空手道比赛视频战术情报分析系统中关键算法研究
发布时间：2021-08-24 06:41
数字视频中人体行为的分类与辨识,是计算机视觉领域一个新的极具挑战性的研究方向,自兴起以来,传统的基于运动目标特征提取、运动模板分析等技术的研究,在实际应用中大多都会受到诸如遮挡、光照、尺度,以及个体肢体动作之间的差异等因素的严重干扰,而影响分类与辨识精确度。近期随着深度学习技术的发展,越来越多的基于深度卷积网络的行为分类与辨识算法问世。相比传统方法,深度网络模型在性能方面有较大提升。体育运动中针对竞赛类视频进行战术情报分析,也是随着视频获取设备的不断普及,而显现得越来越重要。本论文利用基于深度网络模型的行为分类与辨识算法,对空手道比赛视频作相应的战术情报分析,大幅度提升了分析效率,以及分析的精确度。本论文的研究分为两个环节:（1）从空手道比赛视频中获取运动员的二维或三维的骨架信息;（2）利用骨架数据构建图卷积网络模型,进行行为分类与辨识。本论文的主要研究工作与创新点:（1）数据集的制作。超大量的采集空手道运动员对抗训练时的数字视频,人工裁剪空手道中踢腿、挥拳,移动三种动作的视频片断,然后,模仿Kinetics数据集制作方式,制作系统使用的数据集。（2）比较研究了三种姿态估计算法,并利用...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(左)传统监控
硕士学位论文2图1-1KTH数据集中“走”和“跑”（左），UCF101数据集中“跳杀和“冲浪”（右）图1-2人体行为识别的一般思路人体行为识别的研究内容相当丰富，涉及模式识别、数据挖掘、机器学习、计算机视觉，人工智能等多个领域。人体行为分类有广阔的应用前景和潜在的经济价值和社会价值。其在无人值守、家庭安全、视频信息检索，人机交互等方面得到广泛的应用。（1）无人值守物联网技术的发展，伴随着监控摄像头的普及，广尝学校、银行、公路，车站等各大公共场所，通过固定摄像头记录人们的生活。通过实时观察来减少对人身财产造成的伤害及损失。对于传统摄像系统，如图1-3（左）所示，工作人员必须通过肉眼观察监控中异常行为并了解事情的发展过程，而对于如今的无人值守系统，如图1-3（右）所示，为无人值守的停车场，是将人性化、智能化、无人化集于一体，不仅能够帮助人们节省时间，并且能够减少人力，提高效率。图1-3(左)传统监控室（右）无人值守停车场（2）智能安全视频训练集行为分类未知标签视频特征提取特征提取行为识别建模
空手道比赛视频战术情报分析系统中关键算法研究3智能时代的到来，加之人民生活水平的提高，智能设备的增加以及个人安全防护意识的提高，人们可以在工作中或者其他任何不在家的场所，都可以通过智能设备来观察家中的情况，减少损失。如图1-4所示，通过连接智能设备，观察家中的情况。图1-4远程连接智能设备（3）视频信息检索生活在信息化时代，网络是人们获取信息的重要途径之一。随着YouTube，优酷等各大网站的流行及网络传播速度的提升，使得更多的信息能够实现共享。据经济网报道，2018年5月4日，用户每分钟向YouTube上传400小时的视频。图1-5是来自YouTube网站中有关花式投球视频中某帧的截屏。但用户对于视频的描述文字过于简单，不能完整表达视频中所包含的丰富内容，这些都致使对视频进行有效的存储和检索成为一大难题。基于内容的视频检索和压缩技术，通过使用行为分类方法检测出视频中用户感兴趣的行为，再对其进行有效的压缩和索引标注。图1-5YouTube花式投球视频截图（4）人机交互21世纪后，人与计算机之间的交互方式从传统的按键式（如鼠标，键盘等）到通过人的感觉和动作（如手写、触摸、姿势，表情等）来实现与计算机的交互，提高人与计算机交互的高效性。如图1-6（左）所示的体感系统Kinect，Kinect体感系统由微软开发，应用于Xbox360主机的周边设备，能够依靠相机捕捉三维空间中游戏者的动作，图（右）是2015年由哥伦比亚大学YC团队制作的SmartSpot健身镜，配合Kinect摄像头，能够在显示器上实时监控动作是否到位，减少了个人对私人教练的需求，降低个人健身的费用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]入奥背景下我国竞技空手道项目竞争格局研究——以2018全国空手道冠军总决赛为例[J]. 冯亚杰,庞俊鹏. 四川体育科学. 2019(06)
[2]日本空手道项目奥运备战的模式与体系研究[J]. 谢劲文,杨长明. 体育学研究. 2019(03)
[3]对全国大学生空手道比赛防守反击战术的分析研究[J]. 冯之琛. 当代体育科技. 2018(24)
[4]2017年全国竞技空手道锦标赛赛况分析的研究[J]. 曹文文,汪于乃. 青春岁月. 2018(03)
[5]河南省空手道运动员运动损伤特征及致因分析[J]. 任洁. 体育风尚. 2018(02)
[6]高校学生对空手道项目的认知研究[J]. 岳庆利,李艳君. 北京体育大学学报. 2017(08)
[7]空手道运动对运动员无氧工作能力的影响[J]. 赵桃杰. 长江丛刊. 2017(21)
[8]组手与形:空手道竞赛方式的演变——体育文化流变的考察之四[J]. 周永盛,郑旭旭,高楚兰,倪红莺,袁镇澜. 体育科学研究. 2017(03)
[9]MMA致胜之道:十大空手道技术[J]. 吴强. 拳击与格斗. 2017(04)
本文编号：3359484
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(左)传统监控
硕士学位论文2图1-1KTH数据集中“走”和“跑”（左），UCF101数据集中“跳杀和“冲浪”（右）图1-2人体行为识别的一般思路人体行为识别的研究内容相当丰富，涉及模式识别、数据挖掘、机器学习、计算机视觉，人工智能等多个领域。人体行为分类有广阔的应用前景和潜在的经济价值和社会价值。其在无人值守、家庭安全、视频信息检索，人机交互等方面得到广泛的应用。（1）无人值守物联网技术的发展，伴随着监控摄像头的普及，广尝学校、银行、公路，车站等各大公共场所，通过固定摄像头记录人们的生活。通过实时观察来减少对人身财产造成的伤害及损失。对于传统摄像系统，如图1-3（左）所示，工作人员必须通过肉眼观察监控中异常行为并了解事情的发展过程，而对于如今的无人值守系统，如图1-3（右）所示，为无人值守的停车场，是将人性化、智能化、无人化集于一体，不仅能够帮助人们节省时间，并且能够减少人力，提高效率。图1-3(左)传统监控室（右）无人值守停车场（2）智能安全视频训练集行为分类未知标签视频特征提取特征提取行为识别建模
空手道比赛视频战术情报分析系统中关键算法研究3智能时代的到来，加之人民生活水平的提高，智能设备的增加以及个人安全防护意识的提高，人们可以在工作中或者其他任何不在家的场所，都可以通过智能设备来观察家中的情况，减少损失。如图1-4所示，通过连接智能设备，观察家中的情况。图1-4远程连接智能设备（3）视频信息检索生活在信息化时代，网络是人们获取信息的重要途径之一。随着YouTube，优酷等各大网站的流行及网络传播速度的提升，使得更多的信息能够实现共享。据经济网报道，2018年5月4日，用户每分钟向YouTube上传400小时的视频。图1-5是来自YouTube网站中有关花式投球视频中某帧的截屏。但用户对于视频的描述文字过于简单，不能完整表达视频中所包含的丰富内容，这些都致使对视频进行有效的存储和检索成为一大难题。基于内容的视频检索和压缩技术，通过使用行为分类方法检测出视频中用户感兴趣的行为，再对其进行有效的压缩和索引标注。图1-5YouTube花式投球视频截图（4）人机交互21世纪后，人与计算机之间的交互方式从传统的按键式（如鼠标，键盘等）到通过人的感觉和动作（如手写、触摸、姿势，表情等）来实现与计算机的交互，提高人与计算机交互的高效性。如图1-6（左）所示的体感系统Kinect，Kinect体感系统由微软开发，应用于Xbox360主机的周边设备，能够依靠相机捕捉三维空间中游戏者的动作，图（右）是2015年由哥伦比亚大学YC团队制作的SmartSpot健身镜，配合Kinect摄像头，能够在显示器上实时监控动作是否到位，减少了个人对私人教练的需求，降低个人健身的费用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]入奥背景下我国竞技空手道项目竞争格局研究——以2018全国空手道冠军总决赛为例[J]. 冯亚杰,庞俊鹏. 四川体育科学. 2019(06)
[2]日本空手道项目奥运备战的模式与体系研究[J]. 谢劲文,杨长明. 体育学研究. 2019(03)
[3]对全国大学生空手道比赛防守反击战术的分析研究[J]. 冯之琛. 当代体育科技. 2018(24)
[4]2017年全国竞技空手道锦标赛赛况分析的研究[J]. 曹文文,汪于乃. 青春岁月. 2018(03)
[5]河南省空手道运动员运动损伤特征及致因分析[J]. 任洁. 体育风尚. 2018(02)
[6]高校学生对空手道项目的认知研究[J]. 岳庆利,李艳君. 北京体育大学学报. 2017(08)
[7]空手道运动对运动员无氧工作能力的影响[J]. 赵桃杰. 长江丛刊. 2017(21)
[8]组手与形:空手道竞赛方式的演变——体育文化流变的考察之四[J]. 周永盛,郑旭旭,高楚兰,倪红莺,袁镇澜. 体育科学研究. 2017(03)
[9]MMA致胜之道:十大空手道技术[J]. 吴强. 拳击与格斗. 2017(04)
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