一种球场LED显示屏系统及其实现广告精准投放的插播方法

摘要

本发明公开了一种球场LED显示屏系统及其实现广告精准投放的插播方法。该系统包括主控电脑、LED视频控制器、环球场LED显示屏和多个网络摄像机；其中环球场LED显示屏包括多个LED显示单元箱体。该方法首先通过网络摄像机获取球场实时图像，并上传给主控电脑；然后主控电脑实时分析相邻的两个摄像机采集的视频图像数据，基于图像特征从两个视频图像中分别识别出足球，并获取足球在图像中的位置；再根据足球在图像中的位置计算出足球在球场中的实际位置；最后根据足球在球场中的实际位置，确定与足球最接近的LED显示单元箱体作为目标箱体，并向该目标箱体有针对性的投放设定广告。采用了本发明技术方案的球场LED显示屏系统，可以很方便、很灵活、很有效的帮助广告商自动发布重要广告到现场直播视频，减少了人工操作，提高了系统的画面插播速度和安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及LED显示技术领域，具体涉及一种球场LED显示屏系统及其实现广告精准投放的插播方法。

背景技术

目前环球场LED显示屏系统基本上都是按预先制定的广告计划,顺序播放广告。较为先进的系统中，可以根据现场赛事情况，安排人员手动按键插播广告到LED显示屏，实现全球赛事直播的广告宣传。前述技术中，由于需要通过工作人员手动插播广告。比如，在足球现场直播，进球时、射门时、发角球时，都要靠人员手动插播广告，无法自动跟踪现场直播镜头插播广告到LED显示屏，不能做到自动跟踪现场直播镜头，插播广告，灵活性差，已不能满足市场快速多变的需求，因而需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种球场LED显示屏系统，解决目前球场LED显示屏系统不能自动跟踪现场直播镜头，插播广告，灵活性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种球场LED显示屏系统，包括：设置在主控中心的主控电脑和LED视频控制器，以及设置在球场外围的环球场LED显示屏，还包括用于获取球场实时图像的多个网络摄像机；其中环球场LED显示屏包括多个LED显示单元箱体，各LED显示单元箱体围绕球场排列；所述网络摄像机设置在LED显示单元箱体上，且各网络摄像机通过网络与主控电脑连接，上传球场实时图像数据给主控电脑，供主控电脑分析并计算出足球在球场中的位置。

本发明所要解决的技术问题之二是相应提供一种球场LED显示屏系统实现广告精准投放的插播方法，解决目前球场LED显示屏系统不能自动跟踪现场直播镜头，不能自动查找目标箱体，不能自动插播广告的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种球场LED显示屏系统实现广告精准投放的插播方法，其基于一种LED显示屏系统实现广告精准投放插播；

该一种球场LED显示屏系统，包括：设置在主控中心的主控电脑和LED视频控制器，以及设置在球场外围的环球场LED显示屏，还包括用于获取球场实时图像的多个网络摄像机；其中环球场LED显示屏包括多个LED显示单元箱体，各LED显示单元箱体围绕球场排列；所述网络摄像机设置在LED显示单元箱体上，且各网络摄像机通过网络与主控电脑连接，上传球场实时图像数据给主控电脑，供主控电脑分析并计算出足球在球场中的位置；

该一种球场LED显示屏系统实现广告精准投放的插播方法，包括如下步骤：

S1)、采集图像：通过网络摄像机获取球场实时图像，并上传给主控电脑；

S2)、分析图像：主控电脑实时分析相邻的两个摄像机采集的视频图像数据，基于图像特征从两个视频图像中分别识别出足球，并获取足球在图像中的位置；

S3)、计算足球的实际位置：根据足球在图像中的位置计算出足球在球场中的实际位置；

S4)、针对性投放广告：根据足球在球场中的实际位置，确定与足球最接近的LED显示单元箱体作为目标箱体，并向该目标箱体有针对性的投放设定广告。

优选的技术方案中，所述步骤S2)又具体包括如下步骤：

S21)、提取出图像中的非草地区域，生成二值图像；

S22)、分割二值图像：利用足球的形状和大小特征，分析出足球区域位置找出最接近足球形状的区域；

S23)、消除噪音：使用视频图像，采用霍夫变换检测去除球场中的直线，消除了球场中标志线产生的噪音；

S24)、确认足球，找出最可能是足球的唯一区域，从视频图像中确定足球区域的中心位置，即足球在视频图像中的成像位置。

优选的技术方案中，所述步骤S3)、计算足球的实际位置，具体而言是根据足球在图像中的位置，采用双目立体视觉技术计算出足球在球场中的实际位置。

优选的技术方案中，所述步骤S4)又具体包括如下步骤：

S41)、确定目标箱体：显示屏主控电脑根据足球垂直距离箱体平面的距离d，确定垂直对应的目标箱体；

S42)、插播广告：根据d值大小和目标箱体的位置，计算出显示区域实现插播。

本发明的有益效果是：

采用了本发明技术方案一种球场LED显示屏系统实现广告精准投放的插播方法的一种球场LED显示屏系统，由于现场直播99%的镜头焦点是足球，本发明采用自动识别技术，可以跟踪到大部分的现场直播镜头，可以很方便、很灵活、很有效的帮助广告商自动发布重要广告到现场直播视频，减少了人工操作，提高了系统的画面插播速度和安全性。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中球场LED显示屏系统的系统组成框图；

图2是本发明具体实施方式中所采用的双目立体视觉技术原理示意图；

图3是本发明具体实施方式中球场用LED显示屏系统及其广告精准投放插播方法的技术原理图。

具体实施方式

为了适应市场的需求，能自动跟踪现场直播镜头，迅速自动插播LED显示屏广告，将画面展现到现场直播视频画面，实现全球直播宣传。本发明提出了一种球场LED显示屏系统，可以自动识别球场上的足球，分析出足球垂直距离环球场LED显示屏的距离，从而计算出LED画面展现到现场直播视频上需要插播的显示区域，并判断和自动插播广告画面，实现全球现场赛事直播的LED广告宣传。

该球场用LED显示屏系统如图1所示，包括：设置在主控中心的主控电脑、LED视频控制器和智能环境控制器，以及设置在球场的环球场LED显示屏和网络摄像机，其中环球场LED显示屏包括多个LED显示单元箱体，各LED显示单元箱体围绕球场排列，通常围成一圈，故环球场LED显示屏又称围圈屏。而所述网络摄像机有多个，根据球场实际情况布置，原则上相隔几个LED显示单元箱体安装一个网络摄像机，比如相隔2个或者3个LED显示单元箱体安装一个网络摄像机。LED视频控制器与主控电脑和智能环境控制器连接，还与球场上的环球场LED显示屏连接，实现对环球场LED显示屏的显示控制，网络摄像机通过网络将所拍摄的现场实时图像数据上传到主控电脑。

该球场LED显示屏系统的广告精准投放插播方法包括如下步骤：

S1)、采集图像：通过网络摄像机获取球场实时图像；

S2)、分析图像：主控电脑实时分析相邻的2个摄像机采集的视频图像数据，基于图像特征从2个视频图像中分别识别出足球，并获取足球在图像中的位置；

S3)、计算足球的实际位置：根据足球在图像中的位置计算出足球在球场中的实际位置；

S4)、针对性投放广告：根据足球在球场中的实际位置，确定与足球最接近的LED显示单元箱体作为目标箱体，并向该目标箱体有针对性的投放设定广告。

本发明与现有技术之间关键区别在于系统能够自动识别球场上的足球，分析出足球距离LED显示屏的位置，并自动触发插播广告到足球附近的显示屏箱体上。由于现场直播99%的镜头焦点是足球，从而可以很有效率的将广告画面展现在直播视频上。而传统的广告插播都是靠人工按键插播，不能自动触发，显示速度慢，不能满足广告商的需求。本发明采用自动识别技术，可以跟踪到大部分的现场直播镜头，可以很方便、很灵活、很有效的帮助广告商自动发布重要广告到现场直播视频。减少了人工操作，提高了系统的画面插播速度和安全性。

其中，步骤S2)又具体包括如下步骤：

S21)、提取出图像中的非草地区域：由于足球视频图像中，草地有很高的稳定性和单一性，通过统计图像的HSV累积颜色直方图，可以很容易的得到主颜色分量，即草地颜色分量。计算图像每个像素点与主颜色的距离，通过距离大小，判断提取出非草地区域，用黑色表示非草地区域，生成二值图像。其中，黑色表示非草地区域。

S22)、分割二值图像：利用足球的形状和大小特征，分析出足球区域位置。具体特征有：（1）分割区域的长轴的尺寸；（2）分割区域的面积；（3）形状参数F=4πA/P²，其中，A表示区域的面积。P表示区域的周长。F值越接近1，越接近圆，即越可能是足球。(4)离心率，区域长轴与短轴尺寸之比。E=D_L/D_S，D_L和D_S分别表示区域最小边界矩形的长和宽。离心率越小，球的概率越大。通过形状参数（F）和离心率(E)比较，找出3个（或少于3个）最接近足球形状的区域。

S23)、消除噪音：使用视频图像，采用霍夫变换检测去除球场中的直线，消除了球场中标志线产生的噪音。

S24)、确认足球：考虑到足球周围大部分都是草地，当区域周围8个邻近点中有4个点的颜色值与主颜色相近，则认为该区域内包含足球。使用视频图像，分析判断步骤2产生的3个（或少于3个）的区域，找出最可能是足球的唯一区域。从视频图像中，确定足球区域的中心位置，即足球在视频图像中的成像位置。

其中步骤S3)、计算足球的实际位置，具体而言是根据足球在图像中的位置，采用双目立体视觉技术计算出足球在球场中的实际位置。

双目立体视觉技术是用两个摄像机模拟人的双眼，同时从两个不同位置对同一目标拍摄图像，然后通过目标匹配根据三角关系计算目标的空间位置。如图2所示，L、R表示左右两个摄像机，点O表示足球，摄像机焦距为f，摄像机之间距离为b，Lo为左摄像机L拍摄到的图像(简称左边图像)的中心，Lx为点O在左边图像上的成像，Ro为右摄像机R拍摄到的图像(简称右边图像)的中心，Rx为点O在右边图像上的成像。根据三角关系，可以计算出O点到LR连线的垂直距离为

$>d=\frac{\mathrm{bf}}{|x_L-x_R|}-c$>

其中xL为点Lx在左边图像中的横坐标，xR为点Rx在右边图像中的横坐标，c就是球体的半径。

步骤S4)、针对性投放广告如图3所示，又具体包括如下步骤：

S41)、确定目标箱体：显示屏主控电脑根据足球垂直距离箱体平面的距离d，确定垂直对应的箱体编号（假设是N号箱体）；

S42)、插播广告：根据d值大小和N箱体位置，计算出显示区域实现插播。其中，显示区域范围是可以自定义的，一般默认为N箱体的左右20米。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。