高速相機(jī)在運(yùn)動(dòng)恢復(fù)學(xué)中得到了怎樣的應(yīng)用

　　運(yùn)動(dòng)恢復(fù)學(xué)是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，它涉及了醫(yī)學(xué)、體育、健康學(xué)等多方面的內(nèi)容，在“全民奧運(yùn)”精神的鼓舞下，體育在我們生活中所占的比重越來(lái)越大，運(yùn)動(dòng)恢復(fù)學(xué)的服務(wù)對(duì)象不僅針對(duì)專業(yè)運(yùn)動(dòng)員，對(duì)普通市民也是廣泛適用的。

　　運(yùn)動(dòng)恢復(fù)中所具有的實(shí)驗(yàn)儀器之一就是高速相機(jī)中的三維圖像解析系統(tǒng)，盡管人體信息可以用數(shù)值、曲線、圖像等多種形式表示，但是圖像所包含的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)數(shù)值和曲線，三維圖像解析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式有四種：光學(xué)式、機(jī)械式、聲學(xué)式和電磁式，其中機(jī)械式、聲學(xué)式和電磁式方法或者非常影響被試者行動(dòng)，或者儀器價(jià)格過(guò)于昂貴。

　　光學(xué)式方法利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理，采用高速相機(jī)通過(guò)對(duì)被測(cè)者身上特定標(biāo)志點(diǎn)的監(jiān)視和跟蹤完成圖像采集，從理論上說(shuō)，對(duì)于空間中的一個(gè)點(diǎn)，只要它能同時(shí)為兩部相機(jī)所見(jiàn)，則根據(jù)同一時(shí)刻兩部相機(jī)所拍攝的圖像和相機(jī)參數(shù)，可以確定這一時(shí)刻該點(diǎn)在空間中的位置，當(dāng)高速相機(jī)鏡頭以足夠高的速率連續(xù)拍攝時(shí)，從圖像序列中就可以得到該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，光學(xué)式方法的優(yōu)點(diǎn)是非接觸式測(cè)量、使用方便、采樣速率較高。

　　技術(shù)指標(biāo)要求

　　高速相機(jī)在獲取運(yùn)動(dòng)恢復(fù)研究中特性參數(shù)的時(shí)候，我們要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)有。

　　(1)檢測(cè)距離4~8m

　　(2)檢測(cè)精度為2mm

　　(3)幀速至少在200fps

　　(4)待測(cè)者運(yùn)動(dòng)速度在0.5m/s

　　技術(shù)難點(diǎn)

　　首先，如何識(shí)別與跟蹤標(biāo)志點(diǎn)，這是光學(xué)式方法進(jìn)行三維重建的基礎(chǔ)，它可以通過(guò)人工設(shè)置標(biāo)志點(diǎn)和自動(dòng)識(shí)別跟蹤標(biāo)志點(diǎn)兩種途徑實(shí)現(xiàn)。

　　其次，如何對(duì)多臺(tái)相機(jī)進(jìn)行同步控制，單臺(tái)相機(jī)所做的圖像解析是二維的，只能分析關(guān)節(jié)的屈伸狀態(tài)，無(wú)法分析關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)和扭曲、以及非常復(fù)雜的動(dòng)作，要想獲得關(guān)節(jié)的任意狀態(tài)需要三維圖像解析，要實(shí)現(xiàn)三維圖像解析，使用多臺(tái)相機(jī)同步工作，難點(diǎn)在于多臺(tái)相機(jī)間的同步控制問(wèn)題。

　　然后，如何解決高速傳輸和存儲(chǔ)大容量數(shù)據(jù)的問(wèn)題，醫(yī)學(xué)所用圖像解析數(shù)據(jù)量非常大，一般要達(dá)到幾百G的容量，這就帶來(lái)數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問(wèn)題，傳統(tǒng)的PCI插槽和硬盤(pán)存儲(chǔ)不能滿足需要。