CN110443859B - 一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法及系统 - Google Patents

一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法及系统，方法包括：拍摄击球后桌球停止运动时的桌球台面的俯视图，记为第一图像；步骤2、将所述第一图像进行中值滤波得到第二图像，其中，所述中值滤波的窗口尺寸为3或5；步骤3、将第二图像进行灰度化得到第三图像；步骤4、将第三图像进行二值化得到第四图像，其中，所述二值化的阈值为212‑252；步骤5、判断所述第四图像的所有像素点是否均为0，是则输出桌球犯规信号。系统包括：俯视图拍摄模块、中值滤波模块、灰度化模块、二值化模块和判断模块。利用了母球的独特性，通过图像处理通过判断母球是否位于桌球台面上来判断桌球是否犯规，智能化程度高。本发明可应用与桌球中。

Description

一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机视觉技术领域，特别涉及一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法及系统。
背景技术
桌球是一项在国际上广泛流行的高雅室内体育运动，是一种用球杆在台上击球、依靠计算得分确定比赛胜负的室内娱乐体育项目。桌球已发展成为多种多样：有中式八球、俄式落袋桌球、英式落袋桌球、开伦桌球、美式落袋桌球和斯诺克桌球，其中斯诺克最为普遍，已成为一项比赛项目。
对于桌球来说，当母球离开球桌则判定为犯规，现有的对于母球离开球桌的判断方式为人工判断，这种人工判断的方式限制着桌球的智能化发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能化高的桌球母球离开球桌而导致犯规的判断方法及系统。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法，包括：
步骤1、拍摄击球后桌球停止运动时的桌球台面的俯视图，记为第一图像；
步骤2、将所述第一图像进行中值滤波得到第二图像，其中，所述中值滤波的窗口尺寸为3或5；
步骤3、将第二图像进行灰度化得到第三图像；
步骤4、将第三图像进行二值化得到第四图像，其中，所述二值化的阈值为212-252；
步骤5、判断所述第四图像的所有像素点是否均为0，是则输出桌球犯规信号。
进一步，在步骤2中，所述中值滤波的窗口滤波为3。
进一步，在步骤4中，所述二值化的阈值为215。
进一步，在步骤5中，所述第四图像的所有像素点是否均为0的判断方法为：
步骤5.1、将第四图像转换以灰度值为元素的矩阵G；
步骤5.2、将矩阵G与零矩阵进行对比，当矩阵G等于零矩阵，则第四图像的所有像素点均为0。
一种基于计算机视觉的桌球犯规判断系统，包括：俯视图拍摄模块、中值滤波模块、灰度化模块、二值化模块和判断模块；
所述俯视图拍摄模块用于拍摄击球后桌球停止运动时的桌球台面的俯视图，记为第一图像，并将所述第一图像传递中值滤波模块；
所述中值滤波模块用于将所述第一图像进行中值滤波得到第二图像，并将所述第二图像传递给灰度化模块，其中，所述中值滤波的窗口尺寸为3或5；
所述灰度化模块用于将第二图像进行灰度化得到第三图像，并将所述第三图像传递给二值化模块；
所述二值化模块用于将第三图像进行二值化得到第四图像，并将所述第四图像传递给判断模块，其中，所述二值化的阈值为212-252；
所述判断模块用于判断所述第四图像的所有像素点是否均为0，是则输出桌球犯规信号。
进一步，所述判断模块设有：转换模块和比较模块；
所述转换模块用于将第四图像转换以灰度值为元素的矩阵G；
所述比较模块用于将矩阵G与零矩阵进行对比，当矩阵G等于零矩阵时，则输出桌球犯规信号。
本发明的有益效果是：利用了母球的独特性，通过图像处理通过判断母球是否位于桌球台面上来判断桌球是否犯规，智能化程度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是桌球犯规判断方法的步骤流程图；
图2是第一图像的示意图；
图3是第二图像的示意图；
图4是第四图像的示意图；
图5是第四图像的所有像素点是否均为0的判断方法的步骤流程图；
图6是桌球犯规判断系统的系统框图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参考图1、图2、图3和图4,一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法，包括：
步骤S100、拍摄击球后桌球停止运动时的桌球台面的俯视图，记为第一图像；(本实施例以母球离开了桌球台面为例，第一图像为母球已经离开桌球台面)。
步骤S200、将所述第一图像进行中值滤波得到第二图像；其中，所述中值滤波的窗口尺寸为3-5，本实施例为3；
步骤S300、将第二图像进行灰度化得到第三图像；
步骤S400、将第三图像进行二值化得到第四图像；其中，所述二值化的阈值为212-252，本实施例为215；
步骤S500、判断所述第四图像的所有像素点是否均为0，是则输出桌球犯规信号。
考虑到母球为白色，而桌球其他部分均为非白色，如果母球位于桌球的台面上时，在第一图像中会存在一个明显的白色区域。如果母球不位于桌球的台面上，则在第一图像中不会存在明显的白色区域。基于以上思路，本方法利用了中值滤波、灰度化和二值化手段，将第一图像转换为第四图像，去除掉非母球的信息，最后利用第四图像是否存在母球信息来判断母球是否存在在桌球台面上，继而判断桌球是否犯规。
本申请创造性的利用了母球的独特性，通过图像处理通过判断母球是否位于桌球台面上来判断桌球是否犯规，智能化程度高。
参考图5，作为优化，在步骤S500中，所述第四图像的所有像素点是否均为0的判断方法为：
步骤S510、将第四图像转换以灰度值为元素的矩阵G；
步骤S520、将矩阵G与零矩阵进行对比，当矩阵G等于零矩阵，则第四图像的所有像素点均为0。
通过将第四图像转换为矩阵G，将图像转换为数字，方便计算机进行判断处理。
参考图6，一种基于计算机视觉的桌球犯规判断系统，该系统可以执行上述的一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法，其中，该系统包括：俯视图拍摄模块110、中值滤波模块120、灰度化模块130、二值化模块140和判断模块150，
所述俯视图拍摄模块110用于拍摄击球后桌球停止运动时的桌球台面的俯视图，记为第一图像，并将第一图像传递给中值滤波模块120。
中值滤波模块120用于将所述第一图像进行中值滤波得到第二图像，并将所述第二图像传递给灰度化模块130，其中，中值滤波模块120对于中值滤波的窗口尺寸是可调的，调整的范围为3或5，本实施例的中值滤波模块120的中值滤波的窗口尺寸预设为3。
灰度化模块130用于将第二图像进行灰度化得到第三图像，并将所述第三图像传递给二值化模块140；
二值化模块140用于将第三图像进行二值化得到第四图像，并将第四图像传递给判断模块150，其中，二值化模块140对于二值化的阈值是可调的，调整的范围为212-252，本实施例的二值化模块140的二值化阈值预设为215。
判断模块150用于判断所述第四图像的所有像素点是否均为0，是则输出桌球犯规信号。
考虑到母球为白色，而桌球其他部分均为非白色，如果母球位于桌球的台面上时，在第一图像中会存在一个明显的白色区域。如果母球不位于桌球的台面上，则在第一图像中不会存在明显的白色区域。基于以上思路，通过俯视图拍摄模块110拍摄击球后桌球停止运动时的桌球台面的俯视图，得到第一图像。并利用中值滤波模块120、灰度化模块130和二值化模块140对第一图像进行处理，得到第四图像，去除掉非母球的信息，最后利用判断模块150判断在第四图像是否存在母球信息，以此来判断桌球是否犯规。
作为优化，判断模块150设有：转换模块(未画出)和比较模块(未画出)；转换模块用于将第四图像转换以灰度值为元素的矩阵G；比较模块用于将矩阵G与零矩阵进行对比，当矩阵G等于零矩阵时，则输出桌球犯规信号。
通过转换模块将第四图像转换为矩阵G，将图像转换为数字，方便计算机进行判断处理。并利用比较模块对矩阵G与零矩阵进行对比，以判断桌球是否犯规。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法，其特征在于，包括：
步骤1、拍摄击球后桌球停止运动时的桌球台面的俯视图，记为第一图像；
步骤2、将所述第一图像进行中值滤波得到第二图像，其中，所述中值滤波的窗口尺寸为3或5；
步骤3、将第二图像进行灰度化得到第三图像；
步骤4、将第三图像进行二值化得到第四图像，其中，所述二值化的阈值为212-252；
步骤5、判断所述第四图像的所有像素点是否均为0，是则输出桌球犯规信号；
其中，母球为白色，而桌球其他部分均为非白色。
2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法，其特征在于，在步骤2中，所述中值滤波的窗口滤波为3。
3.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法，其特征在于，在步骤4中，所述二值化的阈值为215。
4.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的桌球犯规判断方法，其特征在于，在步骤5中，所述第四图像的所有像素点是否均为0的判断方法为：
步骤5.1、将第四图像转换以灰度值为元素的矩阵G；
步骤5.2、将矩阵G与零矩阵进行对比，当矩阵G等于零矩阵，则第四图像的所有像素点均为0。
5.一种基于计算机视觉的桌球犯规判断系统，其特征在于，包括：俯视图拍摄模块、中值滤波模块、灰度化模块、二值化模块和判断模块；
所述俯视图拍摄模块用于拍摄击球后桌球停止运动时的桌球台面的俯视图，记为第一图像，并将所述第一图像传递中值滤波模块；
所述中值滤波模块用于将所述第一图像进行中值滤波得到第二图像，并将所述第二图像传递给灰度化模块，其中，所述中值滤波的窗口尺寸为3或5；
所述灰度化模块用于将第二图像进行灰度化得到第三图像，并将所述第三图像传递给二值化模块；
所述二值化模块用于将第三图像进行二值化得到第四图像，并将所述第四图像传递给判断模块，其中，所述二值化的阈值为212-252；
所述判断模块用于判断所述第四图像的所有像素点是否均为0，是则输出桌球犯规信号；
其中，母球为白色，而桌球其他部分均为非白色。
6.根据权利要求5所述的一种基于计算机视觉的桌球犯规判断系统，其特征在于，所述判断模块设有：转换模块和比较模块；
所述转换模块用于将第四图像转换以灰度值为元素的矩阵G；
所述比较模块用于将矩阵G与零矩阵进行对比，当矩阵G等于零矩阵时，则输出桌球犯规信号。
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