基于计算机视觉的终点裁判系统设计

论文摘要

论文就目前图像处理识别技术在体育径赛裁判系统中的运用情况作出分析,并从大学、中小学及省、市县级的基层田径运动竞赛裁判系统的需求出发,搭建了一套基于计算机视觉的终点裁判系统,以改善人才资源浪费、计时精度不高、实际操作繁杂、系统成本高等状况。本文的工作重点是裁判系统中计时系统设计及运动员冲刺部分图像识别算法的研究。本文在系统的硬件选择上重点从适用性和成本进行考虑,本着从基层田径运动会举办方固有硬件出发的思想,选择了摄像头、视频采集卡和PC机结合的系统,具有较高的信价比。系统软件的实现平台是Borland C++ Builder和Visual C++。为了保证系统计时的精确性,利用了高解析度计数器进行计时。计时精度达到毫秒级,完全满足系统设计要求。而在运动员冲刺部分图像识别算法上,采用了图像识别中较为常用的背景差分法,同时结合了数学形态学运算和特征点匹配的算法,对背景图像的自适应提取进行改进,提高了系统的鲁棒性。最后,从使用者的角度出发,设计了功能齐备、操作较为人性化的系统。本文设计的基于计算机视觉的终点裁判系统计时精确、人物识别精度高、可靠性高、系统维护方便、适用范围广且价格低廉,具有良好的通用性,有很好的应用推广价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 计算机视觉和图像处理概述
• 1.1.1 计算机图像处理的变迁
• 1.1.2 计算机图像处理的特点
• 1.1.3 计算机图像处理技术现阶段应用与发展趋势
• 1.2 本文主要工作以及研究的内容
• 第二章 基于计算机视觉的终点裁判系统设计
• 2.1 终点裁判系统的发展现状及需求
• 2.1.1 发展状况
• 2.1.2 系统设计思想
• 2.2 系统结构设计
• 2.3 系统功能模块划分
• 2.4 系统软硬件的选择
• 第三章 基础知识
• 3.1 avi视频格式简介
• 3.1.1 RIFF文件格式
• 3.1.2 AVI文件格式
• 3.2 DirectX简介
• 3.2.1 DirectX的发展
• 3.2.2 DirectShow介绍及在系统中的运用
• 3.3 图像处理基础知识
• 3.3.1 数字图像
• 3.3.2 直方图
• 3.3.3 图像滤波
• 3.3.4 图像特征
• 3.3.5 图像配准
• 3.3.6 数学形态学
• 第四章 系统背景提取的自适应分析
• 4.1 移动物体的抽取算法分析
• 4.1.1 背景差分法
• 4.1.2 帧间差分法
• 4.1.3 其它抽取算法
• 4.2 背景图像的自适应算法
• 4.2.1 图像平均法
• 4.2.2 带遗忘因子的自适应算法
• 4.3 特征点匹配
• 4.3.1 使用Forstner算子提取特征点
• 4.3.2 特征匹配的目标判别
• 第五章 终点裁判系统软件设计
• 5.1 系统设计概述
• 5.1.1 系统软件设计总体流程
• 5.1.2 系统软件功能模块的划分
• 5.2 软件模块详细设计
• 5.2.1 信息录入子模块详细设计与实现
• 5.2.2 计时模块详细设计与实现
• 5.2.3 图像预处理模块的详细设计与实现
• 5.2.4 系统监控模块的详细设计与实现
• 5.2.5 图像处理模块的详细设计与实现
• 5.2.6 结果查询输出模块的详细设计与实现
• 5.3 系统运用的扩展设想
• 总结与展望
• 参考文献
• 作者硕士期间发表的论文
• 附录一
• 附录二
• 附录三
• 致谢