越位自动识别技术

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1、基于视频分析的越位自动判别技术研究131311030007陈智君摘要：在足球规则中,越位是瞬间的一种状态，在仅仅依靠裁判员判罚的条件下容易出现误判，不能够保证比赛的公平开展。随着计算机技术的快速发展使得计算机辅助判别越位成为了可能。本文以足球场上空的摄像机所摄录的运动视频为基准，在足球比赛越位规则基础上，提出了一种自动判别越位的解决方案。通过计算机视觉和视频图像处理等技术可以准确地获得和重建球和球员的坐标位置，通过球和球员的位置坐标，结合场内情况通过一定的算法判断是否存在越位。关键词：计算机视觉;视屏图像处理;越位判断TechniqueofAutomat

2、icJudgmentofOffsideinSoccerGamesBasedonVideoAnalysisAbstract:Duetotheruleoffootball,offsideisastataofmoment.ItiseasyforJudgmenttomakeamistakejustrelyingonthemtojudge,anditcanensurethegametocarryoutfairly.Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,itispossibletomakeajudgementogof

3、fsidewiththehelpofcomputer.Thisarticleisonthebasisofthevideothatthecamerashooting.weputforwardasolutionofautomaticjudgmentofoffsidebaseontheregulationoftheruleoffootball.wecanobtainandreconstructionthecoordinatespositionoffootballandplayeraccuratelythroughthetechniqueofComputervi

4、sionandImageprocessing.ThenwecanjudgeifthereareoffsidethroughthecoordinatesandtheconditionoftheFootballfield.Keywords:Computervision;Videoimageprocessing;judgementofoffside随着时代的不断进步，机器判别技术越来越多的应用于比赛的当中，来辅助人工裁判进行更准确无误的判罚，基于视频分析的自动判别技术成为了国内外体育和计算机视觉学科交叉研究的热点。意大利的TizianaD'Orazio等人釆用

5、六架高分辨率摄像机实时检测和跟踪足球和球员，使用非监督聚类对球员组别分类，采用多视角分析评估越位行为，在此基础上重建二维虚拟球场，从而根据球员坐标相对位置判断是否越位。南京农业大学王明俊等人利用Hough变换方法提取出球场禁区线，利用球员球衣的RGB分布采集球员样本后通过数学形态学原理提取队员区域，根据队员相对位置进行越位判断。本文针对视屏自动判别中图像处理以及语义识别方面方法存在的问题进行研究，在深刻理解越位规则基础上提出了一种可行的解决方案。通过计算机视觉和视频图像处理等技术可以准确地获得和重建足球和球员的坐标位置，在此基础上我们设计了越位推理的相关

6、算法。1足球视屏中运动员与足球的检测足球和球员三维位置坐标的获取是自动判别越位系统的关键，从足球视频中快速的检测出球员和足球并实现跟踪是后续视频分析的基础，从体育视频分析发展至今，主要的研究都集中在球和球员的检测以及场景的三维重建。1.1足球场地的提取本文中提出的算法是将图像的颜色模型从RGB空间转换到HSV空间，在计算过程中我们采用的是色度值和饱和度的值，忽略亮度分量，这样可以避免光照会引起亮度分量的明显变化。由足球比赛视频镜头的分类可知，帧图像中的主要颜色区域是球场草地区域，长镜头中具有最大范围的球场草地像素点，并且从视频中能最多的反映出得球员和足球

7、的位置属性。在HSV颜色模型中,对图像进行Hue分量提取和统计生成Hue直方图，由于长镜头图像中足球场地占绝大部分，所以在直方图中会出现峰值，这样同时解决了球场颜色是其他不正规球场颜色的问题，可以选取以直方图峰值为中心对称区域反投影得到场地。具体算法如下:(1)读入视频图像选取关键帧，将RGB颜色空间转换成HSV模型;(2)提取图像的H分量得到H分量的直方图;(3)在直方图中寻找峰值点的位置，其峰值点的值为M1;(4)在峰值点周围查询数值大于k×M1的像素点（k为比例因子），计算该部分，将这部分从直方图中去除，接着寻找下一个峰值点进行类似的操作;(5)将

8、去除的这些峰值部分进行比较取最大部分的向量进行反投影变换，重建以RGB为颜色模型