本發(fā)明涉及一種足球比賽視頻識(shí)別的算法，尤其涉及一種基于全景視頻的自動(dòng)識(shí)別足球比賽進(jìn)球的算法。
背景技術(shù)：
目前常見的是對(duì)大型足球賽事的視頻進(jìn)行分析，這些視頻中通常會(huì)用5個(gè)鏡頭展示了一次進(jìn)球事件，這5個(gè)鏡頭為射門全景遠(yuǎn)鏡頭、射門球員特寫鏡頭、觀眾鏡頭、包含若干球員的中鏡頭和回放鏡頭。因此，目前通過采用對(duì)賽事視頻中進(jìn)行球門檢測(cè)和特寫鏡頭檢測(cè)等來進(jìn)行進(jìn)球判斷。然而在對(duì)于采用普通攝像頭進(jìn)行球賽無監(jiān)督的錄制時(shí)，視頻中并無特寫鏡頭，因此以上方法往往失效。另外，在全景模式下足球的面積較小，這使得該問題更加困難。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的這些缺陷，本發(fā)明提出了一種基于全景視頻的自動(dòng)識(shí)別足球比賽進(jìn)球的算法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種基于全景視頻的自動(dòng)識(shí)別足球比賽進(jìn)球的算法，其中具體包括以下步驟：
1)生成場(chǎng)景的標(biāo)注信息；利用人工標(biāo)注或算法自動(dòng)學(xué)習(xí)的方法，獲取得到場(chǎng)景的先驗(yàn)信息，根據(jù)球門大小和位置，生成比賽各方的射門及進(jìn)球的興趣區(qū)域；
2)候選足球的檢測(cè)；
(1)從全景視頻中的摳取出射門及進(jìn)球的興趣區(qū)域，建立背景模型，并從中分割出前景；
(2)利用尺寸，形狀，顏色等信息，對(duì)前景處進(jìn)行過濾，獲取一些候選的可疑足球區(qū)域；
(3)利用前期對(duì)足球進(jìn)行跟蹤的結(jié)果，預(yù)測(cè)出當(dāng)前幀足球的位置，若該位置上存在前景，則將其添加為候選的可疑足球區(qū)域；
(4)對(duì)可疑球區(qū)域，利用離線的機(jī)器學(xué)習(xí)出來的足球模型，進(jìn)行足球的檢測(cè)，將檢測(cè)出足球的區(qū)域作為候選足球區(qū)域；
3)足球軌跡的生成；
(1)以當(dāng)前檢測(cè)到的候選足球?yàn)榇檯^(qū)域，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行跟蹤(實(shí)際跟蹤上+檢測(cè)到的相結(jié)合得到跟蹤結(jié)果)，將跟蹤上的結(jié)果形成軌跡。若未跟蹤上則以預(yù)測(cè)結(jié)果替代；但如若連續(xù)一段時(shí)間均未跟蹤上，則結(jié)束該軌跡的跟蹤；
(2)利用時(shí)間順序和空間關(guān)系，將短軌跡連接為長(zhǎng)軌跡，形成較為完整的足球跟蹤軌跡；
4)守門員的檢測(cè)和跟蹤；
(1)對(duì)射門及進(jìn)球的興趣區(qū)域的前景處，進(jìn)行人體檢測(cè)(建議采用頭肩模式)；
(2)對(duì)檢測(cè)出來的人體進(jìn)行匹配和跟蹤，并利用多幀跟蹤結(jié)果信息，判別出一般球員和守門員；
(3)對(duì)守門員進(jìn)行持續(xù)跟蹤；
5)進(jìn)球的自動(dòng)判決；對(duì)足球軌跡進(jìn)行分析，當(dāng)其y坐標(biāo)在球門的上下邊界，且x坐標(biāo)在球門的左右邊界之間時(shí)，進(jìn)行以下步驟的判決。
上述的基于全景視頻的自動(dòng)識(shí)別足球比賽進(jìn)球的算法，其中，生成場(chǎng)景的標(biāo)注信息步驟中，先驗(yàn)信息包括從視頻中提取出球門；興趣區(qū)域?yàn)閥方向往球門底部處方向和頂部方向各擴(kuò)展，x方向往球門左右邊界各為擴(kuò)展。
上述的基于全景視頻的自動(dòng)識(shí)別足球比賽進(jìn)球的算法，其中，進(jìn)球的自動(dòng)判決步驟包括：(1)判斷在當(dāng)前幀之前的前幾秒內(nèi)的足球軌跡，判斷其是否與球門底線相交，包含實(shí)線相交和虛線相交，若不相交，則未進(jìn)球，否則，標(biāo)記為可疑射門，并轉(zhuǎn)下一步；(2)對(duì)軌跡的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判決，若發(fā)現(xiàn)軌跡運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生超過90度的突變，或軌跡運(yùn)動(dòng)速度遞減且接近零，則認(rèn)為可疑進(jìn)球；否則，未進(jìn)球。
上述的基于全景視頻的自動(dòng)識(shí)別足球比賽進(jìn)球的算法，其中，在判斷出可疑進(jìn)球后，對(duì)隨后的2秒內(nèi)對(duì)守門員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，若該段時(shí)間內(nèi)守門員移動(dòng)距離小于1米，則認(rèn)為進(jìn)球，否則，認(rèn)為未進(jìn)球。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：
通過足球賽事視頻進(jìn)行分析，通過生成場(chǎng)景的標(biāo)注信息、候選足球的檢測(cè)、足球軌跡的生成、守門員的檢測(cè)和跟蹤、進(jìn)球的自動(dòng)判決5步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別足球比賽進(jìn)球，克服了現(xiàn)有技術(shù)中采用賽事視頻中球門檢測(cè)和特寫鏡頭檢測(cè)進(jìn)球判斷所帶來的弊端。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的基于全景視頻的自動(dòng)識(shí)別足球比賽進(jìn)球的算法的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明提供的基于全景視頻的自動(dòng)識(shí)別足球比賽進(jìn)球的算法，具體方案包括：
一、生成場(chǎng)景的標(biāo)注信息。
利用人工標(biāo)注或算法自動(dòng)學(xué)習(xí)的方法，獲取得到場(chǎng)景的一些先驗(yàn)信息(如從視頻中提取出球門)。
根據(jù)球門大小和位置，生成比賽各方的射門及進(jìn)球的興趣區(qū)域(y方向可往球門底部處方向和頂部方向各擴(kuò)展一定比例，x方向可以往球門左右邊界各為擴(kuò)展一定比例)。
二、候選足球的檢測(cè)。
(1)從全景視頻中的摳取出射門及進(jìn)球的興趣區(qū)域，建立背景模型，并從中分割出前景；
(2)利用尺寸，形狀，顏色等信息，對(duì)前景處進(jìn)行過濾，獲取一些候選的可疑足球區(qū)域；
(3)利用前期對(duì)足球進(jìn)行跟蹤的結(jié)果，預(yù)測(cè)出當(dāng)前幀足球的位置，若該位置上存在前景，則將其添加為候選的可疑足球區(qū)域；
(4)對(duì)可疑球區(qū)域，利用離線的機(jī)器學(xué)習(xí)出來的足球模型，進(jìn)行足球的檢測(cè)，將檢測(cè)出足球的區(qū)域作為候選足球區(qū)域。
三、足球軌跡的生成。
(1)以當(dāng)前檢測(cè)到的候選足球?yàn)榇檯^(qū)域，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行跟蹤(實(shí)際跟蹤上+檢測(cè)到的相結(jié)合得到跟蹤結(jié)果)，將跟蹤上的結(jié)果形成軌跡。若未跟蹤上則以預(yù)測(cè)結(jié)果替代；但如若連續(xù)一段時(shí)間均未跟蹤上，則結(jié)束該 軌跡的跟蹤；
(2)利用時(shí)間順序和空間關(guān)系，將短軌跡連接為長(zhǎng)軌跡，形成較為完整的足球跟蹤軌跡。
四、守門員的檢測(cè)和跟蹤。
(1)對(duì)射門及進(jìn)球的興趣區(qū)域的前景處，進(jìn)行人體檢測(cè)(建議采用頭肩模式)；
(2)對(duì)檢測(cè)出來的人體進(jìn)行匹配和跟蹤，并利用多幀跟蹤結(jié)果信息，判別出一般球員和守門員；
(3)對(duì)守門員進(jìn)行持續(xù)跟蹤。
五、進(jìn)球的自動(dòng)判決。
對(duì)足球軌跡進(jìn)行分析，當(dāng)其y坐標(biāo)在球門的上下邊界，且x坐標(biāo)在球門的左右邊界之間時(shí)，進(jìn)行以下步驟的判決：
(1)判斷在當(dāng)前幀之前的前幾秒內(nèi)的足球軌跡，判斷其是否與球門底線相交(包含實(shí)線相交和虛線相交)，若不相交，則未進(jìn)球，否則，標(biāo)記為可疑射門，并轉(zhuǎn)下一步；
(2)對(duì)軌跡的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判決，若發(fā)現(xiàn)軌跡運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生超過90度的突變，或軌跡運(yùn)動(dòng)速度遞減且接近零，則認(rèn)為可疑進(jìn)球；否則，未進(jìn)球。
在判斷出可疑進(jìn)球后，對(duì)隨后的較短一段時(shí)間內(nèi)(2秒內(nèi))，對(duì)守門員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，若該段時(shí)間內(nèi)守門員移動(dòng)距離較小(小于1米)，則認(rèn)為進(jìn)球，否則，認(rèn)為未進(jìn)球。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。