以足球视频为媒介的心理战及其信息生成技术研究

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1、 分类号 E917 学号 07058047 密级 公开 军事学博士学位论文 以足球视频为媒介的心理战及其信息以足球视频为媒介的心理战及其信息 生成技术研究生成技术研究 博士生姓名 卜 江 学 科 专 业 军队指挥学 研 究 方 向 指挥控制与指挥决策分析 指 导 教 师 老松杨 教授 国防科学技术大学研究生院 二一一年十月 国防科学技术大学研究生院 二一一年十月 以足球视频为媒介的心理战及其信息生成技术研究 国防科学技术大学研究生院 Research on Theory and Information Generation Technique of Soccer Video based Psy

2、chological War Candidate：Bu Jiang Supervisor：Prof. Lao Songyang A dissertation Submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Military Science in Science of Command Graduate School of National University of Defense Technology Changsha, Hunan, P.R.China October, 2011

3、 “One need not destroy ones enemy. One need only destroy his willingness to engage.” “One need not destroy ones enemy. One need only destroy his willingness to engage.” - - Sun Tzu 谨以此文献给我最爱的父母！ 谨以此文献给我最爱的父母！ 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 第 I 页 目目 录录 摘 要 . i ABSTRACT iii 第一章 绪论 1 1.1 心理战的发展演变历程 . 1 1.2 问题的提出 .

4、 2 1.3 研究的目的和意义 . 6 1.3.1 研究目的 6 1.3.2 研究意义 6 1.4 国内外研究现状 . 7 1.4.1 现代心理战理论及相关技术 7 1.4.2 足球视频处理技术 12 1.4.3 心理战中的视频处理技术应用 16 1.4.4 研究现状总结 18 1.5 本文的研究思路和主要工作 . 19 1.5.1 研究思路 19 1.5.2 主要工作 20 1.6 论文的内容安排 . 23 第二章 以足球视频为媒介的心理战理论 . 25 2.1 现代心理战与以足球视频为媒介的心理战比较分析 . 25 2.1.1 传播媒介比较 25 2.1.2 区别与联系 27 2.2 以足

5、球视频为媒介的心理战内涵 . 29 2.2.1 以足球视频为媒介的心理战定义 29 2.2.2 以足球视频为媒介的心理战类型 30 2.3 以足球视频为媒介的心理战作用机理 . 31 2.4 以足球视频为媒介的心理战进攻 . 33 2.4.1 进攻对象分析 33 2.4.2 明示进攻和暗示进攻 35 2.4.3 暗示进攻相关概念 37 2.4.4 暗示原理及其效应过程 38 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 第 II 页 2.4.5 暗示进攻特点 40 2.4.6 暗示进攻流程与方法 41 2.5 本章小结 . 44 第三章 以足球视频为媒介的心理战进攻技术 45 3.1 足球视频获取与投

6、送 . 45 3.1.1 足球视频获取与投送流程 45 3.1.2 足球视频传输技术 48 3.2 足球视频中的心理战信息生成 . 51 3.2.1 心理战信息生成流程 51 3.2.2 心理战信息生成技术 52 3.3 本章小结 . 57 第四章 足球视频中的心理战信息叠加位置探测 58 4.1 预备知识 . 58 4.1.1 足球视频节目制作基础 58 4.1.2 高斯混合模型 59 4.1.3 模糊决策树 61 4.1.4 潜在语义分析 63 4.2 足球视频中的心理战信息叠加位置分析 . 65 4.3 足球视频中的心理战信息叠加位置探测 . 67 4.3.1 预处理 67 4.3.2

7、球场探测算法 70 4.3.3 静态区域检测算法 74 4.3.4 球门定位算法 75 4.3.5 广告牌探测和识别算法 80 4.4 实验结果与讨论 . 87 4.4.1 预处理实验 88 4.4.2 球场探测实验 89 4.4.3 静态区域检测实验 90 4.4.4 球门定位实验 91 4.4.5 广告牌探测和识别实验 93 4.5 本章小结 . 96 第五章 足球视频中的心理战信息叠加 97 5.1 预备知识 . 97 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 第 III 页 5.1.1 摄像机运动 97 5.1.2 摄像机位设置 98 5.1.3 摄像机映射 99 5.2 足球视频中心理战

8、信息的叠加方式比较 . 101 5.3 基于球场模型的摄像机定标 . 102 5.3.1 球场模型 103 5.3.2 2 维2 维摄像机定标 104 5.3.3 3 维2 维摄像机定标 110 5.4 摄像机参数跟踪 . 112 5.5 心理战信息叠加与后处理 . 114 5.5.1 心理战信息叠加 115 5.5.2 后处理 117 5.6 实验结果与讨论 . 119 5.6.1 摄像机定标实验 119 5.6.2 心理战信息叠加与后处理实验 123 5.7 本章小结 . 127 第六章 以足球视频为媒介的心理战信息生成平台的设计实现与应用验证 . 128 6.1 背景 . 128 6.2

9、 以足球视频为媒介的心理战信息生成平台的设计与实现 . 129 6.2.1 信息生成平台的设计思路 129 6.2.2 信息生成平台的总体结构 130 6.2.3 信息生成平台的数据库设计 131 6.2.4 心理战信息生成平台的实现 132 6.3 以足球视频为媒介的心理战信息生成平台的应用验证 . 134 6.3.1 心理战信息生成平台的实时性和隐蔽性验证 135 6.3.2 心理战信息生成平台的有效性验证 137 6.4 本章小结 . 140 第七章 结束语 141 7.1 本文的主要贡献 . 141 7.2 进一步的研究方向 . 144 致 谢 146 参考文献 . 147 作者在学期

10、间取得的学术成果和参加的科研项目 156 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 第 IV 页 表 目 录 表 2.1 心理战传播媒介与传播形式 27 表 4.1 心理战信息叠加位置选择 66 表 4.2 镜头探测实验测试数据 88 表 4.3 镜头探测实验结果 88 表 4.4 球场探测实验数据 89 表 4.5 球场探测结果的精度比较 90 表 4.6 静态区域检测实验数据 90 表 4.7 静态区域检测实验结果 91 表 4.8 球门定位实验数据 91 表 4.9 球门帧探测实验结果比较 92 表 4.10 广告牌探测和识别实验数据 93 表 4.11 使用平衡训练数据和非平衡训练数据的比

11、较实验结果 94 表 4.12 同一训练集上后处理前后的比较实验结果 94 表 4.13 广告牌商标识别方法的比较实验结果 95 表 5.1 足球视频不同位置的心理战信息叠加方式 102 表 5.2 摄像机定标实验数据 119 表 5.3 球场线探测实验结果 120 表 5.4 摄像机镜头变化参数的聚类中心实例 121 表 5.5 摄像机投影矩阵初始值、改进值和最优值的精确度比较 122 表 5.6 心理战信息叠加与后处理实验数据 123 表 6.1 心理战信息生成的处理速度和成功率 136 表 6.2 心理学实验中的合成足球视频数据 136 表 6.3 心理战信息生成的隐蔽性验证实验结果 1

12、37 表 6.4 心理战信息识别程度验证问题 1 实验结果 139 表 6.5 心理战信息识别程度验证问题 2 实验结果 139 表 6.6 心理战信息心理影响验证问题 3 实验结果 139 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 第 V 页 图 目 录 图 1.1 军事冲突过程中的现代心理战 3 图 1.2 传统心理战与以足球视频为媒介的心理战信息生成与传播过程比较 5 图 1.3 论文的研究思路 20 图 1.4 论文章节关系图 24 图 2.1 心理战信息的传播形式及趋势 26 图 2.2 现代心理战各种类型与样式关系图 28 图 2.3 数字视频盲取证技术分类 31 图 2.4 以足球视

13、频为媒介的心理战形成机制 32 图 2.5 明示进攻与暗示进攻的作战层面 35 图 2.6 足球视频中暗示信息的心理效应过程 39 图 2.7 以足球视频为媒介的心理暗示进攻流程 42 图 2.8 以足球视频为媒介的心理暗示进攻方法选择 43 图 3.1 基于卫星直播的足球视频获取与投送流程 46 图 3.2 基于 P2P 网络流媒体直播的足球视频获取与投送流程 47 图 3.3 基于分布式视频点播的足球视频获取与投送流程 48 图 3.4 流媒体通信过程 50 图 3.5 心理战信息生成流程 51 图 3.6 心理战信息库构建技术及其应用 53 图 4.1 足球比赛视频结构图 58 图 4.

14、2 足球比赛视频中的镜头类型 59 图 4.3 基于训练数据的模糊规则产生 62 图 4.4 足球视频中的重要位置 66 图 4.5 足球视频中的时间位置及其关系图 67 图 4.6 基于 PetriNet 的镜头边界探测器 . 69 图 4.7 不同条件下的球场外观。图中红色多边形代表球场区域 70 图 4.8 球场探测算法流程图 71 图 4.9 足球视频中的静态区域。图中红色矩形代表静态区域 74 图 4.10 静态区域探测算法流程图 74 图 4.11 足球视频“远景镜头”中的球门。图中红色椭圆形代表球门 75 图 4.12 球门帧探测算法流程图 76 图 4.13 视觉特征描述符 7

15、8 图 4.14 Salammb 系统中函数的分等级模型表示 79 国防科学技术大学研究生院博士学位论文 第 VI 页 图 4.15 足球视频中的广告牌商标实例。图中白色矩形代表广告牌商标，黑色矩 形代表噪声或者障碍物 80 图 4.16 两步骤的广告牌商标识别流程图 81 图 4.17 广告牌图像帧中的条状子区域 83 图 4.18 后处理的典型实例 83 图 4.19 商标识别的实验数据。第 1-3 列中的图片分别是商标模板、示例图像帧及 其中的商标区域 84 图 4.20 直方图后向映射实验结果图 85 图 4.21 球场探测比较实验结果图 89 图 4.22 静态区域检测实验结果图 9

16、0 图 4.23 Salammb 系统 92 图 4.24 球门柱增长实验结果图 93 图 4.25 候选区域搜索和局部 SIFT 特征点提取实验结果图 94 图 4.26 商标模板和广告牌帧中正确匹配的“SIFT 视觉词”。其中，每个绿色点 代表一个“SIFT 视觉词”，并且正确匹配的“SIFT 视觉词”对由绿色线条进行连 接 95 图 5.1 足球比赛中的摄像机位设置 99 图 5.2 足球比赛中的主摄像机设置 99 图 5.3 足球视频中的摄像机映射示意图 100 图 5.4 摄像机自动定标方法流程图。输入为广播足球视频流，输出为比赛片段中 每一帧的精确摄像机参数 103 图 5.5 2 维足球场模型(a)和图像帧(b)中对应的特征点 103 图 5.6 3 维足球场模型(a)和图像帧(b)中对应的特征点 104 图 5.7 足球场地中的典型区域 105 图 5.8 场地区域分析示例图 106 图 5.9 边缘修复实