This paper focuses on the problem of online golf ball detection and tracking from image sequences. An efficient real-time approach is proposed by exploiting convolutional neural networks (CNN) based object detection and a Kalman filter based prediction. Five classical deep learning-based object detection networks are implemented and evaluated for ball detection, including YOLO v3 and its tiny version, YOLO v4, Faster R-CNN, SSD, and RefineDet. The detection is performed on small image patches instead of the entire image to increase the performance of small ball detection. At the tracking stage, a discrete Kalman filter is employed to predict the location of the ball and a small image patch is cropped based on the prediction. Then, the object detector is utilized to refine the location of the ball and update the parameters of Kalman filter. In order to train the detection models and test the tracking algorithm, a collection of golf ball dataset is created and annotated. Extensive comparative experiments are performed to demonstrate the effectiveness and superior tracking performance of the proposed scheme.


翻译:本文侧重于在线高尔夫球探测和从图像序列中跟踪的问题。通过利用以进化神经网络为基础的物体探测和基于卡尔曼过滤器的预测,提出了一个有效的实时方法。实施并评估了五个传统的深深学习物体探测网以探测球,包括YOLO v3及其微小版本、YOLO v4、Appear R-CNN、SSD和RefineDet。检测是在小图像补丁而不是整个图像上进行的,以提高小球探测的性能。在跟踪阶段,使用离散的卡尔曼过滤器预测球的位置,根据预测测出一个小图像补补补。然后,利用对象探测器改进球的位置并更新Kalman过滤器的参数。为了训练探测模型并测试跟踪算法,创建了高尔夫球数据集并附加了说明。进行了广泛的比较实验,以显示拟议办法的有效性和优异性跟踪性。

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