基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法，包括生成场景的标注信息、候选足球的检测、足球轨迹的生成、守门员的检测和跟踪、进球的自动判决5步骤。本发明专利技术提供的基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法，通过足球赛事视频进行分析，通过生成场景的标注信息、候选足球的检测、足球轨迹的生成、守门员的检测和跟踪、进球的自动判决5步骤实现自动识别足球比赛进球，克服了现有技术中采用赛事视频中球门检测和特写镜头检测进球判断所带来的弊端。

Automatic recognition algorithm of soccer ball scoring based on panoramic video

The invention discloses a panoramic video automatic recognition algorithm based on football, including the generation of scene annotation information, candidate football detection, trajectory generation, football goalkeeper detection and tracking, automatic scoring decision 5 steps. The invention provides a panoramic video automatic recognition algorithm based on the goal, through the analysis of soccer video, by generating scene annotation information, candidate football detection, trajectory generation, football goalkeeper detection and tracking, automatic judgment of 5 steps to achieve the goal of automatic identification goal, to overcome the existing technologies the goal event detection in video and close-up defects detection goal judge brought.

【技术实现步骤摘要】
基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法
本专利技术涉及一种足球比赛视频识别的算法，尤其涉及一种基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法。
技术介绍
目前常见的是对大型足球赛事的视频进行分析，这些视频中通常会用5个镜头展示了一次进球事件，这5个镜头为射门全景远镜头、射门球员特写镜头、观众镜头、包含若干球员的中镜头和回放镜头。因此，目前通过采用对赛事视频中进行球门检测和特写镜头检测等来进行进球判断。然而在对于采用普通摄像头进行球赛无监督的录制时，视频中并无特写镜头，因此以上方法往往失效。另外，在全景模式下足球的面积较小，这使得该问题更加困难。针对现有技术中的这些缺陷，本专利技术提出了一种基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法，其中具体包括以下步骤：1)生成场景的标注信息；利用人工标注或算法自动学习的方法，获取得到场景的先验信息，根据球门大小和位置，生成比赛各方的射门及进球的兴趣区域；2)候选足球的检测；(1)从全景视频中的抠取出射门及进球的兴趣区域，建立背景模型，并从中分割出前景；(2)利用尺寸，形状，颜色等信息，对前景处进行过滤，获取一些候选的可疑足球区域；(3)利用前期对足球进行跟踪的结果，预测出当前帧足球的位置，若该位置上存在前景，则将其添加为候选的可疑足球区域；(4)对可疑球区域，利用离线的机器学习出来的足球模型，进行足球的检测，将检测出足球的区域作为候选足球区域；3)足球轨迹的生成；(1)以当前检测到的候选足球为待跟踪区域，对该区域进行跟踪(实际跟踪上+检测到的相结合得到跟踪结果)，将跟踪上的结果形成轨迹。若未跟踪上则以预测结果替代；但如若连续一段时间均未跟踪上，则结束该轨迹的跟踪；(2)利用时间顺序和空间关系，将短轨迹连接为长轨迹，形成较为完整的足球跟踪轨迹；4)守门员的检测和跟踪；(1)对射门及进球的兴趣区域的前景处，进行人体检测(建议采用头肩模式)；(2)对检测出来的人体进行匹配和跟踪，并利用多帧跟踪结果信息，判别出一般球员和守门员；(3)对守门员进行持续跟踪；5)进球的自动判决；对足球轨迹进行分析，当其y坐标在球门的上下边界，且x坐标在球门的左右边界之间时，进行以下步骤的判决。上述的基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法，其中，生成场景的标注信息步骤中，先验信息包括从视频中提取出球门；兴趣区域为y方向往球门底部处方向和顶部方向各扩展，x方向往球门左右边界各为扩展。上述的基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法，其中，进球的自动判决步骤包括：(1)判断在当前帧之前的前几秒内的足球轨迹，判断其是否与球门底线相交，包含实线相交和虚线相交，若不相交，则未进球，否则，标记为可疑射门，并转下一步；(2)对轨迹的运动状态进行判决，若发现轨迹运动方向发生超过90度的突变，或轨迹运动速度递减且接近零，则认为可疑进球；否则，未进球。上述的基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法，其中，在判断出可疑进球后，对随后的2秒内对守门员的运动状态进行分析，若该段时间内守门员移动距离小于1米，则认为进球，否则，认为未进球。本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果：通过足球赛事视频进行分析，通过生成场景的标注信息、候选足球的检测、足球轨迹的生成、守门员的检测和跟踪、进球的自动判决5步骤实现自动识别足球比赛进球，克服了现有技术中采用赛事视频中球门检测和特写镜头检测进球判断所带来的弊端。附图说明图1为本专利技术提供的基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。本专利技术提供的基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法，具体方案包括：一、生成场景的标注信息。利用人工标注或算法自动学习的方法，获取得到场景的一些先验信息(如从视频中提取出球门)。根据球门大小和位置，生成比赛各方的射门及进球的兴趣区域(y方向可往球门底部处方向和顶部方向各扩展一定比例，x方向可以往球门左右边界各为扩展一定比例)。二、候选足球的检测。(1)从全景视频中的抠取出射门及进球的兴趣区域，建立背景模型，并从中分割出前景；(2)利用尺寸，形状，颜色等信息，对前景处进行过滤，获取一些候选的可疑足球区域；(3)利用前期对足球进行跟踪的结果，预测出当前帧足球的位置，若该位置上存在前景，则将其添加为候选的可疑足球区域；(4)对可疑球区域，利用离线的机器学习出来的足球模型，进行足球的检测，将检测出足球的区域作为候选足球区域。三、足球轨迹的生成。(1)以当前检测到的候选足球为待跟踪区域，对该区域进行跟踪(实际跟踪上+检测到的相结合得到跟踪结果)，将跟踪上的结果形成轨迹。若未跟踪上则以预测结果替代；但如若连续一段时间均未跟踪上，则结束该轨迹的跟踪；(2)利用时间顺序和空间关系，将短轨迹连接为长轨迹，形成较为完整的足球跟踪轨迹。四、守门员的检测和跟踪。(1)对射门及进球的兴趣区域的前景处，进行人体检测(建议采用头肩模式)；(2)对检测出来的人体进行匹配和跟踪，并利用多帧跟踪结果信息，判别出一般球员和守门员；(3)对守门员进行持续跟踪。五、进球的自动判决。对足球轨迹进行分析，当其y坐标在球门的上下边界，且x坐标在球门的左右边界之间时，进行以下步骤的判决：(1)判断在当前帧之前的前几秒内的足球轨迹，判断其是否与球门底线相交(包含实线相交和虚线相交)，若不相交，则未进球，否则，标记为可疑射门，并转下一步；(2)对轨迹的运动状态进行判决，若发现轨迹运动方向发生超过90度的突变，或轨迹运动速度递减且接近零，则认为可疑进球；否则，未进球。在判断出可疑进球后，对随后的较短一段时间内(2秒内)，对守门员的运动状态进行分析，若该段时间内守门员移动距离较小(小于1米)，则认为进球，否则，认为未进球。虽然本专利技术已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本专利技术，任何本领域技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本专利技术的保护范围当以权利要求书所界定的为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法，其特征在于，包括以下步骤：1)生成场景的标注信息；利用人工标注或算法自动学习的方法，获取得到场景的先验信息，根据球门大小和位置，生成比赛各方的射门及进球的兴趣区域；2)候选足球的检测；(1)从全景视频中的抠取出射门及进球的兴趣区域，建立背景模型，并从中分割出前景；(2)利用尺寸，形状，颜色等信息，对前景处进行过滤，获取一些候选的可疑足球区域；(3)利用前期对足球进行跟踪的结果，预测出当前帧足球的位置，若该位置上存在前景，则将其添加为候选的可疑足球区域；(4)对可疑球区域，利用离线的机器学习出来的足球模型，进行足球的检测，将检测出足球的区域作为候选足球区域；3)足球轨迹的生成；(1)以当前检测到的候选足球为待跟踪区域，对该区域进行跟踪，将跟踪上的结果形成轨迹，若未跟踪上则以预测结果替代；但如若连续一段时间均未跟踪上，则结束该轨迹的跟踪；(2)利用时间顺序和空间关系，将短轨迹连接为长轨迹，形成较为完整的足球跟踪轨迹；4)守门员的检测和跟踪；(1)对射门及进球的兴趣区域的前景处，进行人体检测(建议采用头肩模式)；(2)对检测出来的人体进行匹配和跟踪，并利用多帧跟踪结果信息，判别出一般球员和守门员；(3)对守门员进行持续跟踪；5)进球的自动判决；对足球轨迹进行分析，当其y坐标在球门的上下边界，且x坐标在球门的左右边界之间时，进行以下步骤的判决。...

【技术特征摘要】
1.一种基于全景视频的自动识别足球比赛进球的算法，其特征在于，包括以下步骤：1)生成场景的标注信息；利用人工标注或算法自动学习的方法，获取得到场景的先验信息，根据球门大小和位置，生成比赛各方的射门及进球的兴趣区域；2)候选足球的检测；(1)从全景视频中的抠取出射门及进球的兴趣区域，建立背景模型，并从中分割出前景；(2)利用尺寸，形状，颜色等信息，对前景处进行过滤，获取一些候选的可疑足球区域；(3)利用前期对足球进行跟踪的结果，预测出当前帧足球的位置，若该位置上存在前景，则将其添加为候选的可疑足球区域；(4)对可疑球区域，利用离线的机器学习出来的足球模型，进行足球的检测，将检测出足球的区域作为候选足球区域；3)足球轨迹的生成；(1)以当前检测到的候选足球为待跟踪区域，对该区域进行跟踪，将跟踪上的结果形成轨迹，若未跟踪上则以预测结果替代；但如若连续一段时间均未跟踪上，则结束该轨迹的跟踪；(2)利用时间顺序和空间关系，将短轨迹连接为长轨迹，形成较为完整的足球跟踪轨迹；4)守门员的检测和跟踪；(1)对射门及进球的兴趣区域的前景处，进行人体检测(建议采用头肩模式)；(2)对检测出来的人体进行匹配...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剡，贺岳平，朱明亮，
申请(专利权)人：上海慧体网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31