[发明专利]基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统检测方法

权利要求书

1.一种基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统检测方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

a)对数据进行初始化，等待视频导入；

b)当有视频导入后，进行视频处理；

c)对导入视频每帧图片依次进行处理和识别；利用上位机中样本数据训练结果对每帧图片进行检测以确定最终检测区域；

d)对检测区域进行图像二值化处理，此时阈值设为100，即将RGB值大于100的像素点的RGB值都设为255，将RGB值小于100的像素点的RGB值都设为0；

e)对图片进行膨胀和腐蚀处理，去除一些不相关的小的白色像素块；

f)以圆度、周长、面积、X距、Y距和方度特征的初始阈值，对检测区域的对象进行判断，若对象的检测值均在设定的初始阈值之内，将认定该对象为需要识别的乒乓球，同时将乒乓球的坐标实时显示在显示屏上；所述圆度为M,M＝4πA/C²,其中A代表面积，C代表周长，0<M<1，M值越接近1，说明对象越接近圆；

X距：目标在x轴方向或者与x轴平行方向上的最大距离的数值；用Lx表示；

Y距：目标在Y轴方向或者与Y轴平行方向上的最大距离的数值；用Ly表示；

方度：目标的X距数值与Y距数值之间的关系，计算公式为：

T＝|L_X-L_Y|/L_X，所述方度用于判定乒乓球在手中还是在空中,当T>0时，乒乓球在手中；T＝0时，乒乓球在空中；

g)根据前一帧识别结果来预测下一帧乒乓球的位置，提前设置一个感兴趣区域，下一帧将只检测感兴趣区域内部图像；

h)当检测到的乒乓球的Y坐标开始连续两帧以上逐帧减小时，结束视频导入过程，否则对感兴趣区域内部图像重复步骤d)到g)；

i)利用事先设置好的阈值来确定乒乓球离手瞬间坐标，根据乒乓球从离开手到最高点的运动轨迹来计算此次发球的抛球高度和抛球角度，并显示到显示屏上。

2.根据权利要求1所述基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统检测方法，其特征在于，所述样本数据包括正样本数据和负样本数据：

所述正样本数据为200-400张不同的乒乓球选手发球时不执拍的手准备动作的图片；所述负样本数据为200-400张从不同打乒乓球场景中任意选取的非发球准备动作的图片。

3.根据权利要求1所述基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括以下步骤：

j)如检测结果为发球违规，则指示灯亮。

4.根据权利要求1或2所述基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统检测方法，其特征在于，所述样本数据训练方法为，通过局部梯度模式算法对正样本数据和负样本数据做图片预处理，再用adaboost算法进行层级分类器的训练，最后用面积重叠法得到最终检测区域。

5.根据权利要求4所述基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统检测方法，其特征在于，所述层级分类器为三层，每层特征点的个数依次为26，60，120。

6.根据权利要求4所述基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括以下步骤：

j)如检测结果为发球违规，则指示灯亮。