同济大学董延超获国家专利权
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龙图腾网获悉同济大学申请的专利一种球员跟踪与持球人识别方法、装置及存储介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115272918B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210805220.6,技术领域涉及:G06V20/40;该发明授权一种球员跟踪与持球人识别方法、装置及存储介质是由董延超;李昀;周昕设计研发完成,并于2022-07-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种球员跟踪与持球人识别方法、装置及存储介质在说明书摘要公布了:本发明涉及一种球员跟踪与持球人识别方法、装置及存储介质,其中方法包括:相机标定;获取视频帧;基于多目标追踪模型和人体骨骼关键点检测模型进行球员检测;基于双脚关键点标记在场球员;获取视频帧首帧中的球员信息;建立跟踪队列和卡尔曼滤波器;建立跟踪对象位置信息的匀速变化模型;保存匀速变化模型、球员信息至跟踪队列;获取视频帧最新一帧中的球员信息,作为待匹配目标;确定代价矩阵;基于匈牙利算法对代价矩阵进行匹配;基于匹配结果更新跟踪队列实现在场球员的跟踪;基于球手距离与篮球半径的比值得分确定持球人候选人;基于比值的平均值确定持球人。与现有技术相比,本发明具有检测快速、追踪稳定等优点。
本发明授权一种球员跟踪与持球人识别方法、装置及存储介质在权利要求书中公布了:1.一种基于多目标追踪算法的球员跟踪与持球人识别方法,其特征在于,包括以下步骤: 对相机的内参和外参进行标定,得到相机内参参数和相机外参参数,其中,所述相机外参参数基于真实坐标系和相机视角下的球场坐标系标定得到; 获取相机拍摄的视频帧; 对视频帧基于多目标追踪模型和人体骨骼关键点检测模型进行球员检测,得到球员信息,其中,所述球员信息包括球员ID、球员图像特征向量、球员检测框、球员人体骨骼关键点位姿估计矩阵; 确定球员人体骨骼关键点位姿估计矩阵中的双脚关键点的图像坐标,其中,所述图像坐标为相机视角下的球场坐标系中的坐标; 基于相机外参参数将双脚关键点的图像坐标转换到真实坐标系中,确定双脚关键点在真实坐标系下的三维坐标; 基于双脚关键点在真实坐标系下的三维坐标判断是否球员在目标场地内,若是,则将当前双脚关键点对应的球员标记为在场球员,否则,标记为非在场球员并过滤; 获取视频帧首帧中的在场球员的球员信息; 基于视频帧首帧中的在场球员的球员信息建立跟踪队列和卡尔曼滤波器,并进行初始化,其中,所述跟踪队列中设有多个跟踪器,一个跟踪器对应一个球员信息; 基于卡尔曼滤波器建立跟踪对象位置信息的匀速变化模型,所述跟踪对象为在场球员,跟踪对象位置信息为在场球员的球员信息中检测框的大小和所处位置; 保存跟踪对象的匀速变化模型、球员信息至跟踪队列; 获取视频帧最新一帧中的在场球员的球员信息,作为待匹配目标; 基于球员信息确定待匹配目标与跟踪队列中保存的跟踪对象的代价矩阵; 基于匈牙利算法对代价矩阵进行匹配; 判断是否匹配成功,若匹配成功,更新跟踪器中的球员信息和卡尔曼滤波器的参数,若匹配失败,则进行IOU匹配; 判断IOU匹配是否匹配成功,若IOU匹配成功,更新跟踪器中的球员信息和卡尔曼滤波器的参数,若IOU匹配失败,判断是待匹配目标匹配失败还是跟踪对象匹配失败, 若是跟踪对象匹配失败,则判断执行时间是否超过预配置的时间阈值,若超过,则删除跟踪对象,否则,保留跟踪对象并进行下一次基于匈牙利算法的匹配判断; 若是待匹配目标匹配失败,则判断置信度是否大于第一置信度阈值,若是,则将匹配失败的待匹配目标作为新的跟踪对象加入跟踪队列,若否,删除待匹配目标,其中,所述置信度基于跟踪对象位置信息与卡尔曼滤波器预测的位置信息差异值确定,差异值越大,置信度越低; 实时更新跟踪队列实现在场球员的跟踪; 基于篮球场事件确定时间窗口,获取所述时间窗口内的视频帧; 确定当前帧球员人体骨骼关键点位姿估计矩阵中手部关键点和篮球检测框中心的球手距离,所述篮球检测框基于篮球检测模型得到; 计算球手距离与篮球半径的比值; 判断球手距离与篮球半径的比值是否小于预配置的距离阈值,若小于,则计一次得分,否则不得分; 遍历当前时间窗口内的所有视频帧,对每个球员的得分进行累加,确定每个球员的总得分,并基于总得分确定持球人候选人; 计算当前时间窗口内持球人候选人球手距离与篮球半径的比值的平均值,将所述平均值最小的持球人候选人标记为持球人。
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