[发明专利]摄像装置及图像解析方法

权利要求书

1.一种摄像装置，其特征在于具备：

滚动快门方式的摄像机构；

摄像控制机构，其通过所述摄像机构进行连续摄像，来获取以球像变形为椭圆形的状态包含的至少2个帧图像；

分离度算出机构，其通过具有长径相对于水平线倾斜了的椭圆形的内区域、和与该内区域邻接的外区域的椭圆分离度滤波器，对由所述摄像控制机构所取得到的所述帧图像进行滤波处理，来计算所述内区域和所述外区域的像素的分离度；

估计机构，其将在变更所述内区域的中心位置、长径、短径及倾斜角的同时由所述分离度算出机构计算出的分离度为最大之时的中心位置、长径、短径及倾斜角，估计为所述球像的中心位置、长径、短径及倾斜角；和

状态量算出机构，其基于由所述估计机构估计出的至少2个帧图像的所述球像的各估计值，来计算所述球的运动的状态量。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述状态量算出机构包括速度算出机构，该速度算出机构根据由所述估计机构估计出的至少2个帧图像的球像的中心位置的差值、帧图像间的帧数及帧频来计算所述球的速度。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述状态量算出机构包括垂直射出角算出机构，该垂直射出角算出机构根据由所述估计机构估计出的至少2个帧图像的球像的中心位置的差值来计算以水平面为基准的所述球向上下方向射出的射出角。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述状态量算出机构包括水平射出角算出机构，该水平射出角算出机构根据由所述估计机构估计出的至少2个帧图像的球像的长径或者短径、所述摄像机构的水平视角、所述帧图像的中心坐标及所述帧图像的垂直线数，来计算以与所述摄像机构的摄像方向正交的面为基准的所述球向左右方向射出的射出角。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述估计机构将在使所述内区域的倾斜角一定的状态下在变更所述内区域的中心位置、长径及短径的同时由所述分离度算出机构计算出的分离度为最大之时的中心位置、长径及短径，估计为所述球像的中心位置、长径及短径；将在相对于所估计出的中心位置、长径及短径而使所述内区域的中心位置、长径及短径一定的状态下在变更所述内区域的倾斜角的同时由所述分离度算出机构计算出的分离度为最大之时的倾斜角，估计为所述球像的倾斜角。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述摄像装置还具备：

偏移量算出机构，其根据由所述估计机构估计出的中心位置的帧图像间的水平方向的差值，来计算在相邻的水平线之间通过滚动快门所产生的水平方向的偏移量；

变形修正机构，其基于所述偏移量将所述帧图像的球像中所产生的变形修正为圆形；

坐标变换机构，其将由所述变形修正机构修正之后的球像，坐标变换到三维球体模型的表面；

旋转角估计机构，其估计由所述坐标变换机构坐标变换之后的球像的帧图像间的旋转角；和

自旋速度算出机构，其根据由所述旋转角估计机构估计出的旋转角和帧频，来计算所述球的自旋速度。

7.一种摄像装置，其特征在于具备：

滚动快门方式的摄像机构；

摄像控制机构，其通过所述摄像机构进行摄像，来获取以球像变形为椭圆形的状态包含的帧图像；

分离度算出机构，其通过具有长径相对于水平线倾斜了的椭圆形的内区域、和与该内区域同心状且在该内区域的外侧与该内区域邻接的外区域的椭圆分离度滤波器，对由所述摄像控制机构所取得到的所述帧图像进行滤波处理，来计算所述内区域和所述外区域的像素的分离度；

估计机构，其将在变更所述内区域的中心位置、长径、短径及倾斜角的同时由所述分离度算出机构计算出的分离度为最大之时的中心位置、长径、短径及倾斜角，估计为所述球像的中心位置、长径、短径及倾斜角；

第1交点算出机构，其计算由被所述估计机构估计出的中心位置、长径、短径及倾斜角所规定的椭圆、和与该椭圆相切的水平的二根切线之间的交点的位置；

第2交点算出机构，其计算通过由所述估计机构估计出的中心位置的水平线与所述椭圆之间的交点；和

速度算出机构，其基于由所述第1交点算出机构及所述第2交点算出机构计算出的交点的位置、所述摄像机构的滚动快门的水平线间的延迟时间及所述球的实际尺寸，来计算所述球的速度。