[发明专利]一种用于转播和球场监控场景的篮球进球检测方法及系统

说明书

本发明提出了一种用于转播和球场监控场景的篮球进球检测方法及系统，所述方案针对常规方法不能适用于转播比赛场景的问题，率先尝试利用预训练的目标检测算法对输入的整段比赛视频进行预处理，将输入视频拆分为候选片段，再利用篮球和篮环轨迹进行进球检测，以实现相应功能；此外，本方案针对由于投影原因导致部分非进球的片段也会满足进球的轨迹条件，仅利用轨迹算法最终容易造成误检的问题，进一步创造性地引入了篮环和篮网区域细节特征检测的方法，最终提升了进球检测准确性。

技术领域

本发明属于计算机视觉技术领域，尤其涉及一种用于转播场景和球场监控场景下的篮球进球检测方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

利用计算机视觉的方法解决基于视频的篮球进球检测问题是一个重要且具有挑战性的任务。目前涌现出各类方法尝试从简单的场景层面解决该任务，但是在面临更复杂的具体应用场景时，存在诸多问题。发明人发现，一方面，现有的一些方法利用动态差分技术解决该问题，该方法适用于篮板背景在视频画面不移动的情况，因此难以广泛应用于各种场景；另一方面，现有的一些方法从视频帧中获取到篮球和篮框位置和大小信息，利用单帧图像中篮球和篮框的信息判定进球行为，该方法没有利用到视频序列的时序信息及进球时篮网区域的细节信息等，在精度方面有所不足，难以满足更高精度的任务要求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种用于转播和球场监控场景的篮球进球检测方法及系统，有效解决了现有方法适用范围小、检测精度难以提高等问题。

根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种用于转播和球场监控场景的篮球进球检测方法，包括：

利用深度检测网络获取输入视频中篮球和篮环位置坐标，并计算篮球和篮环两者距离，根据距离不同选择对应的跳帧参数，完成第一次位置检测；

根据第一次位置检测结果，获取输入视频中多个候选视频片段，逐帧进行第二次位置检测，并记录候选视频片段中每帧的篮球和篮环位置坐标；

将候选视频片段中每帧的篮球和篮环位置坐标，生成对应的篮球运动轨迹和篮环运动轨迹，并筛选出满足进球轨迹算法的候选检测片段；

对于满足进球轨迹算法的候选检测片段，裁切出其进球时刻后若干帧篮网附近区域的图像块，利用预训练的分类网络筛选出图像块中最终进球帧片段及进球帧的集合。

进一步地，所述获取输入视频中篮球和篮环位置坐标，包括对输入视频，从第1帧视频帧图像开始利用预训练的深度检测网络输出对应的篮球和篮环的位置，计算两者距离，根据距离不同选择对应的跳帧参数，直至完成整个输出视频的第一次位置检测。

进一步地，所述获取输入视频中多个候选视频片段，具体为：

通过跳帧的方法对输入的整场比赛视频进行检测后，利用篮球和篮环位置坐标筛选的出的篮球自上而下通过篮环附近范围时的片段。

具体地，在设置跳帧参数时，为兼顾在包含转播和监控各种场景下根据距离进行跳帧检测的准确性和算法运行速度，定义篮球和篮环的距离阈值为，其中分别为视频帧图像的高和宽。当篮球和篮网的距离大于阈值或由于该帧没有检测到篮球或篮环导致该帧距离无法计算但上一次检测距离大于阈值时，认为篮球距篮环较远，设置跳帧参数为6。当篮球和篮网的距离小于阈值或由于该帧没有检测到篮球或篮环导致该帧距离无法计算但上一次检测距离小于阈值时，可认为篮球距篮环较近，设置跳帧参数为3。特别地，经过验证设置阈值可以确保不漏掉篮球距离篮环较近时的片段，保证检测准确性。

进一步地，所述完成整个输入视频的第一次位置检测后，输出为根据检测结果筛选出的若干个满足篮球自上而下通过篮环附近范围时的片段，将这些片段作为用于进球检测的候选片段。

进一步地，所述逐帧进行第二次位置检测，具体包括：