[发明专利]一种双人跳水同步性自动分析方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用技术领域，具体涉及计算机视觉技术，尤其 涉及双人跳水多媒体内容同步性分析进行自动评定的方法。

背景技术

为了减少比赛中的不公平性，现代计算机技术被越来越多地应用 于体育比赛中，英国Hawk-Eye公司开发了一套应用于网球比赛的辅 助性裁判系统：Hawk-Eye系统，并取得了巨大的成功。瑞士DartFish 公司开发的运动技术和战术录像分析系统DartFish系统可以从体育 视频中提取运动员的技术参数(例如，关节位置和角度，质心等等)。 DartFish系统通过分析这些信息，可以给运动员提供相应的指导， 进而提高训练水平。

双人跳水比赛是最近几年才正式开展的体育项目(2000年悉尼 奥运会列入正式比赛项目)，是由两名运动员同时从跳板或者跳台起 跳做动作的跳水比赛。比赛不仅要评定两名跳水运动员各自技术动作 的完成情况，而且要综合考虑运动员在起跳、空中动作配合时间、入 水角度、相对距离和时间等方面的一致性和协调性。在奥运会、世锦 赛和世界杯双人跳水比赛中，9名裁判负责打分(其中4名负责评定 技术分，另外5名负责评定同步分)。同步性裁判的判定对于比赛相 当关键。而且由于跳水动作持续时间较短1s-2s，又完全是主观性 的评价，同步性裁判往往会承受相当大的压力。

发明内容

为了解决现有技术人工裁判方法给同步性裁判员的带来的压力 问题，本发明目的是希望通过采用计算机自动评价的方法来减轻同步 性裁判的压力，提高比赛的公正性，实现一个能够对裁判的水平和公 正性进行客观的评价的裁判系统，为此，本发明采用计算机分析技术来 评价比赛中的技术动作，利用计算机视觉方法对双人跳水同步性进行自 动评定研究，提出了一个同步性自动分析的评价方法。

为了实现所述的目的，本发明的目的提出一种自动评价双人跳水 同步性的方法，包括：

步骤1：运动目标提取是：基于动态背景重建，从双人跳水动作 视频中提取运动员外轮廓和摄像机全局运动参数；

步骤2：同步性特征提取是：基于跳水规则中同步性评分要素表 示运动员同步性特征JFF，通过已提取的运动员外轮廓和摄像机全局 运动参数自底向上计算同步性特征JFF值；

步骤3：同步性评价是：同步性特征JFF值置入同步性评价函数， 转换为同步性评价函数值，根据得到的数值大小表示同步性的高低即 评价结果。

根据本发明的实施例，所述运动目标提取，实现步骤包括：

步骤11：对跳水动作视频，通过全局运动估计，得到摄像机全局 运动参数，输出全局运动参数，用于同步性特征提取，并利用全局运 动补偿，通过视频中相邻图像帧差分求得动作视频中每一幅图像帧中 运动员粗分割外轮廓作为输出；

步骤12：利用运动员粗分割外轮廓，得到动作视频中每一幅图像 帧的多个连续相邻图像帧中的背景冗余信息，利用每一幅图像帧的多 个连续相邻图像帧中的背景冗余信息构建出其彩色背景图像作为输 出；

步骤13：计算动作视频中每一幅图像帧与其彩色背景图像的差分 图，对差分图进行假设检验统计得到前景区域，前景区域外轮廓即运 动员外轮廓作为输出。

根据本发明的实施例，所述同步性特征JFF采用三个JFF特征，分 别是起跳高度的一致性特征JFF1、空中动作配合时间的一致性特征 JFF2和入水时间的一致性特征JFF3。

根据本发明的实施例，所述同步性特征JFF值自底向上计算步骤 如下：

步骤21：将底层特征通过特征转换为中层特征作为输出；底层特 征是提取的运动员外轮廓和摄像机全局运动参数；中层特征为每帧中 运动员外轮廓质心相对第一帧质心的垂直高度、运动员外轮廓变化特 征向量和入水时间差；特征转换包括轮廓质心计算、特定区域运动员 外轮廓所包围面积比例计算和摄像机全局运动补偿技术；

步骤22：对中层特征通过分数评价函数进行转换，将计算得到的 分数评价函数值作为高层特征值即输出同步性特征JFF值。