体育馆智能化视频系统设计探讨

孙 晴 亓宇昭

（西安建筑科技大学建筑设计研究院 建筑智能化设计研究所，陕西 西安 710055）

在当今现代化体育场馆竞赛中，体育竞赛信息的实时发布尤为重要。场馆竞赛信息的实时发布为场内外观众提供了更为直观的实况比赛数据，也使得比赛更为公平、公正。本文主要对体育场馆竞赛视频采集发布系统、转播智能化系统、LED大屏等智能化视频系统在比赛中的意义及如何实施进行设计探讨。

1 影像采集及回放系统

作为竞赛智能化专用系统的重要组成部分，比赛场地影像采集和回放系统能够给现场的观众、体育评论员、解说员、裁判、仲裁等体育技术管理人员提供视频素材及资源。而且，现代经济体育发展迅速，竞赛全过程视频资料也是运动员训练提升的重要参考资料。影像采集已经逐步变成体育比赛仲裁及裁判判决的主要依据。影像采集系统如图1所示。

图1 影像采集系统图

影像采集终端由采集端与发布端组成。现场前端摄像机可以分为主摄像机、辅摄像机，经过光纤或无线传输至影像编解码处理器，再至专用工作站的视频存储服务器，经由影像回放软件回放采集数据。

通常，在比赛场地的四周墙面，预埋高清摄像机接口或音视频接口箱。比赛场地四周的视频采集摄像机可以抓拍特写、移动、翻转等镜头。体育场馆上空马道悬挂部分视频采集摄像机可用来拍摄全景、远景及部分出入场和特写镜头。

比赛视频采集系统根据运动属性可具体区分。因此，在布设前端摄像机前，必要的摄像机机位布置是影响采集设计的因素。

2 电视转播及现场评论系统

电视转播系统由前端摄像机、转播机房设备、评论员席、转播车等组成。电视转播系统是实时将比赛场地竞赛信息画面传送至卫星转播车后与世界各地媒体终端观众分享的一套系统。电视转播机房内安装具有视频光纤跳线架的视频转接机柜和转播车供电机柜。视频转播的视频信号转送至室内LED大屏、评论员席显示屏、转播车视频编辑操作台等。

2.1 电视转播机房

一般情况下，视频转播信号的汇总于体育场馆内设置的电视视频转播机房。视频转播机房主要为其停泊在转播机房附近的高清电视转播车提供供电、视频信号链路。

视频转播机房内的配电柜由双路低压电源提供互为备用的供电配电箱。其配电箱的馈线电缆可经由与外界转播车想通的电缆沟或电缆桥架内敷设的低压电缆连接至高清转播车。转播机房内的380 V电源配电箱为转播车提供每辆车不小于30 kW的供电负荷容量（4K高清转播可提高至50 kW），其供电方式采用TN-S系统供电，同时转播机房应具有局部等电位接地体。转播机房内提供设备检修和备用预留的强电电源插座和语音、网络数据点。

2.2 摄像机机位

电视转播信号源是有前端摄像机提供。前端摄像机分为主摄像机与辅摄像机两类组成。

主摄像机一般位于运动员入口、混合采访区、场地、观众区等。主摄像机采用固定平台或临时搭建平台的大型摄像机组成。一般位于观众区的主摄像机设计中预留相对高处未遮挡2 m×2 m的摄像机平台正对赛场中央。辅助摄像机位于前述区域的场地缓冲区外，主要采录运动员比赛信息，局部特写等。根据不同的比赛工艺，摄像机机位需要深化设置。摄像机的通讯与供电由预留在墙面或地面的插座板（插座箱）提供。部分辅摄像机采用临时移动三角轮摄像机，其机动性较之固定摄像机会便利许多。

2.3 评论员席

广播电视媒体评论员安置于评论员席，评论员席位于体育场馆主席台侧坐席区域。评论员席在建筑设计过程中，要求能够视野开阔的观测到现场竞赛情况，比赛全过程和比赛入场、退场都应纳入评论员席位视野观察范围内。评论员席位放置工作台、视频显示和语音扩声设备。评论员席的数量不是固定的，每个体育场馆根据比赛规模和竞赛级别设置评论员席的数量，每个席位供一家媒体使用。电视转播要求评论员席配置有电源插座、语音插座、信息插座及无线网络接入设备，并提供必要的灯光设备。评论员席的声影采集也需要经过预埋电缆敷设至电视转播机房。

3 信息发布与查询系统

信息发布系统是赛事组织者或者体育场馆的经营者实时发布有关赛事信息和场馆经营信息的平台。信息发布系统具有查询、观看、检索等功能。系统能够接收运动员成绩统计信息、计时计分系统信息、仲裁信息、裁判信息经过信息发布系统的综合处理平台后实时发布至系统终端显示设备。

信息查询发布系统终端显示设备根据发布对象的不同，可分为竞赛数据发布专用终端和普通信息发布公共终端。普通信息发布针对观众、物业、维保等普通人员，涉及场馆维保信息、建设信息、历届赛事组织及结果情况、代表团信息、媒体参会成员信息、城市信息、组委会信息、天气时钟信息等。而针对竞赛管理及裁判人员的信息发布系统专用终端涉及比赛裁判信息、赛场技术信息、赛事管理信息等。

信息发布系统的前端采集可连接视频采集与回放系统、计时计分系统、转播系统、大屏系统等。信息发布系统的终端更具多样化，可采用LCD液晶屏、触摸板、LED显示屏、手机媒体终端等。

公共终端通常采用LCD电视屏或LED大屏为媒介，布置于场馆的进出口、疏散通道、休息厅、公共等候区等等。其提供查询、检索、发布信息为观众和普通管理服务人员。

专用终端通常采用LCD电视屏，布置于竞赛管理办公室、竞赛组委会办公室、裁判休息室、技术官员区、各个有人值守的机房等位置。其提供赛事技术参数给相关人员。

4 LED大屏系统

LED大屏显示系统在篮球竞赛中必不可少，LED大屏需要满足场内各个位置观众能够清晰地看到赛事相关信息，因此，在选择LED屏时对视距有所要求，根据字符高，用下式计算最大视距：

式中：H——最大视距（m）；k——视距系数，一般取345；D——字符高度（m）。

体育场LED显示屏应至少能够显示16点阵汉子14行，行间距宜不小于字符高度的1/10，每行应至少能够显示26个汉字。

LED大屏显示系统不仅需要对比赛成绩、比赛时间，以及犯规次数等进行显示，还要对现场的比赛进行实时采集和回放，与其他智能化设备组成不可缺少的联系；现场影像采集、电视转播用摄影机需要与LED大屏控制机连接。具体系统图，如图2所示。

图2 LED大屏系统图

5 结语

在现代体育场馆竞赛中，围绕比赛以及观众对场馆赛事情况的需求，需要对比赛的实时性、准确性、公平性等问题严格要求。LED大屏显示系统为场内观众提供更为开拓的视野需求，使得场馆各个方位的观众能更直观地看到场馆比赛的实况；电视转播系统使得场外观众也能了解比赛实况及分析；信息查询和发布系统应提供比赛成绩信息、赛事组织信息、历届赛事信息、各种新闻信息、场馆建设信息、组委会信息、代表团信息、媒体单位成员信息、城市背景信息、旅游观光信息、天气预报信息等，提供视频点播和精彩比赛片段等多媒体信息服务。