供感測(cè)移動(dòng)球體的裝置及方法、以及供計(jì)算移動(dòng)球體的旋轉(zhuǎn)的球體影像的影像處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明有關(guān)于供感測(cè)移動(dòng)球體的裝置及方法、W及供計(jì)算移動(dòng)球體的旋轉(zhuǎn)的球體 影像的影像處理方法，用于獲得移動(dòng)球體的影像W及處理并分析影像W計(jì)算球體的旋轉(zhuǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 關(guān)于運(yùn)動(dòng)，具體而言是指高爾夫，大家一直企圖藉分析所敲擊的球體而精確感測(cè) 被高爾夫者所敲擊的移動(dòng)球體的物理特性，或使用感測(cè)值W影像的形式實(shí)現(xiàn)所敲擊的球 體，并將結(jié)果應(yīng)用到模擬高爾夫，比如所謂的蛋幕高爾夫。
[0003] 尤其是，當(dāng)球體被敲擊而飛出時(shí)，球體相對(duì)于=維空間的某一軸而快速旋轉(zhuǎn)，因而 很難量測(cè)球體的旋轉(zhuǎn)（Spin)，而且需要非常昂貴的設(shè)備W精確量測(cè)球體的旋轉(zhuǎn)。
[0004] 用于量測(cè)球體旋轉(zhuǎn)的代表性方法包括使用雷達(dá)感測(cè)器（radarsensor)的方法或 使用高速或超高速照像機(jī)分析揃取影像的方法。在該些方法中，使用高速或超高速照像機(jī) 計(jì)算移動(dòng)球體旋轉(zhuǎn)的方法是藉由通過在高速或超高速照像機(jī)所揃取的影像上的球體上標(biāo) 示特定圖案并分析球體上所標(biāo)示的特定圖案的變化計(jì)算旋轉(zhuǎn)軸及移動(dòng)球體的旋轉(zhuǎn)量來進(jìn) 行。
[0005] 在此，特定圖案是簡(jiǎn)單的形狀，且使用特定大小及顏色或光敏材料而標(biāo)示在球體 上，并因此進(jìn)行旋轉(zhuǎn)計(jì)算，而特定圖案是明顯不同于影像。
[0006] 然而，依據(jù)標(biāo)示特定圖案于球體上并分析圖案影像的方法，標(biāo)示特定圖案于每球 體上是很不方便且很麻煩，而且當(dāng)球體上所標(biāo)示的圖案因重復(fù)量測(cè)而變得模糊或部分剝落 時(shí)，可能無法量測(cè)球體旋轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 技術(shù)問題
[000引因此，本發(fā)明是有鑒于上述的問題而做成，而本發(fā)明的主要目的在于提供依據(jù)敲 擊及分析影像藉獲得移動(dòng)球體影像而量測(cè)旋轉(zhuǎn)，尤其是一種供感測(cè)移動(dòng)球體的方法及裝 置、W及球體影像的影像處理方法，用W量測(cè)移動(dòng)球體的旋轉(zhuǎn)，藉快速且精確地提取預(yù)先標(biāo) 示于在球體上比如球體制造商標(biāo)記、球體商標(biāo)、刮痕、污點(diǎn)等等未指定的標(biāo)示，即W簡(jiǎn)單方 式的特征部，而非只表示用于旋轉(zhuǎn)量測(cè)的特定圖案而已，然后依據(jù)特征部精確地計(jì)算球體 轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸及旋轉(zhuǎn)量資訊。
[0009] 技術(shù)方案
[0010] 依據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)，上述及其他目的，可藉提供用W感測(cè)移動(dòng)球體、獲得并分析移 動(dòng)球體影像而計(jì)算移動(dòng)球體的旋轉(zhuǎn)的裝置來完成，該裝置包括：一影像揃取單元，用于依據(jù) 球體的移動(dòng)獲得連續(xù)影像，球體具有包含標(biāo)示于其上的預(yù)設(shè)特征部的表面；一影像處理單 元，用于從影像揃取單元所揃取的每個(gè)影像中提取球體影像當(dāng)作對(duì)應(yīng)于球體部的影像，并 從球體影像中移除凹紋部及各種雜訊部，W從球體影像提取特征部；W及一旋轉(zhuǎn)計(jì)算單元， 用于藉分析分別從二個(gè)任意連續(xù)球體影像提取的特征部的位置變化，計(jì)算球體的旋轉(zhuǎn)軸及 旋轉(zhuǎn)量。
[0011] 依據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，提供一種感測(cè)移動(dòng)球體的方法，用于獲得并分析移動(dòng)球 體的影像W計(jì)算移動(dòng)球體的旋轉(zhuǎn)，該方法包括：依據(jù)球體的移動(dòng)獲得連續(xù)影像，該球體具有 包含標(biāo)示于其上的預(yù)設(shè)特征部的表面；從影像揃取單元所揃取的每個(gè)影像中提取球體影像 當(dāng)作對(duì)應(yīng)于球體部的影像；從球體影像中移除凹紋部及不同雜訊部，W從球體影像提取特 征部；W及藉分析分別從二任意連續(xù)球體影像提取的特征部的位置變化計(jì)算球體的旋轉(zhuǎn)軸 及旋轉(zhuǎn)量。
[0012] 依據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，提供一種從影像中提取的球體影像的影像處理方法，用 于獲得球體移動(dòng)的影像，該球體具有包含標(biāo)示于其上的預(yù)設(shè)特征部的表面，并用于依據(jù)其 上特征部計(jì)算球體的旋轉(zhuǎn)，該方法包括；W隨意角度轉(zhuǎn)動(dòng)球體影像上的球體當(dāng)作原始影像； 藉從影像中減去原始影像所獲得提取第n微分影像，且影像的球體被轉(zhuǎn)動(dòng)；藉在第（n-1)微 分影像或第（n-1)累積影像上累積第n微分影像提取第n累積影像；W及依據(jù)預(yù)設(shè)參考值 對(duì)第n累積影像進(jìn)行二元化W從影像中提取特征部，其中n是等于或大于2的自然數(shù)。
[001引有益效果
[0014]依據(jù)本發(fā)明的一種供感測(cè)移動(dòng)球體的方法及裝置、W及球體影像的影像處理方 法，是藉依據(jù)敲擊及分析影像獲得移動(dòng)球體影像而量測(cè)旋轉(zhuǎn)，尤其是量測(cè)移動(dòng)球體的旋轉(zhuǎn)， 藉快速且精確地提取預(yù)先標(biāo)示于在球體上比如球體制造商標(biāo)記、球體商標(biāo)、刮痕、污點(diǎn)等等 未指定的標(biāo)示，即W簡(jiǎn)單方式的特征部，而非只表示用于旋轉(zhuǎn)量測(cè)的特定圖案而已，然后依 據(jù)特征部精確地計(jì)算球體轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸及旋轉(zhuǎn)量資訊。
【附圖說明】
[0015]圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的供感測(cè)移動(dòng)球體的裝置的結(jié)構(gòu)的方塊示意圖；
[0016]圖2是使用圖1所示元件解釋從影像揃取至球體旋轉(zhuǎn)計(jì)算的元件的功能的示意 圖；
[0017]圖3(a)至（C)是分別顯示連續(xù)獲得影像的來源影像的示意圖；
[001引圖4是顯示圖3(a)中球體部分經(jīng)放大所得的示意圖；
[0019]圖5(a)至（C)是用于解釋從圖3(a)至（C)所示的每個(gè)來源影像中提取球體部分 的處理的示意圖；
[0020] 圖6 (a)至6 (C)是分別顯示提取圖5 (a)至（C)所示球體影像的正規(guī)化影像的示 意圖；圖7(a)至7(f)是顯示從圖6(a)所示影像中提取球體特征部的時(shí)序處理的示意圖；
[0021] 圖8是解釋計(jì)算移動(dòng)球體的旋轉(zhuǎn)的示意圖擬及
[0022]圖9 (a)及9化）是顯示藉正規(guī)化從二個(gè)連續(xù)來源影像中提取的球體影像所獲得的 影像的示意圖，而圖9(c)及9(d)是顯示藉從圖9(a)及9(b)所示影像中個(gè)別提取的特征 部而獲得的特征部影像的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下文中，將參考所附圖式詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明供感測(cè)移動(dòng)球體的方法及裝置W及 球體影像的影像處理方法的示范性實(shí)例。
[0024] 本發(fā)明可基本上配置成經(jīng)由預(yù)設(shè)的照像機(jī)，對(duì)被使用者的高爾夫球桿敲擊的高爾 夫球（此后稱作"球體"）照像，藉W分析揃取影像并計(jì)算敲擊球體的旋轉(zhuǎn)。在此，照像機(jī)可 為3D照像機(jī)或立體照像機(jī)，是用多個(gè)照像機(jī)W立體方式來配置，并可配置成將球體影像的 二維座標(biāo)轉(zhuǎn)換成=維座標(biāo)，反之亦然。
[0025] 此外，依據(jù)本發(fā)明供感測(cè)移動(dòng)球體的方法及裝置W及球體影像的影像處理方法可 應(yīng)用到不同領(lǐng)域，比如依據(jù)使用者的高爾夫揮桿分析敲擊球體，使用虛擬實(shí)境模擬器的虛 擬局爾夫等等。
[0026] 首先，參考圖1及圖2說明依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的供感測(cè)移動(dòng)球體的裝置。
[0027] 如圖1及圖2所示，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的供感測(cè)移動(dòng)球體的裝置包括影像獲取單 元（100)、影像處理單元（200) W及旋轉(zhuǎn)計(jì)算單元（300)。
[002引如上所述，影像獲取單元（100)可為照像機(jī)裝置，也可為經(jīng)由包含多個(gè)照像機(jī)的=維（3D)照像機(jī)裝置或立體照像機(jī)來實(shí)現(xiàn)，。圖1顯示影像獲取單元（100)是用包含第一 照像機(jī)（110)及第二照像機(jī)（120)的立體照像機(jī)實(shí)現(xiàn)。
[0029] 影像處理單元（200)是一種從影像獲取單元（100)所揃取的每個(gè)影像中提取球體 影像的元件，而球體影像是對(duì)應(yīng)于球體部的影像，并從球體影像中移除凹紋部及各種雜訊 部，W提取球體影像的特征部，即比如標(biāo)示于在球體上的商標(biāo)或標(biāo)記、刮痕等等未指定的標(biāo) /J、- 〇
[0030] 影像處理單元（200)可包含球體影像提取部（210)、球體影像正規(guī)化部（220)及球 體特征部提取部（230)。
[0031] 球體影像提取部（210)配置成從來源影像中提取球體影像，球體影像是對(duì)應(yīng)于球 體部的影像，而來源影像是藉影像獲取單元（100)所獲得的影像，并提取球體部的中屯、座 標(biāo)，其將詳述于后。
[0032] 球體影像正規(guī)化部（220)是配置成，藉對(duì)球體影像提取部（210)所提取的每個(gè)球 體影像的大小及亮度資訊進(jìn)行正規(guī)化處理，W將在來源影像上依據(jù)球體在空間中的位置而 變動(dòng)球體的大小及亮度正規(guī)化，將詳述于后。
[0033] 球體特征部提取部（230)是一種提取影像上所指示的特征部（即未指定的標(biāo)示， 如標(biāo)示于在球體上的商標(biāo)或標(biāo)記、刮痕等等）的元件，該影像的影像正規(guī)化已