(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーム練習する生徒の身体特徴点の動きを時空間中における曲線として解析する解析手段と、生徒の身体各部位の太さと骨格寸法を入力する入力手段と、前記入力手段から入力された内容に応じて、最も近似した身体的特徴を持つ手本フォームを選択する選択手段と、前記曲線の曲線特徴点と、選択された前記手本フォームの曲線の曲線特徴点とが重なりあうように手本フォームを時間的若しくは空間的にスケーリングするスケーリング手段と、スケーリングされた手本フォームと、生徒のフォームとを時間的、若しくは空間的に一致させて表示する表示手段とを有するフォーム練習装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフォーム練習装置であって、生徒の骨格寸法を入力する入力手段と、前記身体特徴点の２次元座標と前記骨格寸法から前記身体特徴点の３次元座標を算出する骨格寸法３次元座標算手段とを有し、前記解析手段は３次元座標上の身体特徴点の動きを解析するフォーム練習装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スポーツやダンスなどの身体的動作の訓練において、身体各部位の相対位置および動作、あるいは集団動作における他の人間との相対位置および動作を、手本と比較し、練習するフォーム練習装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、身体の特徴点を測定し、その動作解析を行なうフォーム練習装置の利用が広まりつつある。以下に従来のフォーム練習装置について説明する。従来のフォーム練習装置の一例が、日本体育学会発行のＪ．Ｊ．Ｓｐｏｒｔ  Ｓｃｉ．  １９９１年１０−３号の２１３〜２２０ページに示されている。以下図面を参照しながら、上述した従来のフォーム練習装置について説明する。
【０００３】
図２は従来のフォーム練習装置のブロック図である。図２において、２０と２１は画像入力手段、２２は２次元特徴点抽出手段、２３は３次元座標算出手段、２４は画像生成手段、２５は画像表示手段である。以上のように構成されたフォーム練習装置について、以下、その動作を説明する。
【０００４】
まず、画像入力手段２０と２１で、フォーム練習する生徒を６０度以上離れた角度から撮影する。次に、２次元特徴点抽出手段２２で、生徒の身体の関節点位置を特徴点として抽出し、それぞれの画像上の特徴点の２次元座標を測定する。３次元座標算出手段２３は、ＤＬＴ法を用いて前記１組の２次元座標から３次元座標を算出する。ＤＬＴ法については、日本体育学会発行のＪ．Ｊ．Ｓｐｏｒｔ  Ｓｃｉ．  １９９１年１０−３号の１９１〜１９５ページに示されている。最後に、画像生成手段２４が色々な視点位置から観察した生徒のフォームを表す画像を生成し、画像表示手段２５に表示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の構成では、生徒と手本のフォームを単に並べて観察するだけで、タイミング的にも、体格的にも、一致させることが難しく、比較練習することが困難であるという第１の課題を有していた。
【０００６】
本発明は、生徒と手本のフォームをタイミング的に、あるいは体格的に一致させて表示し、比較練習を容易に行なうことのできるフォーム練習装置を提供するものである。
【０００７】
また、上記の従来の構成では、フォームの任意の瞬間を自由に表示させて、比較練習することが困難であるという第２の課題を有していた。
【０００８】
本発明は、生徒が自らの練習動作を途中で一旦停止させたり、ゆっくりした動きで練習動作を行なったり、逆向きの動作を行なったりすることで、手本フォームの任意の瞬間を自由に表示させて、比較練習を容易に行なうことのできるフォーム練習装置を提供するものである。
【０００９】
さらに、上記の従来の構成では、生徒が画像表示手段上で自らのフォームと手本のフォームを比較するため、どこをどう直せば良いのか分かりづらいという第３の課題を有していた。
【００１０】
本発明は、手本のフォームを生徒が自らの身体と重ね合わせて観察し、どこをどう直せば良いのか直接的に示し、比較練習を容易に行なうことのできるフォーム練習装置を提供するものである。
【００１１】
また、上記の従来の構成では、３次元座標を算出するために、２つの画像入力手段が必要で、それらの設置位置の制限もあり、画像入力手段の設置に手間がかかるという第４の課題を有していた。
【００１２】
本発明は、単一の画像入力手段を設置するだけで、生徒のフォームの３次元座標を算出することのできるフォーム練習装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第１の課題を解決するために本発明のフォーム練習装置は、生徒の身体特徴点の動きを時空間中における曲線として、前記曲線の曲線特徴点を解析する時空間特徴点抽出手段と、生徒と手本のフォームの曲線特徴点が重なり合うように時空間スケーリングする時空間スケーリング手段とを備えた第１の構造を持つものである。
【００１４】
あるいは、上記第１の課題を解決するために本発明のフォーム練習装置は、フォーム練習する生徒の身体各部位の太さと骨格寸法を入力し、最も類似した身体的特徴を持つ手本のフォームを選択する手本フォーム選択手段を備えた第２の構造を持つものである。
【００１５】
上記第２の課題を解決するために本発明のフォーム練習装置は、フォーム練習する生徒の複数の身体特徴点のある時刻における相対位置関係と前記相対位置関係の遷移状態とを手本のフォームの一連の時刻の身体特徴点と比較し、最も類似した手本の身体特徴点の時刻を選択する手本時刻選択手段を備えた第３の構造を持つものである。
【００１６】
上記第３の課題を解決するために本発明のフォーム練習装置は、フォーム練習する生徒の頭部の方向を測定する頭部方向測定手段と、手本のフォームを表示し、生徒が自身の身体と重ね合わせて見ることが可能な半透明頭部装着型表示手段と、前記測定した頭部の方向から見える手本のフォームの画像を生成する画像生成手段とを備えた第４の構造を持つものである。
【００１７】
上記第４の課題を解決するために本発明のフォーム練習装置は、フォーム練習する生徒の身体各部位の骨格寸法を入力し、単一の画像上の身体特徴点の２次元座標と前記骨格寸法から、前記身体特徴点の３次元座標を算出する骨格寸法３次元座標算出手段を備えた第５の構造を持つものである。
【００１８】
【作用】
本発明は上記した第１の構成により、生徒の身体特徴点の動きを時空間中における曲線として、前記曲線の曲線特徴点を解析し、生徒と手本のフォームの曲線特徴点が重なり合うように時空間スケーリングすることができる。よって、生徒と手本のフォームをタイミング的に、あるいは体格的に一致させて表示し、比較練習を容易に行なうことができる。
【００１９】
本発明は上記した第２の構成により、フォーム練習する生徒の身体各部位の太さと骨格寸法を入力し、最も類似した身体的特徴を持つ手本のフォームを選択することができる。よって、生徒と手本のフォームを体格的に一致させて表示し、比較練習を容易に行なうことができる。
【００２０】
本発明は上記した第３の構成により、フォーム練習する生徒の複数の身体特徴点のある時刻における相対位置関係と前記相対位置関係の遷移状態とを手本のフォームの一連の時刻の身体特徴点と比較し、最も類似した手本の身体特徴点の時刻を選択することができる。よって、生徒が自らの練習動作を途中で一旦停止させたり、ゆっくりした動きで練習動作を行なったり、逆向きの動作を行なったりすることで、手本フォームの任意の瞬間を自由に表示させて、比較練習を容易に行なうことができる。
【００２１】
本発明は上記した第４の構成により、フォーム練習する生徒の頭部の方向を測定し、頭部の方向から見える手本のフォームの画像を生成表示し、生徒が自身の身体と重ね合わせて見ることができる。よって、手本のフォームを生徒が自らの身体と重ね合わせて観察し、どこをどう直せば良いのかを直接的に示すことにより、比較練習を容易に行なうことができる。
【００２２】
本発明は上記した第５の構成により、フォーム練習する生徒の単一の画像と身体各部位の骨格寸法を入力し、前記画像上の複数の身体特徴点の２次元座標と前記骨格寸法から、前記身体特徴点の３次元座標を算出することができる。よって、単一の画像入力手段を設置するだけで、生徒のフォームの３次元座標を算出することができる。
【００２３】
【実施例】
以下図面を参照しながら、本発明のフォーム練習装置の一実施例について説明する。図１は本発明の実施例のフォーム練習装置のブロック図である。
【００２４】
図１において、１は画像入力手段、２は２次元特徴点抽出手段、３は骨格寸法３次元座標算出手段、４は時空間特徴点抽出手段、５は身体寸法入力手段、６は手本フォーム選択手段、７は時空間スケーリング手段、８は手本時刻選択手段、９は手本フォーム記憶手段、１０は画像生成手段、１１は頭部方向測定手段、１２は半透明頭部装着型表示手段である。
【００２５】
以上のように構成されたフォーム練習装置について、以下図１を用いてその動作を説明する。
【００２６】
まず、身体寸法入力手段５はフォーム練習する生徒の身体各部位の太さと骨格寸法を入力する。次に、手本フォーム選択手段６は、手本フォーム記憶手段９に記憶された手本のフォームの中から、生徒の身体各部位の太さと骨格寸法に最も類似した身体的特徴を持つ手本のフォームを選択する。
【００２７】
そして、画像入力手段１はフォーム練習する生徒の画像を入力する。２次元特徴点抽出手段２で、生徒の身体の関節点位置を特徴点として抽出し、画像上の特徴点の２次元座標を測定する。骨格寸法３次元座標算出手段３は、身体特徴点の２次元座標と骨格寸法から、身体特徴点の３次元座標を算出する。時空間特徴点抽出手段４は、生徒の身体特徴点の動きを時空間中における曲線として、曲線特徴点を解析する。
【００２８】
時空間スケーリング手段７は、生徒と手本のフォームの曲線特徴点が重なり合うように、手本フォーム選択手段６で選択された手本のフォームを時空間スケーリングする。
【００２９】
手本時刻選択手段８は、生徒の複数の身体特徴点のその時刻における相対位置関係とその遷移状態とを、手本のフォームの一連の時刻の身体特徴点と比較し、最も類似した時刻を選択する。
【００３０】
頭部方向測定手段１１は、その時刻における生徒の頭部方向を測定し、画像生成手段１０は、測定した頭部の方向から見える手本のフォームの画像を生成する。
【００３１】
最後に、半透明頭部装着型表示手段１２は、生成された手本のフォームの画像を表示し、生徒自身の身体と重ね合わせて見せる。
【００３２】
以上のように、本実施例によれば、時空間特徴点抽出手段４と時空間スケーリング手段７とを備えた構成により、生徒の身体特徴点の動きを時空間中における曲線として、前記曲線の曲線特徴点を解析し、生徒と手本のフォームの曲線特徴点が重なり合うように時空間スケーリングすることができる。よって、生徒と手本のフォームをタイミング的に、あるいは体格的に一致させて表示し、比較練習を容易に行なうことのできるフォーム練習装置を提供することが可能となる。
【００３３】
また、本実施例によれば、手本フォーム選択手段６を備えた構成により、フォーム練習する生徒の身体各部位の太さと骨格寸法を入力し、最も類似した身体的特徴を持つ手本のフォームを選択することができる。よって、生徒と手本のフォームを体格的に一致させて表示し、比較練習を容易に行なうことができる。
【００３４】
また、本実施例によれば、手本時刻選択手段８を備えた構成により、フォーム練習する生徒の複数の身体特徴点のある時刻における相対位置関係と前記相対位置関係の遷移状態とを手本のフォームの一連の時刻の身体特徴点と比較し、最も類似した手本の身体特徴点の時刻を選択することができる。よって、生徒が自らの練習動作を途中で一旦停止させたり、ゆっくりした動きで練習動作を行なったり、逆向きの動作を行なったりすることで、手本フォームの任意の瞬間を自由に表示させて、比較練習を容易に行なうことができる。
【００３５】
また、本実施例によれば、頭部方向測定手段と画像生成手段と半透明頭部装着型表示手段とを備えた構成により、フォーム練習する生徒の頭部の方向を測定し、頭部の方向から見える手本のフォームの画像を生成表示し、生徒が自身の身体と重ね合わせて見ることができる。よって、手本のフォームを生徒が自らの身体と重ね合わせて観察し、どこをどう直せば良いのかを直接的に示すことにより、比較練習を容易に行なえる。
【００３６】
また、本実施例によれば、骨格寸法３次元座標算出手段を備えた構成により、フォーム練習する生徒の単一の画像と身体各部位の骨格寸法を入力し、前記画像上の複数の身体特徴点の２次元座標と前記骨格寸法から、前記身体特徴点の３次元座標を算出することができる。よって、単一の画像入力手段を設置するだけで、生徒のフォームの３次元座標を算出できる。
【００３７】
尚、本実施例では、身体特徴点を関節点としたが、着衣、装備、遊具、もしくは、身体に取り付けた治具の特定の点を身体特徴点とする場合も、同様である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、時空間特徴点抽出手段と時空間スケーリング手段とを備えた構成により、生徒の身体特徴点の動きを時空間中における曲線として、前記曲線の曲線特徴点を解析し、生徒と手本のフォームの曲線特徴点が重なり合うように時空間スケーリングすることができる。よって、生徒と手本のフォームをタイミング的に、あるいは体格的に一致させて表示し、比較練習を容易に行なえる。
【００３９】
また、本発明によれば、手本フォーム選択手段を備えた構成により、フォーム練習する生徒の身体各部位の太さと骨格寸法を入力し、最も類似した身体的特徴を持つ手本のフォームを選択することができる。よって、生徒と手本のフォームを体格的に一致させて表示し、比較練習を容易に行なえる。
【００４０】
また、本発明によれば、手本時刻選択手段を備えた構成により、フォーム練習する生徒の複数の身体特徴点のある時刻における相対位置関係と前記相対位置関係の遷移状態とを手本のフォームの一連の時刻の身体特徴点と比較し、最も類似した手本の身体特徴点の時刻を選択することができる。よって、生徒が自らの練習動作を途中で一旦停止させたり、ゆっくりした動きで練習動作を行なったり、逆向きの動作を行なったりすることで、手本フォームの任意の瞬間を自由に表示させて、比較練習を容易に行なえる。
【００４１】
また、本発明によれば、頭部方向測定手段と画像生成手段と半透明頭部装着型表示手段とを備えた構成により、フォーム練習する生徒の頭部の方向を測定し、頭部の方向から見える手本のフォームの画像を生成表示し、生徒が自身の身体と重ね合わせて見ることができる。よって、手本のフォームを生徒が自らの身体と重ね合わせて観察し、どこをどう直せば良いのかを直接的に示すことにより、比較練習を容易に行なえる。
【００４２】
また、本発明によれば、骨格寸法３次元座標算出手段を備えた構成により、フォーム練習する生徒の単一の画像と身体各部位の骨格寸法を入力し、前記画像上の複数の身体特徴点の２次元座標と前記骨格寸法から、前記身体特徴点の３次元座標を算出することができる。よって、単一の画像入力手段を設置するだけで、生徒のフォームの３次元座標を算出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるフォーム練習装置のブロック図
【図２】従来のフォーム練習装置のブロック図
【符号の説明】
１    画像入力手段
２    ２次元特徴点抽出手段
３    骨格寸法３次元座標算出手段
４    時空間特徴点抽出手段
５    身体寸法入力手段
６    手本フォーム選択手段
７    時空間スケーリング手段
８    手本時刻選択手段
９    手本フォーム記憶手段
１０    画像生成手段
１１    頭部方向測定手段
１２    半透明頭部装着型表示手段
【図１】
0003579909.tif 000002
【図２】
0003579909.tif 000003