如何结合TensorFlow目标检测API和OpenCV分析足球视频

zhKF_jqr_AI 2018-07-08 6370

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编者按：深度学习咨询顾问Priya Dwivedi演示了如何结合TensorFlow目标检测API和OpenCV分析足球视频。

介绍

本届世界杯爆冷不少，谁能想到夺冠大热门德国会在小组赛出局？:(

作为数据科学家，我们可以对足球视频剪辑做些分析。使用深度学习和opencv我们可以从视频剪辑中提取有趣的洞见。下面展示了一个例子，澳大利亚对秘鲁，我们可以识别所有球员、裁判、足球，同时根据队服判定球员所属。所有这一切都可以实时完成。

本文的相关代码见GitHub：priya-dwivedi/Deep-Learning/soccerteamprediction/

步骤概览

使用Tensorflow的目标检测API，可以快速搭建目标检测模型。如果你不熟悉这套API，可以看下我之前写的介绍Tensorflow目标检测API，以及如何使用该API搭建定制模型的博客文章。

API提供了在COCO数据集上预训练的目标检测模型。COCO数据集包含90种常见目标。

深度学习

部分COCO目标分类

在这个例子中，我们关心的分类是人、足球，COCO数据集包含这两个目标。

API支持很多模型：

深度学习

部分模型

这些模型在速度和精确性上有不同的折衷。由于我感兴趣的是实时分析，所以我选择了SSDLite mobilenet v2。

使用目标检测API识别出球员后，就可以使用OpenCV图像处理库来判定其所属球队。如果你没接触过OpenCV，可以先看下OpenCV的教程。

OpenCV可以识别特定颜色的掩码，我们可以用它识别红衣球员和黄衣球员。下图是一个OpenCV检测红色的例子。

检测红色

主要步骤

请对照相应的Python代码阅读：

加载SSDLite mobilenet模型和分类列表。

使用cv2.VideoCapture()打开视频并逐帧读取。

在每一帧上检测目标。

SSDLite返回的结果是识别的分类及相应置信度、包围盒预测。置信度阈值为0.6。然后我们将置信度大于阈值的识别人员剪切出来。

提取出每个球员后，我们需要读取其球衣的颜色，并预测其归属。我们首先定义红色和黄色的颜色区间。接着使用cv2.inRange和cv2.bitwise创建颜色的掩码。统计检测出的红色和黄色像素的数目，以及占剪切图像总像素数的百分比，以检测球队。

最后整合代码，并使用cv2.imshow显示结果。

结语

很好。现在你看到了，深度学习和OpenCV的简单组合可以产生有趣的结果。在目标检测和归类球队之后，可以进行进一步的分析，例如：

当相机视角在澳大利亚球门区域时，你可以计算区域内的秘鲁球员和澳大利亚球员人数比。

你可以为每队分别绘制足迹的热图——例如显示秘鲁队主要占据的区域。

你可以绘制守门员的路径。

目标检测API提供了一些更精确但更慢的模型。你也可以试试它们。

如果你喜欢这篇文章，给我加❤️ :) 我希望你从GitHub拉取代码亲自动手尝试。

另外，我提供深度学习咨询，喜欢解决有趣的问题。我帮助一些创业公司部署了创新的AI解决方案。如果你有需要协作的项目，请通过我的网站deeplearninganalytics.org或我的邮箱priya.toronto3@gmail.com联系我。

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