[发明专利]一种适用于校园足球比赛的多路视频自动编辑方法

权利要求书

1.一种适用于校园足球比赛的多路视频自动编辑方法，其特征在于，包括：

视频获取：通过多路摄像机拍摄及球场范围标定，获取准确的多路视频图像；在视频获取步骤中，首先准备四台低成本摄像机，将视频拍摄帧率调整为30-60帧；

视频自动编辑：对所述的多路视频图像依次通过视频背景建模以及球、人运动目标检测，将多路视频自动编辑为一路输出视频；

所述的视频获取的具体步骤为，

1)调整摄像机帧率，打开摄像机并设置为视频拍摄模式；

2)用四台摄像机拍摄同一个毫秒级的秒表；

3)保持摄像机为摄像状态，将四台摄像机分别架设到在球场的四个角点；

4)保持每台摄像机的摄影角度不变，进行视频拍摄；

5)根据最初拍摄的秒表帧图像将四路摄像机进行时间同步，找出每一时刻对应的四路图像；

6)对四路图像画面中的球场草坪范围进行标记，分出球场草坪区与非草坪区域；

7)对图像中草坪区域进行背景估计后，输出多路视频图像；

所述的视频自动编辑的具体步骤为，

1)对球场草坪区图像进行背景建模和分析，得到四路图像中的运动目标联通体；

2)检测所有运动目标联通体，标定出足球；

3)自动判断捕捉到足球的摄像机，若只有一路图像中含有足球，则将该路图像设为视频剪辑中的当前帧；若多路图像中含有足球，则比较足球在各图像中的面积，将含有足球图像面积最大的图像设为当前帧；若多路图像中含有足球，且图像面积间的差别在10％以内，则根据图像中所有运动目标联通体的总面积进行判断，将运动目标联通体总面积最大的图像设为视频输出的当前帧；

4)输出四路当中的最优图像作为当前视频帧，得到编辑后的视频；

所述的背景建模和分析包括对最初记录的100帧视频图像依次进行背景初始化及背景更新；

所述的背景初始化的具体步骤为，

1)逐帧获取每帧图像，并记录每帧的像素，若当前记录的图像为100帧，进行下一步；若小于100帧，则继续读取直至等于100帧，进行下一步；

2)对最初记录的100帧视频图像的像素按照C均值聚类的方式将其分为三类，每一类视为一类背景，统计每一类别背景的所有像素颜色的均值和标准差作为背景的中心值和变化范围，并记录属于每类背景的像素个数；

3)设置一个类别中心值的差别阈值，若某两类背景中心值的欧式距离小于该阈值，则将两类背景合并；

所述的背景更新具体方式为，

1)根据最新获取的像素及其颜色值，分别计算该颜色值与各类别背景中心点之间的欧氏距离，将最小值所在的背景视为与新像素最接近的背景；

2)若与新像素最接近的背景的当前像素数量小于10，且新像素颜色值与最接近背景的均值的欧式距离小于20，则直接判断为新像素属于背景，将新像素添加到此类别背景中，并令像素的数量加1；若更新后的像素数量大于或等于10，统计该背景的中心值和标准差，删除背景总像素中记录时间最早的像素点，保证三类背景的总像素数量为n；

3)若与新像素最接近的背景的当前像素数量大于或等于10，且新像素颜色值与最接近背景的均值的欧式距离小于背景标准差的3倍，则将新像素添加到此类别背景中，并更新此类别背景的中心点和标准差，删除背景总像素中记录时间最早的像素点，保证背景的总像素数量为n；

4)若与新像素最接近的背景不属于上面的两种情况，则认为发现了新类别的背景；若当前时刻的背景数量等于3，则将像素数量最小的那一类背景删除，并删除属于该背景的所有像素；删除后，通过新像素建立新的类别背景，新背景中心值为新像素的颜色值，新背景的像素数量为1，标准差暂不估计。

2.根据权利要求1所述的一种适用于校园足球比赛的多路视频自动编辑方法，其特征在于，所述的运动目标联通体的获取过程为，将每一帧出现的新像素作为运动目标候选像素；对于每一帧中的运动目标候选像素，将所有八邻域连通的像素组合起来，以此构成多个运动目标联通体。

3.根据权利要求1所述的一种适用于校园足球比赛的多路视频自动编辑方法，其特征在于，所述的检测所有运动目标连通体的操作为，根据所述的运动目标联通体的面积和与圆的近似程度来判断足球的当前位置，并根据所述的运动目标联通体的面积计算当前视频中运动目标的大小。