田径科研中图像处理技术的应用初探①

刘付新

(广东石油化工学院体育学系 广东茂名 525000)

田径科研中图像处理技术的应用初探①

刘付新

(广东石油化工学院体育学系 广东茂名 525000)

通过长久以来的信息我们不难发现,田径运动的发展程度以及所处的地位并不仅仅是教练的水平决定的,这还与运动员们的个人能力以及学习新技术的能力有着十分紧密的联系,而除此之外,科学技术所处的水平以及可以将科学技术在训练过程之中应用到什么程度也是十分重要的因素。下文之中笔者对于田径技术训练之中所使用诸多科研手段之一的对图像进行分部处理这一方面进行一个十分初步的探究,并希望诸多体育训练工作可以得到一定的帮助。

田径科研 图像处理技术 体育运动

图像是通过各式各样的观察测量系统以及各种各样的观察测量手段从现实世界获取的客观真实地图像数据,其可以直接通过人眼来进行接收并且在人的大脑之中产生信号使人通过视觉感受到实际的信息。经过科学研究之后已经证实,在人类所获取的信息之中大约有八成来自人类的视觉系统,也就是说人们获取的信息有大约四分之三是以图像的形式存在的。而这也就是针对图像一词最为基本的定性。图像可以传递很大量的信息而且并不容易受到其他因素的干扰,并且可以最为真实直接客观地表现出来,还可以通过现如今广泛使用的多媒体信息技术,以最快的速度对于接收到的信息资料进行二次加工并在此基础之上发现我们训练之中所需要的运动员的相关信息,以此确保教练们以及负责对运动员训练情况进行监督调查的研究人员们获取到最为直接、直观且具备很强参考性的运动员训练信息,而且还可以将此作为依据来指导运动员在后续过程之中应当如何进行训练。所以,图像处理的相关技术在很长一段时间之内都很受教练和运动员们的欢迎和青睐,这种手段在研究体育的过程之中可以发挥出十分巨大的作用。

1 图像处理技术简介

图像技术从其基本定义上讲指的是和图像处理有关系的所技术的统一称谓。眼下我们主要使用的技术就是和数字图像有关的所有技术,主要应用的是计算机图像技术。这涵盖了通过计算机对图像进行记录以及处理的所有步骤,比如通过数字手段对图像进行采集、对信息进行获取、针对图像进行编辑、对图像资料进行储存以及通过数字的手段对图像信息进行输送,对多个图像进行拼合或者剪裁,图像在多媒体设备之上的输入和输出图像格式或者相关规格的变化,图像效果或者分辨率的增强、损坏的图像的修复甚至是还原,针对图像切割,在图像之中寻找所需目标的检索、图像的表达方式,图像之中对于目标元素的编辑,对于图像的排序,三维物体的取景,建立储存图像信息的数据资料库、对目标的检索引导以及获取,对图像通过其特征进行归类,构建客观真实的图像模型,对图像的场景进行分析,和将它们作为基础而后对图像进行规划等等。在上个世纪八十年代图像处理的相关技术得到了迅猛发展,其相关技术不只可以在二维世界起到十分巨大的作用,而且在三维图像层面也已经取得了不可忽视的进步,现在,图像技术已经渗入到我们的生活之中,并在我们的生活之中占据了不可忽视的地位。在走入了21世纪之后,图像处理的相关技术又进一步进行了发展,并且得到了相比之前更为广泛的应用。

2 目前几种图像采集、处理技术的发展和应用

2.1 DV摄像机使摄像的精度提高和使用的普及

DV摄像机和使用VHS以及S一VHS模拟信号的传统摄像设备相比较起来,DV摄像机的水平解析度在五百线上下,与AV摄像机相比较起来更是有其无法比拟的图像清晰程度。除此之外DV摄像机十分轻便,很容易被携带,并且几乎所有的DV摄像机都有一块液晶显示屏幕,因此很适合在田径赛场或者是田径训练场上进行即时摄像工作,以供研究人员进行相关研究。

2.2 IEEE1394

IEEE1394的另外一个名字是Firewire(火线),它是一种进行了高速通行的总线,SONY公司是全世界第一个在普通DV摄像机之上加入符合IEEE1394标准的i.LINK端的公司,iLiNK是一个刚刚出不久的技术,可以在很大程度之上提升图像资料进行传输的速度,只要硬件达到了我们所要求的水准,就可以直接通过IEEE1394的接口完全无损的将图像数据输出至其他终端,比使用AV影像输出的效果更加理想。除此之外在进行DV数字传输以及图像转换的过程之中,并不需要将模拟信号转化为数字信号(AV/DV)以及数字信号转换成模拟信号(DV/AV)这样反复的过程,正因为这样,图像的受损程度在很大程度上降低了很多。并且DV数字摄像机可以通过此技术直接将图像资料传输并保存在电脑之中,并在此基础之上针对图像资料进行更深入一步的编辑工作。

2.3 计算机多媒体组件的制作

多媒体技术具体指的是把文字、音频、图像,动漫以及视频一系列数据进行有效的整编,从而构成一个可以通过多种方式向人们传递信息的有机整体。这对于改善人机交互的方式以及人机交互的环境有着十分巨大的帮助。对多媒体文件剪辑进行拼接,把处于运动状态的录像通过分析系统图形软件分析出的结果以及视视频剪辑软件剪辑而成的片段拼接制作成为对于某一运动技术进行介绍的多媒体课件,这一技术在对体育进行研究过程之中有着十分之广泛的应用,并且有着十分优秀的发展前景。眼下针对图像进行处理以及进行分析的系统并不仅仅只能够对运动的图像进行二维以及三维的相关处理,除此之外还能对视频图像进行编辑以及对多个视频进行分析比对。

2.4 移动便携式录像采集和图像处理系统

移动便携录像的收集以及图像处理系统的组成部分有:含有iLINK端子接口的笔记本电脑、DV摄像机以及可以对图像进行专业级别的分析工作和可以完成专业级别的图像编辑的软件所组成的。这个系统使用数码摄像机以及笔记本计算机所拥有的IEEE1394接口来进行图像的传输工作以及数字图片信号的采集工作,在采集之后的运动技术录像可以通过专业级别的图像处理来进行深层次的加工,比如使用连续技术来进行图片的制作,视频重叠多媒体技术或者是对图像以及文字进行混合编制等等。

3 田径科研中图像处理技术分析

对于进行处理图像的相关技术在体育科研之中应用的范围十分之广泛,依据笔者在田径科研过程之中的相关经验,笔者对相关的图像处理技术进行了分析以及总结,并且归纳如下。

3.1 图像图片技术处理

一般情况之下记录一个或者几个连续动作技术图片:针对某一个动作进行拍摄的相关录像,而后使用相关的软件识别并且提取出视频中的技术动作最为重要的数个画面,而后进行制作拼接而后制成连续表现某一动作的成组图片。

动作技术图像的双图比较:这之中包含了对于相同运动员的相同动作或者是不同运动员的相同动作来进行一个比较,在某些情况之下也会应用于运动员动作的上下两图对比以及左右两图对比;多图比较:依据需要的实际情况来进行3人、4人的相同技术动作的横向比较。

3.2 视频图像技术处理

关键时相隔场暂留:针对某一个技术动作进行不连续的获取采集,而后进行播放并且在动作的关键之处进行暂停并将其放置在一个相同画面之中,而后将其制成连续性的视频,这样的视频可以十分直观的进行对比,有助于寻找出其中的区别。

视频叠加:涵盖了在同一个拍摄场地相同拍摄场景之下最为直接的叠加;相同的拍摄场地运动场景的直接叠加;对图像进行扫描之后的消除背景之后进行叠加。眼下这种技术正处在开发以及逐步应用的过程之中。

4 结语

可以应用于田径项目技术训练方面的科学研究手段有很多种,不拘于一格,而且在此过程之中还会伴随着不断的进步。笔者由衷希望这篇文章可以对田径项目科学训练水平的提升有很大的帮助,并且也希望诸多教练以及体育方面的科学研究人员可以进一步的提升自身的工作水平并且改良自身的教学研究方式,借此来确保田径科研工作可以更进一步的贴近田径运动的客观情况,并在此基础之上对我国田径事业提供最大的帮助。

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G82

A

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

刘付新(1980，3—),男,汉族,广东茂名化州人,硕士,讲师,研究方向:体育教学与训练。