學位論文
Permanent URI for this collectionhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/73912
Browse
5 results
Search Results
Item 競速直排輪不良姿勢偵測分析(2025) 宋立晴; Sung, Li-Ching競速直排輪運動要求學員在訓練中保持正確姿勢，以提升運動表現並減少傷害風險。然而，膝蓋與腳踝的常見姿勢問題對初學者的學習造成挑戰。隨著影像處理和人體姿態偵測技術的發展，將這些技術應用於運動姿勢分析為量化學員的姿勢表現提供了新方法，能輔助教學與學習過程。本研究採用OpenPose作為人體姿態偵測工具，結合影像處理與數據分析技術，量化學員在直排輪練習過程中的膝蓋與腳踝角度特徵，並針對特定的姿勢問題進行分類與評估。實驗設計分為四個階段：第一階段開發步伐週期自動偵測系統，透過分析關鍵點座標自動切割完整步伐；第二階段驗證姿勢辨識的準確度，將系統判定結果與教練提供的標準（Ground Truth）進行比對評估系統表現；第三階段分析學員的姿勢表現，通過數據生成針對性的回饋評論；第四階段探討髖部位移與重心偏移的相關性，並利用動態閾值方法檢測滑行過程中的異常幀，分析異常對關節點偵測與姿勢分析的影響。研究結果顯示，自動步伐偵測系統展現出75.37%的F1分數，能有效識別大部分的步伐週期，為未來全自動化姿勢分析奠定基礎。在後續的姿勢分析實驗中，為確保判斷的準確性，採用人工標記的步伐進行評估。結合影像處理與姿態偵測技術，可以有效量化學員的滑行姿勢表現，對膝蓋與腳踝等關鍵部位的姿勢特徵進行深入分析，並提供清晰的數據回饋，幫助學員理解與改善不良姿勢。本研究為競速直排輪運動中的姿勢分析提供了系統化解決方案，未來可進一步拓展至其他運動項目與即時偵測應用。Item 基於邊緣計算和深度學習之病媒蚊分類系統(2019) 洪銘鴻; Hong, Ming-Hong由於登革熱與日本腦炎是由病毒所引起的一種傳染病，會經由蚊子傳播給人類。在最近一次 2015 年的台南市爆發登革熱的疫情，最初只出現在台南市北部地區，接著以驚人的速度擴散到全台南市，最終蔓延至台灣全島。當年，確診病例超過 4 萬人，死亡病例也高達 218 人，而且未發病的感染者約為發病者的九倍至十倍。若患者再次被病媒蚊叮咬造成交叉感染，則重症死亡率會大幅度提升至 20%以上，而且目前沒有預防疫苗，也沒有特效藥物可治療，而引發登革熱的病媒蚊為埃及斑蚊（Aedes aegypti）與白線斑蚊 (Aedes albopictus)。而日本腦炎的致死率大約為 20%以上，存活病例約有 40%有神經性或精神性的後遺症，而且亦目前沒有特效藥可治療，引發日本腦炎的病媒蚊為三斑家蚊（Culex tritaeniorhynchus）與環蚊家蚊（Culex annulus），避免病媒蚊叮咬是目前唯一的預防登革熱及日本腦炎的方法。 為解決登革熱與日本腦炎問題，本篇論文提出病媒蚊分類系統，這是一套影像分類準確率高達 98%以及計數功能的智慧捕蚊系統，其中包含邊緣計算、深度學習的影像處理和 電腦視覺，主要功能在邊緣計算為物體偵測，深度學習為斑蚊分類與計數，透過這些步驟，改善了現今捕蚊燈、滅蚊燈不能分類 (Classification)蚊子種類。並以智慧捕蚊裝置收集影像資料，主要資料收集與處理正是引發登革熱的兩種台灣常見的病媒蚊種類──白線斑蚊與埃及斑蚊以及引發日本腦炎的兩種台灣常見的病媒蚊種類──三斑家蚊與環蚊家蚊，並在分類時以斑蚊 (Aedes) 和家蚊 (Culex) 進行二元分類，由於此系統與裝置獲得更多台灣蚊子資訊，其資訊包含進入捕蚊燈的蚊子數量、種類以及時間、地點，以便後續作為對病媒蚊採取措施的重要參考依據。Item 視覺式嬰兒身體活動量監測系統(2014) 羅巧珊; Chiao-Shan Lo過去近二十年，肥胖已被世界衛生組織列為一種慢性疾病，隨著兒童肥胖的比例逐漸上升，促進身體活動量成為肥胖管理重要的一環。基於預防勝於治療的道理，在嬰兒時期學習各種動作時就應同時培養健康的活動習慣，進而做好體重控制使身心皆能健康發展。準確的測量嬰兒活動量不僅有助於長期記錄嬰兒的活動狀況，還能從活動量的評估中了解到下列幾項影響身體健康的重要因素，如飲食與活動熱量消耗之間是否達到平衡、活動量是否足以達到健康的標準以及嬰兒個人的活動習慣是否優良。 針對成人已有許多的身體活動量測量方法，如問卷調查、代理人填表、加速度感測器、心跳記錄器、計步器與雙標水標示法等等。上述問卷填寫之作法不適用於長期且對象為嬰兒之活動量紀錄，而常用來測量日常活動量的所有接觸式設備皆不適合佩戴在嬰兒身上，因接觸式設備的佩戴會造成嬰兒活動時的諸多干擾。有鑑於此，本研究提出了視覺式嬰兒身體活動量監測系統，將接觸式設備改為PT IP camera，且提供的主要功能為監測嬰兒每個當下活動的代謝當量、估計其活動時間的熱量消耗與每個當下活動量的等級。本研究不僅著重於解決上述的問題達到活動量的監測功能，系統還引入了一般視覺式監視系統具備的基本功能。 本研究所提出的視覺式嬰兒活動量監測系統主要是透過tracking object initialization, infant tracking, PT IP camera control 以及physical activity measurement四個步驟來監測其活動量。首先，系統會利用codebook background subtraction演算法建立嬰兒的追蹤特徵，接著利用追蹤特徵在相鄰影格間搜尋嬰兒的所在位置。在嬰兒可能離開監控畫面時系統會控制鏡頭轉動，確保嬰兒長期存在監控畫面中。實驗時本研究架設一台PT IP camera於嬰兒的遊戲空間的至高處，拍攝其日常活動影像，活動影像包含嬰兒躺、坐、趴、爬行、學步以及身體各部位之運動，不同活動量等級之動作都在實驗結果中完整呈現。最後，系統從追蹤的影像上擷取多種嬰兒活動特徵，將特徵值經過整合與轉換得到嬰兒活動時每個當下的代謝當量值，此代謝當量值經由公式計算嬰兒活動的總消耗熱量，並評估當下的活動等級。 本研究改善了過去接觸式設備的缺點，使用視覺的方式監測嬰兒之活動量，同時具備了追蹤與控制鏡頭的功能讓系統能監控的範圍更廣。另外，針對不同鏡頭狀態所使用的活動量特徵也不相同，多元的活動量特徵讓系統在測量活動量時能更加準確。本研究設計了同嬰兒在同月齡之不同動作的活動量分析、不同嬰兒相同動作的活動量分析、同嬰兒不同月齡之相同動作的活動量分析、嬰兒與成人互動之活動量分析以及長時間活動量分析共五個實驗。實驗結果證實本系統可實現室內追蹤且控制鏡頭的能力且提供可靠且正確的身體活動量測量結果。在未來，長期記錄嬰兒身體活動狀況並建立常模，可以幫助照護者與醫師快速判斷嬰兒身體與動作發展的情形，以便得到正確的診斷與治療。Item 使用無人空中載具之空拍影像估計森林資訊─以茶園為例(2016) 何思漢; Ho, Szu-Han近年來農村的勞動力流失已成為國內產業結構的嚴重問題。而糧食的自給率影響到一個國家的經濟結構穩定性。過去十年，在全球氣候快速變遷導致農作欠收的現況下，我國僅剩下三成的糧食自給率顯得岌岌可危。基於預防勝於治療的道理，積極的培養國內的農業發展並且提倡農業自動化的升級，透過農業生長監控的自動化等先進的農耕技術，都可以有效提升農業的產量，進而促進國內農業就業環境的健康發展。準確的測量生物量不僅有助於統計長期的收穫量，還能從生物量的評估中了解到如何調整農地的經營策略，如植物的含水量與灌溉的次數是否達到平衡、施肥肥力及除蟲除草藥劑劑量是否足夠。 本研究所提出的生物量自動監測系統主要是透過training sample extraction、image segmentation、noise removing、image stitching與growth rate estimation五個步驟來偵測覆蓋率。首先系統偵測影像中的混亂程度，接著利用SLIC (simple linear iterative cluster)演算法建立超像素，並利用混亂程度計算出變異閥值以篩選內部像點一致性高的超像素作為訓練集，接著使用K-means演算法將影像分割為茶樹與土壤兩類，再使用SLIC (simple linear iterative cluster)演算法建構更密集的超像素以投票的方式進行影像去雜訊，最後利用GoPro公司開發的Kolor Autopano Giga 3.7影像縫合軟體將茶園內不同區域的分割結果縫合成完整的茶園分割結果，並且經過比對不同時間點之茶園分割結果來估計茶園的成長率。 本研究不同於常見的衛星影像與航拍影像監測，改善了過去監測方式的缺點，使用無人飛行載具之空拍影像監測茶樹覆蓋率，得以少量的人力進行大範圍的監控。另外，針對不同的影像複雜程度使用的分割參數也不相同，自動的選擇分割參數讓系統在測量生物量時能更加準確。本研究設計了不同分割參數正確率分析、與自動選擇參數效率分析的實驗。實驗結果證實本系統可實現自動提供準確之良好分割參數且提供可靠且正確的生物量估計結果。在未來，長期記錄農業收穫量並建立常模，可以幫助耕作者與經營者快速判農地生長的情形，以便實施正確的農地經營策略。Item 高速公路之汽車前方防撞輔助系統(2015) 劉良謙; Liu, Liang-Chien此論文提出了一個結合了道路標線偵測、車輛追蹤，以及距離估計技術的前方防撞輔助系統(FCAAS)。首先，道路標線偵測技術使用RANSAC演算法從被steerable filter處理過的IPM影像中取出道路標線延伸所得的直線，並採用Kalman filter來追蹤取出的直線。再者，車輛追蹤技術用particle filter實作出多重車輛追蹤的方法，此方法會針對由adaboost 分類器偵測到的車輛進行個別的追蹤。本論文改進了particle filter的取樣方式，使得particle filter能夠更準確的框出影像中的車輛，且減少了每次所需取樣的particle數量。除此之外，此論文推導出一個新穎的距離估計(DE)公式來計算自身車輛與其前方車輛的距離。DE公式經過了審慎的驗證，即運用道路標線規定之長度來推算影像中道路標線位置與真實距離的關係。此驗證得以證明DE公式符合在真實環境下的需求。FCAAS透過許多的高速公路實驗影片展現其在實際場景下正確運作的潛力，且符合即時系統的需求，執行速度可達每秒二十二張frames。