JPH03158761A

JPH03158761A - 計測点情報転送方式

Info

Publication number: JPH03158761A
Application number: JP29674489A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ibuki; 伊吹　彰洋
Original assignee: M Tec Co Ltd
Current assignee: M Tec Co Ltd
Priority date: 1989-11-15
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1991-07-08
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH0640103B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、テレビジョンカメラ及びビデオテープレコー
ダ等の映像出力装置から供給される動画像情報中に存在
する移動計測点の座標を実時間で算出し、その計測点の
挙動を計測する動態計測装置等に適用される計測点情報
転送方式に関する。

［従来の技術］従来から、飛翔体、振動体及び移動体等をテレビジョン
カメラで捉え、その位置座標をリアルタイムで算出して
、軌跡表示を行なう動態計測装置が知られている。

この種の装置では、対象物の計測点に反射マーカを貼り
付けて照明を当てるか、又は計測点に光源を取り付ける
等の計測環境を準備し、ＴＶカメラで撮影された上記対
象物の動画像情報から輝度の高い部分のみを計測点とし
て抽出すると共に、抽出された計測点の画像情報に基づ
いて、その計測点の重心位置のＸＹ座標をリアルタイム
で算出し、軌跡表示などの所定の処理を行なうようにし
ている。また、この装置では、１画面内に存在する複数
の計測点を分離して、各計測点の座標情報を夫々独立に
算出するために、例えばライトベン等によって各計測点
に対し、これを取り囲むウィンドウが設定され、このウ
ィンドウ内に存在する計測点のみを処理するようにして
いる。

［発明が解決しようとする課題］ところで、この種の動態計測装置では、計測点と背景と
を明確に区別して計測点の抽出精度を向上させるため、
また、複数の計測点を夫々独立に抽出して、計測点同士
が近接した際にも支障が無い計測を行なうことを可能に
するため、計測点の指標に色情報を含むマーカを使用す
ることが考えられる。

計測点を色情報によって抽出する場合、その抽出精度を
請めるには、ＮＴＳＣ信号となる前のカラーＴＶカメラ
によって得られたＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ。

Ｙ信号又はＲ，Ｇ、Ｂ信号等から直接色抽出を行なうこ
とが望ましい。このため、カラーＴＶカメラに計測点抽
出回路を付属させることが考えられる。

一方、抽出された各計測点の画像情報を処理する計測点
処理装置は、一般に前記カラーＴＶカメラとは離れた位
置に設置されることが多いため、抽出された各計測点の
画像情報は、信号ケーブルを介して前記計測点処理装置
まで転送される。このため、計測点の数が多いと、信号
ケーブルの本数が増し、動態計測時の装置のセツティン
グが煩雑になるという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
多数の計測点を同時に計測する場合でも、装置のセツテ
ィングを容易に行なうことができる計測点情報転送方式
を提供することを目的とする。

口課題を解決するための手段］本発明に係る計測点情報転送方式は、動画像情報中に存
在する複数の移動計測点の画像情報を夫々その色情報に
基づいて抽出し、これらの抽出された各移動計測点の画
像情報を夫々輝度レベルを異ならせて重畳し、信号伝送
路を介して計測点処理装置に転送することを特徴とする
。

［作用］本発明によれば、抽出された各移動計測点の画像情報は
、夫々異なる輝度レベルで重畳される。

このため、多数の計測点の情報は１つの信号に多重化さ
れることになる。従って、本発明によれば、１つの信号
に多数の計測点の情報を載せて計測点処理装置に転送す
ることができるので、信号伝送路の簡単化を図ることが
できる。

［実施例］以下、添付の図面に基づいて本発明の実施例について説
明する。

第１図は本発明の計測点情報転送方式を適用した第１の
実施例に係る二次元動態計測装置の構成を示すブロック
図である。

第１図において、計測対象１の近傍には、これを撮像す
るカメラ装置３が設置されている。一方、このカメラ装
置３に対して離れた位置には、計測点処理装置９が設置
されている。カメラ装置３と計測点処理装置９とは、信
号ケーブル４を介して接続されている。

計測対象１には、各計測点に例えば赤、青、緑等の異な
る色のマーカ２　ａｌ　　２　ｂ＋　　２　ｃが夫々取
り付けられている。カメラ装置３は、カラーＴＶカメラ
３ａに計測点抽出回路３ｂを付加して構成されている。

カラーＴＶカメラ３ａは、マーカ２ａ〜２ｃが取り付け
られた計測対象ｌを撮像し、例えばＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、Ｙ
信号等のカラー画像信号を計測点抽出回路３ｂに出力す
る。計測点抽出回路３ｂは、前記カラー画像信号から予
めマーカの色として定められている色を抽出し、色抽出
信号と原画像信号とを信号ケーブル４を介して計測点処
理装置９に転送する。

計測点処理装置９は、計測点処理回路５、モニタ６、ラ
イトベン７及びデータ処理装置８により構成されている
。計測点処理回路５は、入力された色抽出信号に基づい
て、計測点の重心のＸＹ座標等を求め、予め設定された
ウィンドウを上記基められた計測点の重心の座標に追従
させて移動させると共に、原画像、ウィンドウ、計測点
の軌跡及び必要なキャラクタ情報等の映像情報の表示制
御を行なう。この計測点処理回路５には、前記映像情報
を表示するためのモニタ６と、前記ウィンドウを設定す
るためのライトベン７と、前記求められた計測点のＸＹ
座標及び面積等のデータをリアルタイムで受信し、所定
のデータ処理を行なうデータ処理装置８が接続されてい
る。

計測点抽出回路３ｂは、例えば第２図に示すように構成
されている。即ち、カラーＴＶカメラ３ａからのカラー
画像信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、Ｙは、夫々映像コントローラ
１０に入力されると共に、８つの色抽出コントローラｉ
ｉｏ、ＬＬ、・・・１１７に入力されている。また、こ
れらの色抽出コントローラｌｌｏ〜１１７には、抽出条
件コントローラ１２からの色抽出条件情報Ｒ−Ｙｍｌｎ
／ｍａｘ＋Ｂ−Ｙｍｌｎ／ｗａｘ、Ｙｍｌｎ／１ｌｌａ
ｘが与えられている。この色抽出条件は、パネルスイッ
チ１３によって設定できるようになっている。一方、同
期コントローラ１４は、内部同期信号と外部から与えら
れる外部同期信号との切り替えを行ない、水平同期信号
ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤを出力する。

色抽出コントローラ１１．〜１１７には、夫々特有の色
抽出条件が設定されており、色抽出コントローラｌｌｏ
〜１１７は、前記同期信号ＨＤ。

ＶＤに従って、カラーＴＶカメラ３ａからのカラー画像
信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、Ｙから、前記色抽出条件に合致す
る部分を白、そうでない部分を黒とする色抽出モノクロ
信号Ｓｃ６゜Ｉ　　５ＯＩＩ！Ｉ　１　・・・Ｓｃｇフ
を出力する。映像コントローラ１０は、これらの色抽出
コントローラｌｌｏ〜１１７からの色抽出モノクロ信号
Ｓ。ｐｏ−８ｃｐ７を区別するため、信号Ｓ。ＥＯ”　
Ｓ　ＣＥ□を８つの輝度レベルに変換すると共に、変換
された信号を全て重畳し、これを色抽出信号として出力
する。また、映像コントローラ１０は、カラー画像信号
Ｒ−Ｙ、　　Ｂ−Ｙ。

Ｙを同期信号ＨＤ、ＶＤに同期した原画像信号として出
力する。

また、計測点処理回路５は、例えば第３図に示すように
構成されている。即ち、主制御部２６は、この計測点処
理回路５の全体の動作を制御するコントローラである。

この主制御部２６には、ライトベンコントローラ２７及
びパネルスイッチ２８が接続されており、これらを使用
して計測点の抽出画像の選択、軌跡表示の指示及びウィ
ンドウの設定等が行なえるようになっている。また、こ
の回路にも同期信号コントローラ２２が設けられており
、内部同期信号と外部から与えられる外部同期信号との
切り替えを行なって同期信号ＨＤ、ＶＤを出力するよう
になっている。

一方、計測点抽出回路３ｂからの前記色抽出信号は、８
つの中間輝度抽出部２１０，２１．．・・・２１、に夫
々入力されている。中間輝度抽出部２１ｏ　〜２１７は
、前記同期信号ＨＤ、ＶＤに基づいて前記色抽出信号か
ら前述した８つの輝度レベルのうちの対応するグレイレ
ベルを抽出し、そのレベルの部分を白レベルとする２値
化映像信号を出力する。この２値化映像信号は、セレク
タ２３を介して１２個のウィンドウコントローラ２４、
．２４．、・・・、２４１１に入力されている。

セレクタ２３は、中間輝度抽出部２１ｏ〜２１７の各出
力を、どのウィンドウコントローラ２４゜〜２４１□に
供給するかを決定するもので、主制御部２６の制御に基
づいて各中間輝度抽出部２１゜〜２１７とウィンドウコ
ントローラ２４．〜２４１１とを接続する。ウィンドウ
コントローラ２４゜〜２４１１は、計測対象エリアを定
めるウィンドウ内の計α１点のＸＹ座標、面積等をＩＴ
Ｖフレーム（１フイールド）毎に算出すると共に、軌跡
表示及びウィンドウの表示コントロールヲ行すう。

ウィンドウコントローラ２４ｏ〜２４□１からのウィン
ドウ及び軌跡情報は、モニタ表示コントローラ２０に供
給されている。また、モニタ表示コントローラ２０には
、これらの他に原画像信号、２値化映像信号及びキャラ
クタブレーン２５からのメツセージキャラクタ情報が入
力されている。

モニタ表示コントローラ２０は、これらの各情報に基づ
いて、原画像、２値化画像、ウィンドウ、軌跡及びキャ
ラクタプレーンの表示コントロールを行い、映像信号を
出力する。

また、ウィンドウコントローラ２４ｏ〜２４，１で算出
された計測点のＸＹ座標及び面積等のデータは、ＩＴＶ
フレーム毎にＧＰ−Ｉ　Ｂインタフェース２９を介して
データ処理装置８に伝送されるものとなっている。

前記ウィンドウコントローラ２４゜〜２４．ｌは、例え
ば第４図に示すように構成されている。即ち、水平同期
信号ＨＤは、クロック生成回路３１に入力されている。

クロック生成回路３１は、水平同期信号ＨＤに同期した
水平１画素を周期とするドツトクロック信号を生成出力
する。このドットクロック信号は、Ｘカウンタ３２に入
力されている。

Ｘカウンタ３２は、２値化映像信号のＸアドレスを出力
する。また、水平同期信号ＨＤは、Ｘカウンタ３３に入
力されている。Ｘカウンタ３３は、２値化映像信号のＸ
アドレスを出力する。

また、主制御部２６から与えられるウィンドウの位置座
標Ｘｌｌ　Ｙｌ並びにウィンドウの１／２横幅情報ＸＷ
／２及び１　／　２　Ｋ　サｔ＃　ｆｆＩＹ　Ｈ／　２
　ハ、夫々レジスタ３６，３８，３５，３７に格納され
る。加算器３９及び減算器４０は、レジスタ３５゜３６
の内容を加減算してウィンドウのＸ方向の範囲の情報を
比較器４３に出力する。比較器４３は、Ｘカウンタ３２
からのＸアドレスが上記範囲内にあるときに、ルベルを
出力する。また、加算器４１及び減算器４２は、レジス
タ３７．３８の内容を加減算してウィンドウのＸ方向の
範囲の情報を比較器４４に出力する。比較器４４は、Ｘ
カウンタ３３からのＸアドレスが上記範囲内にあるとき
に、ルベルを出力する。これらの比較器４３゜４４の出
力は、ＡＮＤゲート４５に入力されている。ＡＮＤゲー
ト４５の出力は、ＡＮＤゲート４６の一方の入力に供給
されている。

一方、中間輝度抽出部２１ｏ〜２１７がらセレクタ２３
を介して入力された２値化映像信号は、ＡＮＤゲート３
４の一方の入力に与えられている。

ＡＮＤゲ−）３４は、他方の入力端に与えられているク
ロック生成回路３１からのドツトクロック信号に同期し
て２値化映像信号をＡＮＤゲート４６の他方の入力端に
出力する。ＡＮＤゲート４６は、ＡＮＤゲート４５の出
力がルベルのとき、つまり２値化映像信号がウィンドウ
内を走査している間、２値化映像信号に含まれる白レベ
ルの信号をドツトクロック信号に従って出力する。この
出力は、累積加算器４７．４９の加算パルス及びカウン
タ５１のクロック信号として与えられている。累積加算
器４７．４９は、夫々Ｘアドレス及びＸアドレスを累積
加算する。これらの累積加算５４７．４９の出力は夫々
除算器４８．５０に与えられている。除算器４８．５０
は、夫々累積加算器４７．４９の出力をカウンタ５１の
カウント値ｎで除算して、計測点の重心位置のＸ座標ｘ
、、、、ｙ座標Ｙ、＋工を出力する。また、カウンタ５
１からは、計測点の面積に相当するデータＳ　＋＋＋が
出力される。

次に上記のように構成された本実施例に係る動態計測装
置の動作について説明する。

先ず、動態計測を行なう際には、計測対象１にマーカ２
ａ〜２ｃを取り付ける。本装置では、８つの色抽出コン
トローラｌｌｏ〜１１７と、１２個のウィンドウコント
ローラ２４゜〜２４＋＋とを有しているので、１回の計
測で、色の種類が８種類に分かれた１２個のマーカをセ
ットすることができる。本装置では、マーカ２ａ〜２ｃ
の輝度情報だけでなく、その色情報も計測点抽出の際に
使用するので、マーカ２ａ〜２ｃのセットに際しては背
景に使用されていない色を選択すれば良く、計測環境の
設定が容易であるという利点がある。

マーカ２ａ〜２ｃが取り付けられた計測対象１の画像が
カラーＴＶカメラ３ａで撮影されると、計測点抽出回路
３ｂの各色抽出コントローラ１１゜〜ｉｆ、は、上記カ
ラーＴＶカメラ３ａからのカラー画像信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙ、Ｙがら、各色抽出条件に従って色抽出を行なう。こ
れにより、第５図に示すように、色条性に合致した部分
だけが白レベルとなる２値の色抽出モノクロ信号・ＳＯ
Ｉ！。〜Ｓ　ｃｒｙが出力される。これらの色抽出モノ
クロ信号５ＣＥＯ〜５ＣＦ１□は、映像コントローラ１
０において重畳され、第５図に示すようなグレーコード
レベルを含んだ色抽出信号に変換される。

第８図は上記色抽出信号におけるグレーコードレベルと
、その色抽出条件との関係を示した模式図である。本実
施例では、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ、Ｙの各信号が全てｔｘａｘ
　　（Ｈ）という条件を満たす色の抽出信号を示す白レ
ベルから、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ。

Ｙの各信号が全てｗｉｎ　　（Ｌ）という条件を満たす
色の抽出信号を示す黒レベルまで、各色抽出条件に対応
させて計８つのレベルが設定されている。

この８つのレベルからなる色抽出信号は、各計測点の位
置及び色情報を含んだシリアル信号である。

このため、カメラ装置３に対して計測点処理装置９が離
れた位置にある場合でも、両者を接続する信号ケーブル
４の本数を削減することができる。

続いて色抽出信号は、計測点処理回路５の中間輝度抽出
部２１ｏ〜２１□に入力され、ここで例えば比較器等に
よって前述した８つのレベルの部分が夫々検出される。

中間輝度抽出部２１０〜２１□からの出力は、モニタ表
示コントローラ２０の制御によって、モニタ６に、例え
ば第７図に示すように、画面６０中の画像情報６１ａ、
８１ｂ、６１ｃとして表示される。また、中間輝度抽出
部２１．〜２１□の出力は、セレクタ２３を介してウィ
ンドウコントローラ２４ｏ〜２４□に与えられている。

ウィンドウコントローラ２４０〜２４、Ｉでは、次のよ
うな処理が行なわれる。

即ち、先ず、第７図に示すように、ライトベン７等を使
用して、各計測点に対応するウィンドウ６２　ａ　＋　
　６２　ｂ　Ｉ６２　ｃが設定される。ウィンドウ８２
ａ〜Ｅ３２ｃは、画面６０中の計測点と思われる画像情
報６１ａ〜６１ｃを、例えば対角２点の入力によって取
り囲むことによって設定される。

各ウィンドウ６２ａ〜６２ｅの中心位置の座標Ｘ、、Ｙ
、とウィンドウの幅ＸＷ及び高さＹＨの情報は、主制御
部２６によって求められ、各ウィンドウコントローラ２
４ｏ〜２４Ｉ、に与えられる。

ウィンドウコントローラ２４．〜２４１１では、第４図
に示すように、ＡＮＤゲート３４において、２値化映像
信号に含まれる白レベルの部分、即ち計測点の色として
抽出された部分がクロック生成回路３１からのドツトク
ロックに同期して出力される。一方、比較器４３．４４
の出力の論理積を出力するＡＮＤゲート４５からは、前
記設定されたウィンドウの位置を示す信号が出力される
ので、ＡＮＤゲート４６からは、上記ウィンドウ内に存
在する計測点の色として抽出された画像情報６１ａ〜８
１ｃの画像信号がドツトクロック信号に同期して出力さ
れることになる。従って、このＡＮＤゲート４６の出力
によって、累積加算器４７゜４９を機能させ、抽出部分
のＸＹ−座標を累積加算し、除算器４８．５０によって
その平均を求めることにより、計測点として抽出された
画像情報６１ａ〜１３１ｃの重心位置の座標Ｘ　Ｉｌｌ
　ｌ　Ｙ＋＋＋を求めることができる。また、カウンタ
５１では、計測点として抽出された画像情報６１ａ〜８
１ｃの面積が求められる。求められた計測点のデータは
、ＧＰ−ＴＢインタフェース２９を介してデータ処理装
置８に転送され、所定の動態計測処理に供される。

上記計測点のデータはＩＴＶフレーム毎に算出され、そ
の都度、データがデータ処理装置８に送られると共に、
求められたＸＹ座標に中心位置が合致するようにウィン
ドウ６２ａ〜Ｂ２ｃの位置が更新される。これにより、
ウィンドウ６２ａ〜６２ｃを計測点の動きに追従させる
ことができる。

また、図示しない画像メモリの前記計測点のＸＹ座標に
対応するアドレスに画像データとして順次１を書き込ん
でいくことにより、計測点の軌跡６３　ａｌ　　６３　
ｂ、６３　ｃを画面６０上に描かせることができる。更
に、原画像信号をモニタ６に与えることにより、原画像
に上記計測点、ウィンドウ及び軌跡等の情報を重畳させ
て表示させることもできる。

なお、本発明は前述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、上記実施例では二次元動態計測装置に本
発明の計測点情報転送方式を適用したが、本発明は、三
次元動態計測装置に適用することもできる。この場合、
前述した二次元動態計測装置を２系統備え、各系統で求
められた二次元座標が三次元データ処理回路で三次元座
標に変換される。

また、上記各実施例では、カラーＴＶカメラから出力さ
れるカラー画像信号からマーカとして設定された色情報
を抽出し、多重化された色抽出信号を計測点処理装置に
転送するようにしたが、例えば求められたグレーレベル
を含む色抽出信号をビデオテープレコーダ等に記録した
後、前記ビデオテープレコーダを前記計測点処理装置に
接続して計測点の画像処理を行なうようにしても良い。

この場合、１台のビデオテープレコーダで複数の計測点
の情報を記録して動態計測に供することができる。

また、計測点の座標の算出周期は、特にＩＴＶフレーム
毎に行なう必要はなく、数ＴＶフレーム毎に行なうよう
にしても良い。

〔発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、動画像情報中か
ら抽出された複数の移動計測点の画像情報を夫々輝度レ
ベルを異ならせて重畳し、信号伝送路を介して計測点処
理装置に転送するようにしたから、多数の計測点の情報
を１つの信号に多重化して転送することができ、信号伝
送路の簡単化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の実施例に係る二次元動態計
測装置を説明するための図で、第１図は同装置の構成を
示すブロック図、第２図は同装置における計測点抽出回
路の詳細ブロック図、第３図は同装置における計測点処
理回路の詳細ブロック図、第４図は同計測点処理回路に
おけるウィンドウコントローラの詳細ブロック図、第５
図は同装置の動作を示す波形図、第６図は色抽出信号の
グレイコードレベルを示す模式図、第７図は同装置によ
る表示画像の一例を示す模式図である。１；計測対象、２ａｔ　２ｂ＋　　２Ｃ；？−力、３；
カメラ装置、３ａ：カラーＴＶカメラ、３ｂ；計測点抽
出回路、４；信号ケーブル、５；計測点処理回路、６；
モニタ、７：ライトベン、８；データ処理装置、９；計
測点処理装置、６０；画面、６１ａ〜６１ｃ；画像情報
、６２ａ〜６２ｃ；ウィンドウ、８３ａ〜６３ｃ；軌跡ｊ第４図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）動画像情報中に存在する複数の移動計測点の画像
情報を夫々その色情報に基づいて抽出し、これらの抽出
された各移動計測点の画像情報を夫々輝度レベルを異な
らせて重畳し、信号伝送路を介して計測点処理装置に転
送することを特徴とする計測点情報転送方式。