[发明专利]一种在全景模式下对球赛视频中足球进行跟踪的算法

说明书

本发明公开了一种在全景模式下对球赛视频中足球进行跟踪的算法，1)生成场景标注；2)候选球的检测；3)短轨迹的生成；4)短轨迹的矫正和过滤；5)连接短轨迹为长轨迹。本发明提供的一种在全景模式下对球赛视频中足球进行跟踪的算法，利用足球运动中球场的一些先验信息(如球场运动场位置，球门位置，球员平均身高等)，和足球的几个主要运动形态(地面传球，上吊传球，球员带球)，提取出其对应的运动特征，将这些运动特征加入到足球的跟踪中，以提高跟踪的准确性。

技术领域

本发明涉及一种比赛视频跟踪的算法，尤其涉及一种在全景模式下对球赛视频中足球进行跟踪的算法。

背景技术

采用普通摄像头进行球赛无监督的录制时，由于运动的足球速度过快，及所采用的摄像机镜头的质量问题，常导致高速运动的足球存在运动模糊、虚影和残影问题；同时常发生球与球员接触或被球员遮挡的情况，且在全景模式下足球的面积较小，这使得一般的目标跟踪方法对球赛中足球跟踪效果较差。针对现有技术中球赛视频中足球跟踪技术的缺陷，本发明提供了一种在全景模式下对球赛视频中足球进行跟踪的算法，以克服现有技术中存在的上述不足。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种在全景模式下对球赛视频中足球进行跟踪的算法，其中：包括以下5步：

1)生成场景标注，利用人工标注或算法获取得到场景的先验信息；

2)候选球的检测；

(1)对全景视频，建立背景模型，从中分割出前景；

(2)利用尺寸、形状、颜色信息对前景处进行过滤，获取候选的可疑足球区域；

(3)利用前期对球进行跟踪的结果，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)对可疑足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)短轨迹的生成；

(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；如若连续一段时间均未跟踪上，则结束该轨迹的跟踪；

(2)对当前检测和跟踪到的球区域的扩展区域，进行人体检测；

4)短轨迹的矫正和过滤；利用场景的先验信息和人体检测的信息，结合足球的运动规律，对轨迹进行活动的判断，根据预期的活动对改轨迹进行矫正和过滤；

5)连接短轨迹为长轨迹；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。

上述的一种在全景模式下对球赛视频中足球进行跟踪的算法，其中：生成场景标注步骤中，取得到场景的先验信息包括从视频中分割出足球场地，从视频中提取出球门位置，标注出视频中足球场地远处及近处普通球员的身高。

上述的一种在全景模式下对球赛视频中足球进行跟踪的算法，其中：

在短轨迹的矫正和过滤步骤中，其中，对轨迹进行活动的判断如下：

如短轨迹中球的中心坐标近似为直线，则判为地面传球；

如短轨迹球的中心坐标近似为开口向下的抛物线，则判为上吊传球；

如短轨迹中球的中心附近存在人体，y坐标远低于该处球员身高，则判为球员带球。

上述的一种在全景模式下对球赛视频中足球进行跟踪的算法，其中：

在短轨迹的矫正和过滤步骤中，其中，根据预期的活动对改轨迹进行矫正和过滤如下：