基于视觉的台球运动轨迹测试软件设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

研究背景：随着多媒体技术的迅速发展,基于视觉的视频技术得到了越来越广泛的应用。移动目标检测与识别是计算机视觉领域中的重要课题,在医疗诊断、交通运输、军事安全和航空航天等领域有广泛的应用前景。视频跟踪技术是一种把计算机视觉，图象处理，模式识别，人工智能技术，自动控制技术等技术有机的结合起来，形成了能从复杂的背景中实时的自动识别目标，提取目标的位置信息，自动跟踪目标的技术。随着技术的发展，在实际应用中，对跟踪系统也提出了越来越高的要求，例如越来越多的场合要求成像跟踪系统对更大的区域的视频图象进行准确的跟踪处理。这就对跟踪系统的处理能力提出了更高的要求。

视频跟踪技术在军事上有着广泛的应用。随着现代战争的发展，越来越需要对目标的精确定位和跟踪。如何利用计算机把运动目标从有干扰的背景中检测出来并对其进行识别、跟踪等处理是需要研究的关键技术。目标定位之后就可以根据目标运动的轨迹判断出目标属于哪类目标以及计算出目标的运动速度，加速度，航向等运动参数，进而可以预测出目标下一时刻的可能出现位置。基于视觉的运动轨迹测试揭示了视频内容的动态特征,成为视频检索的活跃领域。目标跟踪方法的研究和应用是计算机视觉的一个重要分支，实现目标跟踪的关键在于完整地分割目标、合理地提取特征和准确地识别目标，同时要考虑算法实现的时间。目标轨迹的刻画也成为一个重要的分支。本文也正是在这样的背景下以台球运动轨迹为切入口对此进行了初步的研究和实验。

研究目的：本论文进行台球运动轨迹测试软件的设计开发是对于视频跟踪检测技术的一种应用和实践，使得软件可以对视频文件和即时的摄像信息进行分析，测试出台球的运动轨迹。

2. 研究的基本内容和问题

研究内容：

1. 视频输入时的抗干扰问题研究

2. 目标识别检测研究

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   3. 研究的方法与方案

   研究方法：在知网搜集资料，进行知识储备，在各个文献中进行比较总结，选出合适的方案，然后逐步在软件上进行测试改进，最终完成。

   运动目标的检测识别是本文研究的核心内容。检测的目的是去除背景干扰，从视频流中把感兴趣的运动对象检测出来，得到只包含感兴趣的运动目标的图象。这样可以简化后续的处理，对系统的先进性有至关重要的影响。不同的应用场合，对视频检测有不同的要求。为了提供实时的检测，在不同环境下快速地执行被认为是最基本的要求；准确性是另一个重要的目标，事实上，准确的对象检测使跟踪更为可靠(如果对象的形状和位置被正确地检测，相同的对象可以逐帧的更可靠地被识别)、更为快速;另外，如果要求对象分类，正确地检测是正确地分类的必要前提。

   常用的运动对象检测方法主要有时域差分法、光流分析法和减背景法。

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   4. 研究创新点

   [1]张墨逸,张秋余,段宏湘,杨树强.基于运动轨迹的单目相机位姿自标定方法[j].华中科技大学学报(自然科学版),2019,47(02):64-69.

   [2]谭艳. 基于双目视觉的物体运动轨迹研究[d].西南大学,2014.

   [3]陈翔,邹庆年,谢绍宇,陈翠琼.一种面向运动目标的关键帧自动选择算法[j].计算机与现代化,2020(10):81-89.

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   5. 研究计划与进展

   （1）2月10日~2月20日：收集资料，熟悉基本知识，做好知识储备。

   （2）2月21日~2月29日：构思整体方案，深入研究设计原理，撰写开题报告。

   （3）3月1日~3月15日：完成开题，对设计有整体的把握。

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