[发明专利]一种基于视频处理技术的乒乓球竞赛信息统计系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于视频处理技术的乒乓球竞赛信息统计系统，属于竞赛信息统计领域。

背景技术

球类比赛的竞赛信息统计用于统计和分析比赛中的各种技术数据，可以即时了解和掌握比赛双方的各项状态和战术意图，从而在比赛进展中及时调整人员组织或技战术，以扭转不利态势或扩展胜果，赢得比赛胜利；也可以通过赛后视频回顾、分析翔实的数据记录，为运动员训练、制定战术以及评论解说等方面提供参考。

乒乓球项目起源于19世纪的英国，是结合智力、技能、体能的记分类项目。运动员打出的每一球，都包含运动速度、旋转速度、弧度和落点等多个竞技特点，此项目特点是球体小、运动速度快、变化多，随着乒乓球被列入奥运项目，乒乓球项目得到了大力发展，人们对乒乓球的竞赛统计信息越来越关注。目前，使用传统的赛后回看的方式来分析运动员技战术特点会存在以下问题：

一是乒乓球球小、运动速度快，肉眼无法清晰的观察出球的走势；

二是观看视频回放需耗费大量时间，不适用于赛时，进而无法从运动员的战术特点来实时调整战术；

三是需要使用专业人员对运动员的技战术特点进行统计分析，局限性大，且人工统计准确性低。

发明内容

发明目的：为了解决上述问题，提供一种基于视频处理技术的乒乓球竞赛信息统计系统，实现乒乓球竞赛视频采集与竞赛信息的实时统计与查询等功能，并确保了系统的智能性、完整性和可扩展性等要求，可完全替代通过观看视频人工统计竞赛数据的方式。

本发明的技术方案如下：

一种基于视频处理技术的乒乓球竞赛信息统计系统,包括竞赛视频实时采集与处理系统、竞赛数据统计分析系统和竞赛统计信息应用系统,所述三个系统通过现场局域网互相支持、协调工作、共同完成竞赛统计信息基础数据的采集、处理、统计、分析和发布工作，所述竞赛视频实时采集与处理系统和竞赛数据统计分析系统以及竞赛统计信息应用系统中的PC终端实时查询系统使用有线网络接入现场局域网，而移动终端实时查询系统通过AP接入现场局域网；

所述竞赛视频实时采集与处理系统包括视频采集终端与视频采集与处理应用软件，所述视频采集与处理应用软件分为竞赛视频采集模块与竞赛基础数据获取模块，所述视频采集终端包括MV-VDF1400SC工业数字摄相机，采用USB2.0连接线与计算机相连，接收由竞赛视频采集模块发出的指令，完成基准物的拍摄，且将采集的比赛实时视频数据发送给竞赛基础数据获取模块，所述竞赛基础数据获取模块将所得基础数据存储至数据库中；

所述竞赛数据统计与分析系统包括竞赛数据统计模块和竞赛数据分析模块，所述竞赛数据统计模块包括竞赛统计信息项目的录入以及创建比赛的基本信息，并根据每一球的落点完成落点区域的确定，在每球结束后实现此球与相应的竞赛统计信息对应同时实时更新竞赛统计项目的数值并保存至数据库中,所述竞赛数据分析模块根据竞赛数据统计模块存储在数据库中的双方运动员每项竞赛统计信息的具体数值分析出运动员强项弱项等技战术特点，并在竞赛信息应用系统中将分析出的数据以报表方式展示出来；

所述竞赛信息应用系统包括前端界面服务模块和Web应用服务模块，前端界面服务模块负责向浏览器提供界面的整体样式，并提供向Web应用服务模块请求数据和处理数据的功能，所述Web应用服务模块接收由前端界面服务模块的请求，根据请求的内容在数据服务器中获取相应的数据，并将其返回给前端界面服务模块，所述数据服务器包括数据库服务器、文件服务器和其他资源服务器。

进一步地，所述竞赛基础数据获取模块每帧图像的处理的方法如下：

(2a)所述模块对帧图像进行滤波和去噪声处理，并将处理过的图像显示在ImageBox上；

(2b)随后实例化BallDetection类对象，执行对象的GetBallPosition方法识别出乒乓球的轮廓，所述方法中封装的是EmguCV中的霍夫圆变换函数HoughCircles，实现将圆形轮廓绘出并附加在当前图像上；

(2c)之后运行LocDetection方法来判断识别出的轮廓坐标是否为有效的落点坐标，当每球结束时，模块停止读取视频帧图像，结合视频采集模块保存的单应性矩阵，应用公式p_src＝H^-1p_dst便可计算出内存中保存的乒乓球落点坐标相对于乒乓球桌的坐标；

(2d)最后执行SaveToDB方法将这些坐标保存至数据库中，并释放内存资源。