JP2005111138A - Motor skill group learning support device - Google Patents
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Abstract
【目的】 本発明は、教育分野において視覚情報により自主的なスポーツ技能等の練習を、特に集団に対して支援すること。
【構成】 複数の運動技能学習者における任意の運動技能学習者の本人情報登録をするともに、身体運動の練習映像を練習映像蓄積手段2に蓄積して、これを読み出し表示するように再生する手段を有すること。前記練習映像蓄積手段2から任意の身体の部位の動きを抽出し、映像として蓄積して解析画像表示手段に表示するように再生する手段を有すること。模範身体運動映像を蓄積して再生する手段を有すること。その3種類の蓄積された映像を同時に再生表示する手段を有すること。前記任意の運動技能学習者を除く他の任意の運動技能学習者において既に本人情報登録及び身体運動の練習映像を蓄積した場合においては、任意に再生できるようにしてなること。
【選択図】 図2[Purpose] The present invention supports voluntary sports skills practice, particularly for groups, using visual information in the field of education.
[Structure] Means for registering personal information of an arbitrary motor skill learner among a plurality of motor skill learners, and accumulating exercise videos of physical exercise in the practice video accumulating means 2 and reproducing them so as to display them for display Having It has means for extracting movement of an arbitrary body part from the practice video storage means 2 and storing it as a video and reproducing it so as to display it on the analysis image display means. Have a means to store and reproduce the model physical motion video. Having means for simultaneously reproducing and displaying the three types of stored video. In the case where personal information registration and physical exercise practice videos have already been accumulated in any other motor skill learner other than the arbitrary motor skill learner, it can be arbitrarily reproduced.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、教育分野において視覚情報により自主的なスポーツ技能等の練習を、特に集団に対して支援することができる運動技能集団学習支援装置である。また、職場における身体運動を伴う技能習得支援にも活用できる運動技能集団学習支援装置に関する。 The present invention is an athletic skill group learning support device capable of supporting voluntary sports skills and the like, particularly for a group, using visual information in the education field. The present invention also relates to an athletic skill group learning support device that can be used for skill acquisition support with physical exercise in the workplace.
従来より、例えば、松田岩男、杉原隆著“運動心理学入門”(1987年、大修館書店)で述べられているように、運動動作の内容を伝達しようとする場合、言葉による説明だけでは言い尽せない部分が多く、視覚情報を用いて説明することは有力な伝達の手段である。したがって、運動技能指導では必ずといってよいほど視覚情報を利用した指導がなされている。具体的には、示範、図解、写真やフィルム、VTR、最近では、ディジタルビデオの利用などがそれであり、言葉による説明と視覚情報が併用されながら指導がなされている。これら視覚情報を用いた技術指導では、その時々の用いられかたによって以下の3つの機能が含まれている。
(1)これから練習しようとする動作がどういうものかを示すために用いられる場合(モデル提示機能)、
(2)練習者の動作の欠点をその人自身に知らせるという目的で用いられる場合(フィードバック機能)、
(3)練習意欲をかきたてるために用いられる場合(動機づけ機能)
もちろん、これらの機能がそれぞれ独立して作用するというものではないが、各々の機能には異なる原理が介在していると考えられる。
Traditionally, for example, as described in “Introduction to Kinetic Psychology” by Iwao Matsuda and Takashi Sugihara (1987, Taishukan Shoten), when trying to convey the contents of motor movements, it is necessary only to explain in words. There are many parts that cannot be exhausted, and explanation using visual information is an effective means of communication. Therefore, instruction using visual information is always performed in motor skill instruction. Specifically, examples are illustrations, illustrations, photographs and films, VTRs, and recently, the use of digital video. Instructions are given using both verbal explanations and visual information. In the technical guidance using these visual information, the following three functions are included depending on how they are used.
(1) When used to indicate what the action to be practiced from now on (model presentation function),
(2) When used for the purpose of notifying the practitioner's movements to the person himself (feedback function),
(3) When used to motivate practice (motivation function)
Of course, these functions do not act independently, but it is considered that different principles are involved in each function.
また、近年、スポーツのトレーニングでは、科学的トレーニングとしてコンピュータに よる画像処理、画像解析技術などITが使われ始めている。例えば、コンピュータに、スポーツ選手の身体動作の運動を取り込み、関節などの動きを解析することが行われている。また、解析結果をコンピュータグラフィックスでスポーツ選手にわかりやすく表示する試みも行われている。これらに関しては、以下の解析例の文献がある。
M.Feltner and J.Depera, ゛Dynamics of the Shoulder and Elbow Joints of the Throwing Arm During Baseball Pitch," International Journal of Biomechanics,2, pp.235-259,1985 J.Hodqins et.al,゛Animating Human Athletics" Proc. SIGRAPH95, pp71-78, 1995
In recent years, in sports training, IT has begun to be used for scientific training, such as computer image processing and image analysis technology. For example, a movement of a physical motion of a sports player is taken into a computer and a motion of a joint or the like is analyzed. Attempts have also been made to display analysis results in an easy-to-understand manner for athletes using computer graphics. Regarding these, there are documents of the following analysis examples.
M. Feltner and J. Depera, “Dynamics of the Shoulder and Elbow Joints of the Throwing Arm During Baseball Pitch,” International Journal of Biomechanics, 2, pp.235-259, 1985 J. Hodqins et.al, “Animating Human Athletics "Proc. SIGRAPH95, pp71-78, 1995
このような装置は、プロフェッショナルなスポーツ選手やトップレベルのアスリート、 時間的経済的に余裕のある人のトレーニングに対して、モデル提示、フィードバック、動機付けなどの機能提供に有効であるが、社会教育、学校教育において、多人数の集団のスポーツのトレーニングには、以下のような難点がある。
高価なソフトウエア、機材が必要である。
多人数の集団を対象とする社会教育、学校教育に導入するには、同一種の機材を多数揃える必要がある。
様々な体力、意欲、トレーニング履歴の多数の練習者に対して有効に対応するには、ソフトウエア、機材のさらなる高度化が必要である。
Such a device is effective for providing functions such as model presentation, feedback, and motivation for training professional athletes, top-level athletes, and people who can afford time and money. In school education, sports training for a large group of people has the following difficulties.
Expensive software and equipment are required.
In order to introduce it to social education and school education for a large group of people, it is necessary to have a large number of equipment of the same type.
In order to effectively respond to a large number of practitioners with various physical strengths, motivations, and training histories, further upgrading of software and equipment is necessary.
ところで、本発明は、社会教育、学校教育において、多人数の集団を対象とするスポーツのトレーニングにおいて、ITを活用して教育効果を高め、効率化する上で必要な以下の課題を解決する手段を提供することができる。
まず、高価なソフトウエア、機材を必要とせず、廉価なAV機器や通常の学校教育機材等を組み合わせて経済的に実現できる。また、同一機材の数を多数揃えなくても多人数の練習に対応できる。さらに、様々な体力、意欲、トレーニング履歴の多数の練習者に対して、映像情報による練習者のフィードバック効果を積極的に活用して、最少の機材で有効に対処できるものである。また、スポーツ技能の習得においては、身体運動自体の練習とともに付加的フィードバックの活用が重要である。付加的フィードバックとは、運動などに関して外部から付加される情報であり、次試行の成績を向上させるためなどに用いられる。たとえば、走り幅跳びの踏切位置のズレを指導者が言葉で伝えることや、身体動作の再生映像を見せることなどである。
By the way, the present invention is a means for solving the following problems necessary for improving the educational effect and efficiency by utilizing IT in sports training for a large number of groups in social education and school education. Can be provided.
First, it does not require expensive software and equipment, and can be realized economically by combining inexpensive AV equipment and ordinary school education equipment. In addition, it is possible to accommodate a large number of people without having the same number of equipment. Furthermore, it is possible to effectively deal with a large number of practitioners having various physical strengths, motivations, and training histories by effectively utilizing the practitioner's feedback effect based on the video information, with the least amount of equipment. In addition, in acquiring sports skills, it is important to use additional feedback as well as practice physical exercise itself. Additional feedback is information added from the outside regarding exercise or the like, and is used to improve the results of the next trial. For example, the instructor can convey the deviation of the crossing position of the long jump in words, or show a playback image of the body movement.
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意,研究を重ねた結果、請求項1の発明を、複数の運動技能学習者における任意の運動技能学習者の本人情報登録をするともに、身体運動の練習映像を練習映像蓄積手段に蓄積し、該練習映像蓄積手段から読み出し練習映像表示手段に表示するように再生する手段と、前記練習映像蓄積手段から任意の身体の部位の動きを抽出し、映像として蓄積し、解析画像表示手段に表示するように再生する手段と、模範身体運動映像を模範映像蓄積回路に蓄積し、模範演技映像表示部に表示するように再生する手段とを備え、前記の3種類の蓄積された映像を同時に再生表示する手段を有するものとし、前記任意の運動技能学習者を除く他の任意の運動技能学習者において既に本人情報登録及び身体運動の練習映像を蓄積した場合においては、任意に再生できるようにしてなることを特徴とする運動技能集団学習支援装置としたことにより、前記課題を解決したものである。 Therefore, as a result of earnest and research to solve the above-mentioned problems, the inventor registered the identity information of any motor skill learner among a plurality of motor skill learners, and the physical exercise of the invention of claim 1. The practice video is stored in the practice video storage means, read out from the practice video storage means and reproduced so as to be displayed on the practice video display means, and the movement of an arbitrary body part is extracted from the practice video storage means, And reproducing means so as to be displayed and displayed on the analysis image display means, and means for accumulating the model body motion video in the model video storage circuit and playing it so as to be displayed on the model performance video display unit, It has a means to reproduce and display three kinds of stored images at the same time, and personal information registration and physical exercise practice have already been carried out in any other motor skill learner except the above-mentioned motor skill learner. In case of storing an image, by which the motor skills group learning support apparatus characterized by comprising as can be reproduced arbitrarily, it is obtained by solving the above problems.
また、前述の構成において、前記任意の身体の部位の動きを、1台の練習映像入力手段にて撮影して二次元画像解析して二次元運動解析映像手段に表示してなることを特徴とする運動技能集団学習支援装置としたことにより、前記課題を解決した。さらに、前述の構成において、前記任意の身体の部位の動きを、2台の練習映像入力手段にて異なる方向から撮影して三次元画像解析して三次元運動解析映像手段に表示してなることを特徴とする運動技能集団学習支援装置としたことにより、前記課題を解決したものである。 Further, in the above-mentioned configuration, the movement of the arbitrary body part is photographed by one practice video input means, two-dimensional image analysis is performed and the two-dimensional motion analysis video means is displayed. The problem was solved by using a motor skill group learning support device. Further, in the above-described configuration, the movement of the arbitrary body part is photographed from different directions by two practice video input means, analyzed in three dimensions, and displayed on the three-dimensional motion analysis video means. The above-mentioned problem is solved by using the motor skill group learning support device characterized by the above.
請求項1の発明においては、身体運動練習に関する映像情報を練習者が多角的に参照し、自分自身へフィードバック情報、知識を得る手段を簡易な映像入手機器、映像蓄積機器、パソコン組み込みソフト・回路により簡単に実現することができる。また、請求項2の発明においては、1台の練習映像入力手段にて撮影して任意の身体の部位の動きを抽出し、映像として蓄積し、二次元画像解析してこれを表示することで、特に、任意の部位の運動を第三者として見て運動技能向上につなげることができる。さらに、請求項3の発明においては、2台の練習映像入力手段にて異なる方向から撮影して三次元画像解析して三次元運動解析映像手段に表示させることで、任意の部位の運動を第三者としてより客観的に見て運動技能向上につなげることができる。 According to the first aspect of the present invention, the learner refers to video information related to physical exercise practice from various angles, and provides means for obtaining feedback information and knowledge to himself / herself. Can be realized more easily. In the second aspect of the present invention, a single practice video input means is used to extract the movement of any body part, store it as a video, and analyze and display the two-dimensional image. In particular, the movement of an arbitrary part can be viewed as a third party, which can lead to improvement of the motor skill. Further, in the invention of claim 3, the motion of an arbitrary part is obtained by photographing from two different directions with two practice video input means, analyzing the three-dimensional image, and displaying it on the three-dimensional motion analysis video means. As a tripartite, it can be viewed more objectively to improve motor skills.
特に、学校教育などでは、インストラクターは、模範演技を示して実技技能の学習を促進しているが、練習者の数が増えると、模範演技の観察が限られた視点からしかできない。また、自分の身体運動が理想の動きからどのようにずれているか把握できないと言う欠点がある。本発明では、各練習者に対して、視覚情報を用いて各自のペースで以下の学習機能実現が可能になる。
(1)これから練習しようとする動作がどういうものかを示す(モデル提示機能)、
(2)練習者の動作の欠点をその人自身に知らせる(フィードバック機能)、
(3)練習意欲をかきたてる(動機づけ機能)等がある。
このように、本発明は、多人数の集団を対象とする社会教育、学校教育におけるスポーツのトレーニングを廉価な機材で、実現できる。また、単一機材で、様々な体力、意欲、トレーニング履歴の多数の練習者に対して、映像情報の練習者のフィードバック機能、モデル提示機能、動機付け機能を積極的に活用して、効果的に練習支援を行うことができる。
In particular, in school education, instructors show model performances and promote learning of practical skills, but as the number of practitioners increases, observation of model performances can only be done from a limited viewpoint. In addition, there is a drawback that it is impossible to grasp how the physical movement of the person deviates from the ideal movement. In the present invention, the following learning functions can be realized for each practitioner at their own pace using visual information.
(1) Show what the action you are going to practice from now on (model presentation function)
(2) Inform the trainee of the shortcomings of the practicer's movement (feedback function),
(3) There is a motivation to exercise (motivation function).
As described above, the present invention can realize sports training in social education and school education for a large group of people with inexpensive equipment. In addition, using a single device, it is effective to actively utilize the feedback function, model presentation function, and motivation function of the video information practitioner for a large number of practitioners with various physical strength, motivation, and training history. Can provide practice support.
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図1は本発明の全体構成を示すブロック図である。図2及び図3は、特に、ゴルフクラブスイングの運動技能練習支援装置に適用した例の構成図である。1は、運動技能練習者の身体運動の映像を撮影するディジタル処理できるビデオカメラとしての練習映像入力手段である。該練習映像入力手段1は1台のビデオカメラが使用される。2は練習映像蓄積手段であって、前記練習映像入力手段1にて撮影した練習者の映像情報を、入出力機器・蓄積機器制御処理装置(CPU:MPU)20を介して蓄積(記憶)するものであり、集団練習者の蓄積映像が全て格納されるものである。練習画像を前記練習映像入力手段1から順次取り込みつつ、撮影が終了した別の練習者は、これを用いて、既に蓄積してある自分の映像を取り出すことができるように構成されている。また、練習者は、ビデオカメラとしての練習映像入力手段1の映像を練習映像モニター手段1aにてチェックしながら行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention. 2 and 3 are configuration diagrams of an example in which the present invention is particularly applied to a golf club swing exercise skill practice support device. Reference numeral 1 denotes practice video input means as a video camera capable of digital processing for taking pictures of physical exercises of exercise skill practitioners. The practice video input means 1 uses a single video camera. Reference numeral 2 denotes practice video storage means for storing (storing) the video information of the practitioner photographed by the practice video input means 1 via an input / output device / storage device control processing unit (CPU: MPU) 20. All of the accumulated videos of group trainers are stored. Another practitioner who has finished taking a picture while sequentially taking practice images from the practice video input means 1 can use this to take out his own video already accumulated. The practitioner checks the video of the practice video input means 1 as a video camera while checking the practice video monitor means 1a.
3は本人情報登録手段であって、各練習者の個別アドレス番号、練習映像識別、検索のための情報を登録する手段である。この登録をすることで、登録済練習者映像再生開始手段11にてアクセスできるものである。4は練習映像制御手段であって、練習者の入力に基づいて前記練習映像入力手段1の起動の制御を行うとともに、練習映像識別や検索のための情報の練習映像蓄積手段2へ転送するものである。5は模範演技映像蓄積手段であって、その運動分野のプロ又は上級者の模範身体運動の映像情報を予め蓄積しておくものである。この場合、その模範演技映像蓄積手段5をROMカード等で着脱自在に設けることもある。前記練習映像蓄積手段2に蓄積された練習映像と、前記模範演技映像蓄積手段5の模範演技映像とは、後述するように、別々のモニタで表示されるが、その2つの映像(ビデオデータ)を1つの画面上の右半分と左半分に分割して練習・模範映像合成をすることもある。 Reference numeral 3 denotes personal information registration means for registering information for individual address numbers, practice video identifications, and searches of each practitioner. By performing this registration, the registered practitioner video reproduction start means 11 can access. Reference numeral 4 denotes practice video control means for controlling the activation of the practice video input means 1 based on the input of the practitioner and transferring information for practice video identification and search to the practice video storage means 2 It is. Reference numeral 5 denotes model performance image storage means for storing in advance video information of model physical exercises of professionals or advanced players in the exercise field. In this case, the model performance video storage means 5 may be provided detachably with a ROM card or the like. The practice video stored in the practice video storage means 2 and the model performance video of the model performance video storage means 5 are displayed on different monitors as will be described later, but the two videos (video data). May be divided into right and left halves on one screen for practice and model video composition.
6は二次元画像解析手段であって、撮影画像から身体の主要部位の動きを抽出し、映像として蓄積する二次元画像解析回路で、腕、膝など指定された身体のポイントが時間的にどのように移動したかを示すことができる。二次元画像解析手段6は、市販の二次元動画像移動計測ソフトウエア、二次元リアルタイム等や、若しくは他の二次元画像解ソフトウエアを装備したPC(パーソナル・コンピューター)で実現されている。該二次元画像解析手段6において、指定されたポイントが、動画像のあるフレーム内に認識された時、次のフレームでどこに映っているかを調べることによりポイントの移動量を求める。具体的には、所定のポイントの局所的特徴を抽出し、次のフレームにおける類似の局所的特徴を有する領域を検索して指定されたポイントの移動データを算出している。 6 is a two-dimensional image analysis means, which is a two-dimensional image analysis circuit that extracts the movement of the main body part from the photographed image and stores it as an image. Can be shown. The two-dimensional image analysis means 6 is realized by a PC (personal computer) equipped with commercially available two-dimensional moving image moving measurement software, two-dimensional real-time software, or other two-dimensional image solution software. In the two-dimensional image analysis means 6, when the designated point is recognized in a certain frame of the moving image, the movement amount of the point is obtained by examining where it is reflected in the next frame. Specifically, a local feature of a predetermined point is extracted, and a region having a similar local feature in the next frame is searched to calculate movement data of the designated point.
特に、三次元画像解析手段7においては、正面の二次元画像及び側面の二次元画像から三次元空間における移動量を求める。まず、正面の二次元画像(仮X−Y空間映像と呼ぶ)及び側面の二次元画像(仮Y−Z空間映像と呼ぶ)を独立に処理する。それぞれの二次元画像において指定されたポイントが、映像のあるフレーム内に認識された時、次のフレームでどこに映っているかを調べることによりポイントの移動量を求める。具体的には、所定のポイントの局所的特徴を抽出し、次のフレームにおける類似の局所的特徴を有する領域を検索している。このようにして、各々二次元空間(X−Y空間及びY−Z空間)における移動を算出している。次に、異なる空間次元を有する2つの二次元空間上のデータの整合をとり三次元空間における移動を算出している。 In particular, the three-dimensional image analysis means 7 calculates the amount of movement in the three-dimensional space from the front two-dimensional image and the side two-dimensional image. First, a front two-dimensional image (referred to as a provisional XY space image) and a side two-dimensional image (referred to as a provisional YZ space image) are processed independently. When a point designated in each two-dimensional image is recognized in a certain frame of the video, the movement amount of the point is obtained by examining where the point is reflected in the next frame. Specifically, a local feature at a predetermined point is extracted, and a region having a similar local feature in the next frame is searched. In this way, the movement in each two-dimensional space (XY space and YZ space) is calculated. Next, the movement in the three-dimensional space is calculated by matching data on two two-dimensional spaces having different spatial dimensions.
8は身体部位指定情報入力手段であって、登録済練習者映像再生開始手段11にて再生開始後、収録映像の再生により運動技能向上のための付加的フィードバック情報獲得のための、前記練習映像蓄積手段2に蓄積された練習映像から画像解析身体部位の指定情報を入力するものである。この入力によって、二次元画像解析手段6又は三次元画像解析手段7にて、二次元又は三次元データとして蓄積(格納)される。平行して、練習映像蓄積手段2は、蓄積された練習者本人の映像を選別し再生の準備を行う。二次元画像解析手段6又は三次元画像解析手段7の処理が終了したら、二次元又は三次元のフィードバック映像制御手段9は、前記練習映像蓄積手段2、二次元画像解析手段6又は三次元画像解析手段7、模範演技映像蓄積手段5に再生同期トリガーを送り、付加的フィードバック映像情報提供を提供する。 Reference numeral 8 denotes body part designation information input means, which starts the reproduction by the registered practitioner video reproduction start means 11 and then acquires the above-mentioned practice video for acquiring additional feedback information for improving the motor skill by reproducing the recorded video. The image analysis body part designation information is input from the practice video stored in the storage means 2. By this input, the two-dimensional image analysis means 6 or the three-dimensional image analysis means 7 accumulates (stores) as two-dimensional or three-dimensional data. In parallel, the practice video storage means 2 selects the stored videos of the practitioner and prepares for playback. When the processing of the two-dimensional image analysis means 6 or the three-dimensional image analysis means 7 is completed, the two-dimensional or three-dimensional feedback video control means 9 is operated by the practice video storage means 2, the two-dimensional image analysis means 6 or the three-dimensional image analysis. A playback synchronization trigger is sent to the means 7 and the model performance video storage means 5 to provide additional feedback video information provision.
11は登録済練習者再生開始手段であって、練習映像撮影終了者が、本人情報、収録映像を再生させるための手段であり、開始ボタン等である。12は練習映像表示手段であって、前記練習映像蓄積手段2に蓄積された映像の中から指定された映像を再生表示する練習映像表示部である。13は模範演技映像表示手段であって、前記模範演技映像蓄積手段5に蓄積された映像データを再生表示する模範演技映像表示部である。14は二次元運動解析映像表示手段であって、前記二次元画像解析手段6に蓄積された映像データの中から指定された解析映像を再生表示する二次元運動解析映像表示部である。 Reference numeral 11 denotes a registered practitioner reproduction start means, which is a means for a practicing video shooting end person to play back personal information and recorded video, such as a start button. Reference numeral 12 denotes practice video display means, which is a practice video display section that reproduces and displays a specified video from the videos stored in the practice video storage means 2. Reference numeral 13 denotes an exemplary performance video display means, which is an exemplary performance video display unit that reproduces and displays the video data stored in the exemplary performance video storage means 5. Reference numeral 14 denotes a two-dimensional motion analysis video display means, which is a two-dimensional motion analysis video display section for reproducing and displaying the analysis video designated from the video data stored in the two-dimensional image analysis means 6.
以上説明したように、第1実施形態は、前記二次元画像解析手段6及び二次元運動解析映像表示手段14を設けた構成である。まず、第1実施形態の作用について図2及び図3に基づいて説明する。1台のビデオカメラとしての練習映像入力手段1の前で、図2の表1に示すように、練習者Dは、ゴルフクラブスイング運動の映像を順次撮影する。まず、練習者Dは、撮影前に、練習映像識別や検索のための情報を本人情報登録手段3にて登録し、練習映像モニター手段1aで、撮影位置を見極める。そして、練習映像制御手段4は、練習者の入力に基づいて練習映像入力手段1の起動の制御を行うとともに、練習映像識別や検索のための情報の練習映像蓄積手段2へ転送する。撮影が終了した練習者Dは、蓄積映像の中から自分の映像を選択する為の情報を二次元のフィードバック映像制御手段9に入力する。これにより二次元画像解析手段6に蓄積された練習者本人の映像が選択され初期画面が、前記フィードバック映像制御手段9のモニターに提示される。撮影終了者は、付加的フィードバック情報獲得のための画像解析身体部位の指定情報をフィードバック映像制御手段9のモニターに入力する。この情報に基づいて、二次元画像解析手段6は、指定された身体の部位の動きを抽出し、二次元画像データとして蓄積する。 As described above, the first embodiment has a configuration in which the two-dimensional image analysis means 6 and the two-dimensional motion analysis video display means 14 are provided. First, the effect | action of 1st Embodiment is demonstrated based on FIG.2 and FIG.3. In front of the practice video input means 1 as one video camera, as shown in Table 1 of FIG. 2, the practice person D sequentially takes pictures of the golf club swing motion. First, the practitioner D registers information for identifying and searching for practice videos in the personal information registration means 3 before shooting, and determines the shooting position with the practice video monitoring means 1a. The practice video control means 4 controls the activation of the practice video input means 1 based on the input of the practitioner and transfers the information to the practice video storage means 2 for identifying and searching for the practice video. After completing the shooting, the trainee D inputs information for selecting his / her video from the stored video to the two-dimensional feedback video control means 9. As a result, the video of the practitioner stored in the two-dimensional image analysis means 6 is selected and an initial screen is presented on the monitor of the feedback video control means 9. The person who has finished imaging inputs image analysis body part designation information for acquiring additional feedback information to the monitor of the feedback video control means 9. Based on this information, the two-dimensional image analysis means 6 extracts the movement of the designated body part and stores it as two-dimensional image data.
このような仕組みで、練習終了者が指定した身体部位の動き解析情報を二次元画像解析手段6が提供する。模範演技映像蓄積手段5は、ゴルフクラブの模範スイングの映像情報を蓄積してある。練習映像表示手段12、二次元運動解析映像表示手段14、模範演技映像表示手段13は、それぞれ、練習映像蓄積手段2、二次元画像解析手段6及び模範演技映像蓄積手段5に接続されている。練習映像表示手段12は、練習映像蓄積手段2に蓄積された練習終了者の再生映像を表示する。模範演技映像表示手段13は、模範演技映像蓄積手段5に蓄積された映像データを再生表示する。二次元運動解析映像表示手段14は、二次元画像解析手段6の解析映像を再生表示する。具体的には、図2に示すように、ゴルフのパットの腕の動きが点線となって動き方向を表すものである。練習者は、二次元のフィードバック映像制御手段9で、練習映像蓄積手段2、二次元画像解析手段6及び模範演技映像蓄積手段5の映像再生速度を設定したり、停止したり、巻き戻して付加的フィードバック映像情報を効果的に利用することができる。このようにして図1乃至図3の第1実施形態では、練習者は、自分の練習映像、模範スイング映像、重要ポイントの動き映像からゴルフクラブスイングを自主的に矯正するために必要なフィードバック情報が得る事ができる。 With such a mechanism, the two-dimensional image analysis means 6 provides the motion analysis information of the body part designated by the person who has completed the practice. The model performance video storage means 5 stores video information of a model swing of a golf club. The practice video display means 12, the two-dimensional motion analysis video display means 14, and the model performance video display means 13 are connected to the practice video storage means 2, the two-dimensional image analysis means 6, and the model performance video storage means 5, respectively. The practice video display unit 12 displays the playback video of the person who has completed the practice stored in the practice video storage unit 2. The model performance video display means 13 reproduces and displays the video data stored in the model performance video storage means 5. The two-dimensional motion analysis video display means 14 reproduces and displays the analysis video of the two-dimensional image analysis means 6. Specifically, as shown in FIG. 2, the movement of the arm of the golf pad becomes a dotted line and represents the movement direction. The practitioner uses the two-dimensional feedback video control means 9 to set the video playback speed of the practice video storage means 2, the two-dimensional image analysis means 6, and the model performance video storage means 5, stop, rewind, and add Feedback video information can be used effectively. In this way, in the first embodiment of FIGS. 1 to 3, the practitioner needs feedback information for voluntarily correcting the golf club swing from his practice video, model swing video, and important point motion video. Can be obtained.
ここで、練習映像表示手段12と二次元運動解析映像表示手段14は、運動結果に関する知識(knowledge of result ;KR)を提供する。模範演技映像表示手段13は、運動パフォーマンスに関する知識(knowledge of performance ;KP)を提供している。表1(図2参照)に、学習者A、B,C,Dの集団学習での練習過程における本装置の使用手順及びそれに対応した装置内の各回路等の動作手順を示す。学習者は、練習映像撮影→撮影終了後付加的フィードバック情報獲得→実技練習→実技練習終了・練習映像撮影スタンバイ、というサイクルで学習を進める。この例では、4名の集団学習であるが、各練習者の実技練習時間と本装置の使用時間の割り振りにより、より多くの人数の集団学習に適用することができる。 Here, the practice video display means 12 and the two-dimensional motion analysis video display means 14 provide knowledge of result (KR). The model performance video display means 13 provides knowledge of performance (KP). Table 1 (see FIG. 2) shows the procedure for using this apparatus in the practice process in the group learning of learners A, B, C, and D and the operation procedure of each circuit in the apparatus corresponding thereto. The learner proceeds with learning in a cycle of shooting the practice video, acquiring additional feedback information after the shooting, practicing the practice, ending the practice, and standby for shooting the practice video. In this example, the group learning is performed by four people, but can be applied to group learning for a larger number of people by allocating the practice time of each practitioner and the usage time of the apparatus.
次に、図4乃至図6の第2実施形態は、第1実施形態における二次元画像解析手段6及び二次元運動解析映像表示手段14を、前記三次元画像解析手段7及び三次元運動解析映像表示手段15を設けて変換した構成とし、且つ練習映像入力手段1として2台のビデオカメラを使用するものである。このため、映像合成手段10を用いて、2台のビデオカメラとしての練習映像入力手段1,1からのそれぞれの映像を合成して、練習映像モニター手段1aで映像チェックすることとなる。 Next, in the second embodiment of FIGS. 4 to 6, the two-dimensional image analysis means 6 and the two-dimensional motion analysis video display means 14 in the first embodiment are replaced with the three-dimensional image analysis means 7 and the three-dimensional motion analysis video. The display means 15 is provided and converted, and two video cameras are used as the practice video input means 1. For this reason, the video synthesis means 10 is used to synthesize each video from the practice video input means 1 and 1 as two video cameras, and the video is checked by the practice video monitor means 1a.
前記三次元画像解析手段7は、2台のビデオカメラとしての練習映像入力手段1,1からの撮影画像から身体の主要部位の動きを抽出し、映像として蓄積するもので、腕、膝など指定された身体のポイントが時間的にどのように移動したかを示すことができる。また、前記三次元画像解析手段7は、市販のディジタル映像入力ボード及び市販の三次元動画像移動計測ソフトウエア,市販の三次元リアルタイムラッカーソフトウエア等の三次元画像解ソフトウエアを装備したPCで実現されている。さらに、前記三次元運動解析映像表示手段15は、前記三次元画像解析手段7に蓄積された映像データの中から指定された解析映像を再生表示する三次元運動解析映像表示部である。具体的には、図5に示すように、ゴルフのパットの腕の動きが三次元の状態が点線となって動き方向を表すものである。また、前記練習映像蓄積手段2に蓄積された練習映像と、前記模範演技映像蓄積手段5の模範演技映像とは、別々のモニタで表示されるが、その2つの映像(ビデオデータ)を1つの画面上で分割して練習・模範映像合成を模範演技合成映像蓄積手段に蓄積しておき、これを前記模範演技映像表示手段13にて表示することもある。 The three-dimensional image analysis means 7 extracts the movements of the main body parts from the captured images from the practice video input means 1 and 1 as two video cameras and accumulates them as images. It can show how the given body point has moved in time. The three-dimensional image analysis means 7 is a PC equipped with a three-dimensional image solution software such as a commercially available digital video input board, a commercially available three-dimensional moving image moving measurement software, a commercially available three-dimensional real-time lacquer software. It has been realized. Further, the three-dimensional motion analysis video display means 15 is a three-dimensional motion analysis video display section for reproducing and displaying the analysis video specified from the video data stored in the three-dimensional image analysis means 7. Specifically, as shown in FIG. 5, the three-dimensional state of the movement of the arm of the golf putt represents a movement direction. The practice video stored in the practice video storage means 2 and the model performance video stored in the model performance video storage means 5 are displayed on different monitors, but the two videos (video data) are displayed as one. In some cases, the practice / exemplary video composition is stored in the exemplary performance composite video storage means divided on the screen and displayed on the exemplary performance video display means 13.
三次元画像解析手段7において、正面の二次元画像および側面の二次元画像から三次元空間における移動量を求める。まず、正面の二次元画像(仮X−Y空間映像と呼ぶ)および側面の二次元画像(仮Y−Z空間映像と呼ぶ)を独立に処理する。それぞれの二次元画像において指定されたポイントが、映像のあるフレーム内に認識された時、次のフレームでどこに映っているかを調べることによりポイントの移動量を求める。具体的には、所定のポイントの局所的特徴を抽出し、次のフレームにおける類似の局所的特徴の有する領域を検索している。このようにして、各々二次元空間(X−Y空間及びY−Z空間)における移動を算出している。次に、異なる空間次元を有する2つの二次元空間上のデータの整合をとり三次元空間における移動を算出している。 In the three-dimensional image analysis means 7, the amount of movement in the three-dimensional space is obtained from the front two-dimensional image and the side two-dimensional image. First, a front two-dimensional image (referred to as a provisional XY space image) and a side two-dimensional image (referred to as a provisional YZ space image) are processed independently. When a point designated in each two-dimensional image is recognized in a certain frame of the video, the movement amount of the point is obtained by examining where the point is reflected in the next frame. Specifically, a local feature at a predetermined point is extracted, and a region having a similar local feature in the next frame is searched. In this way, the movement in each two-dimensional space (XY space and YZ space) is calculated. Next, the movement in the three-dimensional space is calculated by matching data on two two-dimensional spaces having different spatial dimensions.
また、作用については、2台のビデオカメラとしての練習映像入力手段1,1からの撮影画像から行なうものであるが、第1実施形態と同様である。特に、撮影修了者としての練習者は、三次元のフィードバック映像制御手段9で、練習映像蓄積手段2、三次元画像解析手段7及び模範演技映像蓄積手段5の映像再生を設定したり、停止したり、巻き戻して付加的にフィードバック映像情報を効果的に利用することができる。三次元画像化解析装置7の三次元解析映像の視点変更は、キーボード、マウスなどのヒューマンインターフェースで柔軟に行うことができる。このようにして図4〜図6の第2実施形態では、練習者は、自分の練習映像、模範スイング映像、重要ポイントの動き映像からゴルフクラブスイングを自主的に矯正するために必要なフィードバック情報が得ることができる。 The operation is performed from the captured images from the practice video input means 1 and 1 as two video cameras, but is the same as in the first embodiment. In particular, the practitioner who has completed the shooting uses the three-dimensional feedback video control means 9 to set or stop the video reproduction of the practice video storage means 2, the three-dimensional image analysis means 7, and the model performance video storage means 5. Or by rewinding and additionally using feedback video information effectively. The viewpoint change of the 3D analysis video of the 3D imaging analysis device 7 can be flexibly performed with a human interface such as a keyboard and a mouse. Thus, in the second embodiment shown in FIGS. 4 to 6, the practitioner needs feedback information for voluntarily correcting the golf club swing from his practice video, model swing video, and important point motion video. Can get.
ここで、図4の練習映像表示手段12と三次元運動解析映像表示手段15は、運動結果に関する知識(knowledge of result ;KR)を提供する。模範演技映像表示手段13は、運動パフォーマンスに関する知識(knowledge of performance ;KP)を提供している。特に、図6の表2に、学習者A,B,C,Dの集団学習における学習者の練習過程における本装置の使用手順およびそれに対応した装置内の各回路等の動作手順を示す。学習者は、練習映像撮影→撮影終了後付加的フィードバック情報獲得→実技練習→実技練習終了・練習映像撮影スタンバイ、というサイクルで学習を進める。この例では、4名の集団学習であるが、各練習者の実技練習時間と本装置の使用時間の割り振りにより、より多くの人数の集団学習に適用できる。 Here, the practice video display means 12 and the three-dimensional motion analysis video display means 15 in FIG. 4 provide knowledge (result of knowledge; KR). The model performance video display means 13 provides knowledge of performance (KP). In particular, Table 2 in FIG. 6 shows a procedure for using this apparatus and a corresponding operation procedure of each circuit in the apparatus during the learner's practice process in the group learning of learners A, B, C, and D. The learner proceeds with learning in a cycle of shooting the practice video, acquiring additional feedback information after the shooting, practicing the practice, ending the practice, and standby for shooting the practice video. In this example, the group learning is performed by four people, but can be applied to group learning for a larger number of people by allocating the practice time of each practitioner and the usage time of the apparatus.
以上のような第1実施形態及び第2実施形態では、特に、撮影している練習者を除く他の練習者は、本人情報登録手段3にて必要情報を登録してあれば、再生装置を使って、自己の練習映像と、模範身体運動映像と、任意の身体の部位の動きの映像との3つを同時に表示させることで、社会教育、学校教育において、多人数の集団を対象とするスポーツのトレーニングにおいて、多くの人数の集団学習に適用できる。さらに、本発明では、高価なソフトウエア、機材を必要とせず、廉価なAV機器や通常の学校教育機材等を組み合わせて経済的に実現できる。また、同一機材の数を多数揃えなくても多人数の練習に対応できる。特に、最小限、撮影している練習者用の機材と、再生用の機材とで、集団に対して学習支援ができる。さらに、様々な体力、意欲、トレーニング履歴の多数の練習者に対して、映像情報による練習者のフィードバック効果を積極的に活用して、最少の機材で有効に対処できる利点がある。 In the first and second embodiments as described above, in particular, other practitioners other than the practicing photographer can use the playback device if the necessary information is registered in the personal information registration means 3. Use it to display a self-practice video, a model physical exercise video, and an image of the movement of any body part at the same time, targeting a large group of people in social education and school education It can be applied to group learning for many people in sports training. Furthermore, the present invention does not require expensive software and equipment, and can be realized economically by combining inexpensive AV equipment and ordinary school education equipment. In addition, it is possible to accommodate a large number of people without having the same number of equipment. In particular, learning support can be provided to the group with at least the equipment for the practicing photographer and the equipment for playback. Furthermore, there is an advantage that a large number of practitioners having various physical strengths, motivations, and training histories can be effectively dealt with with minimal equipment by actively utilizing the feedback effect of the practitioner by the video information.
本発明は、多人数の集団を対象とする社会教育、学校教育におけるスポーツのトレーニングを廉価な機材で、実現できる。特に、単一機材で、様々な体力、意欲、トレーニング履歴の多数の練習者に対して、映像情報の練習者のフィードバック機能、モデル提示機能を備え、極めて産業上の利用可能性が大である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can realize sports training in social education and school education for a large group of people with inexpensive equipment. In particular, it is equipped with a video information practitioner's feedback function and model presentation function for a large number of practitioners with various physical strengths, motivation, and training histories with a single device, and it has extremely high industrial applicability. .
1…練習映像入力手段,2…練習映像蓄積手段,3…本人情報登録手段,5…模範演技映像蓄積手段,6…二次元画像解析手段,7…三次元画像解析手段,12…練習映像表示手段,13…模範演技映像表示手段,14…二次元運動解析映像表示手段,15…三次元運動解析映像表示手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Practice video input means, 2 ... Practice video storage means, 3 ... Personal information registration means, 5 ... Model performance video storage means, 6 ... Two-dimensional image analysis means, 7 ... Three-dimensional image analysis means, 12 ... Practice video display Means, 13 ... Model performance video display means, 14 ... Two-dimensional motion analysis video display means, 15 ... Three-dimensional motion analysis video display means
Claims (3)
前記練習映像蓄積手段から任意の身体の部位の動きを抽出し、映像として蓄積し、解析画像表示手段に表示するように再生する手段と、
模範身体運動映像を模範映像蓄積回路に蓄積し、模範演技映像表示部に表示するように再生する手段とを備え、
前記の3種類の蓄積された映像を同時に再生表示する手段を有するものとし、前記任意の運動技能学習者を除く他の任意の運動技能学習者において既に本人情報登録及び身体運動の練習映像を蓄積した場合においては、任意に再生できるようにしてなることを特徴とする運動技能集団学習支援装置。 Registering personal information of an arbitrary motor skill learner among a plurality of motor skill learners, accumulating exercise videos of physical exercise in practice video storage means, reading out from the practice video storage means, and displaying them on practice video display means Means to play,
Means for extracting movement of an arbitrary body part from the practice video storage means, storing it as a video, and reproducing it for display on the analysis image display means;
A model body motion video is stored in the model video storage circuit, and is reproduced so as to be displayed on the model performance video display unit,
It has means for reproducing and displaying the three kinds of stored videos at the same time, and the personal information registration and physical exercise practice videos have already been stored in any other motor skill learner except the arbitrary motor skill learner. In this case, the motor skill group learning support device is characterized in that it can be arbitrarily reproduced.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003352261A JP2005111138A (en) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | Motor skill group learning support device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009145805A (en) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Xing Inc | Moving image display system, moving image display method, and computer program |
| JP2010069227A (en) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Nitta Ind Corp | Exercise support apparatus |
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2003
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