[发明专利]一种球类图像识别方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于体育运动监控应用领域，具体是涉及一种对篮球、排球或足球运动轨迹进行图像监测、识别的方法及其系统。

背景技术

在体育运动项目中，球类集体运动长期以来一直受到大众喜爱及广泛参与。作为一项能够展现集体团队的团结、拼搏、向上的运动，近年来也逐渐受到多方重视。在竞技体育上，球类集体运动具有高强度、高技能、对抗激烈、团队协作等显著特点，如何在比赛或训练过程中通过科学检测技术发现不同运动员带球、传球、头球、扣球、射门时球的运动规律，然后通过针对性科学训练提高团队技战术能力，是提高球类运动技战术能力关键技术之一。

目前，在球类运动过程中，对球的跟踪识别主要通过摄像机拍摄视频图像，然后通过人工进行识别分析，该种方法工作量较大且不能准确计算球的运动速度、旋转速度。随着体育产业的发展得到国家各个层面的高度重视，以及信息技术、图像识别技术、通信技术的发展，对球类运动的运动轨迹、运动速度、旋转方向的识别分析成为可能。

发明内容

本发明的目的是通过研制一种球类图像识别方法及其系统，实现在足球、篮球或排球的运动比赛或训练过程中，通过图像监测、识别技术准确捕捉球类运动轨迹、运动速度、球类运动过程旋转变化轨迹、运动员运动过程中连续动作姿态等信息，为运动员的科学训练提供参考依据。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种球类图像识别系统，它包括特种球、特种摄像机、分析终端、无线移动基站、移动电源；所述移动电源为可选项，适用于室外环境；

当系统在室内环境使用时，所述特种摄像机与无线移动基站通过有线网络相连接；所述无线移动基站与分析终端通过有线或无线网络相连接；

当系统在室外环境使用时，所述特种摄像机与无线移动基站通过无线相连接；所述无线移动基站与分析终端通过有线或无线网络相连接；所述移动电源为特种摄像机、无线移动基站提供电能；

所述特种球，用于篮球、排球或足球运动经特殊材料处理的一种球；

所述特种摄像机，用于采集特种球图像信息并将采集信息传输至无线移动基站；

所述无线移动基站，用于接收特种摄像机图像信息并转发至分析终端；

所述分析终端，用于接收特种摄像机图像信息并进行图像解析、分析、记录及显示。

所述特种球，在篮球、排球或足球表面外层涂上一种人眼非可见、不同形状规则的特种材料，该球表层经特殊处理后用于篮球、排球或足球运动；所述特种材料发出一种非可见光谱，对特种滤光镜头具有信号增强作用。

所述特种摄像机，应用时在运动球场四角各配置一个特种摄像机；所述特种摄像机采用双摄像头技术，其中一个摄像头镜头采用滤光广角自动变焦镜头，该镜头只对其中一种非可见光光谱有输出，其它光谱进行过滤；所述特种摄像机另外一个摄像头镜头采用高清自动变焦镜头，用于采集运动球场各种图像信息；所述特种摄像机，配置有网络接口、无线wifi、外接电源接口。

所述分析终端，采用平板电脑或笔记本电脑，外置有网络接口及无线wifi；

所述无线移动基站，内置有无线路由、网络接口、外接电源接口，用于接收运动球场四个特种摄像机采集信息，并通过网络或无线wifi将接收信息转发至分析终端；

所述移动电源，采用便携式可充电移动电源，用于特种摄像机、无线移动基站电源提供。

一种球类图像识别方法，它包含如下步骤：

①、在特种球表面外层涂上一种人眼非可见的特种材料，用于特种摄像机图像信息采集；

②、由多个特种摄像机实时采集运动场地球类运动信息、运动员运动姿态信息及其它信息并传输至分析终端；

③、分析终端对特种摄像机采集图像信息进行分析、处理，并实时显示、记录及保存；同时可以对特种摄像机进行控制。

步骤1中，所述特种球表面外层，将特种材料在球表面外涂多个带方向相同图案，然后经特殊处理后用于篮球、足球或排球运动；经特种处理后球类，不影响运动员球类运动实际使用；

所述特种材料发出光谱为一种非可见光谱，使用特种滤镜照射时具有信号增强作用。

步骤2中，所述多个特种摄像机，在运动球场四角各配置一个特种摄像机；特种摄像机采用双摄像头技术，其中一个摄像头镜头采用滤光广角自动变焦镜头，用于采集特种球运动轨迹及旋转变化；另一个摄像头用于采集球场运动员信息及其它信息；特种摄像机采集信息经图像增强、过滤、去噪及合成处理后，通过网路或无线wifi接口将采集信息经无线移动基站实时转发给分析终端；