[发明专利]体育直播虚拟广告系统中羽毛球或网球场地的自适应提取方法

摘要

本发明公开了体育直播虚拟广告系统中羽毛球或网球场地的自适应提取方法一、对羽毛球或网球场地的主区域进行提取并且补充完整；二、对第一步的主区域进行预处理，获取羽毛球或网球场地的边缘；三、对第二步的边缘进行处理，提取出羽毛球或网球场地的直线；四、求得第三步羽毛球或网球场地直线的交点，进而与标准的羽毛球或网球场地建立对应关系。本发明体育直播虚拟广告系统中羽毛球或网球场地的自适应提取方法实现了视频主区域的自动提取，阈值自适应，可以精确地求得所有的场地线，取得较好的场地检测效果。

主权项

体育直播虚拟广告系统中羽毛球或网球场地的自适应提取方法，其特征是按如下步骤：一、对羽毛球或网球场地的主区域进行提取并且补充完整；本步骤采用的体育场地主区域的提取方法如下：(1)、首先从由视频文件或者摄像机导入的视频流中取出一个含有全部场地的视频帧；(2)、其次在第(1)步所述视频帧的中心点选择一个宽度为原来的1/2、高度是原来的1/2的矩形区域；(3)、采用如下方法计算场地的主颜色：1)计算各颜色分量的直方图；2)在直方图上取某个区间[imin,imax]，该区间包含了直方图的峰值H(ipeak)区间的左右端点在直方图上的取值要满足公式1；3)用式2计算出区间[imin,imax]的重心，用来作为该直方图分量的主颜色 H[imax+1]＜K×H[ipeak]上述公式中，K为一个常系数；通过以上步骤提取到主区域后得到的主区域由于遮挡和噪声的影响会产生很多空洞，提取出来的主区域场地不完整，为了得到完整的场地信息，这里需要把空洞部分给填补完整，同时把一些联通区域进行拼接；最后对连接的主要区域进行形态学处理，这样去除毛刺和填补空洞，然后通过完整的场地主区域和原始视频帧进行掩膜，得到主区域；二、对第一步的主区域进行预处理，获取羽毛球或网球场地的边缘；三、对第二步的边缘进行处理，提取出羽毛球或网球场地的直线；采用改进的最大类间方差法得到的自适应阈值将场地边缘图像进行二值化，然后采用Hough直线检测和最小二乘拟合相结合的方法提取出直线；采用改进的最大类间方差法对地边缘图像进行二值化操作步骤包括：对图像进行灰度拉伸，首先找到最大和最小灰度(MinGray,MaxGray)，然后把(MinGray,MaxGray)映射到(0,255)，映射公式：f(i,j)=f(i,j)-MinGray+1MaxGray-MinGray+1]]>其中，f(i,j)为图像上(i,j)处的灰度值；通过高斯滤波去除噪点；更新高斯滤波后产生的新的最大灰度值和最小灰度值(MinGray,MaxGray)；在(MinGray,MaxGray)范围内使用最大类间方差法得到的自适应阈值，进而将场地边缘图像进行二值化；四、求得第三步羽毛球或网球场地直线的交点，进而与标准的羽毛球或网球场地建立对应关系；通过直线相交求得交点，进而与标准的场地建立对应关系，步骤如下：将场地直线交点的坐标转化为规格化坐标系下坐标；将转换后的点的坐标与标准场地模型中的点进行匹配；将场地直线交点的坐标转化为相对坐标系下的坐标包括步骤：(1)确定直线Li_x、Li_y的方程；(2)确定点Mi、Ni的坐标；(3)计算P1、Mi两点间的距离Dxi：计算P1、Ni两点间的距离Dyi：计算P1、P2两点间的距离为计算P1、P4两点间的距离为(4)将点pi转换为标准坐标系下坐标Pti(ui,vi) (i＝5、6……n)转换公式为：ui＝Dxi/D1 vi＝Dyi/D2(i＝5、6……n)；本步骤中，将转换后的点的坐标与标准场地模型中的点进行匹配包括步骤：(1)标准场地模型的坐标设为(ai，bi)选取标准化后的场地坐标模型1；(2)选取一个转换后的点与对该场地坐标模型中的所有点进行匹配，判断条件：是否有|ui‑ai|+|vi‑bi|<ε/4成立，其中，ε＝Min(|ai‑aj|+|bi‑bj|)；如果成立则该点匹配成功，进行计数，不成立则匹配下一个标准场地中的点；(3)将转换后的所有待检测点判断完成后，判断匹配成功的点是否占标准场地总点数的80％以上，如果成立，则场地成功匹配，返回结果，结束匹配过程；若不成立，则依次选取下一场地模型重复上述步骤；最终与全部场地坐标模型匹配结束后，若均不成功则返回结果，匹配过程结束。