[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

说明书

本发明涉及运动技术领域，公开了一种基于计算机视觉的足球越位线自动划线方法，首先将场边摄像机拍摄画面实时传送到服务器；在服务器上截取进攻方球员触球瞬间的图像；通过软件对图像进行处理获取草坪区域及白色边线，获取半边球场边线上4个角(A0,A1,A2,A3)的坐标，根据越位规则选取倒数第二名防守队员身体最靠近球门的点A4并根据透视原理及公式计算并生成越位线。与现有技术相比，该方法及系统自动化程度及准确度高，避免了目前手工划线方式的弊端，能够协助裁判作出更加准确的判罚。

技术领域

本发明涉及运动技术领域，特别涉及一种能够在足球视频回放中自动生成越位线的方法。

背景技术

在足球比赛中，进攻方队员是否越位主要由助理裁判(巡边员)来判断。为作出正确判罚，助理裁判需观察进攻方传球瞬间攻守双方多名队员的位置，还要监视球员是否有犯规等行为，因此准确判断难度较大。

此前在各类高水平足球比赛中产生越位误判的情况屡屡发生，对比赛结果产生了巨大的影响，因此采用科学手段帮助裁判提高执法水平成为一种趋势。目前，在世界杯、英超、中超、西甲、意甲等重要足球比赛中开始普遍使用视频助理裁判(Video AssistantReferee，VAR)技术，主要依靠遍布足球场上的多个摄像机镜头，通过回放视频向裁判员提供信息，协助裁判员纠正漏判和误判，提高判罚的准确性。

目前，在足球视频回放或者视频助理裁判系统中，需要裁判员或者技术人员通过手工画出越位线，从而判断是否有进攻球员越位。在现实世界中越位线应与球场底线平行，但在摄像机透视图中越位线则不会和球场底线平行，因此通过手工划线往往会产生误差从而影响越位判断结果的准确性。例如在2018年英格兰足总杯第5轮哈德斯菲尔德对阵曼联的比赛中，第45分钟曼联队马塔进球，裁判经视频助理裁判回看后判罚马塔越位在先、进球无效，但越位线明显画歪引起了公众的强烈质疑。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于计算机视觉的足球越位线自动划线方法，通过计算机视觉等相关技术可以自动生成越位线，从而辅助裁判做出更加准确的判断，减少误判的产生，从而保证比赛的公平、公正。

技术方案：本发明提供了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，包括如下步骤：

Sept1：两台摄像机拍摄画面图像实时上传至服务器；

Sept2：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；

Sept3：根据Sept2拍摄画面确定半边球场草坪区域；

Sept4：确定拍摄画面中半边球场边线上4个角的坐标；

Sept5：根据国际足联的越位规则，绘制越位线。

进一步地，所述Sept3中确定球场草坪区域步骤包括：

Sept1.1：对拍摄画面进行像素化处理；

Sept1.2：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；

Sept1.3：定义草坪颜色值范围为：平均草坪颜色值±5％容差；

Sept1.4：根据Sept1.3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。

进一步地，所述Sept4中4个角的坐标确定步骤包括：

Sept2.1：使用白色将草坪区域画面进行二值化处理；

Sept2.2：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：