淺析高職體育教學中籃球視頻戰術實時跟蹤系統的應用

淺析高職體育教學中籃球視頻戰術實時跟蹤系統的應用

王宇

隨著現代計算機技術的發展，其在教學中的應用越來越廣泛，本文提出了在高職籃球體育教學中應用籃球視頻戰術實時跟蹤系統，并選取實驗組和對照組進行分析，實驗結果表明，使用該系統明顯提高了學生的籃球戰術水平。

高職體育籃球教學籃球視頻戰術

籃球運動比較復雜，動作變化多速度快，相互交錯程度高。因此，在籃球體育教學中，籃球動作技術分析的效果不甚理想。隨著計算機信息技術的發展，出現了籃球視頻戰術實時跟蹤系統，將其應用在高職體育教學中，可以豐富教學形式，提高學生籃球學習的主觀能動性，給學生帶來更加形象、具體、生動的學習體驗。因為戰術對于籃球比賽十分重要，所以在高職體育教學中應用籃球視頻戰術實時跟蹤系統顯得尤為必要。

使用籃球視頻戰術實時跟蹤系統的可行性分析

1.理論層次分析

由于學生在學習籃球過程中的動作不是十分標準，需要教師及時糾正，但是只靠教師口頭分析顯然不夠，利用籃球視頻分析軟件則可以解決該問題。學生通過看視頻，可以直觀地了解自己的動作問題和移動路線，并在腦海里形成一個具體的籃球技術畫面，最終達到糾正錯誤動作的目的。此外，教師還可以根據視頻講解籃球戰術，讓學生更深刻地理解戰術的技巧，通過分析對比優秀學生、優秀球員的戰術視頻資料，可以了解先進的籃球技術，便于學生模仿和學習；通過分析一些大型籃球比賽的戰術，可以增強學生的比賽實戰能力。

在高職籃球教學中應用視頻戰術實時跟蹤系統有以下幾個優勢：改進傳統教學方式，使傳統教學的難點得到解決；通過視頻分析軟件提高學生的戰術意識；提升學生記憶的能力；提高籃球教師的教學進度。

2.技術支持分析

籃球視頻戰術實時跟蹤系統是首都體育學院碩士生導師申請合作課題的一部分，并由青島科技大學的計算機教師參與設計與實現。這個系統的一些關鍵技術難題已經突破，在信息化校園中應用該系統十分容易，不需要投入過多資金。

籃球視頻戰術實時跟蹤系統的原理、特點分析

籃球視頻戰術實時跟蹤系統用于籃球比賽的現場技術統計，能建立詳細的技術統計報表，輔助教練對整個球隊及個人在比賽中的表現作出系統的分析和評價，可用于CBA、WCBA、FIBA、NBA等多種比賽。該系統操作簡單，可在圖形化界面上直接點選各類操作。內容信息詳盡：能記錄每個球員的投籃點、命中率、助攻次數及犯規次數等詳細數據；擁有專業而詳盡的報表，便于賽后分析；可根據需要直接導出比賽計時與球員得分數據，用于電視現場直播。該系統可以實時采集運動員的動作和運動路線，識別出數據庫中存儲的與應用戰術最相似的戰術。同時，系統還能自動展現一套最有效的戰術打亂對手的進攻。如果系統中沒有存儲這套戰術，說明對手使用的是一套新戰術，這樣教練就可以針對新戰術布置相應的防守戰術。籃球視頻戰術實時跟蹤系統的創新點就是針對籃球比賽能夠識別現有戰術，并分析新戰術，結合虛擬現實技術實現可視化，方便在籃球比賽教學中實時破解對方戰術，采取有利的進攻和防守。

籃球視頻戰術實時跟蹤系統的設計流程及前期準備

1.預處理階段（基于仿射變換）

首先對相機進行標定和校正，將程序數據和實際空間數據統一，并采用背景差法提取出前景運動目標。

2.多目標隊員檢測階段

本文針對籃球視頻的提取采用可視外殼技術實現多相機裁剪，通過該技術可以有效處理籃球場上的多人粘連和遮擋問題。可視外殼技術是一種十分廣泛的建模方法，實時追蹤系統只要對目標物體進行標定，不需要進行建模，將若干個相機得到的結果作一個交集，獲得目標點的立體區域，采用面積判別，對大面積區域的粘連遮擋進行取舍。設定一個正常人所占面積的閥值，如果面積范圍大于設定的閥值，則判斷為多人粘連的情況；如果小于目標設定的閥值，則視為噪聲舍去，取最終多相機交集的俯視圖，就可以獲得運動目標的位置信息。

3.籃球視頻多目標隊員跟蹤

實現籃球隊員目標檢測是實現運動員多目標跟蹤的基礎。選擇合適的目標匹配算法結合運動目標的特征，在視野圖像序列中確定運動目標的位置，從而繪制出相應的運動軌跡。由于錄制的視頻還要進行籃球戰術分析，籃球運動場上的目標跟蹤和檢測的精準性直接關系著戰術識別分析能力，因此需要選定精準的目標跟蹤算法。本系統采用粒子濾波等算法進行路徑跟蹤，由跟蹤到的路徑進行后續戰術分析研究。

4.系統的實現

對系統進行多次分析、實驗與調試，初步完成對目標的識別和跟蹤，并設計了一個GameMaster軟件。使用該軟件之前，在電腦上安裝.NET framework2.0框架，點擊GameMaster客戶端圖標，可打幵GameMaster軟件進行視頻釆集和視頻分析。視頻采集：（1）設置相機個數，點擊“搜索IP相機”。（2）背景圖片獲取，點擊“抓拍圖像”。（3）視頻錄制，點擊“錄制視頻”開始錄制，點擊“停止錄制”結束錄制。錄制好的視頻、背景圖片及相應的XML描述文件保存在電腦中。

籃球視頻戰術實時跟蹤系統的應用分析

1.問卷調查結果分析

在對籃球視頻戰術實時跟蹤系統的應用效果分析之前，先設計調查問卷，確定學生的籃球戰術學習方法。根據調查結果可知，90%的學生都認為視頻對于籃球戰術的提高有幫助，大部分學生對于視頻教學方式十分認可，說明采用視頻的方式進行教學十分可行。

2.實驗結果與分析

本次試驗中視頻的采集采用3個IP相機（分辨率320× 240），1個TP-UNK路由器。實驗環境選擇在籃球館里，在球館上方安裝三個相機，三個相機的夾角為120度，利用籃球場的半場作為背景，記錄隊員在球場上的移動。

（1）實驗內容

選定高職院校的兩個班級進行教學研究，分成實驗組和對照組，實驗組采用籃球視頻戰術實時跟蹤系統教學方法，對照組采用傳統的教學方法，對兩組學生的戰術使用次數和戰術使用成功率進行分析。

（2）實驗控制

選定的兩組授課教師教學水平無差異，其對比分析見表1，實驗教學過程中的教學時間、授課內容等方面完全相同。

表1 兩名籃球授課教師教學水平分析

（3）實驗組與對照組戰術運用整體比較

為驗證籃球視頻戰術實時跟蹤系統的教學優越性，兩組采取比賽的方式對教學結果進行分析，得出結果見表2。

表2 實驗組與對照組整體戰術運用對比分析

根據表2的分析結果可知，實驗組戰術使用次數和戰術使用成功率明顯高于對照組，0.01＜P＜0.05，說明實驗組和對照組具有顯著差異。實驗組的得分情況也高于對照組，說明籃球視頻戰術實時跟蹤系統教學方法優于傳統教學方法。經分析可能存在的原因如下：第一，籃球視頻戰術實時跟蹤系統提高了學生對籃球的學習興趣；第二，通過該視頻系統使學生對于戰術的印象更加深刻；第三，通過該視頻教學系統，教師教學的積極性和主動性得到充分發揮，有利于提高教學效率。

結束語

本文主要分析了籃球視頻戰術實時跟蹤系統在高職籃球體育教學中的應用，通過分析可知，在籃球教學中使用該系統可以有效提高學生的籃球戰術水平，顯著提高課堂教學效果，提高學生的籃球競技能力。

[1]陳衛華：《高職體育課程籃球教學現狀與對策研究》，《湖南科技學院學報》2013年第12期，第214-216頁。

[2]樊偉：《高職院校籃球教學的現狀及對策》，《體育世界》（學術版）2014年第6期，第87-88頁。

[3]劉愷：《籃球視頻戰術實時跟蹤與分析系統的可行性研究與設計》，學位論文，首都體育學院，2014。

[4]黃超：《籃球比賽視頻標注方法研究及原型系統實現》，學位論文，青島科技大學，2011。

作者單位：陜西交通職業技術學院陜西西安