基于數(shù)字視頻圖像處理的乒乓球運(yùn)動(dòng)分析研究.pdf

1、數(shù)字視頻是由若干幀組成的圖像序列，其中含有豐富的信息。隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高和數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，將數(shù)字視頻中的幀分解出來(lái)并加以處理和分析，從而獲得必要的信息，已成為目前的研究熱點(diǎn)，這種技術(shù)稱之為視頻跟蹤。將視頻跟蹤技術(shù)引入體育訓(xùn)練中，用以提高體育訓(xùn)練的科學(xué)性與效率，是一項(xiàng)新興的研究?jī)?nèi)容。由于機(jī)器視覺(jué)比人眼具有更好的準(zhǔn)確性和記憶性，它能夠快速的捕捉運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并且記錄目標(biāo)的各種運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，而這些運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)也為運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作的好壞提供了更加直

2、觀的表現(xiàn)方式。在現(xiàn)代體育運(yùn)動(dòng)中，可以借助視頻跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的捕捉和跟蹤，分析其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與特征，從而起到輔助訓(xùn)練的作用。 好的運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢測(cè)和跟蹤算法是整個(gè)視頻跟蹤系統(tǒng)極其重要的組成部分，在不同的應(yīng)用中，需要選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)和跟蹤方法。本文主要針對(duì)乒乓球比賽視頻，探討了對(duì)象檢測(cè)與跟蹤算法，提出了對(duì)乒乓球進(jìn)行識(shí)別并跟蹤的方法，開(kāi)展了數(shù)字圖像處理技術(shù)在球類運(yùn)動(dòng)分析中的應(yīng)用研究。 首先，從AVI視頻中依次分解出每一幀，再對(duì)每

3、一幀進(jìn)行處理和分析；然后，使用質(zhì)心法分析球體的中心。在攝像機(jī)完成標(biāo)定的基礎(chǔ)上，按照雙目匹配算法得到球的三維世界坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)乒乓球的跟蹤。 在對(duì)每一幀進(jìn)行處理時(shí)，首先進(jìn)行了濾波降噪，然后使用基于閾值的方法消除了其中大量存在的背景的干擾。在進(jìn)行目標(biāo)提取和分割時(shí)，為避免進(jìn)行大量的運(yùn)算和提高識(shí)別的準(zhǔn)確性，使用了區(qū)域增長(zhǎng)法。在種子點(diǎn)的選定上，提出了首幀人工交互選擇種子和其他幀自動(dòng)搜索種子相結(jié)合的方式，生長(zhǎng)準(zhǔn)則也是在綜合考慮彩色圖像的各

4、種特征的基礎(chǔ)上確定的。 本文所做的工作主要有以下幾個(gè)方面： (1)分析總結(jié)了基于雙目視覺(jué)的圖像分割和目標(biāo)跟蹤的理論和方法； (2)提出了基于視頻序列的對(duì)乒乓球?qū)崿F(xiàn)雙目跟蹤的方法； (3)在使用區(qū)域增長(zhǎng)法進(jìn)行目標(biāo)提取時(shí)，提出了人工交互選取與系統(tǒng)自動(dòng)搜索相結(jié)合的選定種子點(diǎn)的方法； (4)使用乒乓球的質(zhì)心作為雙目的匹配點(diǎn)，使得雙目跟蹤可以在脫離標(biāo)記的基礎(chǔ)上進(jìn)行，有利于在體育視頻跟蹤中應(yīng)用。 本文