多摄像机足球检测系统的设计与实现

三维中小目标的检测一直是一个前沿探索问题。该技术在体育分析、游戏、虚拟现实、人体动画等领域有非常广泛的应用。传统三维小目标检测技术存在成本高、精度低、不便等缺点，难以实际应用。随着机器学习和深度学习的发展，计算机视觉算法技术日趋成熟。创建沉浸式媒体体验被认为是体育中一项非常重要的研究工作。主要工作是探索并解决多摄像机下的足球检测问题，面向足球比赛直播系统的研究与实现。利用多摄像机检测目标球并确定其在三维中的位置，应对目标物体的遮挡、运动和低光照。本文设计并实现多摄像机下足球检测系统，用于实时比赛中的目标检测与捕捉。主要工作由三部分组成：足球检测器、单摄像机检测和多摄像机检测。系统使用光束法平差(bundle adjustment)获取目标的三维位置，并利用GPU加速数据预处理，实现目标的准确实时捕捉。通过对系统的测试，表明该系统能准确检测并捕捉三维中的运动目标。此外，本文方案可复用于篮球、足球等大规模赛事。系统框架可良好移植到其他类似工程项目系统，并已投入市场。