JPH0640103B2

JPH0640103B2 - 計測点情報転送方式

Info

Publication number: JPH0640103B2
Application number: JP1296744A
Authority: JP
Inventors: 彰洋伊吹
Original assignee: 株式会社エムテック
Priority date: 1989-11-15
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH03158761A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、テ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、例えばライトペ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
高めるには、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ッティン
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、装置のセッテ
ィングを容易に行なうことができると共に、複数の計測
点を自動識別し、高速処理する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。

［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、複数の移動計測点
に複数の色から選択された計測点固有の色のマークを付
しておき、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マークに基づいて抽出し、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。」とあるのを、「本発
明に係る計測点情報転送方式は、複数の移動計測点に複
数の色から選択された計測点固有の色のマークを付して
おき、カラーテレビカメラにより前記色マークを撮像し
て３原色の割合を示す色信号と輝度信号とを得、前者か
ら各計測点を識別し、後者から各計測点が白又は黒、そ
の他の部分が夫々黒又は白とした各計測点の位置を示す
画像信号を形成し、これらの画像信号の輝度を計測点毎
に異ならせることにより各画像信号を重畳しても各計測
点位置を識別可能とした後、各画像信号を信号伝送路を
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２ａ，２ｂ，２ｃ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
１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
イトペン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求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
するためのライトペン７と、前記求められた計測点のＸ
Ｙ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１
１_０，１１_１，…，１１_７に入力されている。また、こ
れらの色抽出コントローラ１１_０〜１１_７には、抽出条
件コントローラ１２からの色抽出条件情報R-Ymin/max,B
-Ymin/max,Ymin/max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_０〜１１_７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１１_０
〜１１_７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Ｓ_CEO ，Ｓ_CE1 ，
…，Ｓ_SE7 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１１_０〜１１_７からの色抽出モ
ノクロ信号Ｓ_CE0 〜Ｓ_CE7 を区別するため、信号Ｓ_CE0
〜Ｓ_CE7 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、ライトペンコントローラ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２１_０，２１_１，…，２１_７に夫々
入力されている。中間輝度抽出部２１_０〜２１_７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２
３を介して１２個のウィンドウコントローラ２４_０，２
４_１，…，２４₁₁に入力されている。セレクタ２３は、
中間輝度抽出部２１_０〜２１_７の各出力を、どのウィン
ドウコントローラ２４_０〜２４₁₁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_０〜２１_７とウィンドウコントローラ２４_０〜
２４₁₁とを接続する。ウィンドウコントローラ２４_０〜
２４₁₁は、計測対象エリアを定めるウィンドウ内の計測
点のＸＹ座標、面積等を１ＴＶフレーム（１フィール
ド）毎に算出すると共に、軌跡表示及びウィンドウの表
示コントロールを行なう。

ウィンドウコントローラ２４_０〜２４₁₁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
タプレーン２５からのメッ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２４_０〜２４₁₁で算出さ
れた計測点のＸＹ座標及び面積等のデータは、１ＴＶフ
レーム毎にＧＰ−ＩＢ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_０〜２４₁₁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ッ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、Ｙカ
ウンタ３３に入力されている。Ｙカウンタ３３は、２値
化映像信号のＹ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Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ並びにウィンドウの１／２横幅情報ＸＷ／
２及び１／２高さ情報ＹＨ／２は、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、１レベルを出力する。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Ｙ方向の範囲の情報を比較器４４
に出力する。比較器４４は、Ｙカウンタ３３からのＹア
ドレスが上記範囲内にあるときに、１レベルを出力す
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、Ａ
ＮＤ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２１_０〜２１_７からセレクタ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ゲート３４
は、他方の入力端に与えられているクロック生成回路３
１からのドッ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１レベルのと
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ッ
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Ｙアドレスを累積加算する。こ
れらの累積加算器４７，４９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_i+1 ，Ｙ座標
Ｙ_i+1 を出力する。また、カウンタ５１からは、計測点
の面積に相当するデータＳ_i+1 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１１_０〜１１_７と、１２個のウィンドウコント
ローラ２４_０〜２４₁₁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、計測点放出回路
３ｂの各色抽出コントローラ１１_０〜１１_７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から、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、色条件に合致した部分
だけが白レベルとなる２値の色抽出モノクロ信号Ｓ_CE0
〜Ｓ_CE7 が出力される。これらの色抽出モノクロ信号Ｓ
_CE0 〜Ｓ_CE7 は、映像コントローラ１０において重畳さ
れ、第５図に示される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６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max
（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min （Ｌ）と
いう条件を満たす色の抽出信号を示す黒レベルで、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２１_０〜２１_７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２１_０〜２１_７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，
６１ｂ，６１ｃとして表示される。また、中間輝度抽出
部２１_０〜２１_７の出力は、セレクタ２３を介してウィ
ンドウコントローラ２４_０〜２４₁₁に与えられている。
ウィンドウコントローラ２４_０〜２４₁₁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、ライトペン７等を使
用して、各計測点に対応するウィンドウ６２ａ，６２
ｂ，６２ｃが設定される。ウィンドウ６２ａ〜６２ｃ
は、画面６０中の計測点と思われる画像情報６１ａ〜６
１ｃ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〜６２ｃの中心
位置の座標Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉとウィンドウの幅ＸＷ及び高さＹ
Ｈ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２４_０〜２４₁₁に与えられる。

ウィンドウコントローラ２４_０〜２４₁₁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
号を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からのドットクロ
ックに同期して出力される。一方、比較器４３，４４の
出力の理論積を出力する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〜６１
ｃの画像信号がドットクロック信号に同期して出力され
ることとなる。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〜６１ｃの重心位置の座標Ｘ_i+1 ，Ｙ_i+1 を
求めることができる。また、カンウンタ５１では、計測
点として抽出された画像情報６１ａ〜６１ｃの面積が求
められる。求められた計測点のデータは、ＧＰ−ＩＢイ
ンタフエース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１ＴＶ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〜６２ｃ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
ａ，６３ｂ，６３ｃ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、
現画像に上記計測点、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作計測装置に本
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１ＴＶ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、信号伝送賂を介して計測点処
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。また、移動計測点に
色マークを付して画像情報をその色マークに基づいて抽
出するから、複数の移動計測点を自動識別し、これを高
速に処理することができる。

【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、２ａ，２ｂ，２ｃ；マーカ、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；ライトペン、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、６
２ａ〜６２ｃ；ウィンドウ、６３ａ〜６３ｃ；軌跡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の移動計測点に複数の色から選択され
た計測点固有の色のマークを付しておき、カラーテレビ
カメラにより前記色マークを撮像して３原色の割合を示
す色信号と輝度信号とを得、前者から各計測点を識別
し、後者から各計測点が白又は黒、その他の部分が夫々
黒又は白とした各計測点の位置を示す画像信号を形成
し、これらの画像信号の輝度を計測点毎に異ならせるこ
とにより各画像信号を重畳しても各計測点位置を識別可
能とした後、各画像信号を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。