以豪斯多夫距離演算法實現高爾夫球揮桿軌跡的追蹤與比對

GOLF SWING TRAJECTORY TRACKING AND MATCHING BY HAUSDORFF DISTANCE　ALGORITHM

郭咨佑(Tzu-yu Kuo)

指導教授 ： 蔡明傑

大同大學/電機資訊學院/電機工程學系所/碩士(2009年)

摘要

本篇論文提出一種強而有利的軌跡追蹤與比對系統，它是利用軌跡
模型來達到精確的功能，我們利用原始影片中高爾夫球的揮桿影像來追
蹤桿頭的2D 座標平面並抓取它的軌跡點，以教練的軌跡模型與初學者
作比對，對此軌跡模型的誤差值給予分數以及評語,進而讓初學者可以判
別揮桿的優劣。
本文主要分為兩個部分，一個是將高爾夫球的揮桿影像經過影像的
前處理，包含影像相減、型態學膨脹侵蝕、測邊法等方式先將影像做處
理可找到高爾夫球的桿頭。接著定義軌跡模型ρ(桿頭與圖像中心的距
離)、β(桿頭與圖像中心所形成的角度的)和時間序列的關係,將定義的
多項式函數找到對應係數與軌跡模型的關係，找出軌跡模型就可以將揮
桿的軌跡完整畫出。
另外一部分是做軌跡的比對；畫出軌跡模型並不是我們最終的目
的，必需將追蹤出來的軌跡點做基因遺傳演算法，找到最佳的適應函數
再用Hausdorff distance 找出兩軌跡的誤差值，做軌跡的比對動作並給予
分數，進而讓使用者了解揮桿的正確性。

關鍵字

豪斯多夫距離演算法 ； 高爾夫球揮桿

並列摘要

This thesis presents a new visual tracking comparison technology that
relies on the use of a trajectory model to achieve robustness. We purpose of
retrieving the 2D spatiotemporal trajectory of a golf club head and get the
trajectory pole from ordinary video sequences of golf swing, compare with
coaches and an user give a score then judge good or bad.
This thesis includes two main topics. The first is to determine the
center of the moving object using image-processing technique， include
"Image Subtraction" 、"Morphology Dilation and Erosion" 、"Contour
Tracing"，it use these theorem should be find the golf club from video
image-processing，then we define the trajectory model ρ、β and time bounds
relations，it found the corresponding coefficient and draw completely
trajectory model base on polynomial function that we defined.
The second is golf trajectory comparison. Draw the model is not final
destination，it should be use the "Genetic algorithm" base on path pole to
find the best model. Finally, using the Hausdorff distance to detect the
magnitudes of error, base on this value give score and level to enhance their
swing analysis.

並列關鍵字

HAUSDORFF DISTANCE ALGORITHM ； Golf Swing

參考文獻

[3] J. Canny, “A Computational Approach to Edge Detection,” IEEE

Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, pp.679–697, Nov. 1986.

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