[發明專利]視頻中球員追蹤方法和裝置

有效

• 申請號: 201710210009.9
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107194308B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 毛麗娟;盛斌;李震;鄭鷺賓;趙剛;施淺;孟夏
• 申請（專利權）人: 上海體育學院;上海交通大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

1.一種視頻中球員追蹤方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取視頻的當前幀中的球場區域；

獲取球場區域中的球員像素；

根據所述球員像素生成球員標記框；

當所述當前幀中的所述球員標記框的面積增大時，則獲取面積增大的所述球員標記框的分割點；

根據所述分割點將所述球員標記框分割以形成新的球員標記框；

通過卡爾曼濾波對分割后的所述當前幀中的所述球員標記框進行追蹤顯示；

所述獲取面積增大的所述球員標記框的分割點的步驟，包括：

獲取面積增大的所述球員標記框的預設的、相對的兩條邊上的球員像素的個數；

當預設的、相對的兩條邊上的球員像素的個數不相等時，則根據面積增大的所述球員標記框的坐標獲取未遮擋前各個球員標記框的長度和寬度；

根據未遮擋前各個球員標記框的長度和寬度，計算所述球員標記框的分割點；

當所述預設的相對的兩條邊上的球員像素的個數相等時，則獲取所述球員標記框的中心點為所述分割點。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過卡爾曼濾波對分割后的所述當前幀中的所述球員標記框進行追蹤顯示的步驟，包括：

通過卡爾曼濾波對分割后的所述當前幀中的所述球員標記框進行追蹤；

獲取追蹤到的所述球員標記框的坐標；

獲取所述球員標記框的坐標投影至目標平面的第一球員投影坐標，所述第一球員投影坐標是指當前幀中所追蹤到的球員標記框，投影至目標平面的坐標；

在所述目標平面中，根據所述第一球員投影坐標，追蹤顯示上一幀中的相應球員坐標投影至所述目標平面中的第二球員投影坐標處的球員標識，所述第二球員投影坐標是指上一幀中相應球員坐標投影至所述目標平面中的坐標。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述通過卡爾曼濾波對分割后的所述當前幀中的所述球員標記框進行追蹤的步驟，包括：

通過以下公式計算所述當前幀中的球員標記框的預測值和真實值之間的誤差協方差矩陣：

其中，為k時刻的預測值，其中，為k-1時刻的估計值，u_k-1為k-1時刻的當前幀，A為前一時刻預測值轉換為當前時刻預測值的轉換矩陣，B為前一時刻輸入值轉換為當前時刻預測值的轉換矩陣，P_k′為k時刻預測值與真實值之間的誤差協方差矩陣，x_k為k時刻的真實值，Q為系統噪聲的協方差矩陣；

通過以下公式計算卡爾曼增益：

K_k＝P′_kH^T(HP′_kH^T+R)^-1，且

其中，K_k為k時刻的卡爾曼增益，H為同一時刻的預測值轉換為測量值的轉換矩陣，R為測量噪聲變量的協方差矩陣，z_k為k時刻的測量值；

通過以下公式，根據所述卡爾曼增益和所述預測值和真實值之間的誤差協方差矩陣計算估計值和真實值之間的誤差協方差矩陣：

根據所述估計值和真實值之間的誤差協方差矩陣獲得所述真實值，并追蹤所述真實值。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

通過霍夫變換獲得所述球場區域中的球場線；

根據所述球場線，確定所述當前幀與目標平面之間的坐標投影關系。