[發明專利]面向轉播視頻的冰壺球運動狀態檢測方法、系統、計算機設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202211150368.7
• 申請日: 2022-09-21
• 公開（公告）號: CN115512262A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 姜宇;李丹丹
• 申請（專利權）人: 哈工大鄭州研究院
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V10/82;G06V10/774;G06V10/26;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張宏威

面向轉播視頻的冰壺球運動狀態檢測方法、系統、計算機設備和存儲介質，屬于人工智能檢測技術領域，解決難以從轉播視頻中提取冰壺球的運動信息問題。本發明的方法包括：對轉播視頻中的冰壺賽道進行語義分割，基于冰壺賽道中的尺寸先驗信息，計算得出轉播視頻平面與冰壺賽道平面之間的坐標轉換矩陣，將冰壺比賽轉播視頻從斜視視角變換到俯視視角；然后訓練冰壺球目標檢測網絡，設計數據集標注原則，通過數據增強方法自動擴增數據集，得到冰壺球的檢測框和位置信息，再基于圖像分割算法和霍夫變換直線擬合方法得到描述冰壺球旋轉的把柄角度信息，實現了轉播視頻中冰壺球的運動狀態檢測。本發明適用于冰壺比賽轉播視頻中冰壺球的運動狀態檢測。

技術領域

本申請涉及人工智能檢測技術領域，尤其涉及冰壺球比賽轉播視頻中的冰壺球運動狀態檢測。

背景技術

冰壺比賽轉播視頻中包含著大量的專業信息，從轉播視頻中提取冰壺球的運動信息能夠為訓練策略提供專家樣本，并快速準確地從重要轉播賽事中提取對戰信息，對分析冰壺比賽的投擲策略、提取專家經驗、研制冰壺機器人具有重要的參考價值。

但由于比賽轉播相機的參數未知，以及為了轉播效果需要多相機之間進行視角切換，導致很難從轉播視頻中提取冰壺球的運動信息。

發明內容

本發明目的是為了解決現有難以從冰壺球比賽轉播視頻中提取冰壺球的運動信息的問題，提供了面向轉播視頻的冰壺球運動狀態檢測方法、系統、計算機設備和存儲介質。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明一方面，提供一種面向轉播視頻的冰壺球運動狀態檢測方法，所述方法包括：

步驟1、對轉播視頻中的冰壺賽道進行語義分割，基于冰壺賽道的尺寸先驗信息，計算得出轉播視頻坐標系與冰壺賽道坐標系之間的坐標轉換矩陣，將所述轉播視頻從斜視視角轉換到俯視視角；

步驟2、建立冰壺球目標檢測網絡，具體包括：

采集冰壺球轉播視頻，利用步驟1的方法對所述冰壺球轉播視頻進行轉換，通過數據增強方法建立冰壺球目標檢測訓練數據集；基于所述冰壺球目標檢測訓練數據集，并利用YOLOX網絡建立冰壺球目標檢測網絡，所述冰壺球目標檢測網絡的輸出為冰壺球檢測框；

步驟3、建立冰壺球把柄角度檢測模型，具體包括：

基于步驟2中所述冰壺球目標檢測網絡輸出的冰壺球檢測框，構建冰壺球檢測框數據集；基于所述冰壺球檢測框數據集，并利用DeepLabV3+語義分割網絡和霍夫變換直線擬合的方法，建立冰壺球把柄角度檢測模型，所述冰壺球把柄角度檢測模型的輸出為冰壺球把柄角度；

步驟4、獲取待檢測冰壺比賽轉播視頻，利用步驟1的方法對所述待檢測冰壺比賽轉播視頻進行轉換；

利用轉換后的待檢測冰壺比賽轉播視頻和所述冰壺球目標檢測網絡獲取待檢測冰壺球檢測框，根據所述冰壺球檢測框獲取待檢測冰壺球的位置和速度；

步驟5、根據所述待檢測冰壺球檢測框，并利用所述冰壺球把柄角度檢測模型，獲取待檢測冰壺球把柄角度，根據所述待檢測冰壺球把柄角度獲取待檢測冰壺球的旋轉角速度。

進一步地，步驟1具體包括：

步驟1.1、將轉播視頻中的冰壺賽道進行語義分割圖像標注，所述語義分割圖像標注包括8類，具體包括：空白賽道、前衛線、藍環大本營、白環大本營、紅環大本營、白圓大本營、記分牌和徽標；

步驟1.2、基于DeepLabV3+語義分割網絡分割冰壺賽道，具體為：將轉播視頻進行空洞卷積和空洞空間金字塔池化，設置的初始學習率，使用指數變換的衰減策略動態調整訓練過程中的學習率，并設置目標函數為交點損失函數，基于步驟1.1中的8類圖像標注得到轉播視頻的冰壺賽道圖像語義分割結果；