一种双人跳水同步性自动分析方法

摘要

本发明提出双人跳水同步性分析的方法，主要包括：双人跳水动作视频中，基于动态背景重建的运动目标提取；基于跳水规则中同步性评分要素的同步性特征的表示和提取；采用偏好性统计学方法构造同步性评价函数来进行同步性评价的方法。本发明能自动提取双人跳水动作视频中的运动员外轮廓。本发明根据跳水规则提出了有效的表示同步性特征的方法。本发明还把偏好性统计学中常用的排序的思想引入到双人跳水动作视频的同步性评价函数构造问题中，把绝对分值问题转化成相对排序问题。最终，通过计算双人跳水动作视频的同步性评价函数值能够对双人跳水的同步性进行自动评定。本发明能够准确有效地自动评判双人跳水的同步性。

主权项

一种自动评价双人跳水同步性的方法，其特征在于，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；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；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；所述同步性特征JFF的起跳高度的一致性特征JFF1值计算步骤如下：根据运动员外轮廓和摄像机全局运动参数底层特征，首先，对每一帧中运动员外轮廓运用轮廓质心计算得出运动员外轮廓质心，并且通过摄像机全局运动补偿，将运动员外轮廓质心投影到第一帧，将每帧中两个运动员外轮廓质心位置在第一帧上对齐得出每帧中运动员外轮廓质心相对第一帧运动员外轮廓质心的垂直高度作中层特征把垂直高度置入相应的分数评价函数得到高层特征JFF1值；所述同步性特征JFF的空中动作配合时间的一致性特征JFF2值计算步骤如下：根据运动员外轮廓底层特征计算得出，首先，用特定区域像素统计计算特定区域运动员外轮廓所包围面积比例，在运动员外轮廓质心建立极坐标系，用间隔为90度的极轴将运动员外轮廓分为四个区域，计算运动员外轮廓变化特征向量即中层特征为：F＝{fi}＝{f1，f2，f3，f4}，其中fi＝Ni/Nsum，Nsum是运动员外轮廓内部区域所有象素点的个数，Ni是被分割开来的第i区域内部象素点的个数，fi表示的是特定区域运动员外轮廓所包围面积比例作中层特征把运动员外轮廓变化特征向量置入相应的分数评价函数得到高层特征JFF2值；所述同步性特征JFF的入水时间的一致性JFF3值计算步骤如下：根据运动员外轮廓和摄像机全局运动参数等底层特征计算得出，首先，与求起跳高度的一致性特征JFF1的过程类似，运用轮廓质心计算的方法和全局运动补偿得到每帧中运动员外轮廓质心相对第一帧运动员外轮廓质心的垂直高度；然后，通过求两名运动员入水时候，两者间的相对位置高度来表示入水时间差作中层特征把入水时间差置入相应的分数评价函数得到高层特征JFF3值；所述同步性评价函数的函数体构造步骤包括：步骤31：根据多个已知裁判评定的同步分数的双人跳水比赛动作视频，对其属于同一场比赛中的动作视频，两两组合间的裁判评定的同步分数大小进行比较，得到两两组合间的同步分数相对顺序作为输出；步骤32：对多个已知裁判评定的同步分数的双人跳水比赛动作视频均进行运动目标提取和同步性特征提取，得到每一个动作视频的同步性特征JFF值作为输出；步骤33：根据多个已知裁判评定的同步分数的双人跳水比赛动作视频中属于同一场比赛中的动作视频两两组合间的同步分数相对顺序和每一个动作视频的同步性特征JFF值，采用偏好性统计学习方法得到同步性评价函数体的结构和参数作为输出。