[發明專利]一種智能拍球計數方法

有效

• 申請號: 201810116152.6
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108379816B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 林峰;王飛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06;G06K9/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種智能拍球計數方法，屬于健身運動技術領域，利用高清攝錄設備(如:智能手機等)，從一定的角度對包括拍球人在內的整個拍球過程進行錄制，然后分別對視頻和音頻信息進行處理后將球的中心像素點的高度變化圖像和音頻波動圖繪制到同一坐標系中，且以時間幀為橫軸，排除掉自然彈跳后判斷音頻波形圖的峰值是否在一個拍球周期內，從而判斷是否為有效的拍球。運用視覺及聽覺等感觀的機理分析，將視頻及音頻信息融合進行判斷，來實現對拍球進行自動計數，提高了精確度。該方法不需要采用專用皮球即可實現自動精確計數，不僅可以即時計數，也可以進行錄像回放。尤其隨著移動攝錄設備的廣泛采用，該方法將具有更強的實用性。

技術領域

本發明涉及健身運動技術領域，具體地說，涉及一種智能拍球計數方法。

背景技術

拍皮球對小孩子來說是一項有益身體健康的活動，它不僅能促進孩子手眼動作的協調，增強體質，而且能促進左右腦的平衡，培養孩子的耐力和堅持性等良好品質，對孩子的發展有不可低估的作用，因此各地幼兒園常常會組織這類的比賽游戲。但拍球的過程中需要有專人統計計數，幼兒園小孩人數眾多，對每人計數會很耽誤老師的寶貴時間；而且有時當拍球速度快或者人注意力不集中的時候，很容易出現計數錯誤，因此，迫切需要一種能自動計數的辦法。

現有技術中，公布號為CN106474718A的中國專利文獻公開了一種擊球計數方法及裝置，通過檢測手臂或手腕的當前運動軌跡確定當前運動是否擊球成功，若擊球成功，則在上次統計的擊球成功次數的基礎上加一，以此來對擊球次數進行計數。該方法能夠有效提高統計的精確度，但對于手握球拍的運動，比如乒乓球、羽毛球比較合適，但不適用于統計拍皮球運動。

公告號為CN 205198858U的中國專利文獻公開了一種具有拍球數計數功能的智能皮球，以及公告號為CN205198855U的中國專利文獻公開了一種智能皮球玩具，這兩篇專利文獻都是通過對皮球本身進行改進，通過在皮球上安裝傳感器來實現精確計數的目的，在拍球的過程中很有可能對傳感器造成破壞，影響計數結果。

發明內容

本發明的目的為提供一種智能拍球計數方法，通過對人在拍球計數過程中運用視覺及聽覺等感觀的機理分析，將視頻及音頻信息融合進行判斷，來實現對拍球進行自動精確計數。

為了實現上述目的，本發明提供的拍球計數方法包括以下步驟：

1)獲取拍球動作的原始視頻數據；

2)從原始視頻數據中提取出圖像數據和音頻數據；

3)對圖像數據進行單幀處理，并找出每幀圖像中球的像素點，以時間幀為橫坐標，距地高度為縱坐標建立球的像素點的高度-時間幀關系圖；

4)從音頻數據中提取出音頻的采樣頻率，以時間幀為橫坐標，頻率為縱坐標在高度-時間幀關系圖所處坐標系中繪制音頻波形圖；

5)校正音頻傳播速度與視頻傳播速度不同造成的時間差；

6)沿橫坐標找出每個拍球周期，并排除自然彈跳，判斷在每個拍球周期內是否具有一個音頻波形圖的峰值；若是，則計拍球次數。

上述技術方案中，利用高清攝錄設備(如:智能手機等)，從一定的角度對包括拍球人在內的整個拍球過程進行錄制，然后分別對視頻和音頻信息進行處理后將球的中心像素點的高度變化圖像和音頻波動圖繪制到同一坐標系中，且以時間幀為橫軸，排除掉自然彈跳后判斷音頻波形圖的峰值是否在一個拍球周期內，從而判斷是否為有效的拍球。運用視覺及聽覺等感觀的機理分析，將視頻及音頻信息融合進行判斷，來實現對拍球進行自動計數，提高了精確度。

具體的方案為步驟2)還包括對音頻數據采用連續小波變換(the ContinuousWavelet Transform,CWT)的方法進行濾波處理。