CN106651952B - 基于足球检测跟踪的视频处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于足球检测跟踪的视频处理方法及装置，通过运动目标、单独目标、足球目标、最终足球目标几层筛选，更精准地判断足球在场上的位置，以此作为摄像机跟拍和镜头切换的基础，能够更好的满足球迷们在观看比赛时的需要。

Description

基于足球检测跟踪的视频处理方法及装置

技术领域

本发明涉及基于足球检测跟踪的视频处理技术领域，尤其涉及一种基于足球检测跟踪的视频处理方法及装置。

背景技术

随着社会的进步，人类科技水平的提高，人们的生活水平也在提高，针对球迷们在观看足球比赛时对视频直播、转播更高标准的需要，基于足球检测跟踪的视频处理水平也要有相应提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于足球检测跟踪的视频处理方法及装置，旨在解决现有的视频处理方法不能够很好地检测到足球场上的足球，并对足球进行跟踪的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于足球检测跟踪的视频处理方法，包括：

根据运动员和足球在足球场上的视频信息，提取出足球场上的运动目标列表；

获取运动目标列表中每个运动目标的位置数据；

获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据；

根据每个运动目标与摄像机之间的距离数据，确定该运动目标的预定范围阈值；

根据该运动目标的位置数据、该运动目标的预定范围阈值，判断以该运动目标为中心，以预定范围阈值为半径的区域内是否存在单独目标；当存在单独目标时，判断该单独目标与该运动目标为一体；当不存在单独目标时，判断该运动目标为新的单独目标，并将该运动目标添加到单独目标列表；

对单独目标列表中每个单独目标进行特征提取，获取单独目标的特征值；所述特征值包括颜色数据、轮廓数据和尺寸数据；

对单独目标进行特征值匹配，获取足球目标列表；

获取足球目标列表中每个足球目标的特性信息；所述特性信息包括位置数据、尺寸数据、速度数据和轨迹数据；

根据特性信息，判断每个足球目标的稳定性，确定最终足球目标；

记录最终足球目标的特性信息。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述根据特性信息，判断每个足球目标的稳定性，确定最终足球目标的步骤，具体为：

根据特性信息，获取预定帧数内，每个足球目标在每帧中位置数据、尺寸数据的偏差；

当预定帧数内，该足球目标在每帧中出现，且其位置数据的偏差低于预定位置偏差阈值，其尺寸数据的偏差低于预定尺寸偏差阈值时，判断该足球目标稳定；

确定稳定的足球目标为最终足球目标。

在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据的步骤，具体为：

根据运动目标列表中每个运动目标的位置数据，获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据。

一种基于足球检测跟踪的视频处理装置，包括：

运动目标提取模块，用于：

根据运动员和足球在足球场上的视频信息，提取出足球场上的运动目标列表；

单独目标获取模块，用于：

获取运动目标列表中每个运动目标的位置数据；

获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据；

根据每个运动目标与摄像机之间的距离数据，确定该运动目标的预定范围阈值；

根据该运动目标的位置数据、该运动目标的预定范围阈值，判断以该运动目标为中心，以预定范围阈值为半径的区域内是否存在单独目标；当存在单独目标时，判断该单独目标与该运动目标为一体；当不存在单独目标时，判断该运动目标为新的单独目标，并将该运动目标添加到单独目标列表；

足球目标获取模块，用于：

对单独目标列表中每个单独目标进行特征提取，获取单独目标的特征值；所述特征值包括颜色数据、轮廓数据、尺寸数据；

对单独目标进行特征值匹配，获取足球目标列表；

最终目标确定模块，用于：

获取足球目标列表中每个足球目标的特性信息；所述特性信息包括位置数据、尺寸数据、速度数据和轨迹数据；

根据特性信息，判断每个足球目标的稳定性，确定最终足球目标；

记录最终足球目标的特性信息。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述最终目标确定模块用于：

根据特性信息，获取预定帧数内，每个足球目标在每帧中位置数据、尺寸数据的偏差；

当预定帧数内，该足球目标在每帧中出现，且其位置数据的偏差低于预定位置偏差阈值，其尺寸数据的偏差低于预定尺寸偏差阈值时，判断该足球目标稳定；

确定稳定的足球目标为最终足球目标。

在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述单独目标获取模块用于：

根据运动目标列表中每个运动目标的位置数据，获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种基于足球检测跟踪的视频处理方法及装置，通过运动目标、单独目标、足球目标和最终足球目标几层筛选，更精准地判断足球在场上的位置，以此作为摄像机跟拍和镜头切换的基础，能够更好的满足球迷们在观看比赛时的需要。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1示出了本发明实施例提供的一种基于足球检测跟踪的视频处理方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种基于足球检测跟踪的视频处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。

具体实施例一

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于足球检测跟踪的视频处理方法，包括：

根据运动员和足球在足球场上的视频信息，提取出足球场上的运动目标列表；

获取运动目标列表中每个运动目标的位置数据；

获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据；

根据每个运动目标与摄像机之间的距离数据，确定该运动目标的预定范围阈值；

根据该运动目标的位置数据、该运动目标的预定范围阈值，判断以该运动目标为中心，以预定范围阈值为半径的区域内是否存在单独目标；当存在单独目标时，判断该单独目标与该运动目标为一体；当不存在单独目标时，判断该运动目标为新的单独目标，并将该运动目标添加到单独目标列表；

对单独目标列表中每个单独目标进行特征提取，获取单独目标的特征值；所述特征值包括颜色数据、轮廓数据、尺寸数据；

对单独目标进行特征值匹配，获取足球目标列表；

获取足球目标列表中每个足球目标的特性信息；所述特性信息包括位置数据、尺寸数据、速度数据、轨迹数据；

根据特性信息，判断每个足球目标的稳定性，确定最终足球目标；

记录最终足球目标的特性信息。

考虑到运动员的穿着和行为会导致运动前景分割有不完整的情况，除了常规的膨胀腐蚀，本发明实施例还会对被分割的目标做预处理以判断其是否是运动员身体的一部分，而不是单独的球，以降低由于运动员被错误分割导致的错误判断。本发明实施例中，每个运动目标与摄像机之间的距离数据越大，该运动目标的预定范围阈值可以越小；每个运动目标与摄像机之间的距离数据越小，该运动目标的预定范围阈值可以越大。判断目标的各个方向的预定范围阈值划定的范围内没有单独目标，如果有则认为他们是应该连接在一体的单独目标，否则则认为发现的是一个新的单独目标。通常情况下足球是白色或者黄色，而且由于是圆体，球的上半部分反射更多光线亮度更高，而下半部分会被遮挡产生阴影，以此作为特征值的匹配依据，判断所研究的单独目标是否为足球。

本发明实施例通过运动目标、单独目标、足球目标、最终足球目标几层筛选，更精准地判断足球在场上的位置，以此作为摄像机跟拍和镜头切换的基础，能够更好的满足球迷们在观看比赛时的需要。

本发明实施例对判断足球目标稳定性的方式不做限定，在上述实施例的基础上，优选的，所述根据特性信息，判断每个足球目标的稳定性，确定最终足球目标的步骤，可以具体为：根据特性信息，获取预定帧数内，每个足球目标在每帧中位置数据、尺寸数据的偏差；当预定帧数内，该足球目标在每帧中出现，且其位置数据的偏差低于预定位置偏差阈值，其尺寸数据的偏差低于预定尺寸偏差阈值时，判断该足球目标稳定；确定稳定的足球目标为最终足球目标。例如，第一帧发现A，且A初步判断为足球目标；第二帧发现B，B的位置距离A的位置低于阈值，且大小变化也低于阈值，且B与A距离最近，则可认为B就是A，A在两帧中出现；如此重复多帧，如果能够满足在预定帧数内，A在每帧中位置数据、尺寸数据的偏差都在预定范围内，则可判断A为稳定的足球目标，确定A为最终足球目标。

本发明实施例对获取每个运动目标与摄像机之间剧里数据的方式不做限定，其可以通过视频数据直接获取，也可以在运动目标位置数据的基础上获取，在上述任意实施例的基础上，优选的，所述获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据的步骤，可以具体为：根据运动目标列表中每个运动目标的位置数据，获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据。

具体实施例二

如图2所示，本发明实施例提供了一种基于足球检测跟踪的视频处理装置，包括：

运动目标提取模块，用于：

根据运动员和足球在足球场上的视频信息，提取出足球场上的运动目标列表；

单独目标获取模块，用于：

获取运动目标列表中每个运动目标的位置数据；

获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据；

根据每个运动目标与摄像机之间的距离数据，确定该运动目标的预定范围阈值；

根据该运动目标的位置数据、该运动目标的预定范围阈值，判断以该运动目标为中心，以预定范围阈值为半径的区域内是否存在单独目标；当存在单独目标时，判断该单独目标与该运动目标为一体；当不存在单独目标时，判断该运动目标为新的单独目标，并将该运动目标添加到单独目标列表；

足球目标获取模块，用于：

对单独目标列表中每个单独目标进行特征提取，获取单独目标的特征值；所述特征值包括颜色数据、轮廓数据、尺寸数据；

对单独目标进行特征值匹配，获取足球目标列表；

最终目标确定模块，用于：

获取足球目标列表中每个足球目标的特性信息；所述特性信息包括位置数据、尺寸数据、速度数据、轨迹数据；

根据特性信息，判断每个足球目标的稳定性，确定最终足球目标；

记录最终足球目标的特性信息。

考虑到运动员的穿着和行为会导致运动前景分割有不完整的情况，除了常规的膨胀腐蚀，本发明实施例还会对被分割的目标做预处理以判断其是否是运动员身体的一部分，而不是单独的球，以降低由于运动员被错误分割导致的错误判断。本发明实施例中，每个运动目标与摄像机之间的距离数据越大，该运动目标的预定范围阈值可以越小；每个运动目标与摄像机之间的距离数据越小，该运动目标的预定范围阈值可以越大。判断目标的各个方向的预定范围阈值划定的范围内没有单独目标，如果有则认为他们是应该连接在一体的单独目标，否则则认为发现的是一个新的单独目标。通常情况下足球是白色或者黄色，而且由于是圆体，球的上半部分反射更多光线亮度更高，而下半部分会被遮挡产生阴影，以此作为特征值的匹配依据，判断所研究的单独目标是否为足球。

本发明实施例通过运动目标、单独目标、足球目标、最终足球目标几层筛选，更精准地判断足球在场上的位置，以此作为摄像机跟拍和镜头切换的基础，能够更好的满足球迷们在观看比赛时的需要。

本发明实施例对判断足球目标稳定性的方式不做限定，在上述实施例的基础上，优选的，所述最终目标确定模块可以用于：根据特性信息，获取预定帧数内，每个足球目标在每帧中位置数据、尺寸数据的偏差；当预定帧数内，该足球目标在每帧中出现，且其位置数据的偏差低于预定位置偏差阈值，其尺寸数据的偏差低于预定尺寸偏差阈值时，判断该足球目标稳定；确定稳定的足球目标为最终足球目标。例如，第一帧发现A，且A初步判断为足球目标；第二帧发现B，B的位置距离A的位置低于阈值，且大小变化也低于阈值，且B与A距离最近，则可认为B就是A，A在两帧中出现；如此重复多帧，如果能够满足在预定帧数内，A在每帧中位置数据、尺寸数据的偏差都在预定范围内，则可判断A为稳定的足球目标，确定A为最终足球目标。

本发明实施例对获取每个运动目标与摄像机之间距离数据的方式不做限定，其可以通过视频数据直接获取，也可以在运动目标位置数据的基础上获取，在上述任意实施例的基础上，优选的，所述单独目标获取模块可以用于：根据运动目标列表中每个运动目标的位置数据，获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。

Claims (6)

1.一种基于足球检测跟踪的视频处理方法，其特征在于，包括：

根据运动员和足球在足球场上的视频信息，提取出足球场上的运动目标列表；

获取运动目标列表中每个运动目标的位置数据；

获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据；

根据每个运动目标与摄像机之间的距离数据，确定该运动目标的预定范围阈值；

根据该运动目标的位置数据、该运动目标的预定范围阈值，判断以该运动目标为中心，以预定范围阈值为半径的区域内是否存在单独目标；当存在单独目标时，判断该单独目标与该运动目标为一体；当不存在单独目标时，判断该运动目标为新的单独目标，并将该运动目标添加到单独目标列表；

对单独目标列表中每个单独目标进行特征提取，获取单独目标的特征值；所述特征值包括颜色数据、轮廓数据和尺寸数据；

对单独目标进行特征值匹配，获取足球目标列表；

获取足球目标列表中每个足球目标的特性信息；所述特性信息包括位置数据、尺寸数据、速度数据和轨迹数据；

根据特性信息，判断每个足球目标的稳定性，确定最终足球目标；

记录最终足球目标的特性信息。

2.根据权利要求1所述的基于足球检测跟踪的视频处理方法，其特征在于，所述根据特性信息，判断每个足球目标的稳定性，确定最终足球目标的步骤，具体为：

根据特性信息，获取预定帧数内，每个足球目标在每帧中位置数据、尺寸数据的偏差；当预定帧数内，该足球目标在每帧中出现，且其位置数据的偏差低于预定位置偏差阈值，其尺寸数据的偏差低于预定尺寸偏差阈值时，判断该足球目标稳定；

确定稳定的足球目标为最终足球目标。

3.根据权利要求1或2所述的基于足球检测跟踪的视频处理方法，其特征在于，所述获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据的步骤，具体为：

根据运动目标列表中每个运动目标的位置数据，获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据。

4.一种基于足球检测跟踪的视频处理装置，其特征在于，包括：

运动目标提取模块，用于：

根据运动员和足球在足球场上的视频信息，提取出足球场上的运动目标列表；

单独目标获取模块，用于：

获取运动目标列表中每个运动目标的位置数据；

获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据；

根据每个运动目标与摄像机之间的距离数据，确定该运动目标的预定范围阈值；

根据该运动目标的位置数据、该运动目标的预定范围阈值，判断以该运动目标为中心，以预定范围阈值为半径的区域内是否存在单独目标；当存在单独目标时，判断该单独目标与该运动目标为一体；当不存在单独目标时，判断该运动目标为新的单独目标，并将该运动目标添加到单独目标列表；

足球目标获取模块，用于：

对单独目标列表中每个单独目标进行特征提取，获取单独目标的特征值；所述特征值包括颜色数据、轮廓数据和尺寸数据；

对单独目标进行特征值匹配，获取足球目标列表；

最终目标确定模块，用于：

获取足球目标列表中每个足球目标的特性信息；所述特性信息包括位置数据、尺寸数据、速度数据和轨迹数据；

根据特性信息，判断每个足球目标的稳定性，确定最终足球目标；

记录最终足球目标的特性信息。

5.根据权利要求4所述的基于足球检测跟踪的视频处理装置，其特征在于，所述最终目标确定模块用于：

根据特性信息，获取预定帧数内，每个足球目标在每帧中位置数据、尺寸数据的偏差；

当预定帧数内，该足球目标在每帧中出现，且其位置数据的偏差低于预定位置偏差阈值，其尺寸数据的偏差低于预定尺寸偏差阈值时，判断该足球目标稳定；

确定稳定的足球目标为最终足球目标。

6.根据权利要求4或5所述的基于足球检测跟踪的视频处理装置，其特征在于，所述单独目标获取模块用于：

根据运动目标列表中每个运动目标的位置数据，获取每个运动目标与摄像机之间的距离数据。

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