[发明专利]一种智能拍球计数方法

说明书

本发明公开了一种智能拍球计数方法，属于健身运动技术领域，利用高清摄录设备(如:智能手机等)，从一定的角度对包括拍球人在内的整个拍球过程进行录制，然后分别对视频和音频信息进行处理后将球的中心像素点的高度变化图像和音频波动图绘制到同一坐标系中，且以时间帧为横轴，排除掉自然弹跳后判断音频波形图的峰值是否在一个拍球周期内，从而判断是否为有效的拍球。运用视觉及听觉等感观的机理分析，将视频及音频信息融合进行判断，来实现对拍球进行自动计数，提高了精确度。该方法不需要采用专用皮球即可实现自动精确计数，不仅可以即时计数，也可以进行录像回放。尤其随着移动摄录设备的广泛采用，该方法将具有更强的实用性。

技术领域

本发明涉及健身运动技术领域，具体地说，涉及一种智能拍球计数方法。

背景技术

拍皮球对小孩子来说是一项有益身体健康的活动，它不仅能促进孩子手眼动作的协调，增强体质，而且能促进左右脑的平衡，培养孩子的耐力和坚持性等良好品质，对孩子的发展有不可低估的作用，因此各地幼儿园常常会组织这类的比赛游戏。但拍球的过程中需要有专人统计计数，幼儿园小孩人数众多，对每人计数会很耽误老师的宝贵时间；而且有时当拍球速度快或者人注意力不集中的时候，很容易出现计数错误，因此，迫切需要一种能自动计数的办法。

现有技术中，公布号为CN106474718A的中国专利文献公开了一种击球计数方法及装置，通过检测手臂或手腕的当前运动轨迹确定当前运动是否击球成功，若击球成功，则在上次统计的击球成功次数的基础上加一，以此来对击球次数进行计数。该方法能够有效提高统计的精确度，但对于手握球拍的运动，比如乒乓球、羽毛球比较合适，但不适用于统计拍皮球运动。

公告号为CN 205198858U的中国专利文献公开了一种具有拍球数计数功能的智能皮球，以及公告号为CN205198855U的中国专利文献公开了一种智能皮球玩具，这两篇专利文献都是通过对皮球本身进行改进，通过在皮球上安装传感器来实现精确计数的目的，在拍球的过程中很有可能对传感器造成破坏，影响计数结果。

发明内容

本发明的目的为提供一种智能拍球计数方法，通过对人在拍球计数过程中运用视觉及听觉等感观的机理分析，将视频及音频信息融合进行判断，来实现对拍球进行自动精确计数。

为了实现上述目的，本发明提供的拍球计数方法包括以下步骤：

1)获取拍球动作的原始视频数据；

2)从原始视频数据中提取出图像数据和音频数据；

3)对图像数据进行单帧处理，并找出每帧图像中球的像素点，以时间帧为横坐标，距地高度为纵坐标建立球的像素点的高度-时间帧关系图；

4)从音频数据中提取出音频的采样频率，以时间帧为横坐标，频率为纵坐标在高度-时间帧关系图所处坐标系中绘制音频波形图；

5)校正音频传播速度与视频传播速度不同造成的时间差；

6)沿横坐标找出每个拍球周期，并排除自然弹跳，判断在每个拍球周期内是否具有一个音频波形图的峰值；若是，则计拍球次数。

上述技术方案中，利用高清摄录设备(如:智能手机等)，从一定的角度对包括拍球人在内的整个拍球过程进行录制，然后分别对视频和音频信息进行处理后将球的中心像素点的高度变化图像和音频波动图绘制到同一坐标系中，且以时间帧为横轴，排除掉自然弹跳后判断音频波形图的峰值是否在一个拍球周期内，从而判断是否为有效的拍球。运用视觉及听觉等感观的机理分析，将视频及音频信息融合进行判断，来实现对拍球进行自动计数，提高了精确度。

具体的方案为步骤2)还包括对音频数据采用连续小波变换(the ContinuousWavelet Transform,CWT)的方法进行滤波处理。