智能羽球裁判系統
成果展示
側面視角與後方視角成果
側面視角成果
此影片包含發球線偵測、發球有效區判斷、發球高度是否違規判斷、羽球偵測
完整側面視角成果
後方視角成果
此影片包含場地偵測、羽球偵測、落點及得分判定
完整後方視角成果
整合兩部分視角與成果
本系統之設計核心在於異質模組的協同作業。透過將「側面視角」與「後方視角」定義為兩個獨立分析模組，使其在各自最佳化環境中完成偵測任務，最後由主程式進行資訊整合與規則判別。此架構不僅能避免不同軟體套件間的版本衝突，也能確保各模組偵測結果的精確度與穩定性。
1、 系統架構與執行方式
整個系統由三個部分組成：「側面視角模組」負責分析發球相關資訊；「後方視角模組」負責分析球的飛行、落地與界內界外；「主程式」則負責整合兩者結果並輸出最終影片。本系統採用先分析再整合，主程式會依序呼叫兩大模組執行運算，待其各自完成分析並產出結果檔案後，再將資料匯入主程式進行同步整合。此架構能讓各模組維持獨立性，利於除錯與參數校對。
整合系統架構流程圖
2、側面視角模組處理流程
側面視角模組處理發球動作資訊。系統會先讀取側面影像，偵測羽球在每一幀中的中心位置，並同步追蹤場內球員的人體特徵與關鍵節點。整個過程在分析發球時的高度是否符合規定以及發球是否通過有效發球區。分析完成後，側面模組會將結果整理成結構化資料檔，包含球心座標、發球者識別、高度違規訊息等，作為主程式判決發球合法性的主要依據。
側面JSON檔輸出資料
3、 後方視角模組處理流程
後方視角模組主要負責分析羽球的場地移動情況與落點。系統首先會自動偵測球場範圍與球網位置，建立判斷基準之場地基準資訊。接著系統會追蹤羽球在連續畫面中的位置，若球在合理範圍內突然由可視變為消失，即會被判定為落地事件，並記錄其候選落點。最後結合場地基準模型，判斷該落點屬於界內或界外。後方模組會輸出逐幀分析結果與場地資訊檔供主程式後續整合。
後方JSON檔輸出資料
4、資料交換機制
由於各模組是在不同環境中執行，本系統選擇使用 JSON檔作為通訊媒介。側面模組跑完後會輸出側面結果檔，後方模組則產出逐幀結果檔與場地資訊檔。主程式再去讀取這些檔案，把分散在不同模組的判定結果整理成統一的處理流程。此設計讓每個模組能專注於擅長的分析任務，不需了解其他模組的內部運作，使整體架構更清楚且易於說明。
5、主程式同歩整合流程
當兩邊結果檔案產生後，主程式會讀取資料並同步打開兩支原始影片，按幀數讀取對應的分析結果。一開始系統處於「等待發球」狀態，主要依據側面視角的結果來判定發球高度與是否通過有效區域；若發球合法，系統則進入「回合狀態」。在此狀態下，系統會同步監控側面視角的觸網資訊與後方視角的落地/界內外結果。當判分完成後，系統會進入暫時結束狀態顯示得分訊息，隨後重設回到發球階段。
6、畫面合成與結果輸出
在進行邏輯判定的同時，主程式會將兩個視角的原始畫面同步縮放至相近大小，並左右拼接成單一畫面。主程式會將比分、當前比賽狀態以及即時事件訊息疊加到畫面上，最終產出一支包含完整裁判判決邏輯與雙視角同步影像的結果影片。這支影片不僅包含畫面，也包含了整合後的比賽狀態與得分結果，直接作為系統最終展示的視覺化成果。
7、整體流程總結
這套系統的運作流程始於主程式啓動整合程序，隨後進入雙視角的核心分析階段：首先由側面分析模組精準偵測發球相關動作並輸出結構化數據，同時後方分析模組則負責建立球場基準、進行即時軌跡追蹤與落點判定；接著，主程式會同步匯入這兩組分析結果，並嚴格依照羽球比賽規則進行邏輯整合與判決，最終將判定結果、比賽比分以及雙視角的處理畫面完美合成，輸出為完整的分析影片。
完整兩方視角整合後成果