Metodología para la detección y seguimiento de nadadores en ambientes hidrodinámicos mediante absorbancia de luz usando el modelo de color hsv y la descomposición de matrices de bajo rango

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dc.contributor.advisorArguello Fuentes, Henry
dc.contributor.authorReyes Sierra, Carlos Eduardo
dc.date.accessioned2024-03-04T00:07:19Z
dc.date.available2018
dc.date.available2024-03-04T00:07:19Z
dc.date.created2018
dc.date.issued2018
dc.description.abstractLa biomecánica es la ciencia que estudia la relación entre las fuerzas y los movimientos del cuerpo humano con el objetivo de realizar análisis cinemáticos. En el estudio cinem´atico enfocado al deporte, los entrenadores se apoyan en el análisis de video para estudiar el movimiento y mejorar el rendimiento, gesto deportivo y desempeño de los atletas. Particularmente, en natación, a partir del análisis y estudio del movimiento, se busca reducir la fricción con el medio, prevenir lesiones y mejorar registros. Actualmente, estos estudios se realizan mediante an´alisis de video combinados con datos de goniómetros, giroscopios y acelerómetros; sin embargo, estos métodos presentan limitaciones asociadas con portabilidad, fabricación de equipos altamente especializados, costos elevados y técnicas invasivas. Además la literatura muestra que los sistemas para realizar captación de video y los algoritmos empleados para analizar el movimiento de deportistas a través de secuencias de video están enfocados al estudio de los nadadores fuera del agua debido a que la predominancia de las tonalidades de azul y verde, además de la difracción, refracción, el ruido producido por las olas, turbulencia y oclusión por el movimiento del agua, son retos que aún no han sido resueltos por los algoritmos tradicionales. Este trabajo presenta una metodología para la detección y seguimiento de nadadores en ambientes hidrodinámicos mediante absorbancia de luz usando el modelo de color HSV y la descomposición de matrices de bajo rango, compuesta por un sistema de adquisición de video bajo el agua y un algoritmo que modela la absorción de luz en la etapa de preprocesamiento para la entrada de un modelo que combina las técnicas de descomposición de matrices de bajo rango para realizar segmentación, difusión que realiza clasificación y seguimiento del nadador mediante el filtro kalman. El algoritmo fue probado en 48 secuencias de video captadas con el sistema propuesto, y los resultados muestran que se detecta y hace seguimiento al nadador con una precisión del 94 % en ambientes hidrodinámicos.
dc.description.abstractenglishBiomechanics is the science that studies the relationship between forces and movements of the human body to perform kinematic analysis. In the kinematic study focused on sports, coaches rely on video analysis to study movement and improve performance, sports gesture and performance of the athletes. Particularly, in swimming, from analysis and study of movement, coaches seek to reduce friction with the environment, prevent injuries and improve records. Currently, the methods used have limitations associated with portability, specialized equipment manufacturing, excessive costs and invasive techniques. In addition, literature shows that systems for capturing video and algorithms used to analyze athletes movement through video sequences are focused on study of swimmers out of water because predominance of blue and green tones in addition to diffraction, refraction, noise produced by waves, turbulence and occlusion by the movement of water, these are challenges that have not yet been solved by traditional algorithms. This work presents a methodology for detection and monitoring of swimmers in hydrodynamic environments by means of light absorbance using the HSV color model and decomposition of low-rank matrix, composed of an underwater video acquisition system and an algorithm that models The absorption of light in the preprocessing stage for the entry of a model that combines the techniques of decomposition of low-rank matrix to perform segmentation, difussion performs classification and tracking of the swimmer through the kalman filter. The algorithm was tested on 48 video sequences captured with the proposed system, and results show that the swimmer is detected and followed up with an accuracy of 94 % in hydrodynamic environments.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería de Sistemas e Informática
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/38855
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería de Sistemas e Informática
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería de Sistemas e Informática
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectBiomecánica
dc.subjectDetección De Nadador Bajo El Agua
dc.subjectHsv
dc.subjectMatriz De Bajo Rango
dc.subjectProcesamiento De Video.
dc.subject.keywordBiomechanics
dc.subject.keywordUnderwater Swimmer Detection
dc.subject.keywordHsv
dc.subject.keywordLow-Range Matrix
dc.subject.keywordVideo Processing.
dc.titleMetodología para la detección y seguimiento de nadadores en ambientes hidrodinámicos mediante absorbancia de luz usando el modelo de color hsv y la descomposición de matrices de bajo rango
dc.title.englishMethodology for tracking and detection of swimmers in hydrodynamic environments by light absorbance using the hsv color model and decomposition of low-range matrix
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
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