在小型机器人足球系统中，所有竞赛环境的信息主要是以影像处理的方式来取得，并且在影像处理的过程与结果方面，必须能有实时性、稳定性与准确性的处理效能，这样后端的策略决定端才能有充足、正确的信息来分析机器足球员的动作。因此，本篇论文针对小型机器人足球系统提出四项处理方法来完成影像处理的架构：(1)目标物之坐标修正：由于架设足球系统的设备时会产生广角失真误差、镜头倾斜误差与多平面误差三项问题，本文分别针对各项问题提出解决方案来提升系统的准确度。(2)彩色颜色模型设计与辨识：为了能够快速、准确的分析出撷取影像中所包含的目标物颜色特征，本文设计一套彩色值优先权的规则并且配合一套在RGB 彩色系统上建表的方法，将可以在不均匀的光源环境下正确的辨识出目标物的颜色分布状态。(3)目标物辨识与坐标决定：本文设计一跳跃搜寻法并结合内、外十字搜寻法的方式，将能以最快的速度来分析影像，并且精确的定位出各目标物的中心坐标位置。(4)五对五竞赛之角色设计与辨识：本文设计一黑白圆环状标签，并且配合本文所设计的角色与方位识别法，将能以建立最少的颜色模型方式来分辨出我方五台机器足球员各自的角色编号与车头方向。在最后本文以正式的5 对5 机器人足球竞赛来测试此系统的可行性，而且有相当不错的表现，证明所提出的方法确实能让系统达到即时性、稳定性与准确性的要求。