田徑科研中圖像處理技術的應用初探①

劉付新

(廣東石油化工學院體育學系 廣東茂名 525000)

田徑科研中圖像處理技術的應用初探①

劉付新

(廣東石油化工學院體育學系 廣東茂名 525000)

通過長久以來的信息我們不難發現,田徑運動的發展程度以及所處的地位并不僅僅是教練的水平決定的,這還與運動員們的個人能力以及學習新技術的能力有著十分緊密的聯系,而除此之外,科學技術所處的水平以及可以將科學技術在訓練過程之中應用到什么程度也是十分重要的因素。下文之中筆者對于田徑技術訓練之中所使用諸多科研手段之一的對圖像進行分部處理這一方面進行一個十分初步的探究,并希望諸多體育訓練工作可以得到一定的幫助。

田徑科研 圖像處理技術 體育運動

圖像是通過各式各樣的觀察測量系統以及各種各樣的觀察測量手段從現實世界獲取的客觀真實地圖像數據,其可以直接通過人眼來進行接收并且在人的大腦之中產生信號使人通過視覺感受到實際的信息。經過科學研究之后已經證實,在人類所獲取的信息之中大約有八成來自人類的視覺系統,也就是說人們獲取的信息有大約四分之三是以圖像的形式存在的。而這也就是針對圖像一詞最為基本的定性。圖像可以傳遞很大量的信息而且并不容易受到其他因素的干擾,并且可以最為真實直接客觀地表現出來,還可以通過現如今廣泛使用的多媒體信息技術,以最快的速度對于接收到的信息資料進行二次加工并在此基礎之上發現我們訓練之中所需要的運動員的相關信息,以此確保教練們以及負責對運動員訓練情況進行監督調查的研究人員們獲取到最為直接、直觀且具備很強參考性的運動員訓練信息,而且還可以將此作為依據來指導運動員在后續過程之中應當如何進行訓練。所以,圖像處理的相關技術在很長一段時間之內都很受教練和運動員們的歡迎和青睞,這種手段在研究體育的過程之中可以發揮出十分巨大的作用。

1 圖像處理技術簡介

圖像技術從其基本定義上講指的是和圖像處理有關系的所技術的統一稱謂。眼下我們主要使用的技術就是和數字圖像有關的所有技術,主要應用的是計算機圖像技術。這涵蓋了通過計算機對圖像進行記錄以及處理的所有步驟,比如通過數字手段對圖像進行采集、對信息進行獲取、針對圖像進行編輯、對圖像資料進行儲存以及通過數字的手段對圖像信息進行輸送,對多個圖像進行拼合或者剪裁,圖像在多媒體設備之上的輸入和輸出圖像格式或者相關規格的變化,圖像效果或者分辨率的增強、損壞的圖像的修復甚至是還原,針對圖像切割,在圖像之中尋找所需目標的檢索、圖像的表達方式,圖像之中對于目標元素的編輯,對于圖像的排序,三維物體的取景,建立儲存圖像信息的數據資料庫、對目標的檢索引導以及獲取,對圖像通過其特征進行歸類,構建客觀真實的圖像模型,對圖像的場景進行分析,和將它們作為基礎而后對圖像進行規劃等等。在上個世紀八十年代圖像處理的相關技術得到了迅猛發展,其相關技術不只可以在二維世界起到十分巨大的作用,而且在三維圖像層面也已經取得了不可忽視的進步,現在,圖像技術已經滲入到我們的生活之中,并在我們的生活之中占據了不可忽視的地位。在走入了21世紀之后,圖像處理的相關技術又進一步進行了發展,并且得到了相比之前更為廣泛的應用。

2 目前幾種圖像采集、處理技術的發展和應用

2.1 DV攝像機使攝像的精度提高和使用的普及

DV攝像機和使用VHS以及S一VHS模擬信號的傳統攝像設備相比較起來,DV攝像機的水平解析度在五百線上下,與AV攝像機相比較起來更是有其無法比擬的圖像清晰程度。除此之外DV攝像機十分輕便,很容易被攜帶,并且幾乎所有的DV攝像機都有一塊液晶顯示屏幕,因此很適合在田徑賽場或者是田徑訓練場上進行即時攝像工作,以供研究人員進行相關研究。

2.2 IEEE1394

IEEE1394的另外一個名字是Firewire(火線),它是一種進行了高速通行的總線,SONY公司是全世界第一個在普通DV攝像機之上加入符合IEEE1394標準的i.LINK端的公司,iLiNK是一個剛剛出不久的技術,可以在很大程度之上提升圖像資料進行傳輸的速度,只要硬件達到了我們所要求的水準,就可以直接通過IEEE1394的接口完全無損的將圖像數據輸出至其他終端,比使用AV影像輸出的效果更加理想。除此之外在進行DV數字傳輸以及圖像轉換的過程之中,并不需要將模擬信號轉化為數字信號(AV/DV)以及數字信號轉換成模擬信號(DV/AV)這樣反復的過程,正因為這樣,圖像的受損程度在很大程度上降低了很多。并且DV數字攝像機可以通過此技術直接將圖像資料傳輸并保存在電腦之中,并在此基礎之上針對圖像資料進行更深入一步的編輯工作。

2.3 計算機多媒體組件的制作

多媒體技術具體指的是把文字、音頻、圖像,動漫以及視頻一系列數據進行有效的整編,從而構成一個可以通過多種方式向人們傳遞信息的有機整體。這對于改善人機交互的方式以及人機交互的環境有著十分巨大的幫助。對多媒體文件剪輯進行拼接,把處于運動狀態的錄像通過分析系統圖形軟件分析出的結果以及視視頻剪輯軟件剪輯而成的片段拼接制作成為對于某一運動技術進行介紹的多媒體課件,這一技術在對體育進行研究過程之中有著十分之廣泛的應用,并且有著十分優秀的發展前景。眼下針對圖像進行處理以及進行分析的系統并不僅僅只能夠對運動的圖像進行二維以及三維的相關處理,除此之外還能對視頻圖像進行編輯以及對多個視頻進行分析比對。

2.4 移動便攜式錄像采集和圖像處理系統

移動便攜錄像的收集以及圖像處理系統的組成部分有:含有iLINK端子接口的筆記本電腦、DV攝像機以及可以對圖像進行專業級別的分析工作和可以完成專業級別的圖像編輯的軟件所組成的。這個系統使用數碼攝像機以及筆記本計算機所擁有的IEEE1394接口來進行圖像的傳輸工作以及數字圖片信號的采集工作,在采集之后的運動技術錄像可以通過專業級別的圖像處理來進行深層次的加工,比如使用連續技術來進行圖片的制作,視頻重疊多媒體技術或者是對圖像以及文字進行混合編制等等。

3 田徑科研中圖像處理技術分析

對于進行處理圖像的相關技術在體育科研之中應用的范圍十分之廣泛,依據筆者在田徑科研過程之中的相關經驗,筆者對相關的圖像處理技術進行了分析以及總結,并且歸納如下。

3.1 圖像圖片技術處理

一般情況之下記錄一個或者幾個連續動作技術圖片:針對某一個動作進行拍攝的相關錄像,而后使用相關的軟件識別并且提取出視頻中的技術動作最為重要的數個畫面,而后進行制作拼接而后制成連續表現某一動作的成組圖片。

動作技術圖像的雙圖比較:這之中包含了對于相同運動員的相同動作或者是不同運動員的相同動作來進行一個比較,在某些情況之下也會應用于運動員動作的上下兩圖對比以及左右兩圖對比;多圖比較:依據需要的實際情況來進行3人、4人的相同技術動作的橫向比較。

3.2 視頻圖像技術處理

關鍵時相隔場暫留:針對某一個技術動作進行不連續的獲取采集,而后進行播放并且在動作的關鍵之處進行暫停并將其放置在一個相同畫面之中,而后將其制成連續性的視頻,這樣的視頻可以十分直觀的進行對比,有助于尋找出其中的區別。

視頻疊加:涵蓋了在同一個拍攝場地相同拍攝場景之下最為直接的疊加;相同的拍攝場地運動場景的直接疊加;對圖像進行掃描之后的消除背景之后進行疊加。眼下這種技術正處在開發以及逐步應用的過程之中。

4 結語

可以應用于田徑項目技術訓練方面的科學研究手段有很多種,不拘于一格,而且在此過程之中還會伴隨著不斷的進步。筆者由衷希望這篇文章可以對田徑項目科學訓練水平的提升有很大的幫助,并且也希望諸多教練以及體育方面的科學研究人員可以進一步的提升自身的工作水平并且改良自身的教學研究方式,借此來確保田徑科研工作可以更進一步的貼近田徑運動的客觀情況,并在此基礎之上對我國田徑事業提供最大的幫助。

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G82

A

2095-2813(2014)07(c)-0188-02

劉付新(1980，3—),男,漢族,廣東茂名化州人,碩士,講師,研究方向:體育教學與訓練。