[發明專利]基于深度學習的珍珠球裁判輔助判罰系統及方法

在審

• 申請號: 202011602746.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112274904A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 姚輝波;劉波;呂偉麗;史一丹
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06;G06K9/00;G06K9/62;G06N20/00
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 張艷

本發明涉及一種基于深度學習的珍珠球裁判輔助判罰系統及方法，屬于計算機圖像分析技術領域。包括紅外幕墻模塊、攝像機視頻采集模塊和中樞處理模塊，判罰方法具體步驟為：（一）攝像機獲取比賽時過線的視頻信息；（二）紅外幕墻對視頻信息做標記；（三）中樞處理系統利用深度學習模型判斷信號高低電位；（四）判斷電壓；（五）得出判罰結果。本發明珍珠球裁判輔助判罰系統將紅外幕墻和攝像機結合在一起，并利用深度學習模型建立的數據庫，可以較為準確的判斷裁判結果，使得裁判效率提高，減少比賽爭議。

技術領域

本發明涉及一種基于深度學習的珍珠球裁判輔助判罰系統及方法，屬于計算機圖像分析技術領域。

背景技術

珍珠球比賽在長28米、寬15米的場地上進行，場地分水區、封鎖區、得分區,每隊上場6人。比賽分上、下兩個半場,每半場15分鐘,中間休息10分鐘。1、珍珠球的圓長為54至56厘米,重300至325克。珍珠球運動是從游戲中挖掘出來的民族體育項目。2、珍珠球場地長28米、寬15米,分為水區(內場區)、哈蚌區(封鎖區)和威呼區(得分區)。3、每場珍珠球比賽由兩隊參加,每隊上場7名隊員。水區(內場區)內雙方各有4名隊員負責進攻和防守,進攻者可將球傳到任何方向,向抄網內投球爭取得分。哈蚌區(封鎖區)內雙方各有2名運動隊,持哈蚌(球拍),用封、擋、夾、按等技術動作阻擋對方進攻隊員向抄網內投球。威呼區(得分區)內雙方各有1名手持抄網的運動員,他們的任務是用抄網抄(奪)本方隊員投來的珍珠球。

而封鎖區和得分區由于面積范圍小，在兩區間的分界線上經常容易出現錯判、漏判、誤判的問題，因為，攻防對抗過程中，無論是抄網還是拍子越過得分線垂直面，都是瞬間動作，僅憑裁判員視覺很難百分之百判斷準確，導致裁判員不能公平公正裁判，球員和群眾失去信心，使得比賽的威信降低，不能正常服務比賽，不能維護隊員自身及球隊集體的正當權益。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于深度學習的珍珠球裁判輔助判罰系統及方法，其具體技術方案如下：

一種基于深度學習的珍珠球裁判輔助判罰系統，包括紅外幕墻模塊、攝像機視頻采集模塊和中樞處理模塊，所述紅外幕墻模塊與攝像機視頻采集模塊控制連接，紅外幕墻模塊通過發出的紅外激光被遮擋而發出電信號給攝像機視頻采集模塊，攝像機視頻采集模塊拍攝視頻上傳至中樞處理模塊，在中樞處理模塊設有的匯總分析智能終端進行分析判斷，得到最后的輔助裁判結果。

進一步的，所述紅外幕墻模塊中有兩面紅外幕墻，分布于兩側得分區和封鎖區之間的分界線上，紅外幕墻上設有線陣列紅外半導體激光器和對應線陣列紅外接收探測器，線陣列紅外半導體激光器發射紅外激光，對應線陣列紅外接收探測器接收，有紅外激光被遮擋時，對應線陣列紅外接收探測器接收不到紅外激光，則會發送電信號給攝像機視頻采集模塊。

進一步的，所述攝像機視頻采集模塊中設有攝像機，攝像機接通電源即始終開啟，攝像機在紅外幕墻模塊發出電信號時給所拍攝的視頻信息一個時間戳，裁判人員根據時間戳查找視頻信息。

進一步的，所述中樞處理模塊基于經過深度學習模型訓練，具體步驟為：

步驟1：實驗模擬每種不同情況下過線的比賽場景，收集各個情況下觸發所述攝像機視頻采集模塊拍攝的視頻數據，建立珍珠球過線視頻數據庫；

步驟2：為每個視頻數據添加表示裁判類型的人工標記，將添加標簽后的各視頻作為視頻樣本；

步驟3：對視頻樣本進行裁判分析，包括每個視頻樣本的裁判情況以及人工觀察是否存在犯規；

步驟4：對視頻樣本進行訓練，將視頻樣本中所有的存在身體碰觸現象的電壓設定為0，將無身體碰觸的電壓設為1，遍歷珍珠球過線數據庫后，生成匯總分析智能終端；

步驟5：將匯總分析智能終端加載至中樞處理系統。