[發(fā)明專利]球類運動跟蹤攝像方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110374167.4
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113052119A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐郁松
• 申請（專利權(quán)）人: 興體（廣州）智能科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06T5/00
• 代理公司: 佛山市智匯聚晨專利代理有限公司 44409
• 代理人: 陳欽祥

1.一種球類運動跟蹤攝像方法，其特征在于，包括以下步驟：

對場地不同位置進行拍攝，獲得不同角度拍攝的實拍圖像并拼接為實時的廣角圖像；

識別廣角圖像中的球體，根據(jù)球體的圖像坐標截取廣角圖像以得到視頻圖像，使球體始終處于所述視頻圖像內(nèi)；

按每個視頻圖像產(chǎn)生時間排序，提取兩相鄰視頻圖像的邊緣位置的旋轉(zhuǎn)平移矩陣并計算其角度信息和位移信息，以前一幅視頻圖像的邊緣位置的旋轉(zhuǎn)平移矩陣以及視頻圖像內(nèi)球體的相對位置為參照，對后一幅視頻圖像的截取位置進行修正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球類運動跟蹤攝像方法，其特征在于，還包括以下步驟：

在廣角圖像中對拍攝圖像進行畸變校正，選取相鄰兩幅實拍圖像中的重合像素點作為求解單應(yīng)性矩陣的參考點；

在廣角圖像中建立統(tǒng)一的坐標系，通過透視變換消除部分重合像素點后再次將實拍圖像映射至廣角圖像的對應(yīng)區(qū)域中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球類運動跟蹤攝像方法，其特征在于，還包括以下步驟：

利用RANSAC算法剔除所選重合像素點中的誤匹配點，并計算剔除后剩余重合像素點的單應(yīng)性矩陣的初始值，使用Levenberg-Marquardt非線性迭代最小逼近法進行求精剔除。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球類運動跟蹤攝像方法，其特征在于，還包括以下步驟：

在視頻圖像中部定義球體區(qū)域，使初次截取的視頻圖像的球體處于所述球體區(qū)域內(nèi)；

提取球體區(qū)域的特征信息，采用自適應(yīng)特征點配準算法來獲得兩相鄰視頻圖像的邊緣像素點的旋轉(zhuǎn)平移矩陣；

對比前后兩視頻圖像的球體區(qū)域的特征信息變化，若特征信息變化在預置閾值內(nèi)，以前一幅視頻圖像的截取范圍為基準，重新截取后一幅視頻圖像，使后一幅視頻圖像的截取范圍與一致，若特征信息變化超出預置閾值，以前一幅視頻圖像為基準生成若干幅中間圖像，使前一幅視頻圖像、中間圖像和后一幅視頻圖像各自的邊緣像素點的旋轉(zhuǎn)平移矩陣呈線性關(guān)系。

5.一種球類運動跟蹤攝像系統(tǒng)，其特征在于，包括：

多個攝像模塊，用于對場地不同位置進行拍攝，形成實拍圖像；

圖像處理模塊，拼接實拍圖像以獲得實時的廣角圖像；

識別模塊，用于識別廣角圖像中的球體；

所述圖像處理模塊還用于根據(jù)球體的圖像坐標截取廣角圖像以得到視頻圖像，使球體始終處于所述視頻圖像內(nèi)，以及按每個視頻圖像產(chǎn)生時間排序，提取兩相鄰視頻圖像的邊緣位置的旋轉(zhuǎn)平移矩陣并計算其角度信息和位移信息，以前一幅視頻圖像的邊緣位置的旋轉(zhuǎn)平移矩陣以及視頻圖像內(nèi)球體的相對位置為參照，對后一幅視頻圖像的截取位置進行修正。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的球類運動跟蹤攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊還用于在廣角圖像中對拍攝圖像進行畸變校正，選取相鄰兩幅實拍圖像中的重合像素點作為求解單應(yīng)性矩陣的參考點；在廣角圖像中建立統(tǒng)一的坐標系，通過透視變換消除部分重合像素點后再次將實拍圖像映射至廣角圖像的對應(yīng)區(qū)域中。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的球類運動跟蹤攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊還用于利用RANSAC算法剔除所選重合像素點中的誤匹配點，并計算剔除后剩余重合像素點的單應(yīng)性矩陣的初始值，使用Levenberg-Marquardt非線性迭代最小逼近法進行求精剔除。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的球類運動跟蹤攝像系統(tǒng)，其特征在于，還包括判斷模塊；

所述判斷模塊用于對比前后兩視頻圖像的球體區(qū)域的特征信息變化；

所述圖像處理模塊還用于在視頻圖像中部定義球體區(qū)域，使初次截取的視頻圖像的球體處于所述球體區(qū)域內(nèi)；

提取球體區(qū)域的特征信息，采用自適應(yīng)特征點配準算法來獲得兩相鄰視頻圖像的邊緣像素點的旋轉(zhuǎn)平移矩陣；

根據(jù)判斷模塊的判斷結(jié)果，以前一幅視頻圖像的截取范圍為基準，重新截取后一幅視頻圖像，使后一幅視頻圖像的截取范圍與一致，或者以前一幅視頻圖像為基準生成若干幅中間圖像，使前一幅視頻圖像、中間圖像和后一幅視頻圖像各自的邊緣像素點的旋轉(zhuǎn)平移矩陣呈線性關(guān)系。