JPH11248724A

JPH11248724A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH11248724A
Application number: JP10045906A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takahata; 弘高畑
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】被写体の映像を撮影しながら、被写体の動き
を制限することなくその被写体が動く速度を計測し、か
つ、被写体の一瞬の速度だけでなく全体の速度も計測す
る。【解決手段】ビデオコントローラ３８は、動き検出回
路３５で検出される動きベクトルに基づいて計測対象と
なる物体が１フィールド期間で動いた距離を演算する。
そして、ビデオコントローラ３８は、基準となる距離に
対する演算された距離との比に１フィールド期間に相当
する時間を乗じることによって、計測対象となる物体の
速度を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置に関し、
特に被写体の速度を計測することができる撮像装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】今日、被写体を撮影しながらその被写体
が動く速度を計測することができる撮像装置やビデオカ
メラ装置が提供されている。これらの撮像装置やビデオ
カメラ装置は、被写体の映像と共に、例えば光学速度計
によって計測される被写体の速度を撮像出力とするもの
である。

【０００３】例えば、ゴルフスイングの速度を測る場
合、図１９に示すように、地上におかれているゴルフボ
ールを挟むように一対の光学速度計を設置し、ゴルファ
ーがこのゴルフボールを打つときにゴルフクラブが光学
速度計の間を通過するときの速度を計測している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
光学速度計を用いた場合、ゴルファーは、ゴルフクラブ
のヘッドの軌道が上記光学速度計の間を通過するように
スイングをしなければならない。このとき、光学速度計
がスイングの邪魔になることがあり、正確なスイング速
度を計測することができない問題がある。

【０００５】さらに、上記一対の光学速度計の間を通過
する瞬間でしかゴルフスイングの速度を測ることができ
ず、それ以外、例えばゴルフクラブを打ち下ろすときの
速度やフォロースルーのときの速度を計測することがで
きない。

【０００６】また、従来のビデオカメラ装置は、被写体
の映像を記録しているものの、被写体の速度はモニタ画
面に表示しているだけであり、被写体の映像とその速度
とを一緒に記録していない。上記ビデオカメラ装置によ
って記録された映像を再生すると、被写体の映像は表示
されるもののその被写体が動いている速度は表示されな
い。したがって、例えばゴルファー自身が自分のゴルフ
スイングを撮影した場合、自分のゴルフスイングのチェ
ックを行うことができるが、自分のゴルフスイングの速
度を自分で確認することができなかった。

【０００７】本発明は、このような実情に鑑みて提案さ
れたものであり、被写体の映像を撮影しながら、被写体
の動きを制限することなくその被写体が動く速度を計測
し、かつ、被写体の一瞬の速度だけでなく全体の速度も
計測することができる撮像装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る撮像装置は、被写体の撮像光に基づ
いて映像信号を出力する撮像手段と、上記映像信号に基
づいて被写体の動きベクトルを検出する動きベクトル検
出手段と、検出された動きベクトルに基づいて上記映像
信号の圧縮処理を行う圧縮手段と、検出された動きベク
トルのうち、光量の大きい映像信号の動きベクトルに基
づいて被写体の速度を算出する算出手段と、圧縮処理の
された映像信号と算出された速度とを所定のフォーマッ
トに変換して出力する出力手段とを備える。

【０００９】そして、上記撮像装置では、映像信号に基
づいて被写体の動きベクトルを検出し、この動きベクト
ルに基づいて上記映像信号の圧縮処理を行うとともに、
検出された動きベクトルのうち光量の大きい映像信号の
動きベクトルに基づいて被写体の速度を算出する。

【００１０】また、本発明に係る撮像装置は、被写体の
撮像光に基づいて映像信号を出力する撮像手段と、上記
撮像信号に基づいて被写体の動きベクトルを検出する動
きベクトル検出手段と、検出された動きベクトルに基づ
いて上記映像信号の圧縮処理を行う圧縮手段と、検出さ
れた動きベクトルのうち、光量の大きい映像信号の動き
ベクトルに基づいて被写体の速度を算出する算出手段
と、圧縮処理のされた映像信号と算出された速度とを記
録媒体に記録する記録手段とを備える。

【００１１】そして、上記撮像装置では、映像信号に基
づいて被写体の動きベクトルを検出し、この動きベクト
ルに基づいて上記映像信号の圧縮処理を行うとともに、
検出された動きベクトルのうち光量の大きい映像信号の
動きベクトルに基づいて被写体の速度を算出し、上記映
像信号と被写体の速度とを記録媒体に記録する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１３】本発明は、例えば図１に示す構成のビデオ
カメラ装置１に適用される。

【００１４】ビデオカメラ装置１は、光学系１を介して
入射した撮像光に基づいて映像信号を生成するカメラブ
ロック２０と、上記映像信号に圧縮処理等を施すビデオ
信号処理部３０と、映像信号及び音声信号を所定のフォ
ーマットに変換するメディアドライブ部４０と、光ディ
スク１００にデータを記録したり光ディスク１００に記
録されているデータを読み出すデッキ部５０と、表示／
映像／音声入出力部６０と、各回路に電源を供給する電
源ブロック８０とを備える。

【００１５】光学系１は、被写体からの撮像光を集光す
る撮像レンズ１１と、撮像レンズ１１をフォーカス方向
に駆動させてフォーカス動作を行うためのフォーカスモ
ータ１２とを備える。

【００１６】カメラブロック２０は、映像信号を生成す
るＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ２
１と、映像信号の波形整形等を行うサンプルホールド／
ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路２２と、映像信号の
ディジタル化を行うビデオＡ／Ｄコンバータ２３と、各
回路にタイミング信号を供給するタイミングジェネレー
タ２４と、各回路を制御するカメラコントローラ２５と
を備える。

【００１７】ＣＣＤイメージセンサ２１は、撮像レンズ
１１を介して入射される撮像光に基づいて映像信号を生
成し、サンプルホールド／ＡＧＣ回路２２に供給する。
サンプルホールド／ＡＧＣ回路２２は、上記映像信号が
所定の利得になるように制御し、さらに相関二重サンプ
リング処理により波形整形・リセットノイズの除去等を
行ってビデオＡ／Ｄコンバータ２３に供給する。ビデオ
Ａ／Ｄコンバータ２３は、上記映像信号を所定のサンプ
リング間隔でディジタル化して、ビデオ信号処理部３０
に供給する。

【００１８】ここで、ＣＣＤイメージセンサ２１，サン
プルホールド／ＡＧＣ回路２２，ビデオＡ／Ｄコンバー
タ２３の駆動タイミングやサンプリング間隔は、タイミ
ングジェネレータ２４で発生するタイミング信号によっ
て制御される。

【００１９】また、カメラコントローラ２５は、上記各
回路が適正に動作するように制御すると共に、オートフ
ォーカス機能，自動露出調整機能，ズーム機能を行うた
めにレンズブロック１０を制御する。カメラコントロー
ラ２５は、例えば、所定のオートフォーカス情報に基づ
いてフォーカスモータ１２の回転角度を調整することに
よって、ジャストフォーカスになるような撮像光をＣＣ
Ｄイメージセンサ２１に入射させている。

【００２０】ビデオ信号処理部３０は、入出力信号の制
御等を行うデータ処理／システムコントローラ３１と、
映像信号の圧縮／伸張処理を行うＭＰＥＧビデオ信号処
理回路３３と、動きベクトルを検出する動き検出回路３
５と、音声信号の圧縮／伸張処理を行う音声圧縮エンコ
ーダ／デコーダ３７と、各回路が適正に動作するように
制御するビデオコントローラ３８とを備える。

【００２１】上記ビデオ信号処理部３０は、記録時の場
合は、カメラブロック２０から供給される映像信号と表
示／映像／音声入出力部６０から供給される音声信号と
に圧縮処理を施してメディアドライブ部４０に供給す
る。

【００２２】具体的には、データ処理／システムコント
ローラ３１は、映像信号及び音声信号の圧縮／伸張処理
に関する制御と、ビデオ信号処理部３０の入出力信号の
制御等を行う。例えば、カメラブロック２０からの映像
信号をＭＰＥＧビデオ信号処理回路３３及び動き検出回
路３５に供給する。

【００２３】動き検出回路３５は、メモリ３６を作業領
域として用いて動きベクトルの検出を行う。動き検出回
路３５は、供給された映像信号を所定のブロック単位に
分割し、それぞれのブロックに対してフィールド毎の縦
方向及び横方向の動きの変化をドット数で示した動きベ
クトルを検出し、これをＭＰＥＧビデオ信号処理回路３
３に供給する。ここで検出された動きベクトルのうち、
特に光量の大きい（輝度が高い）ものは、後述するクラ
ブヘッドの速度検出用に用いられる。

【００２４】ＭＰＥＧビデオ信号処理回路３３は、メモ
リ３４を作業領域として、上記映像信号に直交変換処
理，量子化処理等を行い、さらに上記動きベクトルを用
いて動き補償を行って、ＭＰＥＧ２フォーマットに対応
する映像信号の圧縮処理を行う。なお、ＭＰＥＧビデオ
信号処理回路３３は、静止画撮影時には、ＪＰＥＧフォ
ーマットに対応する映像信号圧縮処理を行ってもよい
し、ＭＰＥＧ２フォーマットにおけるＩピクチャを静止
画像としてもよい。ＭＰＥＧビデオ信号処理回路３３
は、このようにして圧縮した映像信号をＭＰＥＧビデオ
信号処理回路３３に供給する。

【００２５】また、音声圧縮エンコーダ／デコーダ３７
は、マイク１０１，表示／映像／音声入出力部６０を介
して供給される音声信号をＡＴＲＡＣ（Ａｄａｐｔｖｅ
ＴｒａｎｓｆｏｒｍＡｃｏｕｓｔｉｃＣｏｄｉｎ
ｇ）２フォーマットに従って圧縮して、この圧縮した音
声信号をデータ処理／システムコントローラ３１に供給
する。ここで、ＡＴＲＡＣ２フォーマットでは、所定時
間毎のディジタル信号の時間軸の波形をフーリエ変換に
より周波数成分に分析し、この周波数軸上で最小可聴限
特性やマスキング効果等を用いて聴感上重要な周波数成
分から順に情報所定量になるまで抽出する処理が行われ
る。

【００２６】データ処理／システムコントローラ３１
は、このようにして圧縮された映像信号及び音声信号を
一時メモリ３２に記憶させて、所定の転送レートに従っ
てメモり３２から映像信号等を読み出してメディアドラ
イブ部４０に供給する。

【００２７】一方、ビデオコントローラ３８は、ビデオ
信号処理部３０内の各回路の制御や所定の演算処理を行
う。ビデオコントローラ３８は、例えば、操作部７１に
よって設定された値を用いて光量の大きい被写体間の距
離を演算したり、光量の大きい映像の動きベクトルに基
づいてその速度を演算したりする。また、ビデオコント
ローラ３８は、外部インターフェース７２，インターフ
ェース端子７３を介して、例えば外部のコンピュータか
らの命令も受け付けることもある。

【００２８】一方、再生時の場合は、ビデオ信号処理部
３０は、メディアドライブ部４０から供給される信号に
伸張処理を施して、伸張され復元された映像信号及び音
声信号を表示／映像／音声入出力部６０に供給する。

【００２９】具体的には、データ処理／システムコント
ローラ３１は、メディアドライブ部４０から供給された
圧縮されている映像信号をＭＰＥＧビデオ信号処理回路
３３に供給し、圧縮されている音声信号を音声圧縮エン
コーダ／デコーダ３７に供給する。ＭＰＥＧビデオ信号
処理回路３３は、圧縮映像信号を伸張して、データ処理
／システムコントローラ３１を介して表示／映像／音声
入出力部６０に供給する。音声圧縮エンコーダ／デコー
ダ３７は、圧縮音声信号を伸張して表示／映像／音声入
出力部６０に供給する。

【００３０】メディアドライブ部４０は、ビデオ信号処
理部３０で圧縮された映像信号及び音声信号を第１のフ
ォーマットに対応するように処理する第１のエンコーダ
／デコーダ４１と、ＲＦ信号やフォーカスエラー信号等
を生成するＲＦアンプ４３と、ＲＦ信号の二値化処理を
行う二値化回路４４と、音声信号が第２のフォーマット
に対応するように処理する第２のエンコーダ／デコーダ
・サーボ回路４５と、メディアドライブ部４０内の各回
路を制御するドライバコントローラ４６とを備える。

【００３１】記録時の場合では、第１のエンコーダ／デ
コーダ４１は、ビデオ信号処理部３０から供給される圧
縮映像信号及び圧縮音声信号を第１のフォーマットに対
応したエンコード処理を行い、これを一時メモリ４２に
蓄積し、所定の転送レート従って読み出てデッキ部５０
に供給する。なお、第１のフォーマットの説明について
は、詳細を後述する。また、第２のエンコーダ／デコー
ダ・サーボ回路４５は、ＨＰ／ＬＩＮＥ端子１０３，表
示／映像／音声入出力部６０を介して供給される音声信
号を第２のフォーマットに対応するようにエンコード処
理をしてデッキ部５０に供給する。

【００３２】再生時の場合では、ＲＦアンプ４３は、デ
ッキ部５０からのレーザビームの検出出力に基づいて、
ＲＦ信号，フォーカスエラー信号，トラッキングエラー
信号を生成し、ＲＦ信号を二値化回路４４に供給し、フ
ォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を第２
のエンコーダ／デコーダ・サーボ回路４５に供給する。
二値化回路４４は、上記ＲＦ信号に二値化処理を行い、
これを第１のエンコーダ／デコーダ４１に供給する。第
１のエンコーダ／デコーダ４１は、二値化回路４４から
の映像信号及び音声信号に第１のフォーマットに対応す
るデコード処理を行ってビデオ信号処理部３０に供給す
る。一方、第２のエンコーダ／デコーダ・サーボ回路４
５は、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信
号に基づいて後述する光学ヘッド５１のフォーカシング
及びトラッキングを制御する。なお、第２のエンコーダ
／デコーダ・サーボ回路４５は、デッキ部５０から第２
のフォーマットに対応する音声信号が読み出されたとき
は、これにデコード処理を行って、表示／映像／音声入
出力部６０に供給する。

【００３３】デッキ部５０は、光ディスク１００にデー
タの記録／再生を行う光学ヘッド５１と、光ディスク１
００を回転させるためのスピンドルモータ５２と、光学
ヘッド５１を所定の位置に移動させるスレッドモータ５
３と、データの記録時に光ディスク１００に所定の磁界
を印加する磁気ヘッド５４とを備える。

【００３４】光学ヘッド５１は、記録時には光ディスク
１００の記録トラックをキュリー温度まで加熱するため
の高レベルのレーザビームを出力し、再生時には磁気カ
ー効果により光ディスク１００の反射光を検出するため
に低レベルのレーザビームを出力する。また、光ディス
ク１００を挟んで光学ヘッド５１と対抗する位置に、磁
気ヘッド５４が配置されている。磁気ヘッド５４は、記
録時に記録するデータに対応して変調された磁界を光デ
ィスク１００に印加する。

【００３５】また、光学ヘッド５１及び磁気ヘッド５４
は、図示しないスレッド機構によって記録トラックに直
交する方向に移動可能になっており、スレッドモータ５
３の回転によって所定の位置に配置される。

【００３６】ここで、光ディスク１００には、第１のエ
ンコーダ／デコーダ４１又は第２のエンコーダ／デコー
ダ・サーボ回路４５からのデータが、それぞれ異なるフ
ォーマット形式で記録される。第１のフォーマットは、
映像信号及び音声信号の記録に好適な高密度記録を行う
ためのものであり、第２のフォーマットは、従来から行
われていた音声信号の記録に関するものである。

【００３７】第１のフォーマットに対応している光ディ
スク１００のデータ記録面には、図２に示すように、ウ
ォブル（蛇行）が与えられたウォブルドグルーブＷＧ
と、ウォブルが与えられていないノンウォブルドグルー
ブＮＷＧとの２種類のグルーブ（溝）が予め形成され
る。これらウォブルドグルーブＷＧとノンウォブルドグ
ルーブＮＷＧは、その間にランドＬｄを挟んで２重のス
パイラル状に形成されている。

【００３８】図２の破線Ａで囲って部分を拡大したもの
を図３に示す。図３（ａ）は光ディスク１００の断面
図、図３（ｂ）は光ディスク１００のデータ記録面側の
平面図を示す。

【００３９】トラックＴｒ・Ａは、ディスク外周側にウ
ォブルドグルーブＷＧが位置し、ディスク内周側にノン
ウォブルドグルーブＮＷＧが位置するトラックとなる。
これに対してトラックＴｒ・Ｂは、ディスク内周側にウ
ォブルドグルーブＷＧが位置し、ディスク外周側にノン
ウォブルドグルーブＮＷＧが位置するトラックとなる。
つまり、トラックＴｒ・Ａに対してはディスク外周側の
片側のみにウォブルが形成され、トラックＴｒ・Ｂとし
てはディスク内周側の片側のみにウォブルが形成され
る。

【００４０】この場合、トラックピッチは、互いに隣接
するトラックＴｒ・ＡとトラックＴｒ・Ｂの各センター
間の距離となり、図３（ｂ）に示すようにトラックピッ
チは０．９５μｍである。

【００４１】ここで、ウォブルドグルーブＷＧは、ディ
スク上の物理アドレスがＦＭ変調＋バイフェーズ変調に
よりエンコードされた信号に基づいて形成されているも
のである。このため、記録／再生時においてウォブルド
グルーブＷＧに与えられたウォブリングから得られる再
生情報を復調処理することで、ディスク上の物理アドレ
スが抽出される。

【００４２】また、ウォブルドグルーブＷＧとしての
アドレス情報は、トラックＴｒ・Ａ，Ｔｒ・Ｂに共有さ
れるものである。つまり、ウォブルドグルーブＷＧを挟
んで内周に位置するトラックＴｒ・Ａと、外周に位置す
るトラックＴｒ・Ｂは、そのウォブルドグルーブＷＧに
与えられたウォブリングによるアドレス情報を共有す
る。なお、このようなアドレッシング方式をインターレ
ースアドレッシング方式という。このインターレースア
ドレッシング方式を採用することで、例えば、隣接する
ウォブル間のクロストークを抑制した上でトラックピッ
チを小さくすることが可能となる。また、グルーブに対
してウォブルを形成することでアドレスを記録する方式
を、ＡＤＩＰ（ＡｄｒｅｓｓＩｎＰｒｅｇｒｏｏｖ
ｅ）方式という。

【００４３】つぎに、同一のアドレス情報を共有するト
ラックＴｒ・Ａ，Ｔｒ・Ｂに対して、その何れをトレー
スしているかの識別は以下のように行われる。

【００４４】ここでは、３ビーム方式が用いられる。例
えば、メインビームがトラック（ランドＬｄ）をトレー
スしているときは、残る２つのサイドビームは上記ラン
ドＬｄの両サイドに位置するグルーブをトレースする。

【００４５】図３（ｂ）には、メインビームスポットＳ
ＰｍがトラックＴｒ・Ａをトレースしている状態を示
す。この場合には、２つのサイドビームスポットＳＰｓ
１，ＳＰｓ２のうち、内周側のサイドビームスポットＳ
Ｐｓ１がノンウォブルドグルーブＮＷＧをトレースし、
外周側のサイドビームスポットＳＰｓ２がウォブルドグ
ルーブＷＧをトレースすることになる。

【００４６】これに対して、図示しないが、メインビー
ムスポットＳＰｍがトラックＴｒ・Ｂをトレースしてい
る状態であれば、サイドビームスポットＳＰｓ１がウォ
ブルドグルーブＷＧをトレースし、サイドビームスポッ
トＳＰｓ２がノンウォブルドグルーブＮＷＧをトレース
することになる。

【００４７】このように、メインビームスポットＳＰｍ
がトラックＴｒ・ＡをトレースしたりトラックＴｒ・Ｂ
をトレースすると、サイドビームスポットＳＰｓ１，Ｓ
Ｐｓ２がトレースするグルーブは、ウォブルドグルーブ
ＷＧ又はノンウォブルドグルーブＮＷＧに切り替わる。

【００４８】サイドビームスポットＳＰｓ１，ＳＰｓ２
の反射により得られる検出信号は、ウォブルドグルーブ
ＷＧとノンウォブルドグルーブＮＷＧの何れをトレース
しているかによって、異なる波形になる。したがって、
上記検出信号の波形に基づいて、現在サイドビームスポ
ットＳＰｓ１，ＳＰｓ２のいずれかがウォブルドグルー
ブＷＧ（あるいはノンウォブルドグルーブＮＷＧ）をト
レースしているのかを判別することができ、この結果、
メインビームがトラックＴｒ・Ａ，Ｔｒ・Ｂのどちらを
トレースしているのかを識別することができる。

【００４９】図４は、上述したトラック構造からなる第
１のフォーマットの主要スペックを第２のフォーマット
と比較して示す図である。

【００５０】先ず、第２のフォーマットは、トラックピ
ッチは１．６μｍ、ビット長は０．５９μｍ／ｂｉｔと
なる。また、レーザ波長λ＝７８０ｎｍ、光学ヘッドの
開口率ＮＡ＝０．４５である。記録方式は、グルーブ記
録方式を採っている。つまり、記録／再生時には、グル
ーブはトラックとして用いられる。アドレス方式は、シ
ングルスパイラルによるグルーブ（トラック）を形成し
たうえで、このグルーブの両側に対してアドレス情報と
してのウォブルを形成したウォブルドグルーブを利用す
る方式である。記録データの変調方式は、ＥＦＭ（８−
１４変換）方式を採用している。また、誤り訂正方式
は、ＡＣＩＲＣ（ＡｄｖａｎｃｅｄＣｒｏｓｓＩｎ
ｔｅｒｌｅａｖｅＲｅｅｄ−ＳｏｌｏｍｏｎＣｏｄ
ｅ）が採用され、データインターリーブには畳み込み型
を採用している。このため、データの冗長度としては４
６．３％となる。ディスク駆動方式はＣＬＶ（Ｃｏｎｓ
ｔａｎｔＬｉｎｅａｒＶｅｒｏｃｉｔｙ）が採用さ
れ、その線速度は１．２ｍ／ｓである。記録／再生時の
標準のデータレートは１３３ｋＢ／ｓであり、記録容量
は１４０ＭＢである。

【００５１】これに対して、第１のフォーマットは、ト
ラックピッチは０．９５μｍ、ビット長は０．３９μｍ
／ｂｉｔであり、共に第２のフォーマットよりも短くな
っている。そして、上記ビット長を実現するために、レ
ーザ波長λ＝６５０ｎｍ、光学ヘッドの開口率ＮＡ＝
０．５２として、合焦位置でのビームスポット径を絞る
と共に光学系としての帯域を拡げている。記録方式は上
述したようにランド記録方式を採用し、アドレス方式は
インターレースアドレッシング方式である。また、記録
データの変調方式は、高密度記録に適合するとされるＲ
ＬＬ（１，７）方式（ＲＬＬ；ＲｕｎＬｅｎｇｔｈ
Ｌｉｍｉｔｅｄ）を採用し、誤り訂正方式はＲＳ−ＰＣ
方式、データインターリーブにはブロック完結型であ
る。そして、上記各方式を採用した結果、データの冗長
度は、１９．７％にまで抑制されている。ディスク駆動
方式はＣＬＶが採用され、その線速度は２．０ｍ／ｓ、
記録／再生時の標準のデータレートは５８９ｋＢ／ｓで
ある。そして、記録容量は６５０ＭＢであり、第２のフ
ォーマットと比較した場合には４倍強の高密度記録が可
能である。

【００５２】例えば、第１のフォーマットに従って動画
像の記録を行う場合には、動画像データについてＭＰＥ
Ｇ２による圧縮符号化を施すと、符号化データのビット
レートにも依るが、時間にして１５分〜１７分の動画を
記録することが可能である。また、音声信号データのみ
を記録する場合、音声データについてＡＴＲＡＣ２によ
る圧縮処理を施すと、時間にして１０時間程度の記録を
行うことができる。

【００５３】一方、表示／映像／音声入出力部６０は、
ビデオ信号処理部３０からの映像信号をアナログ化する
ビデオＤ／Ａコンバータ６１と、ＬＣＤ１０２の表示制
御を行う表示コントローラ６２と、コンポジット信号を
出力するコンポジット信号処理回路６３と、マイク１０
１で入力された音声信号をディジタル化するＡ／Ｄコン
バータ６４と、第２のエンコーダ／デコーダ・サーボ回
路４５でデコードされた音声信号をアナログ化するＡ／
Ｄ−Ｄ／Ａコンバータ６５とを備える。

【００５４】ビデオＤ／Ａコンバータ６１は、データ処
理／システムコントローラ３１から供給される映像信号
が輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃからなるコンポーネント信
号であることから、これらの信号をそれぞれディジタル
化して表示コントローラ６２及びコンポジット信号処理
回路６３に供給する。表示コントローラ６２は、上記輝
度信号Ｙ及び色差信号Ｃに基づいてＬＣＤ１０２に映像
を表示させる。また、コンポジット信号処理回路６３
は、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃとからコンポジット信
号、すなわちこれらが合成された映像信号を出力する。
一方、Ａ／Ｄコンバータ６４は、マイク１０１からの音
声信号をディジタル化して音声圧縮エンコーダ／デコー
ダ３７に供給する。また、Ａ／Ｄ−Ｄ／Ａコンバータ６
５は、記録時にはＨＰ／ＬＩＮＥ端子１０３を介して供
給される音声信号をディジタル化して第２のエンコーダ
／デコーダ・サーボ回路４５に供給し、再生時には第２
のエンコーダ／デコーダ・サーボ回路４５からの音声信
号をアナログ化してスピーカ１０４やＨＰ／ＬＩＮＥ端
子１０３に供給する。

【００５５】つぎに、ビデオカメラ装置１を用いて被写
体の動きを計測するものとして、ユーザのゴルフクラブ
のスイング速度を測ることを例に挙げて説明する。ここ
では、クラブヘッドの速度を計測する。

【００５６】最初に、図５に示すように、ゴルフクラブ
のヘッドの先端部に光反射シール９１を貼る。光反射シ
ール９１は、スイング方向と直交する方向であって、ゴ
ルファーがゴルフクラブを持って構えたときにゴルファ
ーの正面から見えるようにする。この光反射シール９１
は、小さなガラス玉からなる反射材が塗布されて構成さ
れる。したがって、光反射シール９１を断面からみる
と、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、光反射シール
９１に対して垂直に入射してきた光は垂直に反射し、光
反射シール９１に対して所定の角度を持って入射してき
た光はその方向に反射するようになっている。

【００５７】そして、図７に示すように、所定の間隔
（＝ｒ［ｍ］）の距離を置いて２つの反射板９２を地面
に設置する。２つの反射板９２の光反射面は、同じ向き
に設置されており、かつ、２つの反射板９２を通る直線
に対して直交する方向に向けられている。なお、ゴルフ
スイングは、光反射面の向きと反対側であって、２つの
反射板９２を通る直線に対して平行に行われるものとす
る。そして、２つの反射板９２の間であって、それらの
光反射面の向きと反対側にゴルフボールをおく。

【００５８】ビデオカメラ装置１は、図８に示すよう
に、２つの反射板９２の反射面側に設置する。これによ
り、ビデオカメラ装置１は、２つの反射板９２に対して
向かっていて、また、ゴルフスイングを行う者の正面に
配置される。

【００５９】つぎに、ゴルフスイングを行う人物（被写
体）に照明を当てて撮影を開始する。なお、通常の照明
のほかに、フィールドに同期したフラッシュを被写体に
閃光させてもよい。

【００６０】撮影が開始されると、ＣＣＤイメージセン
サ２１は、被写体の撮像光に応じた映像信号を生成して
サンプルホールド／ＡＧＣ回路２２等を介して、ビデオ
信号処理部３０に供給する。

【００６１】ビデオ信号処理部３０において、動き検出
回路３５は、上記映像信号のうち反射シール９１からの
反射光に基づいて、図９に示すように、フィールド毎に
クラブヘッドの動きを検出する。ここでは、動き検出回
路３５は、図１０に示すように、フィールド毎にゴルフ
ヘッドの光反射シール９１が点（ｔ−２），点（ｔ−
１），点ｔ，点（ｔ＋１），点（ｔ＋２）・・・を移動
したときの各点間の動きベクトルＶｃｔ（−１），Ｖｃ
ｔ（０），Ｖｃｔ（１），Ｖｃｔ（２）・・・を検出す
る。この動きベクトルは、画面のある部分が次のフィー
ルドではどこに位置しているかをＣＣＤイメージセンサ
２１のドット単位で示すものであり、例えば、各点間で
ゴルフヘッドが移動したときの縦方向及び横方向のドッ
ト数を示す。

【００６２】ビデオコントローラ３８は、動き検出回路
３５で検出された動きベクトルＶｃｔ（ｎ）に基づい
て、各点間におけるゴルフヘッドの速度Ｖ（ｎ）を演算
する。なお、ここでは、Ｖｃｔ（−１）に基づいて、点
（ｔ−２），点（ｔ−１）間における速度Ｖ（−１）を
演算する場合を例に挙げて説明する。

【００６３】最初に、ビデオコントローラ３８は、点
（ｔ−２）と点（ｔ−１）との距離、すなわち｜Ｖｃｔ
（−１）｜を算出する。

【００６４】ここで、ＣＣＤイメージセンサ２１のドッ
ト間の距離は、縦と横とでそれぞれ異なる。すなわち、
ＣＣＤイメージセンサ２１のドットは正方形ではない。
そこで、図１１に示すように、ＣＣＤイメージセンサ２
１の縦方向のドット間の距離をＹ_SIZE、横方向のドット
間の距離をＸ_SIZEとし、さらに、図１２に示すように、
動きベクトルの横方向のドット数をＸ，動きベクトルＶ
ｃｔ（ｎ）の縦方向のドット数をＹとおくと、｜Ｖｃｔ
（ｎ）｜の値は式（１）のようになる。

【００６５】

【数１】

【００６６】また、ビデオコントローラ３８は、ＣＣＤ
イメージセンサ２１によって撮影された２枚の反射板９
２の距離｜ｒ｜も算出する。ここで、一の反射板９２と
他の反射板９２の横方向のドット数をＸ_R，縦方向のド
ット数をＹ_Rとすると、ビデオコントローラ３８は、式
（２）の演算を行う。

【００６７】

【数２】

【００６８】なお、２枚の反射板９２は地面に対して平
行に設置されているものとして、Ｙ_R＝０としてもよ
い。

【００６９】また、反射板９２からの反射光と自然光
（ノイズ）とを区別しやすくするために、反射板９２に
自然界に少ない色を用いるとよい。例えば、反射板９２
に赤色のフィルタ又は赤いガラス玉を使用してもよい。
これに対応して、データ処理／システムコントローラ３
１は、映像信号から赤色を抜き出したクロマ信号を生成
する処理を行うようにする。これにより、光度のみで反
射板９２からの光か否かを特定する場合に比べて、より
確実に反射板９２からの光を特定することができ、誤動
作を少なくして、正確な被写体の動く速度を計測するこ
とができる。

【００７０】つぎに、ビデオコントローラ３８は、速度
Ｖ（−１）を求めるべく、式（３）の演算を行う。

【００７１】

【数３】

【００７２】ここで、Ｒは実際に地面に設置した２枚の
反射板９２の距離を示し、予めユーザがビデオカメラ装
置１に設定しておくものである。また、Ｆは１秒間にお
けるフィールド数、すなわちフィールド周波数６０を示
す。

【００７３】ビデオコントローラ３８は、以上のような
処理を行うことによって、点（ｔ−２）と点（ｔ−１）
との間におけるクラブヘッドの速度Ｖ（−１）を算出す
ることができる。同様にして点（ｔ−１）と点（ｔ）の
間の速度Ｖ（０），点（ｔ）と点（ｔ＋１）の間の速度
Ｖ（１），点（ｔ＋１）と点（ｔ＋２）の間の速度Ｖ
（２）・・・を算出することができる。これにより、被
写体の一瞬の速度だけでなく、被写体の速度を連続して
計測することができる。

【００７４】そして、被写体であるゴルファーの映像信
号及びそのゴルフスイングの速度のデータは、メディア
ドライブ部４０を介してデッキ部５０に供給される。こ
れにより、光ディスク１００には、ゴルファーの映像だ
けではなく、ゴルフスイングの速度も記録される。な
お、光ディスク１００には、ゴルフヘッドの最大速度の
データを記録してもよいし、ゴルフヘッドのフィールド
毎の速度を記録してもよい。したがって、光ディスク１
００に記録された映像信号の再生時には、ゴルファーの
映像だけでなくゴルフスイングの速度も表示することが
できる。

【００７５】また、ゴルフスイングの邪魔にならない場
所に反射板９２を設置し、クラブヘッドに光反射シール
９１を貼っているだけなので、被写体の動作の邪魔にな
らいでその速度を計測することができる。

【００７６】なお、ビデオコントローラ３８は、速度Ｖ
（ｎ），Ｖ（ｎ＋１）・・・を求める度に２枚の反射板
９２の距離｜ｒ｜を算出する必要はなく、例えば最初に
｜ｒ｜を求めてメモリに記憶させ、速度Ｖ（ｎ）を算出
する度に読み出すようにすればよい。

【００７７】つぎに、被写体の映像以外の補助表示であ
るオン・スクリーン・ディスプレイ（ＯＳＤ）を表示す
ることができるビデオカメラ装置１の概略的な構成につ
いて説明する。なお、上述した回路と同じ回路には同じ
符号を付し、詳細な説明は省略する。

【００７８】上記ビデオカメラ装置１は、図１３に示す
ように、映像と共に記録させるＯＳＤを発生する録画用
ＯＳＤ・ＲＡＭ１１１と、記録時（録画時）には録画側
端子に設定され再生時には再生側端子に設定される切換
回路１１２と、ＬＣＤ１０２に表示させるＯＳＤを発生
する表示用ＯＳＤ・ＲＡＭ１１３とを備える。なお、Ｍ
ＰＥＧ２デコーダ３３ａとＭＰＥＧ２エンコーダ３３ｂ
は、上述したＭＰＥＧビデオ信号処理回路３３に対応す
るものである。また、ＭＰＥＧ２デコーダ３３ａは、動
き検出回路３５を備えているものとする。

【００７９】記録時において、ＣＣＤイメージセンサ２
１は、被写体の映像信号を加算器１１０を介してＭＰＥ
Ｇ２エンコーダ３３ａに供給すると共に、切換回路１１
２を介して加算器１１４に供給し、さらにビデオコント
ローラ３８にも上記映像信号を供給する。ビデオコント
ローラ３８は、録画用ＯＳＤ・ＲＡＭ１１１及び表示用
ＯＳＤ・ＲＡＭ１１３に所定のＯＳＤを表示させる。

【００８０】表示用ＯＳＤ・ＲＡＭ１１３は、図１４に
示すように、表示画面の中心部を中心とした円であって
所定の幅を有するクラブヘッドの通過エリアを示すＯＳ
Ｄを発生し、これを加算器１１４に供給する。加算器１
１４は、ＣＣＤイメージセンサ２１からの映像信号とＯ
ＳＤとを合成してＬＣＤ１０２に供給する。したがっ
て、ユーザは、図１５に示すように、撮影前にＬＣＤ１
０２を見ながらスイング軌道目安，人頭位置目安，人位
置目安，反射板位置目安等を考慮して、スイングしたと
きのクラブヘッドの位置が上記通過エリアに一致するよ
うにすることができ、最適なビデオカメラ装置１の設置
場所を決めることができる。そして撮影開始後におい
て、動き検出回路３５は、上記通過表示エリアを動きベ
クトルの検出エリアとすれば、画面全体からクラブヘッ
ドをサーチして動きベクトルを検出する必要がなくな
り、より高速に動きベクトルの検出を行うことができ
る。すなわち、より高速に被写体の速度を算出すること
ができる。

【００８１】録画用ＯＳＤ・ＲＡＭ１１１も同様に、Ｏ
ＳＤを発生して加算器１１０に供給する。加算器１１０
は、上記ＯＳＤと映像信号とを合成してＭＰＥＧ２デコ
ーダ３３ａに供給する。ＭＰＥＧ２デコーダ３３ａは、
上記映像信号と共にＯＳＤを圧縮してメディアドライブ
部４０，デッキ部５０に供給する。

【００８２】また、ビデオコントローラ３８は、フィー
ルド毎に算出されたＶ（ｎ）の中からスイングの最大値
を示すＶ（ｎ_max）を選択し、図１６に示すように、こ
のＶ（ｎ_max）の値を表示させるために録画用ＯＳＤ・
ＲＡＭ１１１及び表示用ＯＳＤ・ＲＡＭ１１３を制御し
てもよい。これにより、ゴルフスイングの映像だけでな
く、そのスイングの最大速度も記録することができる。
このとき、スイングの最大値Ｖ（ｎ_max）だけではな
く、例えば図１７に示すように、その最大値となった区
間を示すための矢印等の指示符号を表示してもよい。こ
れにより、ユーザは、クラブヘッドのトップスピードの
位置を認識することができる。

【００８３】さらに、ビデオコントローラ３８は、図１
８に示すように、スイングの速度Ｖ（ｎ）に応じて上記
通過表示エリアを色分けして表示するように、録画用Ｏ
ＳＤ・ＲＡＭ１１１及び表示用ＯＳＤ・ＲＡＭ１１３を
制御してもよい。例えば、スイングの速度が秒速８ｍ以
上，秒速６ｍから８ｍ，秒速４ｍから６ｍ，秒速３ｍか
ら４ｍに分けて表示してもよい。これにより、ユーザ
は、スイングの全体の速度を一目で認識することが可能
になる。

【００８４】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではなく、例えばフィールド毎に動きベク
トルを検出する代わりに、フレーム毎に動きベクトルを
検出してもよい。このとき、ＭＰＥＧビデオ信号処理回
路３３は、フレーム毎に映像信号の圧縮／伸張処理を行
うことになる。

【００８５】また、上述した実施の形態では、ゴルフヘ
ッドの速度を計測する場合を例に挙げて説明したが、速
度を計測したい被写体に光反射シール９１を貼り、か
つ、所定の反射板９２を設置することによって、野球バ
ットのスイングの速度やテニスラケットのスイングの速
度等の様々な速度を計測することができる。

【００８６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る撮像装置によれば、映像信号に基づいて被写体の動き
ベクトルを検出し、この動きベクトルに基づいて上記映
像信号の圧縮処理を行うとともに、検出された動きベク
トルのうち光量の大きい映像信号の動きベクトルに基づ
いて被写体の速度を算出することによって、被写体を撮
影しながらその被写体の動く速度を容易に計測すること
ができる。

【００８７】また、本発明に係る撮像装置によれば、映
像信号に基づいて被写体の動きベクトルを検出し、この
動きベクトルに基づいて上記映像信号の圧縮処理を行う
とともに、検出された動きベクトルのうち光量の大きい
映像信号の動きベクトルに基づいて被写体の速度を算出
し、上記映像信号と被写体の速度とを記録媒体に記録す
ることによって、この記録媒体に記録された映像信号の
再生時には、被写体の映像だけではなく被写体の速度も
再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したビデオカメラ装置の具体的な
構成を示すブロック図である。

【図２】上記ビデオカメラ装置の第１のフォーマットに
対応する光ディスク１００の構成を示す図である。

【図３】上記光ディスクの要部拡大図である。

【図４】第１のフォーマットと第２のフォーマットを比
較する図である。

【図５】クラブヘッドに貼る光反射シールの位置を説明
する図である

【図６】上記光反射シールの断面図である。

【図７】一対の反射板を説明する図である。

【図８】上記ビデオカメラ装置の設置場所を説明する図
である。

【図９】上記ビデオカメラ装置の動き検出回路がフィー
ルド毎に検出するゴルフヘッドの位置を説明する図であ
る。

【図１０】フィールド毎の動きベクトルを説明する図で
ある。

【図１１】ＣＣＤイメージセンサの縦方向のドット間の
距離及び横方向のドット間の距離を説明する図である。

【図１２】動き検出回路によって検出された動きベクト
ルの横方向のドット数及び縦方向のドット数を示す図で
ある。

【図１３】モニタ画面等にオン・スクリーン・ディスプ
レイを表示させるときのビデオカメラ装置の概略的な構
成を示すブロック図である。

【図１４】表示用ＯＳＤ・ＲＡＭが発生するクラブヘッ
ドの通過エリアを示すＯＳＤを示す図である。

【図１５】スイング軌道目安，人頭位置目安，人位置目
安，反射板位置目安等を考慮して、スイングしたときの
クラブヘッドの位置が通過エリアに一致するようにする
ときの説明図である。

【図１６】モニタ画面であるＬＣＤにゴルフスイングの
最大速度を表示したときの図である。

【図１７】上記ＬＣＤにスイングの最大速度及びその最
大値となった区間を示す矢印を表示したときの図であ
る。

【図１８】上記ＬＣＤにスイングの速度Ｖに応じて上記
通過表示エリアを色分けして表示したときの図である。

【図１９】従来の測定方法でゴルフクラブの速度を測る
ときの説明図である。

【符号の説明】

１ビデオカメラ装置、２１ＣＣＤイメージセンサ、
３１データ処理／システムコントローラ、３３ＭＰ
ＥＧビデオ信号処理回路、３５動き検出回路、３８
ビデオコントローラ、５１光学ヘッド、５４磁気ヘ
ッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の撮像光に基づいて映像信号を出
力する撮像手段と、上記映像信号に基づいて被写体の動きベクトルを検出す
る動きベクトル検出手段と、検出された動きベクトルに基づいて上記映像信号の圧縮
処理を行う圧縮手段と、検出された動きベクトルのうち、光量の大きい映像信号
の動きベクトルに基づいて被写体の速度を算出する算出
手段と、圧縮処理のされた映像信号と算出された速度とを所定の
フォーマットに変換して出力する出力手段とを備える撮
像装置。
【請求項２】上記撮像手段からの映像信号に基づいて
被写体の映像を表示する表示手段と、上記表示手段に表示される映像に重ねて上記映像以外の
補助表示を表示させるための補助表示情報を発生する補
助表示情報発生手段とを備え、上記補助表示情報発生手段は、上記被写体の好適な位置
を示す補助表示を上記表示手段に表示させるための補助
表示情報を発生することを特徴とする請求項１記載の撮
像装置。
【請求項３】上記算出手段は、上記補助表示に対応す
る被写体の映像信号から検出される動きベクトルに基づ
いて、上記被写体の速度を算出し、上記補助表示情報発生手段は、算出された被写体の速度
を示す補助表示情報を発生することを特徴とする請求項
２記載の撮像装置。
【請求項４】上記補助表示情報発生手段は、上記算出
手段によって算出された速度の最大値を示す補助表示情
報を発生することを特徴とする請求項３記載の撮像装
置。
【請求項５】上記補助表示情報発生手段は、上記算出
手段によって算出された被写体の速度に応じて、上記被
写体の動きを色分け表示するための補助表示情報を発生
することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項６】被写体の撮像光に基づいて映像信号を出
力する撮像手段と、上記撮像信号に基づいて被写体の動きベクトルを検出す
る動きベクトル検出手段と、検出された動きベクトルに基づいて上記映像信号の圧縮
処理を行う圧縮手段と、検出された動きベクトルのうち、光量の大きい映像信号
の動きベクトルに基づいて被写体の速度を算出する算出
手段と、圧縮処理のされた映像信号と算出された速度とを記録媒
体に記録する記録手段とを備える撮像装置。