高台跳水入水姿态检测系统以及相应终端的制作方法

1.本发明涉及高台跳水领域，尤其涉及一种高台跳水入水姿态检测系统以及相应终端。


背景技术：

2.高台跳水被誉为全世界最富有冒险性的体育项目，它源起于悬崖跳水，2012年，国际泳联正式宣布将高台跳水列为2013年第十五届巴塞罗那游泳锦标赛正式项目。
3.高台跳水源于海边渔民业余的娱乐活动：悬崖跳水，由于是一项风险很高的玩命运动，所以也称“极限跳水”。这项运动在欧美却相当流行，早在上世纪70年代，悬崖跳水就已经有了世界纪录，选手从悬崖岩石搭起的跳台往深水里跳，跳台高度为26米到28米，空中做各种动作，很具挑战性，能强烈冲击观众的视觉神经。
4.高台跳水源起于悬崖跳水，这一项目的历史渊源更可以追溯到两百多年前的美国夏威夷群岛。1770年的夏威夷毛伊岛上有一位名叫卡赫克里的国王，在他治下的四大岛屿都以“lele kawa”闻名，翻译成中文的意思就是“从高耸的悬崖上一跃而下，脚部入水且不溅起一丝水花”。卡赫克里国王麾下的勇士为了向国王显示勇气与忠诚，纷纷追随国王的步伐从悬崖上向下跳水。这个传统很快演变成了一项比赛，根据勇士们的跳跃体态以及入水时的水花大小来评判胜负。


技术实现要素：

5.为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种高台跳水入水姿态检测系统，能够获取可以用于分析入水姿态的参考图像并基于人体成像区域和水体成像区域的夹角对运动员入水姿态是否标准进行判断，从而为裁判员的打分提供有价值的参考数据。
6.为此，本发明至少需要具备以下几处重要的发明点：
7.(1)基于针对性视觉检测机制识别出跳水场景中人体目标最接近水体目标的图像以用作后续人体姿态的分析的数据基础；
8.(2)基于图像中人体目标成像区域与水体目标成像区域的夹角判断人体入水姿态是否标准。
9.根据本发明的一方面，提供了一种高台跳水入水姿态检测系统，所述系统包括：
10.姿态鉴别设备，与区域判断机构连接，用于鉴别待处理图像中水体成像区域与人体成像区域构成的夹角以作为参考姿态夹角输出；
11.所述姿态鉴别设备还与裁判控制台连接，用于将接收到的参考姿态夹角发送给裁判控制台；
12.定时捕获机构，设置在高台跳水比赛现场的水面的侧面，用于对运动员的跳水场景进行预设时间间隔的图像数据捕获操作，以陆续输出各个捕获图像，每一个捕获图像对应不同的时间戳；
13.邻域插值设备，位于高台跳水比赛现场的控制盒内，与所述定时捕获机构连接，用
于对接收到的每一个捕获图像执行8像素
×
8像素邻域的lanczos插值处理，以获得并输出相应的邻域插值图像；
14.带阻滤波设备，与所述邻域插值设备连接，用于对接收到的邻域插值图像执行带阻滤波处理，以获得并输出相应的带阻滤波图像；
15.平滑空间滤波设备，与所述带阻滤波设备连接，用于对接收到的带阻滤波图像执行平滑空间滤波处理，以获得并输出相应的平滑空间滤波图像；
16.数据解析机构，位于高台跳水比赛现场的控制盒内，与所述平滑空间滤波设备连接，用于基于人体成像灰度分布范围从所述平滑空间滤波图像识别出各个构成人体成像区域的像素点以作为第一像素点，还用于基于水体成像灰度分布范围从所述平滑空间滤波图像识别出各个构成水体成像区域的像素点以作为第二像素点；
17.区域判断机构，与所述数据解析机构连接，用于在判断每一个捕获图像对应的平滑空间滤波图像中水体成像区域与人体成像区域的重叠区域，并将存在重叠区域且重叠区域占据像素点数量最少的平滑空间滤波图像作为待处理图像。
18.根据本发明的另一方面，还提供了一种高台跳水入水姿态检测终端，其特征在于，所述终端包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器连接；所述存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；所述处理器，用于调用所述存储器中的可执行指令，以实现使用如上所述的高台跳水入水姿态检测系统以识别运动员最接近水面的图像并用于检测运动员入水姿态的方法。
19.本发明的高台跳水入水姿态检测系统以及相应终端逻辑可靠、参考有效。由于能够获取可以用于分析入水姿态的参考图像并基于人体成像区域和水体成像区域的夹角对运动员入水姿态是否标准进行判断，从而为裁判员的打分提供有价值的参考数据。
附图说明
20.以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
21.图1为根据本发明实施方案示出的高台跳水入水姿态检测系统所应用的高台跳水的场景示意图。
具体实施方式
22.下面将参照附图对本发明的高台跳水入水姿态检测系统以及相应终端的实施方案进行详细说明。
23.跳水(diving)是一项优美的水上运动，他是从高处用各种姿势跃入水中或是从跳水器械上起跳，在空中完成一定动作姿势，并以特定动作入水的运动。
24.跳水运动包括实用跳水、表演跳水和竞技跳水。跳水运动在跳水池中进行。跳水运动员从1米、3米跳板，或从5米、7.5米和10米跳台跳水。跳水运动要求拥有空中的感觉，协调，柔韧性，优美，平衡感和时间感等素质。
25.竞技跳水是一项由个人参加的竞赛项目。跳水运动员本人由跳台或跳板腾空，运动员可以直接入水或在空中做各种难度的体操花样动作，以干净利索而优美的姿势入水。我国出色的跳水运动员有田亮，郭晶晶，吴敏霞等。
26.跳水是指运动者在一定高度的器械上起跳，完成空中动作后，以入水为结束的一
项水上技巧运动。跳水运动一般可分为竞赛性跳水和非竞赛性跳水两大类。
27.现有技术中，对于高台跳水运动员的姿态是否标准的判决完全依赖于每一位裁判的肉眼观察，然而，由于高台跳水的高度相对较高的原因，运动员入水时间相对短暂，很难采用肉眼模式辨别出运动员入水前一瞬间的姿态，自然判断结果也不够标准。
28.为了克服上述不足，本发明搭建了一种高台跳水入水姿态检测系统以及相应终端，能够有效解决相应的技术问题。
29.图1为根据本发明实施方案示出的高台跳水入水姿态检测系统所应用的高台跳水的场景示意图。
30.根据本发明实施方案示出的高台跳水入水姿态检测系统包括：
31.姿态鉴别设备，与区域判断机构连接，用于鉴别待处理图像中水体成像区域与人体成像区域构成的夹角以作为参考姿态夹角输出；
32.所述姿态鉴别设备还与裁判控制台连接，用于将接收到的参考姿态夹角发送给裁判控制台；
33.定时捕获机构，设置在高台跳水比赛现场的水面的侧面，用于对运动员的跳水场景进行预设时间间隔的图像数据捕获操作，以陆续输出各个捕获图像，每一个捕获图像对应不同的时间戳；
34.邻域插值设备，位于高台跳水比赛现场的控制盒内，与所述定时捕获机构连接，用于对接收到的每一个捕获图像执行8像素
×
8像素邻域的lanczos插值处理，以获得并输出相应的邻域插值图像；
35.带阻滤波设备，与所述邻域插值设备连接，用于对接收到的邻域插值图像执行带阻滤波处理，以获得并输出相应的带阻滤波图像；
36.平滑空间滤波设备，与所述带阻滤波设备连接，用于对接收到的带阻滤波图像执行平滑空间滤波处理，以获得并输出相应的平滑空间滤波图像；
37.数据解析机构，位于高台跳水比赛现场的控制盒内，与所述平滑空间滤波设备连接，用于基于人体成像灰度分布范围从所述平滑空间滤波图像识别出各个构成人体成像区域的像素点以作为第一像素点，还用于基于水体成像灰度分布范围从所述平滑空间滤波图像识别出各个构成水体成像区域的像素点以作为第二像素点；
38.区域判断机构，与所述数据解析机构连接，用于在判断每一个捕获图像对应的平滑空间滤波图像中水体成像区域与人体成像区域的重叠区域，并将存在重叠区域且重叠区域占据像素点数量最少的平滑空间滤波图像作为待处理图像。
39.接着，继续对本发明的高台跳水入水姿态检测系统的具体结构进行进一步的说明。
40.所述高台跳水入水姿态检测系统中：
41.所述姿态鉴别设备内置wifi通信机构和信号接收机构，所述wifi通信机构用于与裁判控制台连接，以将接收到的参考姿态夹角无线发送给裁判控制台。
42.所述高台跳水入水姿态检测系统中：
43.所述信号接收机构分别与所述区域判断机构和所述wifi通信机构连接，用于将接收到的参考姿态夹角转发给所述wifi通信机构。
44.所述高台跳水入水姿态检测系统中还可以包括：
45.现场显示设备，内置在所述裁判控制台中，用于接收并显示所述参考姿态夹角。
46.所述高台跳水入水姿态检测系统中还可以包括：
47.tf存储设备，与所述数据解析机构连接，用于存储所述人体成像灰度分布范围和所述水体成像灰度分布范围；
48.其中，所述人体成像灰度分布范围和所述水体成像灰度分布范围不重叠且都在0-255之间。
49.所述高台跳水入水姿态检测系统中还可以包括：
50.带宽分析设备，与所述数据解析机构的输出接口连接，用于检测所述数据解析机构的实时输出带宽；
51.其中，所述带宽分析设备还用于在检测到的实时输出带宽大于预设带宽阈值时，发出数据丢失预警命令。
52.所述高台跳水入水姿态检测系统中：
53.所述带宽分析设备还用于在检测到的实时输出带宽小于等于所述预设带宽阈值时，发出数据传输可靠命令。
54.所述高台跳水入水姿态检测系统中还可以包括：
55.温度传感机构，设置在所述区域判断机构的内部，用于感应所述区域判断机构的内部温度；
56.其中，所述温度传感机构包括第一传感设备，用于感应并输出所述区域判断机构的内部温度；
57.其中，所述温度传感设备还包括第二传感设备，用于感应并输出所述区域判断机构的外部温度。
58.所述高台跳水入水姿态检测系统中还可以包括：
59.温差分析机构，分别与所述第一传感设备和所述第二传感设备连接，用于基于所述区域判断机构的内部温度和外部温度之差决定是否执行与温差过大相关的报警动作。
60.同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种高台跳水入水姿态检测终端，所述终端包括：存储器和处理器，所述处理器与所述存储器连接；
61.其中，所述存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
62.其中，所述处理器，用于调用所述存储器中的可执行指令，以实现使用如上所述的高台跳水入水姿态检测系统以识别运动员最接近水面的图像并用于检测运动员入水姿态的方法。
63.另外，wifi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(wlan)的技术，通常使用2.4g uhf或5g shf ism射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的；但也可是开放的，这样就允许任何在wlan范围内的设备可以连接上。wifi是一个无线网络通信技术的品牌，由wifi联盟所持有。目的是改善基于ieee 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。有人把使用ieee 802.11系列协议的局域网就称为无线保真。甚至把wifi等同于无线网际网路(wifi是wlan的重要组成部分)。
64.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下
列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
65.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
66.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。