[发明专利]一种基于计算机视觉的足球越位线自动划线方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的足球越位线自动划线方法，其基于两台摄像机以及一服务器完成，两台摄像机分别位于各半边球场，其不位于球场同一侧，且能够拍下所在半边球场的所有边线，所述摄像机与所述服务器电性连接，其特征在于，包括如下步骤：

Step1：两台摄像机拍摄画面图像实时上传至服务器；

Step2：根据进攻方球员所在半边球场，选择所在半边球场的摄像机拍摄画面进行录像回放并截取进攻方球员触球瞬间的摄像机拍摄画面；

Step3：根据Step2拍摄画面确定半边球场草坪区域；

Step4：确定拍摄画面中半边球场边线上4个角的坐标；

Step4.1：使用白色将草坪区域画面进行二值化处理；

Step4.2：对二值化的数据进行均值滤波以去除噪声，所述均值滤波公式如下：

y(i,j)＝(y(i-1,j-1)+y(i-1,j)+y(i-1,j+1)+y(i,j-1)+y(i,j)+y(i,j+1)+y(i+1,j-1)+y(i+1,j)+y(i+1,j+1))/9

其中，i表示像素点横坐标，j表示像素点纵坐标；

Step4.3：根据球边线宽度对图像进行栅格化处理，保证球场边线宽度为1栅格；

Step4.4：根据摄像机透视原理，看到的球场边线应组成一个梯形，且梯形一对平行边中的长边靠近摄像机，短边远离摄像机，找出所有白色栅格中横坐标x最小的栅格，白色栅格中横坐标x最小的栅格对应的点即为球场边线左下角的点A0；找出所有白色栅格中横坐标x最大的栅格，白色栅格中横坐标x最大的栅格对应的点即为半边球场边线右下角的点A3；

Step4.5：使用霍夫变换提取画面中经过A0的直线，结果应有两条直线，即球场边线和球场底线，选择这两条直线中纵坐标y值最大的点，该点即为球场边线左上角的点A1；使用霍夫变换提取画面中经过A3的直线，选择直线中纵坐标y值最大的点，该点即为半边球场边线右上角的点A2；

Step4.6：为球场左下角A0所在栅格中心像素点为坐标原点(0,0)，计算左上角A1的坐标(x1,y1)、右上角点A2的坐标(x2,y2)、右下角点A3的坐标(x3,y3)；Step5：根据国际足联的越位规则，绘制越位线；

Step5.1：选定当前画面中第二位最靠近防守方球门的防守方球员，选中该球员身体最靠近防守方球门的一点A4，取得该点的坐标A4(x4,y4)，其中，该球员身体为除了手以外的部分；

Step5.2：球场底线、球场中线和越位线在现实世界为平行线，但根据摄像机透视原理，三条线在远处相交于一点，根据A0,A1,A2,A3,A4五个点计算并绘制出越位线。

2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的足球越位线自动划线方法，其特征在于，所述Step3中确定球场草坪区域步骤包括：

Step1.1：对拍摄画面进行像素化处理；

Step1.2：选择中间一片区域的像素并做均值化处理获得平均草坪颜色值；

Step1.3：定义草坪颜色值范围为：平均草坪颜色值±5％容差；

Step1.4：根据Step1.3中草坪颜色值范围判断拍摄画面中的某像素颜色值是否属于草坪，去除跑道及观众区域。