[發明專利]基于圖像匹配技術的臺球復位方法

有效

• 申請號: 200910082442.4
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101537251A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 毋立芳;涂玲;劉錚;劉超;申偉;劉憲章
• 申請（專利權）人: 劉錚
• 主分類號: A63D15/00
• 分類號: A63D15/00;A63D15/20;G06T7/00
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司
• 代理人: 李桂玲;李富華

技術領域

本發明屬計算機應用領域，涉及計算機輔助裁判系統，更具體的說，涉及計算機臺球輔助裁判系統中的一種基于圖像匹配技術的臺球復位方法。

背景技術

斯諾克(Snooker)臺球和美式臺球是深受人們廣泛歡迎的一項體育運動，國內外經常舉行各種大賽，但目前斯諾克(Snooker)臺球比賽和美式臺球的裁判還一直沿用傳統的裁判員目視裁判的方法，然而斯諾克和美式臺球比賽耗時長，經常會出現視覺疲勞造成誤判、一些細小的失誤未被發覺、以及需要復位的情況產生，因此經常造成一些不必要的爭執，為此需要開發一種計算機輔助裁判系統幫助裁判員避免上述情況的產生，該系統采用的是攝像頭取景技術，運用臺球定位技術跟蹤球的運動軌跡，依據裁判規則輔助裁判員做出正確的裁判，在臺球裁判的過程中，經常會遇到后一桿的臺球位置復位到前一桿臺球位置的情況，在計算機輔助裁判系統如何利用計算機的記憶功能，協助裁判將球精準的復位是本發明要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于圖像匹配技術的臺球復位方法技術方案，該方案采用圖像比較的方法協助裁判將臺球精準的復位。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種基于圖像匹配技術的臺球復位方法，該方法是在一個計算機輔助裁判系統中實現，所述系統包括攝像頭、斯諾克臺球桌、視頻采集器以及計算機；所述攝像頭安裝設置于臺球桌臺面中心的上方，攝像頭視角涵蓋斯諾克臺球桌臺面，攝像頭上裝有變形校正鏡頭，攝像頭的視頻輸出連接至視頻采集器，視頻采集器連接至計算機，所述計算機將攝像頭攝入的每一桿臺球坐標圖像以連續幀的方式存儲在寄存器中；其基于圖像匹配技術的臺球復位方法的步驟包括：判斷臺球是否有位移的步驟和有位移臺球的復位步驟；

所述判斷臺球是否有位移的步驟是：

a.輸入兩幀圖像，兩幀圖像分別為原始幀和待復位幀，所述原始幀為兩次擊打桿第一桿最后一幀圖像，所述待復位幀為兩次擊打桿第二桿最后一幀圖像；

b.輸入原始幀中每個臺球在實際臺面上的坐標位置，所述坐標位置包括平面坐標位置和像素坐標位置；

c.以原始幀各臺球坐標為中心分別定位一個比較圖像，在待復位幀中以原始幀各臺球坐標為中心分別定位相同尺寸的比較圖像；

d.原始幀各臺球比較圖像與待復位幀相同位置比較圖像之間進行像素差別比較，設定第一閾值、第二閾值和第三閾值，比較中若“兩圖像比較差值”小于第一閾值則臺球圖像是匹配的，臺球沒有位移；若“兩圖像比較差值”大于第二閾值則臺球圖像是不匹配的，臺球有位移；若“兩圖像比較差值”在第一閾值和第二閾值之間則先對兩個比較圖像進行像素最大差值比較，再對“像素最大差值”進行中值濾波，得到“濾波后像素最大差值”，最后將“濾波后平均像素最大差值”與第三閾值比較，若“濾波后平均像素最大差值”小于第三閾值，則判斷圖像是匹配的臺球沒有位移，否則判斷圖像是不匹配的臺球有位移；

e.建立標記幀在計算機顯示屏顯示：對待復位幀中未位移臺球和有位移臺球分別作出標記，并標出有位移臺球的原始位置標記；

所述有位移臺球的復位步驟是：復位操作是裁判移動臺球至標記幀中標記示出的臺球的原始位置，裁判輔助系統通過顯示屏提示裁判朝哪個方向移動臺球并給出臺球當前所處位置距離原始位置的偏移量，其臺球復位方法進一步的步驟是；

f.輸入兩幀圖像，兩幀圖像分別為原始幀和當前待復位幀，所述當前待復位幀是指裁判在復位過程中實時采集的圖像；

g.輸入原始幀中每個臺球在實際臺面上的坐標位置，所述坐標位置包括平面坐標位置和像素坐標位置；

h.以原始幀各臺球坐標為中心分別定位一個比較圖像，在當前待復位幀中以原始幀各臺球坐標為中心分別定位相同尺寸的比較圖像；

i.將有位移臺球的原始幀比較圖像與當前待復位幀比較圖像進行像素差值比較，若像素差值小于第一設定閾值則認為臺球復位準確；否則進行圖像匹配搜索，在有位移臺球的原始位置附近尋找與原始幀比較圖像相匹配的臺球圖像，如果能夠找到，則認為這是有位移臺球在原始幀中停留的位置，輸出一個偏移量顯示有位移臺球的偏差，如果沒有找到，則認為有位移臺球離原始位置較遠，臺球沒有復位。

本發明的有益效果是：

1.具有記憶功能，存儲臺球比賽中采集到的每一幀圖像，可以重現比賽當中的任何一幀畫面；在臺球復位時，既可以重現原始幀、由用戶任意指定一幅待復位幀，又可以重現原始幀中每個臺球的原始位置，這樣裁判在移動臺球時可以隨時觀察到臺球的原始位置。