Patent PL-439581-A1 (PL)
Inventor: KORCZAK ZBIGNIEW
IPC: G06T7/20
Filed: 2021-11-19
Abstract: Sposób automatycznej ciągłej rekalibracji kamer wraz z automatyczną wideoweryfikacją zdarzenia zwłaszcza dla gier sportowych wykorzystujący wstępną kalibrację oraz ciągłą analizę, rozpoznawanie i śledzenie stałych punktów na boisku oraz piłkę, w tym przetwarzanie danych polega na tym, że w pierwszym etapie sygnały w postaci danych z kamer (K), korzystnie z 12 kamer (K) przesyła się do komputera głównego (KG) oraz rejestruje się klatka po klatce w pamięci, po czym kalibruje się je ustalając ich pozycję względem pozycji linii boiska (B) na obrazie poprzez wyznaczenie ich zajętości w pikselach dla każdej z klatek odczytanej dla danej kamery (K); przy czym taką autokalibrację wykonuje się dla każdej z kamer (K) korzystnie osobno lub równocześnie, na początku działania — po uruchomieniu systemu i/lub kamer (K), oraz każdorazowo w momencie detekcji wstrząsu na czujniku wstrząsu-akcelerometrze dla danej kamery (K) i/lub przesunięcia współrzędnych linii na boisku (B) w obrazie z każdej z kamer (K), przy czym autokalibrację wykonuje korzystnie oprogramowanie algorytm zaimplementowane w komputerze głównym (KG) i/lub komputerze lokalnym (KL), przy tym zmiana położenia linii dla którejś z kamer (K) w obrazie powoduje natychmiastową  automatyczną rekalibrację - autokolibrację tej kamery (K) na nowe położenie linii, przy czym  kalibracja każdej z kamer (K) odbywa się cyklicznie w sprzężeniu zwrotnym, korzystnie co 5 minut podczas działania systemu; a jako kalibrację dokonuje się zarówno wewnętrzną kalibrację kamer (K), jak i estymację oraz położenia każdej kamery (K) w globalnym układzie współrzędnych; przy czym sygnały dane z kamer (K) w postaci wizyjnej są w jakości obrazu wideo co najmniej FULL HD to znaczy co najmniej zawierają 1080 linii na obraz; a w drugim etapie przetwarzania, przetwarza się tak wstępnie otrzymane dane z obrazu to jest wyznacza się dla każdej ramki położenie środka piłki na obrazach z kamer (K) na komputerach lokalnych (KL), to jest komputerach przy kamerach (K); wyznacza się dla każdego z obrazów, a następnie przesyła się wyznaczone środki w postaci danych do (KG) i tam w każdej klatce wyznaczane jest dodatkowo położenie piłki w 3D, poprzez nałożenie danych (D) w czasie z co najmniej dwóch kamer (K) korzystnie całości sytemu to jest 12 kamer (K); natomiast w trzecim etapie decyzyjności, dla całej sekwencji otrzymanych danych wyznacza się trajektorię piłki (P) w układzie współrzędnych boiska (B) i na jej podstawie detekuje się poszczególne zdarzenia związane z piłką na boisku (B) takie jak: a) In/out — czy piłka jest wewnątrz boiska (B) czy poza, b) blok - czy piłka zmieniła trajektorię czy nie, c) podłożenie ręki zawodnika — czy piłka odbiła się od płaszczyzny boiska (8) czy od innej, gdzie uwzględnia się dodatkowo punkt oraz kąt odbicia pitki (P), a w systemie obrazuje się położenie dla każdej z kamer (K) poprzez obrazowanie zajętości pikseli w klatce w obrazie przez piłkę oraz wyznaczenie środka piłki, przy czym w systemie uwzględnia się dodatkowo i detekuje się deformacje piłki, maksymalnie do 50% kształtu - rozmiaru piłki, poprzez zmianę rozłożenia pikseli względem środka piłki, przy czym piłkę obrazuje się w komputerze lokalnym (KL) i oprogramowaniu, jako punkt lub sferę, przy tym do prawidłowego działania systemu potrzeba jest co najmniej dwóch kamer (K) ustawionych wokół boiska (B) służących do triangulacji położenia piłki oraz zdarzenia; a tak przetworzone zapisane dane piłki wykorzystuje się dodatkowo do zbudowania modelu trajektorii piłki; oraz przewidywania a tym samym antycypowania trajektorii dalszego potencjalnego toru lotu piłki i/lub wykonania symulacji 3D - wideosymulacji; korzystnie z dokładnością do 2 mm, względem położenia środka — centrum piłki. System automatycznej ciągłej rekalibracji kamer wraz z automatyczną wideoweryfikacją zdarzenia zwłaszcza dla gier sportowych wykorzystujący kamery co najmniej jeden komputer charakteryzuje się tym, że zawiera współpracujące, połączone ze sobą przewodowo i/lub bezprzewodowo oraz wymieniające sygnały dane dwukierunkowo: kamery (K) korzystnie 12 kamer (K) ustawionych korzystnie dookoła-wokół boiska (B), podłączonych do centralnego komputera — komputera głównego (KG) przetwarzającego oraz zapisującego w pamięci obraz, a zarejestrowany materiał jest analizowany i przetwarzany przez oprogramowanie w celu wyznaczenia toru - lotu piłki oraz jej przewidywania-antycypacji, przy czym system po zdarzeniu, to jest korzystnie, gdy zachodzi tzw. challange, dzięki oprogramowaniu, automatycznie podejmie decyzje i wyświetla komunikat(Kom) na wyświetlaczu operatorowi - sędziemu i/lub pokazuje wideo-powtórkę dla samodzielnej decyzji sędziego, przy tym linie boiska tworzą stałe współrzędne dla kalibracji - autokalibracji każdej z kamer (K), przy czym wszystkie elementy systemu podłączone są do zasilania.