[發明專利]一種基于深度學習的馬匹速度計算系統及方法

有效

• 申請號: 202010050770.2
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111274914B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 關國梁
• 申請（專利權）人: 目骉資訊有限公司
• 主分類號: G06T7/269
• 分類號: G06T7/269;G06T7/254;G06V10/766;G06V10/75;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種基于深度學習的馬匹速計算系統及方法，通過攝像機獲取馬匹比賽前圍繞比賽場地行走的視頻，通過光流場計算、基于深度學習的對象檢測、光流場過濾、攝像機速度計算、利用馬匹位移對攝像機速度的調整、單位轉換最終得到目標馬匹的平均速度。本發明實現利用人工智能技術，以更科學的方法進行馬匹觀察并對馬匹速度進行預測和計算。

技術領域

本發明涉及深度學習技術領域，具體涉及一種基于深度學習的馬匹速度計算系統及方法。

背景技術

馬術運動是集運動、健身、休閑于一體的運動，近年來受到越來越多人的喜愛。而基于馬術運動的速度賽馬則發展成為一項競賽項目，以速度和騎術來取勝，考驗騎手的綜合水平。當前，在預測馬匹競賽名次上，一般是依靠肉眼觀察馬匹的狀態(包括疲勞程度、出汗量和動作)來進行推測，還缺乏更加準確的科學和智能化手段。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種基于深度學習的馬匹速度計算系統及方法，實現利用人工智能技術，以更科學的方法進行馬匹觀察并對馬匹速度進行計算。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于深度學習的馬匹速度計算系統的方法，包括如下步驟：

S1、在比賽開始前，參與比賽的馬匹會圍繞著競賽場地行走，攝像機拍攝得到目標馬匹圍繞著競賽場地行走的視頻并發送至光流場計算模塊；拍攝過程中，所述攝像機會旋轉以保持目標馬匹在拍攝范圍內；

S2、對攝像機獲取的視頻進行圖像提取并計算連續圖像之間的光流場：

光流場計算模塊對于攝像機輸入的視頻譯碼成單獨的幀，并且每隔設定的幀數N提取一次圖像，即兩個連續圖像之間相隔N幀，并計算兩個連續圖像之間的光流場；

S3、對視頻進行對象人工智能檢測：

對象人工智能檢測模塊檢測視頻中出現的對象，并保存檢測到的各個對象的位置和大小，其中包括目標馬匹的位置和大小；對象的位置為其中心點的位置，大小包括長度和寬度；

S4、光流場過濾模塊根據步驟S3中檢測得到的對象，從步驟S2?中得到的光流場中過濾掉所有移動的對象；

S5、攝像機速度計算模塊根據步驟S4中經過過濾后的光流場計算攝像機的方向和速度；

S6、計算兩張連續圖像之間的目標馬匹的速度：

根據對象人工智能檢測模塊檢測出的目標馬匹的位置，通過用目標馬匹在當前圖像的位置減去前一張圖像的位置來計算兩張連續圖像之間的目標馬匹的位移，位移的單位為像素/N幀；據此，目標馬匹速度計算模塊計算以像素/N幀為單位的最終攝像機速度即目標馬匹的速度H_p為：

ω是攝影機的角速度，單位為像素/N幀，是目標馬匹的中心的在前一張圖像的位置，而d是目標馬匹的中心的當前圖像的位置；

S7、輸出模塊將所有計算得到的兩個連續圖像之間的目標馬匹速度取平均得到目標馬匹的平均速度。

進一步地，步驟S2，設定的幀數為5幀。

進一步地，步驟S2中，采用采用Farneback的方法計算光流場。

進一步地，步驟S3中，對象人工智能檢測模塊采用YOLOv3網絡實現對對象的人工智能檢測。

進一步地，步驟S6中，對H_p進行單位轉換，得到以馬匹長度/?秒為單位的目標馬匹速度；

首先，通過H_p計算得到的以像素每秒為單位的目標馬匹速度