[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

说明书

本发明公开了一种基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统检测方法，包括高速摄像机，及与高速摄像机电连接的图像采集卡，及与图像采集卡电连接的上位机；及与上位机电连接的显示屏。所述辅助系统还包括指示灯。本发明还提供了基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统的检测方法。本发明提出了一种基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统及其检测方法，用于计算运动员发球的抛球高度和抛球角度，从而判定其发球合法性，为裁判员的判罚提供一定的科学参考，也为运动员质疑裁判的判罚提供一种辅助性的依据。

技术领域

本发明涉及一种运动检测装置及方法，具体涉及一种基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统及其检测方法，属于运动检测技术领域。

背景技术

作为竞技运动的一种，乒乓球运动的技术发展与规则限制具有很大的相关性，比赛中使用的技术必须符合规则关于技术的合法性要求。而对是否符合规则的判定，乒乓球运动同网球，足球等大多数竞技运动一样，很大程度的依赖裁判员的主观判断。裁判员的主观判断大多依据经验，而由于经验判断的不确定和不精确性，将会或多或少的会导致一些误判，对运动员的比赛进程和心理都会产生很大的影响。典型的例子在2012年伦敦奥运会女子乒乓球单打决赛中，丁宁的发球被判罚违规失分对丁宁比赛时的心理状态造成很大起伏，成为了导致其输球的关键因素之一。

而与乒乓球的裁判系统不完善相比，其他一些竞技运动都有一些辅助性的裁判工具，例如网球中的“鹰眼”，足球中的门线技术等。故设计一套视觉系统来帮助乒乓球裁判进行辅助判罚已成为迫在眉睫的一项任务。目前，引起目前乒乓球比赛中争议最大的判罚主要是针对以下一点的判罚，也即是丁宁被判罚发球违规的来源：

“发球员须用手将球几乎垂直的向上抛起，不得使球旋转，并使球在离开不执拍手的手掌之后上升不少于16厘米，球下降到击出前不能碰到任何物体。”

针对这条发球规则，本发明设计了一种辅助性的基于视频识别的乒乓球发球裁判系统，主要目的是用于计算运动员发球的抛球高度和抛球角度，从而判定其发球合法性，力图为裁判员的判罚提供一定的科学参考，也为运动员质疑裁判的判罚提供一种辅助性的依据。

之前王朝立等人设计的专利“一种基于图像处理的乒乓球抛球高度检测系统及方法”是利用camshift跟踪算法来对乒乓球进行跟踪，但是在跟踪过程中有以下几点问题：

(1)没有任何去除噪声的工作，面对视频中含有其他近似对象情况将无法识别；

(2)跟踪性能并不好，当光照发生变化或者出现遮挡时将会出现跟踪丢失等问题；

(3)没有设计算法来确定乒乓球离手瞬间，计算精度不够；

(4)计算量过大，计算时间过长，实时效果差；

(5)需要人工手动去框选住乒乓球，智能性比较差；

(6)只能计算出抛球高度，不能计算出抛球角度，不能完全满足规则制定的要求。

因此，本领域迫切需要开发具有较高的智能性和计算精度的兵乓球发球裁判辅助系统及其检测方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统及其检测方法，用于计算运动员发球的抛球高度和抛球角度，从而判定其发球合法性，为裁判员的判罚提供一定的科学参考，也为运动员质疑裁判的判罚提供一种辅助性的依据。

本发明提供一种基于视频识别的乒乓球发球裁判辅助系统，所述辅助系统包括：

高速摄像机，所述高速摄像机拍摄乒乓球比赛视频；

图像采集卡，所述图像采集卡通过视频信号线与高速摄像机连接，接收乒乓球比赛视频；

上位机，所述上位机与高速摄像机电连接，所述上位机中视频处理软件处理视频图像；