[發明專利]一種基于計算機視覺的足球越位線自動劃線方法

有效

• 申請號: 202010188330.3
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111275021B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 朱迅;鄒強;尹昭輝
• 申請（專利權）人: 江蘇電子信息職業學院
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V20/52;G06V10/30;G06T7/73;G06T5/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 李鋒

1.一種基于計算機視覺的足球越位線自動劃線方法，其基于兩臺攝像機以及一服務器完成，兩臺攝像機分別位于各半邊球場，其不位于球場同一側，且能夠拍下所在半邊球場的所有邊線，所述攝像機與所述服務器電性連接，其特征在于，包括如下步驟：

Step1：兩臺攝像機拍攝畫面圖像實時上傳至服務器；

Step2：根據進攻方球員所在半邊球場，選擇所在半邊球場的攝像機拍攝畫面進行錄像回放并截取進攻方球員觸球瞬間的攝像機拍攝畫面；

Step3：根據Step2拍攝畫面確定半邊球場草坪區域；

Step4：確定拍攝畫面中半邊球場邊線上4個角的坐標；

Step4.1：使用白色將草坪區域畫面進行二值化處理；

Step4.2：對二值化的數據進行均值濾波以去除噪聲，所述均值濾波公式如下：

y(i,j)＝(y(i-1,j-1)+y(i-1,j)+y(i-1,j+1)+y(i,j-1)+y(i,j)+y(i,j+1)+y(i+1,j-1)+y(i+1,j)+y(i+1,j+1))/9

其中，i表示像素點橫坐標，j表示像素點縱坐標；

Step4.3：根據球邊線寬度對圖像進行柵格化處理，保證球場邊線寬度為1柵格；

Step4.4：根據攝像機透視原理，看到的球場邊線應組成一個梯形，且梯形一對平行邊中的長邊靠近攝像機，短邊遠離攝像機，找出所有白色柵格中橫坐標x最小的柵格，白色柵格中橫坐標x最小的柵格對應的點即為球場邊線左下角的點A0；找出所有白色柵格中橫坐標x最大的柵格，白色柵格中橫坐標x最大的柵格對應的點即為半邊球場邊線右下角的點A3；

Step4.5：使用霍夫變換提取畫面中經過A0的直線，結果應有兩條直線，即球場邊線和球場底線，選擇這兩條直線中縱坐標y值最大的點，該點即為球場邊線左上角的點A1；使用霍夫變換提取畫面中經過A3的直線，選擇直線中縱坐標y值最大的點，該點即為半邊球場邊線右上角的點A2；

Step4.6：為球場左下角A0所在柵格中心像素點為坐標原點(0,0)，計算左上角A1的坐標(x1,y1)、右上角點A2的坐標(x2,y2)、右下角點A3的坐標(x3,y3)；Step5：根據國際足聯的越位規則，繪制越位線；

Step5.1：選定當前畫面中第二位最靠近防守方球門的防守方球員，選中該球員身體最靠近防守方球門的一點A4，取得該點的坐標A4(x4,y4)，其中，該球員身體為除了手以外的部分；

Step5.2：球場底線、球場中線和越位線在現實世界為平行線，但根據攝像機透視原理，三條線在遠處相交于一點，根據A0,A1,A2,A3,A4五個點計算并繪制出越位線。

2.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的足球越位線自動劃線方法，其特征在于，所述Step3中確定球場草坪區域步驟包括：

Step1.1：對拍攝畫面進行像素化處理；

Step1.2：選擇中間一片區域的像素并做均值化處理獲得平均草坪顏色值；

Step1.3：定義草坪顏色值范圍為：平均草坪顏色值±5％容差；

Step1.4：根據Step1.3中草坪顏色值范圍判斷拍攝畫面中的某像素顏色值是否屬于草坪，去除跑道及觀眾區域。