一种台球碰撞关系识别方法及台球比赛计分系统技术方案

本发明专利技术公开了一种台球碰撞关系识别方法以及台球比赛计分系统，该方法包括以下步骤：根据比赛图像识别出台球，该台球包括母球以及若干目标球；获取至少两帧比赛过程图像，根据帧间差异，识别出运动中的台球的预测运动区域，确定该台球的预测运动区域的重叠或者接近信息；根据台球比赛规则，并基于该重叠或者接近信息确定碰撞目标球的信息。本发明专利技术的方法识别台球碰撞关系更准确，使得该计分系统更可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种台球碰撞关系识别方法及台球比赛计分系统
本专利技术涉及体育运动计算机辅助设备
，特别是涉及一种台球碰撞关系识别方法以及台球比赛计分系统。
技术介绍
台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、依靠完成目标或者计算得分确定比赛胜负的室内娱乐体育项目，根据器材和规则的不同，又分为中式台球、美式台球、法式台球、俄式台球、开伦台球、斯诺克台球等项目。几乎每一种台球项目计算机辅助设备都需要判断台球碰撞关系，该台球碰撞关系包括台球与台球之前的碰撞，以及台球与库边之间的碰撞。例如，斯诺克台球要求在每次击球过程中，母球(即白球)首先撞击的目标球(即母球以外的球)必须是活球(即合法目标球)，若母球首先撞击非活球或者未撞击任何球即为犯规；中式台球除了该要求，还要求在每次击球过程中，若没有活球入袋，则必须有至少一个球吃库(即撞击库边)，否则即为犯规。长期以来，判断台球碰撞关系依赖于裁判员肉眼判断，不仅耗费人力而且容易造成漏判和误判，近年来才出现了一些利用人工智能以及图像识别技术可自动判断台球碰撞关系。例如，中国专利第CN101947385B号披露了一种在斯诺克运动中获取台球碰撞关系和完整运动轨迹的方法。其给出了一种在斯诺克运动中获取台球碰撞关系和完整运动轨迹的方法，该方法包括：获取一杆斯诺克台球运动的连续帧图像，确定各帧图像中各台球的台面平面坐标位置，在获取各个台球运动轨迹中对台球碰撞点的运动轨迹进行修正；即在连续帧中，依据各个台球的运动轨迹位置坐标的变化，判断当前帧当前球的运动轨迹方向是不是有改变，如果有改变，判断碰撞关系、修正当前台球在碰撞点的坐标。但是，现有技术的应用比较狭窄，局限于斯诺克台球。另外，现有技术强调的轨迹转折与碰撞事件没有必然对应关系：对母球来说，弧线球没有发生碰撞却有转折，撞击到满球(目标球中心到母球中心运动轨迹的投影距离为零或很小)、薄球(目标球中心到母球中心运动轨迹的投影距离略小于球直径长度)、贴球(母球刚好撞击到目标球即停止且与目标球相贴)可能几乎没有转折；对目标球来说，即使将由静止开始运动视为轨迹转折，也有可能被撞击到却保持原位置不动(由于母球速度不够或者目标球可能运动的方向被其他球或者库边挡住)。因此，现有技术没有很好解决满球、薄球、贴球等例外情况的碰撞关系识别和计算，不够合理和准确，仍然容易造成漏判和误判。因此，现有的计算机辅助台球裁判计分技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术针对以上存在的技术问题，提供一种碰撞关系判断更准确的台球碰撞关系识别方法以及台球比赛计分系统。第一方面，本专利技术实施方式提供的技术方案是：提供一种台球碰撞关系识别方法，包括以下步骤：根据比赛图像识别出台球，该台球包括母球以及若干目标球；获取至少两帧比赛过程图像，根据帧间差异，识别出运动中的台球的预测运动区域，确定该台球的预测运动区域的重叠或者接近信息；根据台球比赛规则，并基于该重叠或者接近信息确定碰撞目标球的信息。在另一实施例中，该台球碰撞关系识别方法还包括以下步骤：根据该帧间差异，识别出该母球的速度变化信息；根据台球比赛规则，并基于该重叠或者接近信息以及该母球的速度变化信息确定碰撞目标球的信息。在再一实施例中，该台球碰撞关系识别方法还包括以下步骤：根据该帧间差异，识别出该目标球的速度变化信息；根据台球比赛规则，并基于该重叠或者接近信息以及该目标球的速度变化信息确定碰撞目标球的信息。在又一实施例中，该台球碰撞关系识别方法还包括以下步骤：根据该帧间差异，识别出该母球的速度变化信息；根据该帧间差异，识别出该目标球的速度变化信息；根据台球比赛规则，并基于该重叠或者接近信息、该母球的速度变化信息、该目标球的速度变化信息确定碰撞目标球的信息。优选地，该台球的预测运动区域包括该母球的预测运动区域的与若干目标球的预测运动区域，该若干目标球的预测运动区域为圆形投影，在根据台球比赛规则，基于该重叠或者接近信息确定碰撞台球的信息为在该母球的预测运动区域内查找初次与目标球相切的母球位置并推测为碰撞台球的信息，具体包括：获取第一帧与第二帧两帧比赛过程图像；根据该帧间差异，识别出该母球的速度信息；根据该帧间差异，识别出该目标球的速度信息；在该母球的预测运动区域内识别出与若干目标球的圆形投影的重叠或者接近信息；根据该重叠或者接近信息确定所有碰撞目标球的信息；根据碰撞目标球的信息、该母球的速度信息以及帧间时间间隔预测出所有碰撞目标球的撞击时间和撞击前的母球运动距离；对预测的该所有碰撞目标球的撞击时间进行排序，确定该母球首次撞击的目标球的撞击位置与撞击时间。该台球碰撞关系识别方法还包括设置修正系数调整该撞击前的母球运动距离。该台球碰撞关系识别方法还包括在库边反射时，以库边为镜像构建该母球的预测运动区域。优选地，该台球的预测运动区域包括该母球的预测运动区域的与若干目标球的预测运动区域，该若干目标球的预测运动区域为圆形投影，该母球的速度变化信息包括母球速率变化信息以及母球方向变化信息，在根据台球比赛规则，并基于该母球的速度变化信息确定碰撞台球的信息的步骤包括：获取第一帧与第二帧两帧比赛过程图像；根据该帧间差异，识别出该母球的速度信息，该母球的速度信息包括速率以及方向；在第二帧检测到该母球速度变化信息或者母球方向变化信息；在该母球的预测运动区域内查找初次与目标球相切的母球位置或者与目标球最接近的母球位置并推测为撞击位置；根据该母球的速度信息以及帧间时间间隔预推测出该撞击位置的撞击时间优选地，该台球的预测运动区域包括该母球的预测运动区域的与若干目标球的预测运动区域，该若干目标球的预测运动区域为圆形投影，该目标球的速度变化信息包括目标球速率变化信息以及目标球方向变化信息，在根据台球比赛规则，基于该目标球的速度变化信息确定碰撞台球的信息的步骤包括：获取多帧比赛过程图像；根据该帧间差异，识别出该目标球的速度信息，该目标球的速度信息包括速率以及方向；在检测到目标球的速度变化信息时，并且该目标球的圆形投影与该母球的预测运动区域存在该重叠或者接近信息，则判断该母球碰撞到该目标球。进一步地，在根据台球比赛规则，基于该目标球的速度变化信息确定碰撞台球的信息的步骤还包括：获取第一帧到第二帧的比赛过程图像；在第二帧检测到目标球的方向变化信息时，该目标球相对原停止位置发生位移，并且该目标球的圆形投影与该母球的预测运动区域无该重叠或者接近信息；识别该目标球的接触球链，识别该接触球链与该母球的预测运动区域有重叠或者接近信息的链头目标球，则判断该母球碰撞到该链头目标球，并确定该链头目标球的撞击位置与撞击时间。第二方面，本专利技术实施方式提供的技术方案是：提供一种台球比赛计分系统，包括：台球识别单元，用于根据比赛图像识别出台球，该台球包括母球以及若干目标球；运动区域识别单元，用于获取至少两帧比赛过程图像，根据帧间差异，识别出运动中的台球的预测运动区域，确定该预测运动区域的重叠或者接近信息；碰撞判断单元，用于根据台球比赛规则，并基于该重叠或者接近信息确定碰撞目标球的信息。该台球比赛计分系统还包括基础计算单元，用于获取第一帧与第二帧两帧比赛过程图像；用于根据该帧间差异，识别出该母球的速度信息；用于根据该帧间差异，识别出该目标球的速度信息；其中，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种台球碰撞关系识别方法，其特征在于，包括以下步骤：根据比赛图像识别出台球，所述台球包括母球以及若干目标球；获取至少两帧比赛过程图像，根据帧间差异，识别出运动中的台球的预测运动区域，确定所述台球的预测运动区域的重叠或者接近信息；根据台球比赛规则，并基于所述重叠或者接近信息确定碰撞目标球的信息。

【技术特征摘要】
1.一种台球碰撞关系识别方法，其特征在于，包括以下步骤：根据比赛图像识别出台球，所述台球包括母球以及若干目标球；获取至少两帧比赛过程图像，根据帧间差异，识别出运动中的台球的预测运动区域，确定所述台球的预测运动区域的重叠或者接近信息；根据台球比赛规则，并基于所述重叠或者接近信息确定碰撞目标球的信息。2.根据权利要求1所述的台球碰撞关系识别方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据所述帧间差异，识别出所述母球的速度变化信息；根据台球比赛规则，并基于所述重叠或者接近信息以及所述母球的速度变化信息确定碰撞目标球的信息。3.根据权利要求1所述的台球碰撞关系识别方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据所述帧间差异，识别出所述目标球的速度变化信息；根据台球比赛规则，并基于所述重叠或者接近信息以及所述目标球的速度变化信息确定碰撞目标球的信息。4.根据权利要求1所述的台球碰撞关系识别方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据所述帧间差异，识别出所述母球的速度变化信息；根据所述帧间差异，识别出所述目标球的速度变化信息；根据台球比赛规则，并基于所述重叠或者接近信息、所述母球的速度变化信息、所述目标球的速度变化信息确定碰撞目标球的信息。5.根据权利要求1所述的台球碰撞关系识别方法，其特征在于，所述台球的预测运动区域包括所述母球的预测运动区域的与若干目标球的预测运动区域，所述若干目标球的预测运动区域为圆形投影，在根据台球比赛规则，基于所述重叠或者接近信息确定碰撞台球的信息为在所述母球的预测运动区域内查找初次与目标球相切的母球位置并推测为碰撞台球的信息，具体包括：获取第一帧与第二帧两帧比赛过程图像；根据所述帧间差异，识别出所述母球的速度信息；根据所述帧间差异，识别出所述目标球的速度信息；在所述母球的预测运动区域内识别出与若干目标球的圆形投影的重叠或者接近信息；根据所述重叠或者接近信息确定所有碰撞目标球的信息；根据碰撞目标球的信息、所述母球的速度信息以及帧间时间间隔预测出所有碰撞目标球的撞击时间和撞击前的母球运动距离；对预测的所述所有碰撞目标球的撞击时间进行排序，确定所述母球首次撞击的目标球的撞击位置与撞击时间。6.根据权利要求5所述的台球碰撞关系识别方法，其特征在于，设置修正系数调整所述撞击前的母球运动距离。7.根据权利要求6所述的台球碰撞关系识别方法，其特征在于，在库边反射时，以库边为镜像构建所述母球的预测运动区域。8.根据权利要求2所述的台球碰撞关系识别方法，其特征在于，所述台球的预测运动区域包括所述母球的预测运动区域的与若干目标球的预测运动区域，所述若干目标球的预测运动区域为圆形投影，所述母球的速度变化信息包括母球速率变化信息以及母球方向变化信息，在根据台球比赛规则，并基于所述母球的速度变化信息确定碰撞台球的信息的步骤包括：获取第一帧与第二帧两帧比赛过程图像；根据所述帧间差异，识别出所述母球的速度信息，所述母球的速度信息包括速率以及方向；在第二帧检测到所述母球速度变化信息或者母球方向变化信息；在所述母球的预测运动区域内查找初次与目标球相切的母球位置或者与目标球最接近的母球位置并推测为撞击位置；根据所述母球的速度信息以及帧间时间间隔预推测出所述撞击位置的撞击时间。9.根据权利要求3所述的台球碰撞关系识别方法，其特征在于，所述台球的预测运动区域包括所述母球的预测运动区域的与若干目标球的预测运动区域，所述若干目标球的预测运动区域为圆形投影，所述目标球的速度变化信息包括目标球速率变化信息以及目标球方向变化信息，在根据台球比赛规则，基于所述目标球的速度变化信息确定碰撞台球的信息的步骤包括：获取多帧比赛过程图像；根据所述帧间差异，识别出所述目标球的速度信息，所述目标球的速度信息包括速率以及方向；在检测到目标球的速度变化信息时，并且所述目标球的圆形投影与所述母球的预测运动区域存在所述重叠或者接近信息，则判断所述母球碰撞到所述目标球。10.根据权利要求9所述的台球碰撞关系识别方法，其特征在于，在根据台球比赛规则，基于所述目标球的速度变化信息确定碰撞台球的信息的步骤还包括：获取第一帧到第二帧的比赛过程图像；在第二帧检测到目标球的方向变化信息时，所述目标球相对原停止位置发生位移，并且所述目标球的圆形投影与所述母球的预测运动区域无所述重叠或者接近信息；识别所述目标球的接触球链，识别所述接触球链与所述母球...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋，
申请(专利权)人：梁栋，
类型：发明
国别省市：广东,44