[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的羽毛球邊線越界判別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310648115.7
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103617644A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇振陽;張少輝;張紅升;江茹莉;邵曉鵬;呂曉峰;楊國標(biāo);曹峰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 西安西交通盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 61217
• 代理人: 王艾華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器視覺與圖像處理，特別是一種基于機(jī)器視覺的羽毛球邊線越界判別方法。

背景技術(shù)

在羽毛球比賽中，對邊線球的判定經(jīng)常出現(xiàn)爭議，即對邊線球是好球還是壞球存在分歧。因?yàn)槟壳暗牟门邢到y(tǒng)幾乎完全是主觀裁判系統(tǒng)，邊線球的落點(diǎn)全由裁判員眼睛觀察來判定，而通過人眼觀察得到的結(jié)果是與觀察者所處的位置與角度、觀察者視力的好壞和眼睛的疲勞程度等因素密切相關(guān)。這樣對于同一落點(diǎn)，不同位置的觀察者可能給出完全相反的結(jié)論。另外，羽毛球落地速度快、與地面接觸點(diǎn)小且隱蔽；裁判較長時(shí)間盯著邊線容易出現(xiàn)眼睛疲勞造成視覺誤差；人眼判斷的主觀性以及人眼分辨能力的有限性等，這些原因都會不同程度的引起比賽中邊線球是好球還是壞球的誤判甚至故意誤判的狀況，影響比賽的公正性。

目前國內(nèi)外的研究與本項(xiàng)目所開發(fā)的羽毛球邊線越界判別系統(tǒng)相類似的、可用于客觀地執(zhí)行球類比賽裁判任務(wù)的類似系統(tǒng)主要有：用于網(wǎng)球裁判輔助功能的“鷹眼技術(shù)”；羽毛球數(shù)字檢測系統(tǒng)；球類比賽線審輔助裝置等。這些裝置使用成本太高，要通過改變球的顏色、質(zhì)量、場地埋設(shè)絕緣材料等手段達(dá)到輔助裁判的目的，對于羽毛球比賽的推廣應(yīng)用有限，而且與羽毛球競賽規(guī)則發(fā)生沖突。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供了一種基于機(jī)器視覺的羽毛球邊線越界判別方法，實(shí)現(xiàn)對羽毛球落地瞬間是否壓線做出客觀、精確、快速的判斷，對羽毛球比賽公平、公正、順利進(jìn)行有著重要意義。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于機(jī)器視覺的羽毛球邊線越界判別方法，包括以下步驟：

（1）從比賽視頻中提取多幅連續(xù)幀圖像，將該圖像由RGB空間轉(zhuǎn)到灰度空間；

（2）從步驟（1）得到的灰度空間的圖像中提取羽毛球場地的邊界線位置，標(biāo)定出羽毛球場地邊界線的位置，然后根據(jù)邊界線的位置得到羽毛球場特征點(diǎn)的位置，所述羽毛球場特征點(diǎn)指相鄰邊界線的交點(diǎn)；

（3）根據(jù)羽毛球場特征點(diǎn)的位置建立歐式坐標(biāo)系與步驟（1）中采集的圖像坐標(biāo)系之間的投影矩陣，從而得到整個(gè)羽毛球場在歐式坐標(biāo)系的平面坐標(biāo)；

（4）根據(jù)羽毛球落地瞬間的位置判斷羽毛球是否越界。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述步驟（2）中，通過膨脹、閉合圖像處理方法對圖像中邊界線進(jìn)行加強(qiáng)，然后利用Canny邊緣檢測算法，檢測出圖像中羽毛球場的邊界線。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述步驟（2）中，所述羽毛球場特征點(diǎn)的位置確定方法為：利用Hough變換檢測羽毛球場邊界線的直線，得到直線方程，每條邊界線表示為ay=bx+c，則四條邊界線表示為：

a1y=b1x+c1a2y=b2x+c2a1y=b1x+c3a2y=b2x+c4]]>