[发明专利]一种对球员位置的自动检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及在足球视频中对球员位置的自动检测，具体的说，是涉及一种对球员位置的自动检测方法。

背景技术

足球作为全球最流行的球类体育项目之一，一直拥有广大的参与和关注群体，而其蕴含的巨大商业价值也使得人们对足球视频进行着不断的研究。其中对足球视频的自动分析是一个主要的方面，具体包括对视频的检索、总结、检测、加强等方面，进而进行语义层次上的理解，比如战术和场上形式分析等等。而对于上述问题的研究，一个需要解决的重要问题就是球场上球员的位置，球员位置的确定能够提供很多的语义信息。另一方面，随着便携移动终端的流行，能够随时随地在移动终端上观看到足球比赛直播，对广大的足球爱好者无疑具有很强的诱惑力。但是在小屏幕上欣赏足球比赛，特别是比赛中的远景镜头，观众的视觉体验和观赏感受是无法保障的。解决的一个方法便是只播放视频画面中观众感兴趣区域，而这个感兴趣区域的划定也是需要加入球员的位置信息的。

直播足球视频作为一种具体的视频类别，有其自身的特点。比如球员和球的活动基本上都是在足球场上进行的，而球场有特定的颜色，足球有其特定的形状和大体颜色。球员的球衣一般也有着鲜明的特点。另外，足球视频镜头的分类，一般有三种：远景镜头、中景镜头和近景镜头。其中，在包含球员的中景镜头和近景镜头中，球员大都作为镜头内容的主体，位置比较容易确定。而在远景镜头中，球员的尺寸相对于整个镜头来说是比较小的，镜头里的背景物体也比较复杂，引入了很多噪声会对球员的检测造成强烈的干扰。

发明内容

本发明的目的在于，为足球视频直播的远景镜头，对球员位置的准确检测问题提供一种自动检测方法，即一种对球员位置的自动检测方法。

为了实现以上目的，本发明的一种对球员位置的自动检测方法，该方法用于自动检测足球视频的远景镜头中球员的位置，所述的方法包括如下步骤：

1)对足球视频解码，分析其镜头类型，得到连续的远景镜头帧；

2)对远景镜头帧图像进行处理，提取球场部分；

3)检测球员所在的球场区域；

4)在球场区域上，对球员进行检测。

其中，步骤1)所述的情况通常目前的足球视频均经过了mpeg、H.264等编码，利用ffmpeg就可以解码成连续的帧。至于对镜头类型的确定，如“Keewon Seo，Jaeseung Ko，Ilkoo Ahn and Changick Kim，in IEEE Trans.CSVT，vol.17，no.10，Oct.2007，An Intelligent Display Scheme of Soccer Video on Mobile Devices”中描述的方法，对当前帧的区域进行黄金分割，在各区域内考察其属于草地颜色的像素所占的比例

上述技术方案，所述的步骤2)中根据对连续多个帧(例如，30或20帧)画面上的主区域颜色的统计得到主颜色，由于足球视频中大多帧的主要部分就是球场，依照这个主颜色值便可以确定球场的大体颜色，进而提取图像的球场部分。具体方法如步骤1)中的文献中所描述。

这里，例如可以采用HSV颜色模型，因为HSV颜色模型跟人的感知更加切合，也适合于分辨不同的色彩。其色彩分量(Hue)能独立的表现不同亮度情况下的色彩，这样就可以排除球场在不同天气、灯光情况的干扰。

上述技术方案，所述的步骤3)还包含如下子步骤：

(3-1)将远景镜头帧图像分成16x16的小块，对于每个小块，根据其属于球场颜色像素点的比例划定为球场颜色块或非球场颜色块；

(3-2)再对得到的每个非球场颜色块进行进一步判定，如果该块周围大多是非球场区域块，便可以认定此块是位于球场之外；否则便认定此块是位于球场区域上的非球场部分，至此所有的球场颜色块和位于球场上的非球场颜色块合在一起，形成了球场区域，在这个球场区域上对球员进行检测。

上述技术方案，所述步骤4)还包含如下子步骤：

(4-1)对于球场区域上所有的非球场颜色的像素点值设定为1，其他的像素点值设定为0，建立该球场区域的二值图；

(4-2)检测二值图上值为1的所有物体，根据其大小进行筛选，排除尺寸过小和过大的物体以及噪声。

其中，所述的步骤(4-2)针对尺寸过大或过小的物体排除，具体步骤如下：

(a)将足球的大小设定在80至150个像素点范围，如果二值图上的物体尺寸小于150个像素点时，判定不是球员而直接删去，排除过小的物体；