[发明专利]基于全景视频的自动识别篮球比赛投篮和进球的算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种篮球比赛视频识别的算法，尤其涉及一种基于全景视频的自动识别篮球比赛投篮和进球的算法。

背景技术

目前常见的是对大型篮球赛事的视频进行分析，通过采用对赛事视频中进行投球特写镜头检测的方法，来进行投篮和进球判断。而对于采用普通摄像头进行球赛无监督的录制时，视频中并无特写镜头，因此以上方法往往失效。另外，在全景模式下，因为篮框架设及摄像机视野的问题，使得在投篮过程中篮球的面积较小，且投篮时篮球的运动速度过快，常存在运动模糊，虚影和残影的现象，这使得该自动投篮和进球判断更加困难。针对现有技术中的这些缺陷，本发明提出了一种基于全景视频的自动识别篮球比赛投篮和进球的算法。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于全景视频的自动识别篮球比赛投篮和进球的算法，其中具体包括以下步骤：

1)生成场景的标注信息；

利用人工标注或算法自动学习的方法，获取得到场景的一些先验信息；

根据篮板大小和位置，及篮板位置所对应的地面处普通球员的身高，生成比赛各方的投篮兴趣区域；

2)候选篮球的检测；

(1)从全景视频中的抠取出投篮兴趣区域，建立背景模型，并从中分割出前景；

(2)利用尺寸，形状，颜色信息对前景处进行过滤，获取候选的可疑篮球区域；

(3)利用前期对篮球进行跟踪的结果，预测出当前帧篮球的位置，若该位置上存在前景，则将其添加为候选的可疑篮球区域；

(4)对可疑球区域利用离线的机器学习出来的篮球模型进行篮球的检测，将检测出篮球的区域作为候选篮球区域；

3)篮球轨迹的生成；

(1)以当前检测到的候选篮球为待跟踪区域，对该区域进行跟踪，将跟踪上的结果形成轨迹，若未跟踪上则以预测结果替代；但如若连续一段时间均未跟踪上，则结束该轨迹的跟踪；

(2)利用时间顺序和空间关系，将短轨迹连接为长轨迹，形成较为完整的篮球跟踪轨迹；

4)投篮的自动判决；

对篮球轨迹进行分析，当其y坐标在篮板的上下边界，且x坐标在篮板的左右边界之间时，若满足，以当前帧为终点且存在连续几帧y坐标为递增或递减，则判为投篮；

5)进球的自动判决；

对篮球轨迹进行分析，当其y坐标在篮板的下边界以下，且x坐标在篮板的左右边界之间时，进行判决。

上述的基于全景视频的自动识别篮球比赛投篮和进球的算法，其中，生成场景的标注信息步骤中，先验信息包括从视频中提取出篮框和篮板，标注出篮板位置处所对应的地面处普通球员的身高。

上述的基于全景视频的自动识别篮球比赛投篮和进球的算法，其中，生成场景的标注信息步骤中，投篮兴趣区域y方向取从篮板位置处普通球员的头顶处到篮板顶部处，x方向以篮板为中心扩展。

上述的基于全景视频的自动识别篮球比赛投篮和进球的算法，其中，进球的自动判决步骤中包括：(1)判断在当前帧之前的前几秒内，是否已检测出投篮，若未检测出，则未进球，否则，转下一步；(2)判断在当前帧之前的前几帧内的篮球轨迹，是否与篮框实体相交，若不相交，则未进球，否则，认为进球。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

通过生成场景的标注信息、候选篮球的检测、篮球轨迹的生成、投篮的自动判决、进球的自动判决5步骤来实现比赛中投篮和进球精确判断，克服了现有技术中因投篮篮球运动速度过快，存在运动模糊、虚影和残影现象等原因，使得投篮和进球判断困难的现象。

附图说明

图1为本发明提供的基于全景视频的自动识别篮球比赛投篮和进球的算法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本发明提供的基于全景视频的自动识别篮球比赛投篮和进球的算法， 具体方案包括：

一、生成场景的标注信息。

利用人工标注或算法自动学习的方法，获取得到场景的一些先验信息(如从视频中提取出篮框和篮板，标注出篮板位置处所对应的地面处普通球员的身高)。

根据篮板大小和位置，及篮板位置所对应的地面处普通球员的身高，生成比赛各方的投篮兴趣区域(y方向可取从篮板位置处普通球员的头顶处到篮板顶部处，x方向可以篮板为中心略为扩展些)。

二、候选篮球的检测。

(1)从全景视频中的抠取出投篮兴趣区域，建立背景模型，并从中分割出前景；