[发明专利]一种基于RGB图像的步速测量方法

权利要求书

1.一种基于RGB图像的步速测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：采集、预处理图像；

步骤2：通过HOG特征检测获得运动员在图像中的位置，通过Grabcut算法获得标志物在图像中的位置；

步骤3：根据运动员位置、标志物位置以及设定的阈值判断运动员是否均通过起点标志物和终点标志物，若是，则通过公式计算运动员通过起点标志物和终点标志物的时长并跳至步骤4，若否，则重复该步骤，其中，t_p表示处理每一帧图片所需的时间，t_s表示通过起点标志物的时间，t_e表示通过终点标志物的时间，t_f为起点标志物和终点标志物的时长；

步骤4：基于步骤2通过公式计算起点标志物和终点标志物的距离，结合运动员通过起点标志物和终点标志物的时长通过公式求解运动员步速，其中D为摄像头与标志物的距离，θ为摄像头视场角，L为起点标志物和终点标志物的距离，λ表示普通运动员的步长。

2.根据权利要求1所述的一种基于RGB图像的步速测量方法，其特征在于：所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：根据标志物的高度H与摄像头中标志物成像高度h确定摄像头与标志物的垂直距离D，计算公式如下：

其中，f表示摄像头的焦距；

步骤1.2：根据摄像头与标志物的垂直距离安装固定摄像头进行图像采集；

步骤1.3：将采集的图像进行尺度变换、灰度化操作获得预处理后的图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于RGB图像的步速测量方法，其特征在于：所述步骤2中的通过HOG特征检测获得运动员在图像中的位置包括如下步骤：

步骤S2.1.1：使用HOG特征组成滑动窗，按照水平(x方向)向右和竖直(y方向)向上的方向，根据填充大小确定其步长后，对预处理后的图像进行特征提取，计算公式如下：

G(x_i，y_i)＝d_x(x_i，y_i)+d_y(x_i，y_i)

d_x(x_i，y_i)＝I(x_i+1，y_i)-I(x_i，y_i)

d_y(x_i，y_i)＝I(x_i，y_i+1)-I(x_i，y_i)

其中，I(x_i，y_i)表示输入图像第i个点的像素值，G(x_i，y_i)表示输入图像的梯度，d_x(x_i，y_i)表示输入图像的水平梯度，d_y(x_i，y_i)表示输入图像的垂直梯度；

步骤S2.1.2：将提取的特征输入到已训练的模型SVM中，获得该图像中运动员可能所在的区域的多个矩形框；

步骤S2.1.3：通过非最大抑制NMS得到多个矩形框中的最优框即计算多个矩形框的交并比IOU，选择交并比IOU最小的矩形框作为最优框；

步骤S2.1.4：运动员检测：通过最优框的坐标，计算运动员位置的中心获得运动员在图像中的位置，计算公式如下：

其中，(x_i，y_i)表示最优框顶点坐标，N表示顶点个数，x_ci表示运动员位置的横坐标，y_ci表示运动员位置的纵坐标。