基于數(shù)字視頻圖像處理的乒乓球運動分析研究.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。隨著計算機處理能力的提高和數(shù)字圖像處理技術的發(fā)展，將數(shù)字視頻中的幀分解出來并加以處理和分析，從而獲得必要的信息，已成為目前的研究熱點，這種技術稱之為視頻跟蹤。將視頻跟蹤技術引入體育訓練中，用以提高體育訓練的科學性與效率，是一項新興的研究內(nèi)容。由于機器視覺比人眼具有更好的準確性和記憶性，它能夠快速的捕捉運動目標，并且記錄目標的各種運動數(shù)據(jù)，而這些運動數(shù)據(jù)也為運動員動作的好壞提供了更加直

2、觀的表現(xiàn)方式。在現(xiàn)代體育運動中，可以借助視頻跟蹤技術實現(xiàn)對運動目標的捕捉和跟蹤，分析其運動狀態(tài)與特征，從而起到輔助訓練的作用。 好的運動對象檢測和跟蹤算法是整個視頻跟蹤系統(tǒng)極其重要的組成部分，在不同的應用中，需要選擇適當?shù)臋z測和跟蹤方法。本文主要針對乒乓球比賽視頻，探討了對象檢測與跟蹤算法，提出了對乒乓球進行識別并跟蹤的方法，開展了數(shù)字圖像處理技術在球類運動分析中的應用研究。 首先，從AVI視頻中依次分解出每一幀，再對每

3、一幀進行處理和分析；然后，使用質心法分析球體的中心。在攝像機完成標定的基礎上，按照雙目匹配算法得到球的三維世界坐標，從而實現(xiàn)對乒乓球的跟蹤。 在對每一幀進行處理時，首先進行了濾波降噪，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。在進行目標提取和分割時，為避免進行大量的運算和提高識別的準確性，使用了區(qū)域增長法。在種子點的選定上，提出了首幀人工交互選擇種子和其他幀自動搜索種子相結合的方式，生長準則也是在綜合考慮彩色圖像的各

4、種特征的基礎上確定的。 本文所做的工作主要有以下幾個方面： (1)分析總結了基于雙目視覺的圖像分割和目標跟蹤的理論和方法； (2)提出了基于視頻序列的對乒乓球實現(xiàn)雙目跟蹤的方法； (3)在使用區(qū)域增長法進行目標提取時，提出了人工交互選取與系統(tǒng)自動搜索相結合的選定種子點的方法； (4)使用乒乓球的質心作為雙目的匹配點，使得雙目跟蹤可以在脫離標記的基礎上進行，有利于在體育視頻跟蹤中應用。 本文