(57)【要約】【課題】従来の人間、特にスポーツ選手等の動きをモーション・キャプチャを用いて分析する場合は非常に高価なシステムが必要であるのに加え、分析を受けようとする被験者（スポーツ選手等）に強いストレスを与えるものであった。【解決手段】被験者（スポーツ選手等）を２台以上のデジタルテレビジョンカメラで異なる角度から同時に撮影したデジタル映像信号をコンピュータに取り込む。このようにして被験者（スポーツ選手等）を異なる角度から同時に撮影して得られたそれそれのデジタル映像データから、被験者（スポーツ選手等）の身体の各部分の３次元の運動データをモーション・キャプチャ機能ソフトウエアを用いて算出・収集することによって、安価でかつ被験者（スポーツ選手等）にはほとんどストレスを与えることなく、運動機能並びに運動能力の分析を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間、特にスポーツ選手等の運動する様子を２台以上のデジタルテレビジョンカメラで異なる角度から同時に撮影し、その映像データからモーション・キャプチャ機能ソフトウエアを用いて、撮影した人間の身体の各部分、例えば頭・腕・胸・腰・足等の運動データを３次元の運動データとして算出・収集することを特徴とする運動機能並びに運動能力の分折システム。
【請求項２】
請求項１で収集される３次元の運動データから、３Ｄソフトウエア等を用いて人間の動きをコンピュータの創出する仮想空間内で再現・視覚化することを特徴とする運動機能並びに運動能力の分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、人間の運動機能並びに運動能力の分析にモーション・キャプチャーを利用することに関する。
【背景技術】
【０００２】人間、特にスポーツ選手等の運動機能並びに運動能力の分析には、従来からビデオカメラを用いた映像解析による方法が広く利用されている。【０００３】さらに近年ではコンピュータを利用して、ビデオカメラで撮った映像から運動データを算出する方法が知られているが、この方法だとカメラが１台に限定されるため、２次元の運動データしか得ることが出来ない。【０００４】また、３次元の運動データを得る方法にはモーション・キャプチャーを利用する方法があるが、これまではモーション・キャプチャー・システムが非常に高価であるのに加え、分析を受ける被験者（スポーツ選手等）は着衣（例えば、黒一色の全身スーツ等）や運動範囲が制限されたり、システムが認識しやすいように身体にマーカー（光を反射もしくは発光するものや磁石など）を装着する必要があり、被験者（スポーツ選手等）には強いストレスがかかるものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】以上に述べた従来の方法では、１台のビデオカメラを用いる場合は比較的簡単に運動機能並びに運動能力の分析ができるものの２次元の運動データしか得ることが出来ないし、３次元の運動データを得たい場合には、非常に高価で被験者（スポーツ選手等）に強いストレスをかけるものであった。【０００６】本発明は、このような従来の方法が有していた問題を解決しようとするものであり、簡単かつ低価格で、しかも被験者（スポーツ選手等）にはほとんどストレスを与えることなく３次元の運動データを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】そして、本発明の第１の課題解決手段は、上記目的を達成するために被験者（スポーツ選手等）の運動する様子を２台以上のテレビジョンカメラで異なる角度から同時に撮影し、その映像データから、被験者（スポーツ選手等）の身体の各部分、例えば頭・腕・胸・腰・足等の運動データをコンピュータによって創出される仮想空間内の３次元の運動データとして算出するソフトウエア（以下、このソフトウエアをモーション・キャプチャ機能ソフトウエアと呼ぶ）を用いて３次元の運動データとして算出・収集することによって運動機能並びに運動能力の分析をするものである。【０００８】また、第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段で収集した被験者（スポーツ選手等）の身体の各部分、例えば頭・腕・胸・腰・足等の３次元の運動データから、３Ｄソフトウエア等を用いて被験者（スポーツ選手等）の動きをコンピュータの創出する仮想空間内で再現・視覚化することによって運動機能並びに運動能力の分析をするものである。【０００９】上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、アナログ画像信号をコンピュータで認識できるデジタル信号で出力もしくは保存することが可能なテレビジョンカメラ（以下、これをデジタルテレビジョンカメラと呼ぶ）を２台以上とモーション・キャプチャ機能ソフトウエアを用いて３次元の運動データを算出・収集するため、被験者（スポーツ選手等）は着衣等の制限を受けることなく普段通りの運動（プレー）を行うことが可能である。【００１０】また、第２の課題解決手段による作用は、３次元データを視覚化するので、運動機能並びに運動能力を分析する場面において非常に理解しやすくなるという効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１１】上述したように本発明では高価なモーション・キャプチャー・システムを使わないので、今までよりもはるかに安い価格で３次元の運動データを収集することができる。【００１２】さらに、被験者（スポーツ選手等）はほとんど制限を受けることなく普段通りの運動（プレー）ができるので、より正確で実際に則した運動データを収集することができる。
【発明の実施するための最良の形態】
【００１３】以下、本発明の実施の形態を図１〜図２に基づいて説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施形態が適用されたシステムの一例である。図示のように被験者（スポーツ選手等）を撮影するデジタルテレビジョンカメラが２台である場合について説明する。
【００１５】この図において１ならびに２はそれそれデジタルテレビジョンカメラを、３はコンピュータを、そして４は被験者を示す。デジタルテレビジョンカメラ１ならびに２は、被験者４を異なる角度から撮影してモーション・キャプチャに必要なデジタル画像信号を出力する働きをする。
【００１６】コンピュータ３は、デジタルテレビジョンカメラ１ならびに２より入力されるフレーム単位のデジタル画像データから被験者４の身体の各部分、例えば頭・腕・胸・腰・足等の３次元運動データを算出するモーション・キャプチャ機能ソフトウエア機能、それから必要に応じてモーション・キャプチャ機能ソフトウエアにより算出される３次元運動データから被験者４の動きをコンピュータ３の創出する仮想空間内で再現・視覚化する３Ｄソフトウエア等の機能を備えている
【００１７】デジタルテレビジョンカメラ１ならびに２は、図１のように直接コンピュータ３に接続しても良いし、被験者４を同時に撮影するのであれば、あらかじめ録画機能を有する２台のデジタルビデオカメラなどでビデオテープやＤＶＤなどの記録媒体に録画してから、その記録媒体を介してコンピュータ３に取り込んでも構わない。
【００１８】デジタルテレビジョンカメラ１ならびに２とコンピュータ３を直接接続する場合は、デジタル入出力が可能な接続方式で接続する。デジタル入出力が可能な接続方式としては、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等があるものの、デジタル入出力が可能であればこれらの接続方式にこだわる必要は無い。
【００１９】デジタルテレビジョンカメラ１ならびに２と被験者４との位置関係は、図２のように上面図としてみた場合、０度より大きく１８０度より小さい、すなわちデジタルテレビジョンカメラ１ならびに２が異なる位置から被験者４を撮影できるようにすれば、どのような位置関係であっても構わない。
【００２０】それでも、被験者４の身体の各部分、例えば頭・腕・胸・腰・足等の部位がデジタルテレビジョンカメラ１ならびに２の両方に同時に映った方が運動データとして追跡しやすいので、デジタルテレビジョンカメラ１ならびに２と被験者４との位置関係は、３０度以上でかつ１２０度以下であることが好ましい。
【００２１】デジタルテレビジョンカメラ１ならびに２と被験者４との位置関係が３０度より小さい場合は、デジタルテレビジョンカメラ１と２で撮影される２つの画像差が少なく、正確な３次元運動データを得ることが難しくなる。さらに１２０度より大きい場合は、デジタルテレビジョンカメラ１では映っていても、デジタルテレビジョンカメラ２では映っていない部位がでてくるようになり、やはり正確な３次元運動データを得ることが難しくなる。
【００２２】コンピュータ３には、あらかじめモーション・キャプチャ機能ソフトウエアが導入（インストール）されていることが必要である。コンピュータ３は、入力されるデジタルテレビジョンカメラ１ならびに２で撮影したフレーム単位のデジタル映像データからモーション・キャプチャ機能ソフトウエアを介して被験者４の身体の各部分、例えば頭・腕・胸・腰・足等の３次元運動データを算出するのである。
【００２３】算出される３次元運動データとは、コンピュータ３が創出する仮想空間内での被験者４の身体の各部分、例えば頭・腕・胸・腰・足等の位置・移動速度・移動方向・加速度などの情報のことであり、さらには身体の各部分・各関節の捻りや回転などの情報をも含むものである。
【００２４】コンピュータ３に導入されるモーション・キャプチャ機能ソフトウエアとしては、ＫＲＯＰＳ（株式会社ジースポート製）、ＰＶＳＴＵＤＩＯ（株式会社エル・エー・ビー製）などがある。
【００２５】さらにコンピュータ３には、モーション・キャプチャ機能ソフトウエアにより算出される被験者４の身体の各部分、例えば頭・腕・胸・腰・足等の３次元運動データから、被験者４の動きをコンピュータ３の創出する仮想空間内で再現・視覚化する３Ｄソフトウエア等が導入（インストール）されていることが好ましい。
【００２６】算出される３次元運動データだけでも被験者４の運動機能並びに運動能力の分析は可能であるが、３Ｄソフトウエア等を用いることによって結果を視覚化できるので、誰もが理解しやすい形での分析が可能となる。
【００２７】コンピュータ３に導入される３Ｄソフトウエアとしては、ＬｉｇｈｔＷａｖｅ３Ｄ（米ＮｅｗＴｅｋ社製）、Ｓｈａｄｅ６ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ（株式会社イーフロンティア製）、Ｍａｙａ（加Ａｌｉａｓ社製）などがある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態を示すフロー図
【図２】本発明の図１におけるデジタルテレビジョンカメラと被験者との関係図（上面図）
【符号の説明】
【００２９】１  デジタルテレビジョンカメラ１
２  デジタルテレビジョンカメラ２
３  コンピュータ
４  被験者
【図１】
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【図２】
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