一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法及系統(tǒng)，首先根據(jù)臺(tái)球桌的參數(shù)特征建立模型，然后根據(jù)擊球前的圖像確定臺(tái)球的位置坐標(biāo)，根據(jù)擊球的視頻圖像，對(duì)每個(gè)球的位置坐標(biāo)的變化進(jìn)行處理和分析，獲取運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡獲取擊球的關(guān)鍵信息。根據(jù)該方法獲得的擊球關(guān)鍵信息，可以全面的反應(yīng)出球體的運(yùn)送情況以及碰撞情況，避免了現(xiàn)有技術(shù)中，僅僅判斷進(jìn)入袋口的球體，對(duì)其他情況不予考慮，容易誤判的問(wèn)題，提供了一種可以全面反應(yīng)臺(tái)球球體運(yùn)動(dòng)的擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法和系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)科技領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種臺(tái)球擊球的關(guān)鍵信息檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在世界各國(guó)的臺(tái)球訓(xùn)練都是借助教練人員的經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)員進(jìn)行指導(dǎo)和訓(xùn)練，無(wú)法對(duì)母球運(yùn)動(dòng)的軌跡，母球停止的區(qū)域、母球的碰庫(kù)邊位置等運(yùn)動(dòng)員擊球的關(guān)鍵信息進(jìn)行量化檢測(cè)。在臺(tái)球的擊球過(guò)程中，由于球體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程較快時(shí)，當(dāng)多個(gè)球體發(fā)生碰撞，人眼很難分辨，在某些情況下可能發(fā)生誤判。
[0003]為了解決上述問(wèn)題，在中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1430172A中公開(kāi)了一種臺(tái)球自動(dòng)記分的方法及采用這種自動(dòng)記分方法的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)臺(tái)球賽事的自動(dòng)記分，自動(dòng)記分的方法是用顏色傳感器及微處理器系統(tǒng)識(shí)別入球顏色，由微處理器系統(tǒng)根據(jù)按記分規(guī)則設(shè)定的程序記分，自動(dòng)記分裝置由探頭，信號(hào)處理電路，微處理器系統(tǒng)，顯示器組成。該裝置的記分過(guò)程為，當(dāng)球經(jīng)過(guò)導(dǎo)軌到達(dá)開(kāi)口時(shí)，外界光線被屏蔽，測(cè)試腔內(nèi)的光電傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)啟動(dòng)光源發(fā)光并被微處理器采集，微處理器系統(tǒng)選通此探頭的顏色傳感器通路，光線經(jīng)臺(tái)球反射后傳到顏色傳感器，顏色傳感器采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸入微處理器系統(tǒng)，微處理器系統(tǒng)按照之前設(shè)置的規(guī)則程序判定入球分?jǐn)?shù)，并顯示。但是，由于記分時(shí)不僅關(guān)注進(jìn)入袋口的球，母球的軌跡及其運(yùn)動(dòng)時(shí)與其他球的撞擊情況，將影響此處進(jìn)球的判斷，因此該記分方法并不適用于所有場(chǎng)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有技術(shù)中的臺(tái)球記分系統(tǒng)只能根據(jù)臺(tái)球進(jìn)入袋口的情況開(kāi)判定，無(wú)法綜合臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)及碰撞情況給出進(jìn)行合理裁定，從而提出一種可以判定擊球是否成功的臺(tái)球擊球信息檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的提供一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0006]在無(wú)臺(tái)球時(shí)，提取臺(tái)球桌的特征參數(shù)信息，建立臺(tái)球桌的編碼模型；
[0007]根據(jù)擊球前的視頻圖像，獲取擊球前臺(tái)球在臺(tái)球桌上的特征參數(shù)信息，根據(jù)臺(tái)球桌的編碼模型，得到臺(tái)球在球桌上的位置坐標(biāo)；
[0008]根據(jù)擊球的視頻圖像，對(duì)每個(gè)球的位置坐標(biāo)的變化進(jìn)行處理和分析，獲取運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡；
[0009]根據(jù)運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡獲取擊球的關(guān)鍵信息。
[0010]優(yōu)選地,所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法,提取臺(tái)球桌的特征參數(shù)信息時(shí)包括提取球桌、球桌的庫(kù)邊、口袋的坐標(biāo)信息。
[0011]優(yōu)選地,所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，臺(tái)球在臺(tái)球桌上的特征參數(shù)信息包括:臺(tái)球在球桌上的位置、顏色。[0012]優(yōu)選地，所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，采用透視變換矩陣從視頻數(shù)據(jù)中得到臺(tái)球在球桌上的位置坐標(biāo)。
[0013]優(yōu)選地，所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，獲得運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡的方法為:
[0014]進(jìn)行前景和背景分割，得到變換區(qū)域；
[0015]在變換區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出臺(tái)球并識(shí)別顏色；
[0016]根據(jù)相鄰幀中被識(shí)別為同一臺(tái)球的坐標(biāo)變化獲得該臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0017]優(yōu)選地，所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，在變換區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出臺(tái)球的過(guò)程包括:
[0018]利用球反光特性，在變化區(qū)域內(nèi)檢測(cè)高光點(diǎn)，把高光點(diǎn)作為球心候選，通過(guò)球半徑約束，把臨近高光點(diǎn)進(jìn)行合并，利用球的形狀特征，通過(guò)圓形區(qū)域檢測(cè)定位球心坐標(biāo)。
[0019]優(yōu)選地，所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，所述擊球關(guān)鍵信息包括落袋、停止區(qū)域、必經(jīng)區(qū)域、吃庫(kù)。
[0020]優(yōu)選地，所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，根據(jù)相鄰幀中被識(shí)別為同一臺(tái)球的坐標(biāo)變化獲得該臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)軌跡的過(guò)程為:
[0021]根據(jù)每幀中一臺(tái)球的物理坐標(biāo)獲得該臺(tái)球在該幀時(shí)間點(diǎn)上的定位點(diǎn)；
[0022]按照時(shí)間順序，依次將定位點(diǎn)用線段連接起來(lái)形成初步的軌跡圖；
[0023]對(duì)軌跡圖中發(fā)生轉(zhuǎn)折的部分判斷是否發(fā)生了碰撞，調(diào)取相關(guān)點(diǎn)的視頻圖像確定碰撞點(diǎn)的坐標(biāo)，如果視頻圖像中顯示了碰撞點(diǎn)，則直接由視頻圖像獲得碰撞點(diǎn)坐標(biāo)，如果視頻圖像中沒(méi)有顯示碰撞點(diǎn)，則對(duì)轉(zhuǎn)折部分進(jìn)行切分獲得碰撞點(diǎn)坐標(biāo)。
[0024]優(yōu)選地，所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，在變換區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出臺(tái)球并識(shí)別顏色后，還包括一個(gè)錯(cuò)誤恢復(fù)的過(guò)程，用于判斷上一步的檢測(cè)臺(tái)球并識(shí)別顏色過(guò)程中是否發(fā)生錯(cuò)誤，如果發(fā)生錯(cuò)誤，則進(jìn)行恢復(fù)，恢復(fù)到發(fā)生錯(cuò)誤之前，如果沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，則進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)動(dòng)軌跡生成。
[0025]一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)系統(tǒng)，包括:
[0026]攝像頭:設(shè)置在臺(tái)球桌正上方，視角覆蓋整個(gè)臺(tái)球桌；
[0027]參數(shù)提取模塊:在無(wú)臺(tái)球時(shí)，根據(jù)攝像頭采集的圖像信息提取臺(tái)球桌的特征參數(shù)信息，建立臺(tái)球桌的編碼模型；
[0028]定位模塊:根據(jù)擊球前的視頻圖像，獲取擊球前臺(tái)球在臺(tái)球桌上的特征參數(shù)信息，根據(jù)臺(tái)球桌的編碼模型，得到臺(tái)球在球桌上的位置坐標(biāo)；
[0029]跟蹤模塊:根據(jù)擊球的視頻圖像，對(duì)每個(gè)球的位置坐標(biāo)的變化進(jìn)行處理和分析，獲取運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡；
[0030]提取模塊:根據(jù)運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡獲取擊球的關(guān)鍵信息。
[0031 ] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)，
[0032]1、本發(fā)明提供一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，首先根據(jù)臺(tái)球桌的參數(shù)特征建立模型，然后根據(jù)擊球前的圖像確定臺(tái)球的位置坐標(biāo)，根據(jù)擊球的視頻圖像，對(duì)每個(gè)球的位置坐標(biāo)的變化進(jìn)行處理和分析，獲取運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡獲取擊球的關(guān)鍵信息。根據(jù)該方法獲得的擊球關(guān)鍵信息，可以全面的反應(yīng)出球體的運(yùn)送情況以及碰撞情況，避免了現(xiàn)有技術(shù)中，僅僅判斷進(jìn)入袋口的球體，對(duì)其他情況不予考慮，容易誤判的問(wèn)題，提供了一種可以全面反應(yīng)臺(tái)球球體運(yùn)動(dòng)的擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法和系統(tǒng)。[0033]2、本發(fā)明所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)前景和背景的分割，來(lái)得到變換區(qū)域；然后在變換區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出臺(tái)球并識(shí)別顏色，減少了使用所有區(qū)域進(jìn)行球體檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理量，通過(guò)有針對(duì)性的對(duì)變化區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，不僅減少了運(yùn)算量，且提高了檢測(cè)精度。
[0034]3、本發(fā)明所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，還包括一個(gè)錯(cuò)誤恢復(fù)的過(guò)程，用于判斷上一步的檢測(cè)臺(tái)球并識(shí)別顏色過(guò)程中是否發(fā)生錯(cuò)誤，如果發(fā)生錯(cuò)誤，則進(jìn)行恢復(fù)，恢復(fù)到發(fā)生錯(cuò)誤之前，如果沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，則進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)動(dòng)軌跡生成，通過(guò)錯(cuò)誤恢復(fù)的方式，不僅避免了檢測(cè)錯(cuò)誤導(dǎo)致后續(xù)的軌跡判斷錯(cuò)誤，識(shí)別的準(zhǔn)確性，而且，通過(guò)恢復(fù)的方式，能夠恢復(fù)到之前的正確狀態(tài)，無(wú)需重新對(duì)之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提高了處理效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0036]圖1是本發(fā)明的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0037]圖2是本發(fā)明的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]實(shí)施例1:
[0039]本實(shí)施例中提供一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，流程圖如圖1所示，包括如下步驟:
[0040](I)在無(wú)臺(tái)球時(shí)，提取臺(tái)球桌的特征參數(shù)信息，包括提取球桌、球桌的庫(kù)邊、口袋的坐標(biāo)信息。通過(guò)上述信息建立臺(tái)球桌的編碼模型。
[0041](2)根據(jù)擊球前的視頻圖像，獲取擊球前臺(tái)球在臺(tái)球桌上的特征參數(shù)信息，包括臺(tái)球在球桌上的位置、顏色，根據(jù)臺(tái)球桌的編碼模型，采用透視變換矩陣從視頻數(shù)據(jù)中得到臺(tái)球在球桌上的位置坐標(biāo)。
[0042](3)根據(jù)擊球的視頻圖像，對(duì)每個(gè)球的位置坐標(biāo)的變化進(jìn)行處理和分析，獲取運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡。包括:
[0043]首先，進(jìn)行前景和背景分割，得到變換區(qū)域。
[0044]給定背景模型和輸入圖像，通過(guò)差分法計(jì)算輸入圖像中的變化區(qū)域。檢測(cè)球時(shí)，不需要再全圖搜索，只需要在差分法獲得的變化區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，減少了運(yùn)算量，提高檢球效率和準(zhǔn)確度。當(dāng)輸入圖像像素值與背景模型中對(duì)應(yīng)位置的像素值相比同時(shí)滿足以下條件時(shí)，被標(biāo)記成變化像素。
[0045]然后，在變換區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出臺(tái)球并識(shí)別顏色，利用球反光特性，在變化區(qū)域內(nèi)檢測(cè)高光點(diǎn)，把高光點(diǎn)作為球心候選，通過(guò)球半徑約束，把臨近高光點(diǎn)進(jìn)行合并，利用球的形狀特征，通過(guò)圓形區(qū)域檢測(cè)定位球心坐標(biāo)。
[0046]然后，根據(jù)相鄰幀中被識(shí)別為同一臺(tái)球的坐標(biāo)變化獲得該臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)軌跡。具體如下:
[0047]根據(jù)每幀中一臺(tái)球的物理坐標(biāo)獲得該臺(tái)球在該幀時(shí)間點(diǎn)上的定位點(diǎn)；按照時(shí)間順序，依次將定位點(diǎn)用線段連接起來(lái)形成初步的軌跡圖；對(duì)軌跡圖中發(fā)生轉(zhuǎn)折的部分判斷是否發(fā)生了碰撞，調(diào)取相關(guān)點(diǎn)的視頻圖像確定碰撞點(diǎn)的坐標(biāo)，如果視頻圖像中顯示了碰撞點(diǎn)，則直接由視頻圖像獲得碰撞點(diǎn)坐標(biāo)，如果視頻圖像中沒(méi)有顯示碰撞點(diǎn)，則對(duì)轉(zhuǎn)折部分進(jìn)行切分獲得碰撞點(diǎn)坐標(biāo)。
[0048](4)根據(jù)運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡獲取擊球的關(guān)鍵信息，所述擊球關(guān)鍵信息包括落袋、停止區(qū)域、必經(jīng)區(qū)域、吃庫(kù)。
[0049]本實(shí)施例中的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，獲得的擊球關(guān)鍵信息，可以全面的反應(yīng)出球體的運(yùn)送情況以及碰撞情況，避免了現(xiàn)有技術(shù)中，僅僅判斷進(jìn)入袋口的球體，對(duì)其他情況不予考慮，容易誤判的問(wèn)題，提供了一種可以全面反應(yīng)臺(tái)球球體運(yùn)動(dòng)的擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法和系統(tǒng)。
[0050]實(shí)施例2:
[0051]本實(shí)施例中，提供一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，所述其使用的設(shè)備包括視頻采集攝像頭(每秒30幀以上)、計(jì)算機(jī)和圖像輸出裝置，其方法可主要分為如下兩部分:
[0052]1、在系統(tǒng)運(yùn)行前對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0053]校準(zhǔn)步驟為:
[0054]( I)人工測(cè)量袋口實(shí)際物理坐標(biāo)，利用該物理坐標(biāo)建立圖像坐標(biāo)，并確定物理坐標(biāo)與圖像坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0055](2)利用物理坐標(biāo)與圖像坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)學(xué)習(xí)，形成透視變換矩陣，用于在檢測(cè)過(guò)程中進(jìn)行圖像形變矯正。
[0056](3)采集空球臺(tái)圖像，對(duì)球桌背景進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以建立背景統(tǒng)計(jì)模型，用于消除光照、遮擋、臺(tái)呢變形及運(yùn)動(dòng)痕跡等因素給檢測(cè)帶來(lái)的影響。
[0057](4)在球臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)置球點(diǎn)放置臺(tái)球，提取各種臺(tái)球顏色的特征值，建立臺(tái)球顏色模型，作為臺(tái)球識(shí)別的依據(jù)。
[0058]2、對(duì)運(yùn)動(dòng)員擊球進(jìn)行檢測(cè)與判斷。
[0059]擊球檢測(cè)判斷步驟為:
[0060](I)根據(jù)擊球前的初始視頻數(shù)據(jù)及對(duì)球桌、庫(kù)邊、袋口及臺(tái)球顏色的預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)編碼，對(duì)球桌上所有臺(tái)球進(jìn)行識(shí)別和定位，結(jié)合透視變換矩陣，得出臺(tái)球在球桌上的物理坐標(biāo)。
[0061](2)對(duì)每一幀視頻數(shù)據(jù)分析，對(duì)所有臺(tái)球進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與靜止判斷。
[0062](3)如果在某一幀檢測(cè)到有球運(yùn)動(dòng)，則將此幀及后續(xù)的運(yùn)動(dòng)幀視頻存儲(chǔ)到內(nèi)存中。
[0063](4)對(duì)內(nèi)存中的運(yùn)動(dòng)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)每一個(gè)運(yùn)動(dòng)球進(jìn)行識(shí)別，并檢測(cè)運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)行軌跡和碰撞點(diǎn)。
[0064](5)檢測(cè)本次擊球中的關(guān)鍵信息，通過(guò)幾何算法和比對(duì)算法，與事先制定的擊球關(guān)鍵信息進(jìn)行判斷和對(duì)比，確定擊打是否成功。隨后輸出判斷結(jié)果，并準(zhǔn)備對(duì)下次擊球進(jìn)行分析。
[0065]上述自動(dòng)檢測(cè)臺(tái)球擊球是否成功的方法中，所含臺(tái)球識(shí)別和定位的原理為:根據(jù)校準(zhǔn)工作中已經(jīng)建立的顏色模型，以顏色模型包括RGB各通道顏色平均值和各通道之間顏色差別等特征作為依據(jù)，對(duì)臺(tái)球進(jìn)行分類。首先把臺(tái)球分為深色球(即綠色、藍(lán)色、黑色);淺色球(即白色、黃色、粉色)和近似紅色(即紅色、棕色)球三類。接著再根據(jù)顏色模型和每種顏色臺(tái)球數(shù)量，對(duì)臺(tái)球顏色進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比，得出臺(tái)球的確切顏色，從而識(shí)別出不同的臺(tái)球。隨后，根據(jù)預(yù)先在校準(zhǔn)工作中得到的透視變換矩陣，根據(jù)視頻圖像中的臺(tái)球位置，得到臺(tái)球在臺(tái)面上的實(shí)際位置坐標(biāo)。
[0066]上述自動(dòng)檢測(cè)臺(tái)球擊球是否成功的方法中，所含臺(tái)球運(yùn)動(dòng)與靜止的判斷原理為:假設(shè)檢測(cè)工作開(kāi)始時(shí)，臺(tái)球總是處于靜止?fàn)顟B(tài)。只有檢測(cè)到白球位置開(kāi)始發(fā)生變化時(shí)，才認(rèn)為是一桿球的起始。當(dāng)檢測(cè)到持續(xù)幾幀桌面上所有球的位置都不發(fā)生變化時(shí)，就認(rèn)為所有球處于靜止?fàn)顟B(tài)。
[0067]上述自動(dòng)檢測(cè)臺(tái)球擊球是否成功的方法中，所含臺(tái)球運(yùn)行軌跡估算的原理為:首先在連續(xù)幀中使用差分法，在球臺(tái)內(nèi)劃分出變化區(qū)域和不變區(qū)域。接著只在變化區(qū)域內(nèi)檢測(cè)臺(tái)球。當(dāng)檢測(cè)到有球時(shí)，判斷臺(tái)球顏色，同時(shí)對(duì)臺(tái)球進(jìn)行定位，獲得臺(tái)球坐標(biāo)。在下一幀中，通過(guò)建立幀間臺(tái)球的編號(hào)，求得最佳匹配，建立起同一顆臺(tái)球在不同幀之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。按照時(shí)間順序，判斷同一顆臺(tái)球在相鄰兩幀中是否發(fā)生過(guò)碰撞，若未發(fā)生碰撞，或發(fā)生碰撞，且有一幀恰好采集到碰撞點(diǎn)，則將此球在不同幀中的坐標(biāo)點(diǎn)相連，即可估算出此球的運(yùn)行軌跡。若發(fā)生碰撞，且相鄰兩幀沒(méi)有采集到碰撞點(diǎn)，就需要在碰撞點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行切分，精確計(jì)算兩幀之間的軌跡。
[0068]在估算臺(tái)球運(yùn)行軌跡的模塊中，連續(xù)幀之間臺(tái)球編號(hào)的確定原理為:將第一幀中每個(gè)臺(tái)球的坐標(biāo)作為一個(gè)頂點(diǎn)，可得一個(gè)頂點(diǎn)集合。將第二幀中每個(gè)臺(tái)球的坐標(biāo)作為一個(gè)頂點(diǎn)，可得另一個(gè)頂點(diǎn)集合。第一幀圖像對(duì)應(yīng)的每個(gè)頂點(diǎn)與第二幀圖像對(duì)應(yīng)的頂點(diǎn)集合中的每個(gè)頂點(diǎn)都建立一條邊，而同在一幀圖像的頂點(diǎn)之間沒(méi)有邊連接，這樣就得到一個(gè)二分圖。為圖中每條邊計(jì)算一個(gè)權(quán)重，該權(quán)重表示兩個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)之間的歐氏距離。這樣，即可利用匈牙利算法對(duì)二分圖求得最佳匹配。
[0069]上述自動(dòng)檢測(cè)臺(tái)球擊球是否成功的方法中，所含擊球關(guān)鍵信息的檢測(cè)原理為:事先由教練員定義好每次擊球中的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵信息。根據(jù)軌跡估算的結(jié)果，判斷出本次擊打是否符合擊打要求。其中，擊球關(guān)鍵信息包括落袋、停止區(qū)域、必經(jīng)區(qū)域、吃庫(kù)(碰撞桌邊的點(diǎn))。
[0070]實(shí)施例3:
[0071]本實(shí)施例中，在上述實(shí)施例1和2的基礎(chǔ)上，在變換區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出臺(tái)球并識(shí)別顏色后，還包括一個(gè)錯(cuò)誤恢復(fù)的過(guò)程，用于判斷上一步的檢測(cè)臺(tái)球并識(shí)別顏色過(guò)程中是否發(fā)生錯(cuò)誤，如果發(fā)生錯(cuò)誤，則進(jìn)行恢復(fù)，恢復(fù)到發(fā)生錯(cuò)誤之前，如果沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，則進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)動(dòng)軌跡生成。通過(guò)錯(cuò)誤恢復(fù)的方式，不僅避免了檢測(cè)錯(cuò)誤導(dǎo)致后續(xù)的軌跡判斷錯(cuò)誤，識(shí)別的準(zhǔn)確性，而且，通過(guò)恢復(fù)的方式，能夠恢復(fù)到之前的正確狀態(tài)，無(wú)需重新對(duì)之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提高了處理效率。
[0072]實(shí)施例4:
[0073]本實(shí)施例中，提供了一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，本實(shí)施例所借助實(shí)施的系統(tǒng)組成為:采集速率為每秒30幀或30幀以上的攝像頭、標(biāo)準(zhǔn)斯諾克臺(tái)球桌、帶有視頻采集裝置的計(jì)算機(jī)和大屏幕投影儀。
[0074]本實(shí)施例中，攝像頭安裝在臺(tái)球桌正上方，可以覆蓋整個(gè)臺(tái)球桌的地方。
[0075]在實(shí)施檢測(cè)之前，首先進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)。包括
[0076]1、人工測(cè)量6個(gè)袋口的物理坐標(biāo)，與系統(tǒng)中袋口的圖像坐標(biāo)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出透視變換矩陣。使物理坐標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.一種臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，其特征在于:包括如下步驟: 在無(wú)臺(tái)球時(shí)，提取臺(tái)球桌的特征參數(shù)信息，建立臺(tái)球桌的編碼模型； 根據(jù)擊球前的視頻圖像，獲取擊球前臺(tái)球在臺(tái)球桌上的特征參數(shù)信息，根據(jù)臺(tái)球桌的編碼模型，得到臺(tái)球在球桌上的位置坐標(biāo)； 根據(jù)擊球的視頻圖像，對(duì)每個(gè)球的位置坐標(biāo)的變化進(jìn)行處理和分析，獲取運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡； 根據(jù)運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡獲取擊球的關(guān)鍵信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，其特征在于:提取臺(tái)球桌的特征參數(shù)信息時(shí)包括提取球桌、球桌的庫(kù)邊、口袋的坐標(biāo)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，其特征在于:臺(tái)球在臺(tái)球桌上的特征參數(shù)信息包括:臺(tái)球在球桌上的位置、顏色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，其特征在:采用透視變換矩陣從視頻數(shù)據(jù)中得到臺(tái)球在球桌上的位置坐標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，其特征在于，獲得運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡的方法為: 進(jìn)行前景和背景分割，得到變換區(qū)域； 在變換區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出臺(tái)球并識(shí)別顏色； 根據(jù)相鄰幀中被識(shí)別為同一臺(tái)球的坐標(biāo)變化獲得該臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)軌跡。`
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，其特征在于，在變換區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出臺(tái)球的過(guò)程包括: 利用球反光特性，在變化區(qū)域內(nèi)檢測(cè)高光點(diǎn)，把高光點(diǎn)作為球心候選，通過(guò)球半徑約束，把臨近高光點(diǎn)進(jìn)行合并，利用球的形狀特征，通過(guò)圓形區(qū)域檢測(cè)定位球心坐標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，其特征在于，所述擊球關(guān)鍵信息包括落袋、停止區(qū)域、必經(jīng)區(qū)域、吃庫(kù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)相鄰幀中被識(shí)別為同一臺(tái)球的坐標(biāo)變化獲得該臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)軌跡的過(guò)程為: 根據(jù)每幀中一臺(tái)球的物理坐標(biāo)獲得該臺(tái)球在該幀時(shí)間點(diǎn)上的定位點(diǎn)； 按照時(shí)間順序，依次將定位點(diǎn)用線段連接起來(lái)形成初步的軌跡圖； 對(duì)軌跡圖中發(fā)生轉(zhuǎn)折的部分判斷是否發(fā)生了碰撞，調(diào)取相關(guān)點(diǎn)的視頻圖像確定碰撞點(diǎn)的坐標(biāo)，如果視頻圖像中顯示了碰撞點(diǎn)，則直接由視頻圖像獲得碰撞點(diǎn)坐標(biāo)，如果視頻圖像中沒(méi)有顯示碰撞點(diǎn)，則對(duì)轉(zhuǎn)折部分進(jìn)行切分獲得碰撞點(diǎn)坐標(biāo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)方法，其特征在于，在變換區(qū)域內(nèi)檢測(cè)出臺(tái)球并識(shí)別顏色后，還包括一個(gè)錯(cuò)誤恢復(fù)的過(guò)程，用于判斷上一步的檢測(cè)臺(tái)球并識(shí)別顏色過(guò)程中是否發(fā)生錯(cuò)誤，如果發(fā)生錯(cuò)誤，則進(jìn)行恢復(fù)，恢復(fù)到發(fā)生錯(cuò)誤之前，如果沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，則進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)動(dòng)軌跡生成。
10.一種使用權(quán)利要求1-9任一所述方法的臺(tái)球擊球關(guān)鍵信息檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 攝像頭:設(shè)置在臺(tái)球桌正上方，視角覆蓋整個(gè)臺(tái)球桌； 參數(shù)提取模塊:在無(wú)臺(tái)球時(shí)，根據(jù)攝像頭采集的圖像信息提取臺(tái)球桌的特征參數(shù)信息，建立臺(tái)球桌的編碼模型； 定位模塊:根據(jù)擊球前的視頻圖像，獲取擊球前臺(tái)球在臺(tái)球桌上的特征參數(shù)信息，根據(jù)臺(tái)球桌的編碼模型，得到臺(tái)球在球桌上的位置坐標(biāo)； 跟蹤模塊:根據(jù)擊球的視頻圖像，對(duì)每個(gè)球的位置坐標(biāo)的變化進(jìn)行處理和分析，獲取運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡； 提取模塊:根據(jù)運(yùn)動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡`獲取擊球的關(guān)鍵信息。
【文檔編號(hào)】G06T7/20GK103871078SQ201410085580
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】劉錚, 邢忠賢 申請(qǐng)人:北京瑞蓋科技有限公司