【技術實現步驟摘要】
本申請涉及比賽監控，特別是涉及一種基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法和系統。
技術介紹
1、籃球比賽即根據籃球運動進行的比賽，籃球比賽的形式多種多樣，有較為常見的五人籃球，也有現在流行的街頭三人籃球賽，是三對三的比賽，更講究個人技術，在籃球比賽中，傳球時難免會被搶斷脫手導致籃球出界，一般的判斷籃球出界是由裁判判定。
2、現有的視覺方案采用俯瞰視角獲取圖像，根據畫面中的色差提取邊界，對邊界上的鞋進行檢測，來判斷出界以及出界對象。
3、現有技術存在一些問題：單純的俯視角畫面不足以實現精準的出界檢測，由于人員肢體遮擋關系，邊線檢測會出現大量的漏檢與錯檢（球員之間互相遮擋，用于檢測的球鞋被擋住）；同時，由于籃球架的遮擋，難以對籃球底線區域的出界進行識別。此外，俯視角畫面的低清晰與視角問題導致視頻難以作為出界判斷的必要依據。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法和系統。
2、一種基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，該方法包括：
3、在籃球場地的預設位置上按照預設覆蓋規則部署若干個俯視機位攝像機和若干個仰視機位攝像機。
4、在比賽開始前收集比賽雙方球隊每個成員的身份信息，得到人員身份信息。
5、當仰視機位攝像機識別到其視野內邊線區域的像素完整度受到破壞，則發出出界事件警告至云服務器；所述出界事件警告包括對應的時間以及當前仰視機位攝像機的編號以及出界事件警告產生時
6、云服務器對所述出界事件警告進行分析，通過調取相同時間內其他俯視機位攝像機的視頻圖像，通過比對兩者畫面之間的位置情況，采用姿態識別與目標追蹤算法確認出界成員。
7、根據人員身份信息對出界成員進行重識別，得到出界人員的編號及姓名。
8、云服務器將出界事件信息和對應判斷依據發送至判罰結果呈現設備；所述出界事件信息包括作為依據的出界事件發生對應區域的俯視機位于仰視機位出界畫面、出界時間、出界人員及所在隊伍。
9、一種基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測系統，該系統包括：人員信息的錄入設備、比賽出界的監測設備、云服務器以及判罰結果呈現設備。
10、所述人員信息錄入設備，用于在比賽前錄入比賽雙方球隊每個成員的身份信息，得到人員身份信息。
11、所述比賽出界的監測設備包括若干個俯視機位攝像機和若干個仰視機位攝像機；若干個俯視機位攝像機和若干個仰視機位攝像機按照預設覆蓋規則部署在籃球場地的預設位置上；仰視機位攝像機用于從仰視角度拍攝比賽畫面并上傳至云服務器，還用于對圖片進行像素完整性計算、檢測，當判斷出界時則向云服務器發出出界事件警告；俯視機位攝像機用于拍攝比賽視頻畫面并上傳至云服務器；所述出界事件警告包括對應的時間以及當前仰視機位攝像機的編號以及出界事件警告產生時刻前后的若干幀畫面。
12、所述云服務器，用于處理俯視機位攝像機和仰視機位攝像機上傳的視頻圖像，對出界事件警告進行分析，通過調取相同時間內其他俯視機位攝像機的視頻圖像，通過比對兩者畫面之間的位置情況，采用姿態識別與目標追蹤算法確認出界成員；根據人員身份信息對出界成員進行重識別，得到出界人員的編號及姓名。
13、所述判罰結果呈現設備，用于呈現出界事件信息的完整結果，供裁判進行判罰決策；所述出界事件信息包括作為依據的出界事件發生對應區域的俯視機位于仰視機位出界畫面、出界時間、出界人員及所在隊伍。
14、上述基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法和系統，所述方法通過在籃球場地的預設位置上按照預設覆蓋規則部署若干個俯視機位攝像機和若干個仰視機位攝像機；在比賽開始前收集比賽雙方球隊每個成員的身份信息，得到人員身份信息；采用仰視機位攝像機判斷出界，俯視機位攝像機結合人物姿態與籃球追蹤科學判斷出界人員。本方法通過仰視機位攝像機的畫面，能夠即時捕捉到出界情況，同時由于距離出界位置更近，判斷精度高，能夠更加靈敏地捕捉到出界的發生；俯視角的機位優勢能夠繞過底線的遮擋，直接對底線范圍內的出界情況進行檢測，同時直接分析最后一次觸球記錄來判斷出界情況。
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1.一種基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，當仰視機位攝像機識別到其視野內邊線區域的像素完整度受到破壞，則發出出界事件警告至云服務器，包括：
3.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，邊線監測過程包括：
4.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，云服務器對所述出界事件警告進行分析，通過調取相同時間內其他俯視機位攝像機的視頻圖像，通過比對兩者畫面之間的位置情況，采用姿態識別與目標追蹤算法確認出界成員，包括：
5.根據權利要求4所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，則根據出界監測事件發生時間點向前推演，根據出界事件警告產生時刻前的若干幀的畫面依次判斷，直到足夠判斷當前出界人員身份信息為止，包括：
6.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，根據人員身份信息對出界成員進行重識別，得到出界人員的編號及姓名，包括：p>
7.一種基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測系統，其特征在于，所述系統包括：人員信息的錄入設備、比賽出界的監測設備、云服務器以及判罰結果呈現設備；
8.根據權利要求7所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測系統，其特征在于，所述云服務器，還用于在接收到出界事件警告后，根據所述出界事件警告中的時間報告來查詢其余俯視機位攝像機的畫面，根據俯視機位攝像機的當前畫面和仰視機位攝像機在當前時間的畫面，采用人員識別方法進行人員識別，得到視頻畫面中的人員身份信息；通過對仰視機位攝像機和俯視機位攝像機在出界事件警告發生時刻前的若干幀畫面進行特征提取，基于特征相似度確定兩個視角畫面中各部位對應的人員；根據人員識別后得到的身份信息，將識別結果的人員視為出界人員，并將出界人員與出界時間點信息，仰視機位與俯視機位的出界視頻畫面返回給出界結果查看設備；如果無法在當前幀畫面識別對應人員身份，則根據出界事件警告發生時間點向前推演，根據出界事件警告產生時刻前的若干幀的畫面依次判斷，直到足夠判斷當前出界人員身份信息為止。
9.根據權利要求7所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測系統，其特征在于，所述云服務器，還用于根據出界事件警告發生區域的俯視機位攝像機提取出界事件警告發生時刻的視頻畫面，采用人體姿態識別技術對畫面中的人物進行姿態建模，得到對應人體關鍵點位圖，找到對應的手腕節點位置的關鍵節點坐標；采用物體追蹤技術，依據預訓練好的物體識別模型識別籃球并定位籃球位置坐標；對視頻畫面進行倒放若干幀，不斷提取畫面中籃球的位置坐標與畫面中人員身份編號與對應手腕節點坐標，并計算籃球位置坐標與手腕節點坐標的差值距離，根據時間戳從大到小取距離籃球差值最小的人員的身份編號，將該編號對應的人員視為出界人員，并記錄該時間戳，保存為出界事件判斷依據；將出界事件判斷依據、出界人員以及判斷出界人員身份信息所需的視頻畫面的時間點發回給判罰結果呈現設備。
10.根據權利要求7所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測系統，其特征在于，俯視機位攝像機，還用于拍攝貼近球場邊線的仰視角的比賽畫面；將比賽之前當前視角內的畫面傳輸到云服務器，并接收云服務器采用分割技術對當前圖像內的邊線進行識別得到的邊線區域的結果，并設定邊線區域的結果為此次比賽的邊界區域，對邊界區域進行線條完整度監測；對當前比賽畫面進行卷積、降噪處理，得到二維像素點；對特定邊界區域進行像素完整度計算，當線條像素完整度低于預設閾值時，則視為出界；然后向云服務器返回當前的時間戳和該時間戳附件幾幀視頻畫面，發出出界事件警告。
...【技術特征摘要】
1.一種基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，當仰視機位攝像機識別到其視野內邊線區域的像素完整度受到破壞，則發出出界事件警告至云服務器，包括：
3.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，邊線監測過程包括：
4.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，云服務器對所述出界事件警告進行分析，通過調取相同時間內其他俯視機位攝像機的視頻圖像，通過比對兩者畫面之間的位置情況，采用姿態識別與目標追蹤算法確認出界成員，包括：
5.根據權利要求4所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，則根據出界監測事件發生時間點向前推演，根據出界事件警告產生時刻前的若干幀的畫面依次判斷，直到足夠判斷當前出界人員身份信息為止，包括：
6.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測方法，其特征在于，根據人員身份信息對出界成員進行重識別，得到出界人員的編號及姓名，包括：
7.一種基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測系統，其特征在于，所述系統包括：人員信息的錄入設備、比賽出界的監測設備、云服務器以及判罰結果呈現設備；
8.根據權利要求7所述的基于計算機視覺的籃球比賽出界檢測系統，其特征在于，所述云服務器，還用于在接收到出界事件警告后，根據所述出界事件警告中的時間報告來查詢其余俯視機位攝像機的畫面，根據俯視機位攝像機的當前畫面和仰視機位攝像機在當前時間的畫面，采用人員識別方法進行人員識別，得到視頻畫面中的人員身份信息；通過對仰視機位攝像機和俯視機位攝像機在出界事件警告發生時刻前的若干幀畫面進行特征提取，基于特征相似度確定兩個視角畫面中各部位對...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫啟耀，馬瑞澤，李子卿，江顯坤，呂雄策，吳銘，趙哲昀，葉知秋，王宇軒，高雅，彭菊菊，楊涵瑞，
申請(專利權)人：北京郵電大學，
類型：發明
國別省市：
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