[发明专利]一种用于冰球运动的新型冰球追踪方法

权利要求书

1.一种用于冰球运动的新型冰球追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获取由若干幅连续的包含冰球场地场景的图像组成的连续图像序列，且所述连续图像序列中部分或者全部的图像的冰球场地场景包含冰球球体；

步骤二：对所述连续图像序列中的全部图像进行初始化处理，得到处理后的图像序列，并对处理后的图像序列中包含冰球球体的首帧图像进行冰球目标检测，得到冰球跟踪模板；

步骤三：以所述首帧图像的后续图像作为当前的待跟踪图像，在当前的待跟踪图像中截取包括冰球目标所在位置在内的图像块作为搜索区域，并利用ECO相关滤波器对所述搜索区域进行首次目标定位，得到定位结果；

步骤四：判断所述定位结果是否为常态跟踪状态，若是，则完成当前待跟踪图像的目标跟踪过程，否则，所述定位结果为暂时丢失状态，执行步骤五至步骤七，进行二次目标定位，重新识别得到冰球目标；在完成目标跟踪过程或者完成二次目标定位过程后，生成并存储相应的冰球目标轨迹，同时以相邻的下一帧图像更新当前的待跟踪图像，重复步骤三，直至遍历处理后的图像序列中的全部图像；

步骤五：判断步骤三中的当前的待跟踪图像中冰球目标的运动状态为受控运动状态还是自由运动状态，若是受控运动状态，则执行步骤六；若是自由运动状态，则执行步骤七；

步骤六：采用椭圆检测与形状相似性相结合的方式对当前的待跟踪图像进行丢失冰球目标的二次目标定位，得到最佳候选目标，所述最佳候选目标为进行二次目标定位后重新识别得到的冰球目标；

步骤七：采用结构相似性与角度相似性相结合的方式对当前的待跟踪图像进行丢失冰球目标的二次目标定位，得到最佳候选目标，所述最佳候选目标为进行二次目标定位后重新识别得到的冰球目标。

2.根据权利要求1所述的一种用于冰球运动的新型冰球追踪方法，其特征在于，步骤二中对所述连续图像序列中的全部图像进行初始化处理的过程包括以下步骤：

对所述连续图像序列中的全部图像进行灰度化操作并根据预设的归一化二值化阈值进行二值化；

对二值化后的图像进行开运算。

3.根据权利要求2所述的一种用于冰球运动的新型冰球追踪方法，其特征在于，预设的归一化二值化阈值为0.55。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于冰球运动的新型冰球追踪方法，其特征在于，步骤二中对处理后的图像序列中包含冰球球体的首帧图像进行冰球目标检测的过程包括以下步骤：

对处理后的图像序列中包含冰球球体的首帧图像进行边缘检测和椭圆检测，提取冰球候选目标；

选取首帧图像的中心区域作为冰球候选区域，并在冰球候选区域内截取置信度较高的冰球候选目标所在的图像块作为冰球跟踪模板。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于冰球运动的新型冰球追踪方法，其特征在于，步骤三中利用ECO相关滤波器对所述搜索区域进行首次目标定位，得到定位结果的过程包括以下步骤：

步骤三一：ECO相关滤波器提取所述搜索区域的CN特征和HOG特征，并将CN特征和HOG特征合并为特征图；

步骤三二：将所述特征图通过傅里叶变换映射到频域，并计算所述搜索区域各位置与所述冰球跟踪模板之间的相关性，获得冰球目标在搜索区域内不同位置的相关性置信度，以所述相关性置信度作为ECO相关滤波器分数；

步骤三三：计算所述搜索区域各位置与所述冰球跟踪模板之间的Hu矩，获得形状相似性分数；

步骤三四：对所述ECO相关滤波器分数和所述形状相似性分数进行加权计算，得到丢失置信度，当所述丢失置信度大于预设的置信度阈值时，对应的定位结果为常态跟踪状态。

6.根据权利要求5所述的一种用于冰球运动的新型冰球追踪方法，其特征在于，所述搜索区域的大小为在当前的待跟踪图像中冰球目标所在位置的2.5倍，预设的置信度阈值为0.8。