JP2024089316A - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】より簡便に、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行う。【解決手段】画像処理装置10は、クラブ5のスイング動作を行う対象者4を撮像した動画像における、対象者4の手を含む、対象者4の身体の所定部位の位置情報を取得する位置情報取得部131と、位置情報に基づき対象者4の体幹軸を設定し、対象者4の手から体幹軸4に下した垂線と体幹軸との交点P4と、交点P4を挟む体幹軸上の2点とに基づき、スイング動作における対象者4の手の位置に関する評価を行う評価部133と、を備える。【選択図】図3

Description

本開示は、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。
ゴルフのスイングは、ボールを打撃するためにゴルファーの身体とクラブとを回転させて行う運動である。スイング動作のダウンスイングでは、トップで上げた手を所定の位置まで振り下ろしてインパクトを迎える。ここで、上体の姿勢を保てなかったり、肩を速く回したりすると、手を所定の位置まで下げることができずにインパクトを迎えてしまう。その結果、クラブのヘッドが想定の軌道を通ることができず、トップあるいはダフリなどのミスヒットの原因となる場合がある。したがって、スイング動作中(特に、ダウンスイング中)の手の位置は、スイング動作の評価における重要な項目の1つである。
対象者によるスイング動作を評価する手法の1つとして、モーションキャプチャを用いる手法がある。この手法では、対象者の身体の複数の所定部位にマーカを取り付けた状態で対象者のスイング動作を撮像し、撮像した動画像からマーカの位置、すなわち、対象者の身体の所定部位の位置を特定して、スイング動作が評価される。
また、特許文献1には、スイング動作を行う対象者を撮像し、アドレス時の画像から特定された対象者の身体の所定部位の位置に基づき決定された基準角度と、クラブの振り下ろし角度との比較により、スイング動作を評価する手法が記載されている。
特許第7011030号
モーションキャプチャを用いる手法では、専用の設備を用意する必要がある、対象者の身体の所定部位へのマーカの取り付けが事前に必要となる、といった手間がかかる。
また、特許文献2に記載の手法では、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価については考慮されていない。
上記のような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、より簡便に、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行うことができる、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムを提供することにある。
(1) 本開示の一態様としての画像処理装置は、クラブのスイング動作を行う対象者を撮像した動画像から、前記対象者の手の位置に関する評価を行う画像処理装置であって、前記動画像における、前記対象者の手を含む、前記対象者の身体の所定部位の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報に基づき前記対象者の体幹軸を設定し、前記対象者の手から前記体幹軸に下した垂線と前記体幹軸との交点と、前記交点を挟む前記体幹軸上の2点とに基づき、前記スイング動作における前記対象者の手の位置に関する評価を行う評価部と、を備える。
このような構成によれば、特別の設備を用意する必要がなく、また、対象者の身体にマーカなどを取り付ける必要もなく、撮像装置により撮像した動画像から、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行うことができる。そのため、本開示に係る画像処理装置によれば、より簡便に、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行うことができる。
(2) (1)の画像処理装置において、前記評価部は、前記対象者の右腰と左腰との中点である腰中点と、前記対象者の右肩と左肩との中点である肩中点とを結んだ線を前記体幹軸として設定する。
このような構成によれば、より正確に体幹軸を設定することができる。
(3) (1)または(2)の画像処理装置において、前記評価部は、前記位置情報に示される前記対象者の身体の所定部位の位置を、飛球線方向に対して平行であり、かつ、鉛直な平面、または、前記飛球線方向に対して垂直であり、かつ、鉛直な平面に投影して、前記体幹軸を設定する。
このような構成によれば、対象者を正面から撮影した場合にも、対象者を飛球線方向後方から撮影した場合にも、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行うことができる。
(4) (1)から(3)のいずれかに記載の画像処理装置において、前記評価部は、前記体幹軸上で前記交点よりも上側の第1の点と、前記体幹軸上で前記交点よりも下側の第2の点との距離で、前記交点と前記第2の点との距離を割った値に基づき、前記対象者の手の位置に関する評価を行う。
このような構成によれば、体幹軸上で交点よりも上側の第1の点と、体幹軸上で交点よりも下側の第2の点との距離に対する、交点と第2の点との距離の割合と、対象者の手の上がり具体との対応関係に基づき、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行うことができる。
(5) (4)に記載の画像処理装置において、前記第1の点は、前記対象者の右肩と左肩との中点である肩中点であり、前記第2の点は、前記対象者の右腰と左腰との中点である腰中点である。
このような構成によれば、肩中点、腰中点の位置情報を用いて、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行うことができる。
(6) (1)から(5)のいずれか一項に記載の画像処理装置において、前記評価部は、ダウンスイング中の任意の時点における前記位置情報に基づき、前記任意の時点における前記対象者の手の位置に関する評価を行う。
このような構成によれば、ダウンスイング中の任意の時点(例えば、ハーフウェイバック)における、対象者の手の位置に関する評価を行うことができる。
(7) 本開示の一態様としての画像処理方法は、クラブのスイング動作を行う対象者を撮像した動画像から、前記対象者の手の位置に関する評価を行う画像処理装置による画像処理方法であって、前記動画像における、前記対象者の手を含む、前記対象者の身体の所定部位の位置情報を取得することと、前記位置情報に基づき前記対象者の体幹軸を設定し、前記対象者の手から前記体幹軸に下した垂線と前記体幹軸との交点と、前記交点を挟む前記体幹軸上の2点とに基づき、前記スイング動作における前記対象者の手の位置に関する評価を行うことと、を含む。
このような構成によれば、特別の設備を用意する必要がなく、また、対象者の身体にマーカなどを取り付ける必要もなく、撮像装置により撮像した動画像から、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行うことができる。そのため、本開示に係る画像処理装置によれば、より簡便に、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行うことができる。
(8) 本開示の一態様としてのプログラムは、コンピュータを(1)から(6)のいずれかの画像処理装置として動作させる。
本開示に係る画像処理装置、画像処理方法およびプログラムによれば、より簡便に、スイング動作における対象者の手の位置に関する評価を行うことができる。
本開示の一実施形態に係る画像処理装置を含む画像処理システムの構成例を示す図である。 スイング動作を行う対象者を正面から撮像した状態を示す図である。 スイング動作を行う対象者を飛球線方向から撮像した状態を示す図である。 本開示の一実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。 図3に示す画像処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図3に示す位置情報取得部が位置情報を取得する対象者の身体の所定部位の一例を示す図である。 図3に示す評価部によるスイング動作の評価について説明するための図である。 第1の点と第2の点との距離に対する交点と第2の点との距離の割合と、対象者の手の上がり具合との対応関係の一例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本開示の一実施形態に係る画像処理装置10を含む画像処理システム1の構成例を示す図である。画像処理システム1は、スイング動作中(特に、ダウンスイング中)の対象者の手の位置に関する評価を行うものである。
図1に示すように、画像処理システム1は、撮像装置2と、ユーザ端末3と、画像処理装置10とを備える。
撮像装置2は、図2A,2Bに示すように、クラブ5のスイング動作を行う対象者4を撮像する。撮像装置2により撮像される動画像は、例えば、図2Aに示すような、クラブ5のスイング動作を行う対象者4を正面から撮像した動画像、あるいは、図2Bに示すような、クラブ5のスイング動作を行う対象者4を飛球線方向後方から撮像した動画像である。撮像装置2は、対象者4を撮像した動画像を、有線通信または無線通信により、ユーザ端末3に送信する。
ユーザ端末3は、スマートフォン、タブレット端末などの、ユーザ(例えば、スイング動作を行う対象者4あるいはインストラクター)が使用する端末である。ユーザ端末3は、通信部31と、出力部32とを備える。
通信部31は、1つ以上の通信モジュールを含んで構成される。通信部31は、例えば4G(4th Generation)、5G(5th Generation)などの移動体通信規格に対応する通信モジュールを含んでよい。通信部31は、例えば、無線LAN規格(一例としてIEEE802.11)に対応する通信モジュールを含んでよい。また、通信部31は、例えば、有線LAN規格に対応する通信モジュールを含んでよい。本実施形態においては、通信部31は、撮像装置2と有線通信および/または無線通信を行うための通信モジュールと、画像処理装置10と有線通信および/または無線通信を行うための通信モジュールと、を備える。通信部31は、撮像装置2から送信されてきた動画像を受信し、受信した動画像を画像処理装置10に送信する。また、通信部31は、画像処理装置10から対象者4のスイング動作の評価結果を受信する。
出力部32は、通信部31が受信した、対象者4のスイング動作の評価結果を出力する。出力部32は、例えば、ディスプレイへの表示により、評価結果を出力する。また、出力部32は、例えば、スピーカからの音声出力により、評価結果を出力する。
画像処理装置10は、例えば、ネットワーク上に設けられたサーバ装置である。画像処理装置10は、ユーザ端末3から送信されてきた動画像を受信する。画像処理装置10は、動画像から対象者4のスイング動作を評価し、評価結果をユーザ端末3に送信する。本実施形態においては、画像処理装置10は、スイング動作中の対象者4の手の位置に関する評価を行う。
図3は、本実施形態に係る画像処理装置10の構成例を示す図である。
図3に示すように、本実施形態に係る画像処理装置10は、通信部11と、記憶部12と、制御部13とを備える。
通信部11は、1つ以上の通信モジュールを含んで構成される。通信部11は、例えば4G,5Gなどの移動体通信規格に対応する通信モジュールを含んでよい。通信部11は、例えば、無線LAN規格(一例としてIEEE802.11)に対応する通信モジュールを含んでよい。また、通信部11は、例えば有線LAN規格に対応する通信モジュールを含んでよい。本実施形態においては、通信部11は、ユーザ端末3と有線通信および/または無線通信を行うための通信モジュールを備える。
記憶部12は、1つ以上のメモリである。メモリは、例えば、半導体メモリ、磁気メモリ、または光メモリなどであるが、これらに限られず任意のメモリとすることができる。記憶部12は、例えば、画像処理装置10に内蔵されるが、任意のインターフェースを介して画像処理装置10に外部からアクセスされる構成も可能である。
記憶部12は、制御部13が実行する各種の処理において使用される各種のデータを記憶する。また、記憶部12は、制御部13が実行する各種の処理の結果および中間データを記憶してよい。
制御部13は、1つ以上のプロセッサである。プロセッサは、例えば、汎用のプロセッサ、または特定の処理に特化した専用プロセッサであるが、これらに限られず任意のプロセッサとすることができる。制御部13は、画像処理装置10の全体の動作を制御する。
画像処理装置10は、以下のようなソフトウェア構成を有してよい。画像処理装置10の動作の制御に用いられる、本開示に係る1つ以上のプログラムが記憶部12に記憶される。記憶部12に記憶されたプログラムは、制御部13のプロセッサによって読み込まれると、制御部13を位置情報取得部131、イベント検出部132および評価部133として機能させる。
位置情報取得部131は、図2Aあるいは図2Bに示すような、クラブ5のスイング動作を行う対象者4を撮像した動画像が入力される。位置情報取得部131は、入力された動画像における、対象者4の手を含む、対象者4の身体の所定の部位の位置情報を取得する。位置情報取得部131は、例えば、対象者4の手の位置情報のほかに、対象者4の腰中点および肩中点の位置情報を取得する。腰中点は、対象者4の右腰と左腰との中点である。肩中点は、対象者の右肩と左肩との中点である。ただし、位置情報取得部131が位置情報を取得する部位はこれに限られるものではなく、対象者4の体幹軸を特定することができる部位であればよい。
位置情報取得部131は、例えば、骨格抽出エンジンを用いた画像処理により、対象者4の手を含む、対象者4の身体の所定部位の位置情報を取得する。また、スイング動作を行う対象者4を深度カメラにより撮像し、位置情報取得部131は、深度カメラにより撮像された動画像から、対象者4の手を含む、対象者4の身体の所定部位の位置情報を取得してもよい。
イベント検出部132は、画像処理装置10に入力された動画像から、スイング動作における、アドレス、トップ、ハーフウェイバック、インパクトおよびフィニッシュなどのスイング動作における所定のイベントのタイミングを検出する。イベント検出部132は、例えば、位置情報取得部131により取得された対象者4の身体の複数の所定部位の位置情報に基づき、各種イベントのタイミングを検出してよい。また、対象者4の身体の所定部位の位置情報に加えて、クラブ5の所定部位(例えば、クラブ5のヘッド、グリップなど)の位置情報を取得し、イベント検出部132は、クラブ5の所定の部位の位置情報に基づき、各種イベントのタイミングを検出してよい。また、イベント検出部132は、対象者4などによる、スイング動作における各種イベントのタイミングに関する手動の入力を受け付け、当該入力に基づき、各種イベントのタイミングを検出してよい。
評価部133は、位置情報取得部131により取得された位置情報に示される、対象者4の手を含む、対象者4の身体の所定部位の位置に基づき、対象者4の手の位置に関する評価を行う。
次に、本実施形態に係る画像処理装置10の動作について説明する。図4は、本実施形態に係る画像処理装置10の動作の一例を示すフローチャートであり、本実施形態に係る画像処理装置10による画像処理方法を説明するための図である。
位置情報取得部131は、クラブ5のスイング動作を行う対象者4を撮像した動画像から、対象者4の手を含む、対象者4の身体の所定部位の位置情報を取得する(ステップS11)。動画像は、例えば、図2Aに示すような、クラブ5のスイング動作を行う対象者4を撮像装置2により正面(飛球線方向と直交する方向)から撮影した動画像であってもよいし、図2Bに示すような、クラブ5のスイング動作を行う対象者4を撮像装置2により飛球線方向後方から撮影した動画像であってもよいし、その両方であってもよい。位置情報取得部131は、例えば、図5Aに示すように、対象者4の手の位置P1、肩中点の位置P2および腰中点の位置P3の位置情報を取得する。
図4を再び参照すると、評価部133は、位置情報取得部131により取得された位置情報に基づき、スイング動作における対象者4の手の位置に関する評価を行う(ステップS12)。例えば、評価部133は、ダウンスイング中の任意の時点における位置情報に基づき、その任意の時点における対象者4の手の位置に関する評価を行う。特に、評価部133は、図5Aに示すように、クラブ5と地面とが平行になるハーフウェイバック時の位置情報に基づき、対象者4の手の位置に関する評価を行う。なお、ダウンスイング中であるか否かは、イベント検出部132の検出結果から判定することができる。
評価部133は、位置情報に基づき、対象者4の体幹軸を設定する。評価部133は、例えば、図5Bに示すように、肩中点の位置P2と、腰中点の位置P3とを結んだ線を体幹軸として設定する。すなわち、評価部133は、対象者4の右腰と左腰との中点である腰中点と、対象者4の右肩と左肩との中点である肩中点とを結んだ線を体幹軸として設定する。このような構成によれば、より正確に体幹軸を設定することができる。
ここで、動画像が、図2Aに示すような、スイング動作を行う対象者4を撮像装置2により正面から撮影した動画像である場合、評価部133は、飛球線方向に対して平行であり、かつ、鉛直な平面に、位置情報に示される所定部位の位置(図5Aに示す例では、肩中点の位置P2および腰中点の位置P3)を投影する。また、動画像が、図2Bに示すような、スイング動作を行う対象者4を撮像装置2により飛球線方向後方から撮影した動画像である場合、評価部133は、飛球線方向に対して垂直であり、かつ、鉛直な平面に、位置情報に示される所定部位の位置(図5Aに示す例では、肩中点の位置P2および腰中点の位置P3)を投影する。そして、評価部133は、平面上に投影した、肩中点の位置P2と腰中点の位置P3とを結んだ線を体幹軸として設定する。このように、飛球線方向に対して垂直であり、かつ、鉛直な平面、または、飛球線方向に対して平行であり、かつ、鉛直な平面に、位置情報に示される複数の所定部位それぞれの位置を投影することで、対象者4を正面から撮影した場合にも、対象者4を飛球線方向後方から撮影した場合にも、対象者4の手の位置に関する評価を行うことができる。
次に、評価部133は、図5Bに示すように、位置情報に示される対象者4の手の位置P1から、設定した体幹軸に垂線を下す。評価部133は、対象者4の手から体幹軸に下した垂線と体幹軸との交点P4と、交点を挟む体幹軸上の2点とに基づき、スイング動作における対象者4の手の位置に関する評価を行う。第1の点は、例えば、対象者4の右肩と左肩との中点である肩中点である。また、第2の点は、例えば、対象者4の右腰と左腰との中点である腰中点である。ただし、第1の点および第2の点の例はこれに限られるものではない。評価部133は、交点P4を挟む体幹軸上の任意の二点を第1の点および第2の点を用いて、対象者4の手の位置に関する評価を行ってよい。
評価部133は、例えば、体幹軸上で交点P4よりも上側の第1の点と、体幹軸上で交点よりも下側の第2の点との距離で、交点P4と第2の点との距離を割った値に基づき、対象者4の手の位置に関する評価を行う。すなわち、評価部133は、第1の点と第2の点との距離に対する交点P4と第2の点との距離の割合(交点P4と第2の点との距離/第1の点と第2の点との距離)に基づき、対象者4の手の位置に関する評価を行う。
図6は、第1の点と第2の点との距離に対する交点P4と第2の点との距離の割合と、対象者4の手の上がり具合との対応関係の一例を示す図である。図6に示すように、第1の点と第2の点との距離に対する交点P4と第2の点との距離の割合が大きくなるほど、すなわち、交点P4と第2の点との距離が大きくなるほど、手の上がり具合が大きくなることが知られている。評価部133は、このような対応関係に基づき、対象者4の手の位置に関する評価を行う。
ここで、ゴルファーは一般に、ダウンスイング中に、ボールの位置に合わせて手の位置を調整することが可能である。ただし、このような調整が可能な範囲には限界があり、ダウンスイング中に手の位置が上がりすぎると、調整を行ったとしても、適切な位置でボールを打撃することはできない。したがって、ダウンスイング中の手の位置(手の上がり具合)の評価を行うことで、スイング動作をより適切に評価することができる。
なお、本実施形態においては、画像処理装置10が、位置情報取得部131、イベント検出部132および評価部133を備える例を用いて説明したが、本開示はこれに限られるものではない。位置情報取得部131、イベント検出部132および評価部133の一部または全部がユーザ端末3に設けられてもよい。したがって、ユーザ端末3が本開示に係る画像処理装置10として動作してもよい。また、ユーザ端末3がスイング動作を行う対象者4を撮像する機能を備えていてもよい。
このように本実施形態に係る画像処理装置10は、位置情報取得部131と、評価部133とを備える。位置情報取得部131は、クラブ5のスイング動作を行う対象者4を撮像した動画像における、対象者4の手を含む、対象者4の身体の所定部位の位置情報を取得する。評価部133は、位置情報に基づき対象者4の体幹軸を設定し、対象者4の手から体幹軸に下した垂線と体幹軸との交点P4と、交点P4を挟む体幹軸上の2点とに基づき、スイング動作における対象者4の手の位置に関する評価を行う。
このような構成によれば、撮像装置2により撮像した動画像から、スイング動作における対象者4の手の位置に関する評価を行うことができる。また、特別の設備を用意する必要がなく、また、対象者4の身体にマーカなどを取り付ける必要もない。したがって、本開示によれば、より簡便に、スイング動作における対象者4の手の位置に関する評価を行うことができる。
なお、手の位置情報だけに基づき、対象者4の手の位置に関する評価を行うことも考えられる。しかしながら、この場合、撮像時の撮像装置2の傾き、および、対象者4の体格などによっては正確に対象者4の手の位置に関する評価を行うことができない場合がある。一方、本実施形態のように、対象者4の手から体幹軸に下した垂線と体幹軸との交点と、交点を挟む体幹軸上の2点とを用いることで、撮像装置2の傾き、および、対象者4の体格などの影響を受けることなく、対象者4の手の位置に関する評価を行うことができる。
実施形態では特に触れていないが、コンピュータを、画像処理装置10として動作させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD-ROM、DVD-ROMなどの記録媒体であってもよい。
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換が可能であることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
1 画像処理システム
2 撮像装置
3 ユーザ端末
4 対象者
5 クラブ
10 画像処理装置
11 通信部
12 記憶部
13 制御部
31 通信部
32 出力部
131 位置情報取得部
132 イベント検出部
133 評価部

Claims (8)

  1. クラブのスイング動作を行う対象者を撮像した動画像から、前記対象者の手の位置に関する評価を行う画像処理装置であって、
    前記動画像における、前記対象者の手を含む、前記対象者の身体の所定部位の位置情報を取得する位置情報取得部と、
    前記位置情報に基づき前記対象者の体幹軸を設定し、前記対象者の手から前記体幹軸に下した垂線と前記体幹軸との交点と、前記交点を挟む前記体幹軸上の2点とに基づき、前記スイング動作における前記対象者の手の位置に関する評価を行う評価部と、を備える画像処理装置。
  2. 請求項1に記載の画像処理装置において、
    前記評価部は、前記対象者の右腰と左腰との中点である腰中点と、前記対象者の右肩と左肩との中点である肩中点とを結んだ線を前記体幹軸として設定する、画像処理装置。
  3. 請求項1に記載の画像処理装置において、
    前記評価部は、前記位置情報に示される前記対象者の身体の所定部位の位置を、飛球線方向に対して平行であり、かつ、鉛直な平面、または、前記飛球線方向に対して垂直であり、かつ、鉛直な平面に投影して、前記体幹軸を設定する、画像処理装置。
  4. 請求項1に記載の画像処理装置において、
    前記評価部は、前記体幹軸上で前記交点よりも上側の第1の点と、前記体幹軸上で前記交点よりも下側の第2の点との距離で、前記交点と前記第2の点との距離を割った値に基づき、前記対象者の手の位置に関する評価を行う、画像処理装置。
  5. 請求項4に記載の画像処理装置において、
    前記第1の点は、前記対象者の右肩と左肩との中点である肩中点であり、
    前記第2の点は、前記対象者の右腰と左腰との中点である腰中点である、画像処理装置。
  6. 請求項1に記載の画像処理装置において、
    前記評価部は、ダウンスイング中の任意の時点における前記位置情報に基づき、前記任意の時点における前記対象者の手の位置に関する評価を行う、画像処理装置。
  7. クラブのスイング動作を行う対象者を撮像した動画像から、前記対象者の手の位置に関する評価を行う画像処理装置による画像処理方法であって、
    前記動画像における、前記対象者の手を含む、前記対象者の身体の所定部位の位置情報を取得することと、
    前記位置情報に基づき前記対象者の体幹軸を設定し、前記対象者の手から前記体幹軸に下した垂線と前記体幹軸との交点と、前記交点を挟む前記体幹軸上の2点とに基づき、前記スイング動作における前記対象者の手の位置に関する評価を行うことと、を含む画像処理方法。
  8. コンピュータを、請求項1に記載の画像処理装置として動作させるプログラム。
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