足球視頻主題建模及內(nèi)容分析方法研究.pdf

1、隨著計算機處理速度、數(shù)據(jù)壓縮率、網(wǎng)絡傳輸速度的快速提高，人們能夠制作、獲取和保存大量的多媒體數(shù)據(jù)。這些信息中，應用最廣泛、最容易被接受與傳播的就是以視頻為代表的多媒體信息?？焖僭鲩L的視頻數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)的存儲、傳輸、處理等技術(shù)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，于是引發(fā)了從硬件到軟件、從通信到信息處理、從搜索到信息共享等各個研究領(lǐng)域的技術(shù)革新，甚至是新問題、新技術(shù)的出現(xiàn)。其中，視頻內(nèi)容分析就是一個非常重要的研究問題。
　　經(jīng)過十多年的研究，人們發(fā)現(xiàn)任意類

2、型的視頻內(nèi)容分析是一件相當困難的事情。視頻種類繁多，每一種都其自身的特點，想找到一種通用的內(nèi)容分析方法是非常困難的。于是，人們改變了研究思路，開始針對不同類型的視頻數(shù)據(jù)，研究它們各自的特點，并針對這些特點，設計專用的內(nèi)容分析方法。其中，體育視頻（尤其是足球體育視頻）就是一類受到普遍研究的多媒體數(shù)據(jù)。
　　本文針對足球體育視頻內(nèi)容分析問題，借助媒體信息處理、模式分類、計算機視覺等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論，結(jié)合主題模型、目標檢測與跟蹤等方法，通

3、過場景分析、目標檢測、相機標定、軌跡提取、及策略分析等各個環(huán)節(jié)的探索，建立了一個足球體育視頻內(nèi)容分析的系統(tǒng)。本文所取得的主要創(chuàng)新性研究成果概括如下：
　?。?）提出一種基于主題模型的足球場景分析方法，實現(xiàn)了足球語義角度上的視頻結(jié)構(gòu)化分析。首先，引入語義鏡頭分割與場景分析的概念。通過語義顏色的自動提取，按焦距與拍攝對象的不同對視頻進行了分割與分類。進一步，將其中的遠景鏡頭根據(jù)所拍攝場地區(qū)域的不同細分為六個不同的場景。為了提高場景分類

4、的精度，提出了一種同時考慮空間信息與監(jiān)督信息的主題模型，提高了場景分析的性能。
　?。?）提出一種基于方向信息的場地線檢測方法，有效提高了場地線檢測的精度。首先，通過考慮現(xiàn)代足球場的一些新特點，提出了一個包含有越位輔助線的足球場地模型。通過方向信息的提取，有效地檢測出這些場地線。進一步，通過跟蹤視頻中場地線，不僅有效提高了檢測效果，還解決了場地線識別問題。
　　（3）提出一種針對足球視頻的連續(xù)相機標定方法，解決了非球門區(qū)的標

5、定問題。通過考慮拍攝足球視頻的主相機位置不變這個特點，提出了一個針對足球視頻的連續(xù)相機標定算法。將球門區(qū)的標定結(jié)果應用到非球門區(qū)的標定過程中，解決非球門區(qū)標定物不足的問題，實現(xiàn)了相機的連續(xù)標定。
　?。?）提出一種基于真實軌跡的策略分析方法，實現(xiàn)了足球?qū)I(yè)角度上的進攻策略分析。首先給出了真實軌跡提取算法，然后通過對足球狀態(tài)的分析定義了六種典型的進攻模式，并給出一個進攻模式識別算法。實驗結(jié)果表明我們所定義的進攻模式從簡潔性、清晰性和