运动视频图像处理技术在高校田径教学中的应用

（威海市羊亭学校，山东 威海 264200）

随着我国近年来竞技体育科学化训练事业的不断发展，运动视频图像处理技术在体育科研攻关和服务中的应用也更加广泛，促使我国竞技水平不断提高。田径课程作为体育教育专业的必修课程和核心课程，依然采用传统的教学模式，不利于学生专业技能的提升。视频图像处理技术作为竞技领域重要的科研手段之一，将其运用到高校田径教学中，有助于学生对动作的认知更加清晰准确，对田径教学有着积极的现实意义。

1 运动视频图像处理技术概述

（1）视频图像处理技术的定义。视频图像是人们利用各种工具以不同的形式和手段观测客观世界而获得的，它可以直接或间接作用于人眼，并产生视知觉的实体，从而产生了人眼观察到的静态图片或动态视频。科学研究和统计表明，人类从外界获取的信息约有75%来自视觉系统，也就是从图像中获得的。[1]视频图像处理技术就是对视频图像处理的总称，包括对视频图像的实物处理技术和相关的视频图像处理、软硬件开发与应用等。[2]

（2）运动视频图像处理技术的过程。在竞技领域中，运动员平时训练和大型比赛都会有科研人员跟队，采用专业摄像机进行数据的采集，运用专业运动视频图像处理的处理软件，例如对技战术分析的NAC 视频分析软件，对运动视频进行多维度分析的Activision、Coach’seye、Dartfish 软件，将平时训练时分析的数据与大型比赛中分析的数据反馈给教练员，让教练员有针对性的指导训练。

（3）运动视频图像处理技术在体育教学领域中的应用与发展。视频图像处理技术在冰雪项目教学中，利用视频图像技术可以使学生建立正确的动作表象，有效地纠正学生的错误技术动，使学生个体获得速度滑冰技术动作的真实图像资料，让学生能在较短的时间掌握正确技术动作；[3]将视频图像处理技术应用到运动技能学习中，能为各阶段要完成的具体任务提供丰富反馈信息，为运动技能学习提供科学化工具，推进体育技能学习兴趣化、科学化和娱乐化；[4]蔡朋龙[5]将NVIVO-8 视频分析技术应用篮球教学中，较好地提高了学生运动技能掌握水平，创新的教学环境是教学效果提升的主要原因；在体育教学过程中，如果学生训练后立即看到自己的技术动作，将语言式的训练指导变成直观的图像，教师现场进行指导，同时采用专业软件分析学生的各项技术参数，给学生训练提供指导和建议，这些都会极大地提高体育教学效果。[6]

2 运动视频图像在高校田径教学中的常用采集方法

田径科研领域常用的采集方法有平面采集、三维采集、高速采集、多机采集和红外线采集，介于高校田径教学主要是以学习技能为主，笔者认为平面采集方法最为实用。平面采集包括平面定点定焦采集、平面定点变焦采集、平面定点定焦扫描采集、平面定点定焦移动采集、平面变焦移动采集，[7]主要对前三项平面采集方法进行分析。

（1）平面定点定焦采集。平面定点定焦采集是田径科研中最为常用的采集方法，在采集图像过程中要保证采集距离不低于25m，视角宽度不低于8m。在高校田径教学中，此种采集方式适用于所有项目，如果采集全程技术动作，此种采集方法适用于铅球和铁饼等运动距离比较短的项目。

（2）平面定点变焦采集。平面定点变焦采集主要用于跳跃类项目的采集，在其正面采用镜头由远到近的方式拍摄运动员。在高校田径教学中，学生进行背越式跳高、挺身式跳远等项目学习时，可以采用此种方式，学生起跳时镜头拉近，对主要技术动作进行放大特写。

（3）平面定点定焦扫描采集。平面定点定焦扫描采集主要对运动员正面或侧面进行全过程的视频采集，镜头跟随运动员由远到近，再由近到远的扫描方式。在高校田径教学中，可以对学生挺身式跳远全程技术、标枪全程技术和跨栏全程技术等长距离项目的视频采集，用于分析学生技术动作。

3 运动视频图像处理技术在高校田径教学中的应用方式

（1）运动视频实时反馈方式。现代教育学的实践证明，学生获取知识时仅仅依靠听觉或者视觉，三个小时仅能保持70%，三天后，听觉仅能保持10%，视觉仅能保持20%；如果在视听结合的基础上获取知识，3小时后可以存留85%，三天后仍可保持信息量的65%。在学习中，将采集视频的机器与多媒体显示器进行连接，通过运动视频的中的慢动作回放，将学生的练习过程及时、直观、同步地反馈给学生，使学生建立视觉-本体感觉-肌肉运动之间的关联，同时教师辅助讲解动作要点，使学生视听结合，最大限度地提高学习效率。例如，在背越式跳高教学过程中，起跳过竿动作尤为重要，单凭教师的讲解师范以及学生练习，学生对动作技能难以形成正确的认知，通过慢动作回放，可以有效纠正学生错误动作，让学生形成清晰的动作表象。

（2）运动视频图像处理反馈方式。对于采集的视频可以制作成任意播放速度反馈给学生，或者将学生连续多个技术动作关键时提取在一个画面内，合成一个完整的技术图片，这种图片便于在一个背景下更加清晰地观察到运动技术的连续变化。同时将采集的图像专业的运动员进行比对，发现自身存在某个技术动作要点上的不足，从而有针对性的进行改正。

将学生的动作技术进行多图比较，例如在挺身式跳远腾空步练习过程中，将学生多次练习时做腾空步的图片进行剪辑，将图片结合在一起，把学生每次练习时常犯错误指出，哪些方面有进步，不断提高学生动作表象，掌握正确技术动作。运动视频图像后期的处理，对于教师的专业技术要求很高，同时加大了教师的工作量，筛选一些简便易操作上手的软件，有利于减轻教师的负担。

4 运动视频图像处理技术在高校田径教学中的应用建议

（1）提高认识，加大设备资源投入。运动视频图像处理技术作为竞技领域常用的手段之一，但其设备和专业软件的成本很高，大多数院校在田径教学中，对这种技术认识程度不足，依然采用传统的教学方式，认为没有必要花费大量资金去购买相关设备和软件。但是随着科学技术的发展，传统的教学方式弊端逐渐显露，加大设备资源投入，购买专业软件，将视频图像处理技术运用到田径教学中，能够极大提高学生专业技能水平。

（2）定期培训，培养教师运用能力。运动视频图像的采集、技术的处理都需要教师拥有专业的摄像机操作技术和计算机操控技术，专业软件的使用技术也是教师所必备的。国家体育总局科研人员自主开发“教练眼”（Coach Eyes）软件，并将其应用到竞技体育领域，曾多次到各大体育院校讲解运动视频图像处理技术在体育科研中的应用。在田径教学领域我们可以邀请相关科研人员对教师进行设备使用、视频图像采集和专业软件使用的培训，让教师掌握此种技术能力并运用到田径教学中。随着社会的进步，设备和软件的更新换代很快，对于教师而言，要定期邀请专家进行培训，不断更新知识库。

（3）课堂教学，利用移动终端设备。露天田径场作为田径教学的主阵地，大型设备的运用和管理很繁琐，移动便携式录像采集和图像处理系统，能够很好的解决此类问题。这种系统是由带有笔记本计算机、摄像机和专业的录像分析和图像处理软件所构成，[8]移动终端设备的使用，能够极大提高教师工作效率和学生学习效率。

5 运动视频图像处理技术在高校田径教学中的应用展望

科技作为21世纪最伟大的成果，将其应用到体育教学中变得越来越重要。在高校田径教学中，专业技能的学习显得尤为重要，但是其设备和专业软件的价格昂贵，专业技术要求较高，不能很好的投入使用。目前，针对田径教学领域特点和学校资金状况，开发便捷实用、方便携带、价格低廉、功能齐全的专业软件，购买一些能够正常使用、价格低廉、功能齐全的视频图像采集设备投入到教学中，对于专业技能学习也能够起到很好的助推作用。随着我国社会经济的发展，对教育事业的加大投入，运动视频图像处理技术在高校中的应用会越来越广泛。