本發(fā)明涉及籃球進球判定技術，具體涉及一種基于圖像處理的籃球進球判定方法及系統(tǒng)。
背景技術：
籃球是一項全世界范圍內(nèi)都非常流行的球類運動。隨著電子設備不斷深入人類生活的各個領域，在籃球領域也開始展開了智能化、電子化的一些應用，籃球進球判定技術對于籃球領域的智能化、電子化具有舉足輕重的作用。目前的籃球進球判定方法主要包括兩種：一種方法是通過籃筐攜帶傳感器，基于籃筐攜帶的傳感器輸出數(shù)據(jù)判斷投籃是否是進籃。另一種是通過籃網(wǎng)攜帶傳感器，基于籃網(wǎng)攜帶的傳感器輸出數(shù)據(jù)判斷投籃是否是進籃。但是，這兩種方法依賴于籃筐或籃網(wǎng)上安裝的傳感器，拆裝非常不便，制約了籃球進球判定的實際應用。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術問題：針對現(xiàn)有技術的上述問題，提供一種進球判定準確度高、不需要對現(xiàn)有籃球架進行改進、使用方便、實現(xiàn)簡單的基于圖像處理的籃球進球判定方法及系統(tǒng)。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：
一種基于圖像處理的籃球進球判定方法，步驟包括：
1）采集籃球架上的籃板及其四周區(qū)域的圖像幀；
2）從圖像幀中檢測籃板上籃筐的空間位置；
3）檢測當前圖像幀中是否出現(xiàn)籃球，如果當前圖像幀中未出現(xiàn)籃球則判定無球員投籃，否則在當前圖像幀中出現(xiàn)籃球時判定有球員投籃并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
4）從當前圖像幀開始，從圖像幀中檢測籃球的空間位置，且根據(jù)各個圖像幀中籃球的空間位置的連線確定籃球的運動軌跡；
5）根據(jù)籃球的運動軌跡是否經(jīng)過籃筐的空間位置判斷球員投籃是否進球，如果籃球的運動軌跡經(jīng)過籃筐的空間位置，則判定球員投籃進球；否則判定球員投籃未進球。
優(yōu)選地，2.1）從圖像幀中識別出籃板上籃筐；
2.2）獲取籃筐中心點在圖像幀中相對鏡頭中心位置的坐標；
2.3）根據(jù)籃筐在圖像幀中的大小來確定籃筐中心點距離攝像頭的距離；
2.4）通過籃筐中心點坐標、籃筐中心點距離攝像頭的距離表征圖像幀中籃筐中心點的空間位置；
所述步驟4）中從圖像幀中檢測籃球的空間位置的詳細步驟包括：
4.1）從圖像幀中識別出籃球；
4.2）獲取籃球球心在圖像幀中相對鏡頭中心位置的坐標；
4.3）根據(jù)籃球在圖像幀中的大小來確定籃球球心距離攝像頭的距離；
4.4）通過籃球球心坐標、籃球球心距離攝像頭的距離表征圖像幀中籃球球心的空間位置。
優(yōu)選地，所述步驟5）的詳細步驟包括：
5.1）根據(jù)籃筐尺寸和籃球尺寸確定進球截面圓區(qū)域的尺寸，所述進球截面圓區(qū)域在圖像幀中為橢圓形；
5.2）根據(jù)籃筐中心點的空間位置確定進球截面圓區(qū)域的空間位置；
5.3）判斷所述籃球的運動軌跡是否經(jīng)過進球截面圓區(qū)域，如果籃球的運動軌跡經(jīng)過進球截面圓區(qū)域，則判定球員投籃進球，退出；否則判定球員投籃未進球。
優(yōu)選地，所述步驟1）中具體是指通過攝像頭采集籃球架上的籃板及其四周區(qū)域的圖像幀，且籃板上的籃筐位于攝像頭的視場垂直中線區(qū)域附近。
優(yōu)選地，本發(fā)明還包括通過預先佩戴在球員的手腕上包含角度傳感器的檢測設備對球員進行投籃動作識別的步驟，詳細步驟包括：所述檢測設備通過角度傳感器獲取球員手腕運動的角度和角速度數(shù)據(jù)，根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的運球和投籃動作；所述步驟5）中判斷球員投籃是否進球后，還包括將判斷球員投籃是否進球的判斷結(jié)果發(fā)送給識別出投籃動作的球員所佩戴的檢測設備，所述檢測設備為球員保存投籃動作的籃球進球判定結(jié)果。
優(yōu)選地，所述步驟5）中判斷球員投籃是否進球后，還包括獲取投籃球員位置的步驟，詳細步驟包括：在攝像頭位置與識別出投籃動作的球員所佩戴的檢測設備進行藍牙通信，根據(jù)藍牙信號強度檢測出投籃球員與攝像頭的距離；根據(jù)籃球的運動軌跡確定投籃球員相對攝像頭的方向，根據(jù)方向和距離確定投籃球員在球場上的投籃位置。
優(yōu)選地，所述步驟5）中判定球員投籃進球后，還包括進行智能視頻剪輯的步驟，詳細步驟包括：將判定球員投籃進球的時刻作為剪輯片段結(jié)束時刻，將球員投籃動作前開始進行運球動作或投籃動作的開始時刻作為剪輯片段開始時刻；針對預先在球場布置的視頻采集設備所拍攝的視頻，從視頻中截取剪輯片段開始時刻、剪輯片段結(jié)束時刻之間的視頻數(shù)據(jù)作為投籃進球視頻剪輯片段。
優(yōu)選地，所述根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的運球和投籃動作的步驟包括：
s1）根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的運球動作和舉手投籃準備動作，當且僅當判定球員進行了舉手投籃準備動作后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
s2）當判定球員進行了舉手投籃準備動作后，在指定的時間內(nèi)根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的投籃出手動作，如果球員完成了投籃出手動作，則判定球員完成了一個完整的投籃動作；如果超過指定的時間球員仍未完成投籃出手動作，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟s1）。
優(yōu)選地，所述步驟s1）中識別球員的運球動作和舉手投籃準備動作時，識別球員的運球動作的方式為方式①或②或③，識別球員的舉手投籃準備動作的方式為方式④或⑤或⑥，所述步驟s2）中識別球員的投籃出手動作的方式為方式⑦或⑧或⑨，且方式①～⑨中角度傳感器的朝向統(tǒng)一為：x軸指向球員的手腕右側(cè)、y軸指向球員的手指方向：
方式①：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角度cx在給定角度區(qū)間內(nèi)規(guī)律波動的時間窗口，如果存在該時間窗口則判定球員在該時間窗口發(fā)生了運球動作；
方式②：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角速度wx在大于0和小于0之間交替出現(xiàn)的時間窗口，如果存在該時間窗口則判定球員在該時間窗口發(fā)生了運球動作；
方式③：結(jié)合角度和角速度，若方式①和方式②均判定球員在某一時間窗口發(fā)生了運球動作，則判定球員發(fā)生了運球動作；
方式④：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角度cx增大并超過第一指定角度閾值、且時間窗口長度位于給定時間長度區(qū)間內(nèi)的時間窗口，如果存在該時間窗口且該時間窗口內(nèi)角度傳感器的y軸旋轉(zhuǎn)角度cy減小并超過第二指定角度閾值，則判定球員在該時間窗口發(fā)生了舉手投籃準備動作；
方式⑤：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角速度wx大于0且wx最大值大于第一指定角速度閾值、且時間窗口長度位于給定時間長度區(qū)間內(nèi)的時間窗口，如果存在該時間窗口且該時間窗口內(nèi)角度傳感器的y軸旋轉(zhuǎn)角速度wy小于0且wy最小值小于第二指定角速度閾值，則判定球員在該時間窗口發(fā)生了舉手投籃準備動作；
方式⑥：結(jié)合角度和角速度，若方式④和方式⑤均判定球員在某一時間窗口發(fā)生了舉手投籃準備動作，則判定球員發(fā)生了舉手投籃準備動作；
方式⑦：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角度cx減小且超過第三指定角度閾值、且時間窗口長度位于給定時間長度區(qū)間內(nèi)的時間窗口，如果存在該時間窗口，則判定球員在該時間窗口發(fā)生了投籃出手動作；
方式⑧：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角速度wx小于0、且wx最小值小于第三指定角速度閾值、且時間窗口長度位于給定時間長度區(qū)間內(nèi)的時間窗口，如果存在該時間窗口，則判定球員在該時間窗口發(fā)生了投籃出手動作；
方式⑨：結(jié)合角度和角速度，若方式⑦和方式⑧均判定球員在某一時間窗口發(fā)生了投籃出手動作，則判定球員發(fā)生了投籃出手動作。
本發(fā)明還提供一種基于圖像處理的籃球進球判定系統(tǒng)，包括：
圖像采集模塊，用于采集籃球架上的籃板及其四周區(qū)域的圖像幀；
籃筐位置計算模塊，用于從圖像幀中檢測籃板上籃筐的空間位置；
投籃判斷模塊，用于檢測當前圖像幀中是否出現(xiàn)籃球，如果當前圖像幀中未出現(xiàn)籃球則判定無球員投籃，否則在當前圖像幀中出現(xiàn)籃球時判定有球員投籃并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行運動軌跡計算模塊；
運動軌跡計算模塊，用于從當前圖像幀開始，從圖像幀中檢測籃球的空間位置，且根據(jù)各個圖像幀中籃球的空間位置確定籃球的運動軌跡；
投籃進球判斷模塊，用于根據(jù)籃球的運動軌跡是否經(jīng)過籃筐的空間位置判斷球員投籃是否進球，如果籃球的運動軌跡經(jīng)過籃筐的空間位置，則判定球員投籃進球；否則判定球員投籃未進球。
本發(fā)明基于圖像處理的籃球進球判定方法具有下述優(yōu)點：
1、本發(fā)明在當前圖像幀中出現(xiàn)籃球時從當前圖像幀開始，從圖像幀中檢測籃球的空間位置，且根據(jù)各個圖像幀中籃球的空間位置確定籃球的運動軌跡，根據(jù)籃球的運動軌跡是否經(jīng)過籃筐的空間位置判斷球員投籃是否進球，能夠準確地識別各種形式的投籃進球，具有進球判定準確度高、便捷性好的優(yōu)點。
2、本發(fā)明僅僅基于采集籃球架上的籃板及其四周區(qū)域的圖像幀，即可進行基于圖像處理的籃球進球判定，僅使用現(xiàn)有的手機、平板電腦等智能移動終端設備作為基礎硬件平臺即可實現(xiàn)，無需在籃筐或籃網(wǎng)上安裝任何檢測器件，不需要額外的硬件結(jié)構，極大地降低了使用難度，不再受限于場地和人員，提升了用戶體驗，具有不需要對現(xiàn)有籃球架進行改進、使用方便、實現(xiàn)簡單的優(yōu)點。
本發(fā)明基于圖像處理的籃球進球判定系統(tǒng)為本發(fā)明基于圖像處理的籃球進球判定方法完全對應的系統(tǒng)，因此同樣也具有本發(fā)明基于圖像處理的籃球進球判定方法前述的優(yōu)點，故在此不再贅述。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例方法的基本流程示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例基于圖像處理的籃球進球判定方法的步驟包括：
1）采集籃球架上的籃板及其四周區(qū)域的圖像幀；
2）從圖像幀中檢測籃板上籃筐的空間位置；
3）檢測當前圖像幀中是否出現(xiàn)籃球，如果當前圖像幀中未出現(xiàn)籃球則判定無球員投籃，否則在當前圖像幀中出現(xiàn)籃球時判定有球員投籃并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
4）從當前圖像幀開始，從圖像幀中檢測籃球的空間位置，且根據(jù)各個圖像幀中籃球的空間位置的連線確定籃球的運動軌跡；
5）根據(jù)籃球的運動軌跡是否經(jīng)過籃筐的空間位置判斷球員投籃是否進球，如果籃球的運動軌跡經(jīng)過籃筐的空間位置，則判定球員投籃進球；否則判定球員投籃未進球。
本實施例中，步驟2）的詳細步驟包括：
2.1）從圖像幀中識別出籃板上籃筐；
2.2）獲取籃筐中心點在圖像幀中相對鏡頭中心位置的坐標；
2.3）根據(jù)籃筐在圖像幀中的大小來確定籃筐中心點距離攝像頭的距離；
2.4）通過籃筐中心點坐標、籃筐中心點距離攝像頭的距離表征圖像幀中籃筐中心點的空間位置。
本實施例中，步驟4）中從圖像幀中檢測籃球的空間位置的詳細步驟包括：
4.1）從圖像幀中識別出籃球；
4.2）獲取籃球球心在圖像幀中相對鏡頭中心位置的坐標；
4.3）根據(jù)籃球在圖像幀中的大小來確定籃球球心距離攝像頭的距離；
4.4）通過籃球球心坐標、籃球球心距離攝像頭的距離表征圖像幀中籃球球心的空間位置。
本實施例中，步驟5）的詳細步驟包括：
5.1）根據(jù)籃筐尺寸和籃球尺寸確定進球截面圓區(qū)域的尺寸，進球截面圓區(qū)域在圖像幀中為橢圓形；
5.2）根據(jù)籃筐中心點的空間位置確定進球截面圓區(qū)域的空間位置；
5.3）判斷所述籃球的運動軌跡是否經(jīng)過進球截面圓區(qū)域，如果籃球的運動軌跡經(jīng)過進球截面圓區(qū)域，則判定球員投籃進球，退出；否則判定球員投籃未進球。
目前標準的籃筐半徑為22.5cm，籃球半徑為12.3cm。進球截面圓區(qū)域轉(zhuǎn)換到三維空間坐標后的形狀為圓形，此時，進球截面圓區(qū)域的半徑為10.2cm，只要籃球中心通過以籃筐中心為中心、以10.2cm為半徑的進球截面圓區(qū)域時，即判定籃球進球。因此通過上述方式，能夠準確地判定球員投籃時籃球是否進球。
本實施例步驟1）中具體是指通過攝像頭采集籃球架上的籃板及其四周區(qū)域的圖像幀，且籃板上的籃筐位于攝像頭的視場垂直中線區(qū)域附近。通過攝像頭采集籃球架上的籃板及其四周區(qū)域的圖像幀，攝像頭安裝位置更加靈活；籃板上的籃筐位于攝像頭的視場垂直中線區(qū)域附近時，能夠確保采集得到的圖像幀左右基本對稱，利于均衡地采集到球場左右兩個方向的籃球運動數(shù)據(jù)。毫無疑問，攝像頭可以根據(jù)需要基于智能手機或智能平板等智能移動終端來實現(xiàn)，本實施例具體是基于智能手機實現(xiàn)。在安裝智能手機時，通過固定支架將智能手機橫向固定在籃球架立柱上約1.5～2米高位置，智能手機的屏幕朝向前方，使用智能手機的前置攝像頭采集視頻數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)固定支架使得籃板上的籃筐位于攝像頭的視場垂直中線區(qū)域附近，手機采集圖像覆蓋整個籃板及四周區(qū)域。
本實施例還包括通過預先佩戴在球員的手腕上包含角度傳感器的檢測設備對球員進行投籃動作識別的步驟，詳細步驟包括：所述檢測設備通過角度傳感器獲取球員手腕運動的角度和角速度數(shù)據(jù)，根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的運球和投籃動作；步驟5）中判斷球員投籃是否進球后，還包括將判斷球員投籃是否進球的判斷結(jié)果發(fā)送給識別出投籃動作的球員所佩戴的檢測設備，所述檢測設備為球員保存投籃動作的籃球進球判定結(jié)果，通過上述技術手段，實現(xiàn)了籃球進球判定、球員投籃判定之間的數(shù)據(jù)交互，從而能夠方便地利用檢測設備獲取球員的投籃次數(shù)、投籃時間、籃球進球判定結(jié)果以及投籃命中率等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。需要說明的是，角度傳感器既可以采用陀螺儀，也可以采用包含陀螺儀的六軸姿態(tài)傳感器，本實施例中優(yōu)先選用包含三軸加速度計和三軸陀螺儀的具體型號為mpu6050的六軸姿態(tài)傳感器（以下簡稱mpu6050傳感器），因為該傳感器內(nèi)部加速度和角速度的耦合校正以及相應的數(shù)據(jù)融合算法，使得輸出的角度和角速度數(shù)據(jù)相對單獨的陀螺儀而言準確度更高，可以更精確地捕捉手腕姿態(tài)。除了mpu6050傳感器以外，檢測設備還包含電源模塊、微處理器、存儲器、顯示模塊和藍牙通訊模塊，微處理器用于數(shù)據(jù)計算，存儲器用于數(shù)據(jù)存儲，顯示模塊用于顯示球員投籃及進球的相關信息，藍牙通訊模塊用于實現(xiàn)檢測設備和外部設備（例如智能手機）的數(shù)據(jù)交互。
本實施例中，步驟5）中判斷球員投籃是否進球后，還包括獲取投籃球員位置的步驟，詳細步驟包括：在攝像頭位置與識別出投籃動作的球員所佩戴的檢測設備進行藍牙通信，根據(jù)藍牙信號強度檢測出投籃球員與攝像頭的距離；根據(jù)籃球的運動軌跡確定投籃球員相對攝像頭的方向，根據(jù)方向和距離確定投籃球員在球場上的投籃位置，通過獲取投籃球員位置的步驟，能夠方便地統(tǒng)計生成場地的投籃熱點位置。
本實施例中，步驟5）中判定球員投籃進球后，還包括進行智能視頻剪輯的步驟，詳細步驟包括：將判定球員投籃進球的時刻作為剪輯片段結(jié)束時刻，將球員投籃動作前開始進行運球動作或投籃動作的開始時刻作為剪輯片段開始時刻；針對預先在球場布置的視頻采集設備所拍攝的視頻，從視頻中截取剪輯片段開始時刻、剪輯片段結(jié)束時刻之間的視頻數(shù)據(jù)作為投籃進球視頻剪輯片段。通過上述技術手段，能夠?qū)崿F(xiàn)針對預先在球場布置的視頻采集設備所拍攝的視頻的進球視頻剪輯，從剪輯片段開始時刻、剪輯片段結(jié)束時刻之間的視頻數(shù)據(jù)作為投籃進球視頻剪輯片段，以便于進行分析、展示等應用，有利于提高籃球運動的趣味性以及球員的運動積極性。
本實施例中，根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的運球和投籃動作的步驟包括：
s1）根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的運球動作和舉手投籃準備動作，當且僅當判定球員進行了舉手投籃準備動作后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
s2）當判定球員進行了舉手投籃準備動作后，在指定的時間內(nèi)根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的投籃出手動作，如果球員完成了投籃出手動作，則判定球員完成了一個完整的投籃動作；如果超過指定的時間球員仍未完成投籃出手動作，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟s1）。
本實施例通過步驟s1）～s2）將投籃動作分解為連續(xù)發(fā)生的舉手投籃準備動作、投籃出手動作，通過對投籃動作的分解，有效地提高了投籃動作檢測的精確度。
本實施例中，步驟s1）中識別球員的運球動作和舉手投籃準備動作時，識別球員的運球動作的方式為方式①或②或③，識別球員的舉手投籃準備動作的方式為方式④或⑤或⑥，所述步驟s2）中識別球員的投籃出手動作的方式為方式⑦或⑧或⑨，且方式①～⑨中角度傳感器的朝向統(tǒng)一為：x軸指向球員的手腕右側(cè)、y軸指向球員的手指方向：
方式①：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角度cx在給定角度區(qū)間內(nèi)規(guī)律波動的時間窗口，如果存在該時間窗口則判定球員在該時間窗口發(fā)生了運球動作；
方式②：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角速度wx在大于0和小于0之間交替出現(xiàn)的時間窗口，如果存在該時間窗口則判定球員在該時間窗口發(fā)生了運球動作；
方式③：結(jié)合角度和角速度，若方式①和方式②均判定球員在某一時間窗口發(fā)生了運球動作，則判定球員發(fā)生了運球動作；
方式④：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角度cx增大并超過第一指定角度閾值、且時間窗口長度位于給定時間長度區(qū)間內(nèi)的時間窗口，如果存在該時間窗口且該時間窗口內(nèi)角度傳感器的y軸旋轉(zhuǎn)角度cy減小并超過第二指定角度閾值，則判定球員在該時間窗口發(fā)生了舉手投籃準備動作；
方式⑤：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角速度wx大于0且wx最大值大于第一指定角速度閾值、且時間窗口長度位于給定時間長度區(qū)間內(nèi)的時間窗口，如果存在該時間窗口且該時間窗口內(nèi)角度傳感器的y軸旋轉(zhuǎn)角速度wy小于0且wy最小值小于第二指定角速度閾值，則判定球員在該時間窗口發(fā)生了舉手投籃準備動作；
方式⑥：結(jié)合角度和角速度，若方式④和方式⑤均判定球員在某一時間窗口發(fā)生了舉手投籃準備動作，則判定球員發(fā)生了舉手投籃準備動作；
方式⑦：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角度cx減小且超過第三指定角度閾值、且時間窗口長度位于給定時間長度區(qū)間內(nèi)的時間窗口，如果存在該時間窗口，則判定球員在該時間窗口發(fā)生了投籃出手動作；
方式⑧：檢測是否存在角度傳感器的x軸旋轉(zhuǎn)角速度wx小于0、且wx最小值小于第三指定角速度閾值、且時間窗口長度位于給定時間長度區(qū)間內(nèi)的時間窗口，如果存在該時間窗口，則判定球員在該時間窗口發(fā)生了投籃出手動作；
方式⑨：結(jié)合角度和角速度，若方式⑦和方式⑧均判定球員在某一時間窗口發(fā)生了投籃出手動作，則判定球員發(fā)生了投籃出手動作。
上述舉手投籃準備動作和投籃出手動作的時間窗口長度，不同球員有所不同，根據(jù)實驗，舉手投籃準備動作的時間長度區(qū)間一般為0.3～0.6秒，投籃出手動作的時間長度區(qū)間一般為0.1到0.5秒。
需要說明的是，通過mpu6050傳感器可以獲取手腕運動的加速度、角速度和角度，本實施例中僅需要用到角速度和角度。根據(jù)選擇方法的不同，可以直接使用角度進行動作識別（例如方式①、方式④和方式⑦），可以根據(jù)角速度進行動作識別（例如方式②、方式⑤和方式⑧），也可以結(jié)合角度和角速度進行動作識別（例如方式③、方式⑥和方式⑨），相對傳統(tǒng)利用加速度判定投籃動作及運球動作的方法而言，具有實現(xiàn)簡便和準確度高的優(yōu)點。
與本實施例基于圖像處理的籃球進球判定方法完全對應的基于圖像處理的籃球進球判定系統(tǒng)，包括：
圖像采集模塊，用于采集籃球架上的籃板及其四周區(qū)域的圖像幀；
籃筐位置計算模塊，用于從圖像幀中檢測籃板上籃筐的空間位置；
投籃判斷模塊，用于檢測當前圖像幀中是否出現(xiàn)籃球，如果當前圖像幀中未出現(xiàn)籃球則判定無球員投籃，否則在當前圖像幀中出現(xiàn)籃球時判定有球員投籃并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行運動軌跡計算模塊；
運動軌跡計算模塊，用于從當前圖像幀開始，從圖像幀中檢測籃球的空間位置，且根據(jù)各個圖像幀中籃球的空間位置確定籃球的運動軌跡；
投籃進球判斷模塊，用于根據(jù)籃球的運動軌跡是否經(jīng)過籃筐的空間位置判斷球員投籃是否進球，如果籃球的運動軌跡經(jīng)過籃筐的空間位置，則判定球員投籃進球；否則判定球員投籃未進球。
在實際實現(xiàn)時，本實施例前述基于圖像處理的籃球進球判定系統(tǒng)包括智能手機和安裝于智能手機的app軟件，app軟件的圖像采集模塊通過智能手機的攝像頭采集籃球架上的籃板及其四周區(qū)域的圖像幀，app軟件的籃筐位置計算模塊、投籃判斷模塊、運動軌跡計算模塊和投籃進球判斷模塊則相互配合完成基于圖像處理的籃球進球判定。
本實施例中，籃筐位置計算子模塊包括：
籃筐識別功能單元，用于從圖像幀中識別出籃板上籃筐；
籃筐坐標檢測功能單元，用于獲取籃筐中心點在圖像幀中相對鏡頭中心位置的坐標；
籃筐距離計算功能單元，用于根據(jù)籃筐在圖像幀中的大小來確定籃筐中心點距離攝像頭的距離；
籃筐空間位置表征功能單元，用于通過籃筐中心點坐標、籃筐中心點距離攝像頭的距離表征圖像幀中籃筐中心點的空間位置。
本實施例中，運動軌跡計算子模塊中用于檢測籃球的空間位置的功能模塊包括：
籃球識別功能單元，用于從圖像幀中識別出籃球；
籃球坐標檢測功能單元，用于獲取籃球球心在圖像幀中相對鏡頭中心位置的坐標；
籃球距離計算功能單元，用于根據(jù)籃球在圖像幀中的大小來確定籃球球心距離攝像頭的距離；
籃球空間位置表征功能單元，用于通過籃球球心坐標、籃球球心距離攝像頭的距離表征圖像幀中籃球球心的空間位置。
本實施例中，投籃進球判斷子模塊包括：
進球截面圓區(qū)域計算功能單元，用于根據(jù)籃筐尺寸和籃球尺寸確定進球截面圓區(qū)域的尺寸，所述進球截面圓區(qū)域在圖像幀中為橢圓形；
截面圓區(qū)域的空間位置計算功能單元，用于根據(jù)籃筐中心點的空間位置確定進球截面圓區(qū)域的空間位置；
進球判斷功能單元，用于判斷所述籃球的運動軌跡是否經(jīng)過進球截面圓區(qū)域，如果籃球的運動軌跡經(jīng)過進球截面圓區(qū)域，則判定球員投籃進球，退出；否則判定球員投籃未進球。
本實施例還包括用于通過預先佩戴在球員的手腕上包含角度傳感器的檢測設備對球員進行投籃動作識別的投籃動作識別模塊，投籃動作識別模塊包括：
運球和投籃動作識別子模塊，用于利用所述檢測設備通過角度傳感器獲取球員手腕運動的角度和角速度數(shù)據(jù)，根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的運球和投籃動作；
運球和投籃動作識別子模塊，用于在判斷球員投籃是否進球后，將判斷球員投籃是否進球的判斷結(jié)果發(fā)送給識別出投籃動作的球員所佩戴的檢測設備，所述檢測設備為球員保存投籃動作的籃球進球判定結(jié)果。
本實施例還包括用于在判斷球員投籃是否進球后獲取投籃球員位置的投籃位置定位模塊，包括：
投籃距離確定子模塊，用于在攝像頭位置與識別出投籃動作的球員所佩戴的檢測設備進行藍牙通信，根據(jù)藍牙信號強度檢測出投籃球員與攝像頭的距離；
投籃坐標確定子模塊，用于根據(jù)籃球的運動軌跡確定投籃球員相對攝像頭的方向，根據(jù)方向和距離確定投籃球員在球場上的投籃位置。
本實施例還包括用于在判定球員投籃進球后進行智能視頻剪輯的智能視頻剪輯模塊，智能視頻剪輯模塊包括：
起止時刻確定子模塊，用于將判定球員投籃進球的時刻作為剪輯片段結(jié)束時刻，將球員投籃動作前開始進行運球動作或投籃動作的開始時刻作為剪輯片段開始時刻；
視頻截取子模塊，用于針對預先在球場布置的視頻采集設備所拍攝的視頻，從視頻中截取剪輯片段開始時刻、剪輯片段結(jié)束時刻之間的視頻數(shù)據(jù)作為投籃進球視頻剪輯片段。
本實施例中，運球和投籃動作識別子模塊包括：
運球動作和舉手投籃準備動作識別功能單元，用于根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的舉手投籃準備動作，當且僅當判定球員進行了舉手投籃準備動作后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行投籃出手動作識別功能單元；
投籃出手動作識別功能單元，當判定球員進行了舉手投籃準備動作后，在指定的時間內(nèi)根據(jù)得到的角度和角速度數(shù)據(jù)識別球員的投籃出手動作，如果球員完成了投籃出手動作，則判定球員完成了一個完整的投籃動作；如果超過指定的時間球員仍未完成投籃出手動作，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行運球動作和舉手投籃準備動作識別功能單元。
本實施例中，運球動作和舉手投籃準備動作識別功能單元識別球員的運球動作的識別方式為方式①或②或③，識別球員的舉手投籃準備動作的方式為方式④或⑤或⑥：投籃出手動作識別子模塊識別球員的投籃出手動作的方式為方式⑦或⑧或⑨。方式①～⑨的詳細內(nèi)容參見前文。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。