기 볼 ROI 영역을 상기 제2 해상도의 영상에 적용하는 단계; 및
상기 제2 해상도의 영상의 볼 ROI 영역 내에서 제2 탐색하여 골프 볼을 감지하는 단계를 포함하는,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 방법.
In the hitting preparation step, a camera photographs the hitting area and generates an image of a first resolution and an image of a second resolution;
extracting a ball ROI (Region of Interest) area around the golf ball by first searching the image of the first resolution;
applying the ball ROI area to the image of the second resolution; and
Comprising detecting a golf ball by performing a second search within the ball ROI area of the image of the second resolution,
Method for detecting hits and acquiring golf club movement images from a high-performance camera for screen golf.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 탐색을 통해 제2 해상도의 영상에서 감지된 골프 볼이 미리 정해진 시간 동안 움직이지 않는 경우 타격 준비 상태인 것으로 판단하고 해당 골프 볼의 영상을 레퍼런스 프레임으로 결정하는 단계를 더 포함하는,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 방법.
According to claim 1,
If the golf ball detected in the image of the second resolution through the second search does not move for a predetermined time, determining that it is ready to hit and determining the image of the golf ball as a reference frame, further comprising:
Method for detecting hits and acquiring golf club movement images from a high-performance camera for screen golf.
제 2항에 있어서,
상기 레퍼런스 프레임과 촬영 영상 사이의 차분을 연산하고,
차분 영상과 상기 레퍼런스 프레임의 비교 결과 일정 거리 이동한 것이 감지된 경우 상기 골프 볼이 타격된 것으로 감지하는 단계를 더 포함하는,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 방법.
According to clause 2,
Calculate the difference between the reference frame and the captured image,
Further comprising detecting that the golf ball has been hit when it is detected that it has moved a certain distance as a result of comparing the difference image and the reference frame,
Method for detecting hits and acquiring golf club movement images from a high-performance camera for screen golf.
제 3항에 있어서,
상기 골프 볼의 타격 시점 이전의 미리 정한 m개의 프레임과, 타격 시점 이후의 n개의 프레임의 타격 영상을 추출하는 단계; 및
추출된 m+n개의 프레임을 PC로 전송하여 타격 데이터를 분석하는 단계를 더 포함하는,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 방법.
According to clause 3,
Extracting a hitting image of a predetermined m number of frames before the hitting point of the golf ball and n frames after the hitting point of the golf ball; and
Further comprising the step of transmitting the extracted m+n frames to a PC to analyze the hitting data,
Method for detecting hits and acquiring golf club movement images from a high-performance camera for screen golf.
제 1항에 있어서,
상기 제1 해상도의 영상은 상기 제2 해상도의 영상과 동일한 타임스탬프를 갖고 해상도가 낮은(scaled) 영상인,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 방법.
According to clause 1,
The image of the first resolution has the same timestamp as the image of the second resolution and is a low-resolution (scaled) image,
Method for detecting hits and acquiring golf club movement images from a high-performance camera for screen golf.
적어도 하나 이상의 카메라로부터 촬영된 타격 영역의 영상을 수신하는 인터페이스부;
타격 준비 단계에서 상기 타격 영역의 제1 해상도의 영상과 제2 해상도의 영상을 저장하는 메모리; 및
상기 제1 해상도의 영상을 제1 탐색하여 골프 볼 주변의 볼 ROI 영역을 추출하고, 상기 볼 ROI 영역을 상기 제2 해상도의 영상에 적용하여 제2 탐색을 통해 골프 볼을 감지하는 영상처리부를 포함하는,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템.
An interface unit that receives images of the hitting area captured from at least one camera;
A memory that stores a first resolution image and a second resolution image of the hitting area in the hitting preparation stage; and
An image processing unit extracts a ball ROI area around the golf ball by first searching the image of the first resolution, and detects the golf ball through a second search by applying the ball ROI area to the image of the second resolution. doing,
Hit detection and golf club movement image acquisition system for high-performance cameras for screen golf.
제 6항에 있어서,
상기 영상처리부는,
상기 제2 탐색을 통해 제2 해상도의 영상에서 감지된 골프 볼이 미리 정해진 시간 동안 움직이지 않는 경우 타격 준비 상태인 것으로 판단하고 해당 골프 볼의 영상을 레퍼런스 프레임으로 결정하는,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템.
According to clause 6,
The image processing unit,
If the golf ball detected in the image of the second resolution through the second search does not move for a predetermined time, it is determined to be ready to hit and the image of the golf ball is determined as the reference frame,
Hit detection and golf club movement image acquisition system for high-performance cameras for screen golf.
제 7항에 있어서,
상기 영상처리부는,
상기 레퍼런스 프레임과 촬영 영상 사이의 차분을 연산하고,
차분 영상과 상기 레퍼런스 프레임의 비교 결과 일정 거리 이동한 것이 감지된 경우 상기 골프 볼이 타격된 것으로 감지하는,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템.
According to clause 7,
The image processing unit,
Calculate the difference between the reference frame and the captured image,
Detecting that the golf ball has been hit when it is detected that it has moved a certain distance as a result of comparing the difference image and the reference frame,
Hit detection and golf club movement image acquisition system for high-performance cameras for screen golf.
제 8항에 있어서,
상기 영상처리부는,
상기 골프 볼의 타격 시점 이전의 미리 정한 m개의 프레임과, 타격 시점 이후의 n개의 프레임의 타격 영상을 추출하고,
추출된 타격 영상으로부터 상기 골프 볼의 3차원 공간 상의 좌표를 산출하는,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템.
According to clause 8,
The image processing unit,
Extracting a hitting image of a predetermined m number of frames before the hitting point of the golf ball and n frames after the hitting point of the golf ball,
Calculating coordinates in three-dimensional space of the golf ball from the extracted hitting image,
Hit detection and golf club movement image acquisition system for high-performance cameras for screen golf.
제 6항에 있어서,
상기 제1 해상도의 영상은 상기 제2 해상도의 영상과 동일한 타임스탬프를 갖고 해상도가 낮은(scaled) 영상인,
스크린 골프용 고성능 카메라의 타격 검출 및 골프 클럽 이동 영상 획득 시스템.
According to clause 6,
The image of the first resolution has the same timestamp as the image of the second resolution and is a low-resolution (scaled) image,
Hit detection and golf club movement image acquisition system for high-performance cameras for screen golf.
컴퓨터를 이용하여 제 1항 내지 제 5항의 방법 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in the computer-readable recording medium recording a program for executing the method of any one of claims 1 to 5 using a computer.
KR1020220157448A 2022-11-22 2022-11-22 Method for detecting strikes and acquiring golf club movement image in high performance camera for screen golf and system performing the same KR20240076520A (en)

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