羽毛球多球练习技战术运用特征提取方法

2021-03-08钟方源娄鹏程

体育科技文献通报 2021年3期

钟方源，林川，娄鹏程

引言

羽毛球多球运动水平的不断提升，对羽毛球多球运动员的综合能力与水平提出了新的要求，越来越多的人看重多球运动的技战术应用。多球练习最早起源于日本排球，并在练习中取得了较为优异的成绩。根据球类运动的种类不同，对运动员技战术的要求也不同。以羽毛球为例，不同的比赛形势下要求运动员使用不用技战术完成赛事［1］。根据早期比赛经验，羽毛球多球联系的主要技战术总共分为四种：其一为“一球一击”训练方法，教练连续不断向运动员发球，需要运动员快速对球进行回击。其二为“多球单练”，需要运动员与教练双方之间相互回击，直到其中一方接球出现失误，即可重新发球练习。其三为“指定点击球”，需要运动员将羽毛球发射到指定位置上，并在固定位置上反复练习多球的回击。其四为“移动击球”，需要运动员在多球练习中，前后左右不停移动，以此找到最佳羽毛球回击点，并在此时将羽毛球击回。总体来说，无论多球练习中的任一种方法，均要求运动员具备一定的技战术训练功底，只有掌握了技战术的运用技巧，才能满足羽毛球其学训练要求。为此本文将以羽毛球多球练习为例，开展其技战术运用中关键特征提取方法的详细研究，深入探索运动员的运动技巧，以此为运动员练习提出正确指导。

1 羽毛球多球练习技战术运用特征提取方法设计

1.1 识别羽毛球多球技战术行为算子

将羽毛球多球练习中出现的类同行为进行相似性分类，描述聚类对象的数据种类，并采用识别行为算子的方式，计算在相同空间维度内相似函数与距离函数行为距离的远近。例如，在羽毛球多球练习运动中，用高维度空间点对应技战术运用中的行为点，此中行为点包括运动员跳高、挥杆、下蹲、回击等动作，并将空间点的距离近似看作行为算子识别的相似程度［2］。行为算子距离远近可用如下计算公式表示。

公式（1）中：d表示为欧式计算方法下羽毛球多球练习技战术的行为距离；（x，y）表示为高维度空间点；i表示为技战术行为发生次数；N表示为行为算子特征。根据上述计算公式，d的数值越高，表示识别技战术行为运动算子越高，与羽毛球运动员的实际行为差异性越大，反之越小［3］。在正确识别技战术行为算子的基础上，利用运动形态学，对羽毛球多球运动员的连通性进行综合形态学处理，裁剪行为边缘图像，获取技战术运动运动行为目标，获取二级化行为图像。假定运动员技战术运动行为的当前识别帧为fc（x，y），技战术行为参考帧为b（x，y），那么此时羽毛球多球技战术行为算子识别的正确阈值可用如下公式表示。

公式（2）中：Rc表示为正确阈值范围；T表示为经多次识别实验检测的阈值。根据上述计算公式，对获取的局部行为算子及算子阈值作为特征识别的空间性区域描述，并利用识别分类器学对行为段进行划分，为技战术运动特征提取提供类别支撑。

1.2 技战术运动特征提取

利用上述识别的运动行为识别算子，检测运动员行为发生兴趣点，综合Dollar提供的算子兴趣检测区域，对技战术实施特征描述，计算区域行为特征量化结果［4］。计算公式如下。

公式（3）中：x表示为行为特征量化标准；H表示为技战术运动特征的识别分类；bin（i）表示为技战术行为特征直方图。根据上述计算公式，假定窗口行为特征跨度为一帧，将不同运动员行为按照k-means对实施聚类处理。并将聚类后形成的连续行为特征按照分段进行特征分割，每个分割段中均包含独立的特征行为。考虑到行为起始帧与终止帧过度存在模糊过渡性界限，以此可采用计算量化特征行为统计发生频次的方式，降低过渡对行为特征获取的影响［5］。计算公式如下。

公式（4）中：E表示为羽毛球多球练习技战术量化特征行为发生频次；B表示为特征行为发生起始帧；S表示为特征行为发生终止帧。根据上述计算公式，减少过度行为提取造成的影响，以此获取相对标准的特征描述。

2 实验论证分析

提出对比实验，选择某羽毛球多球集训基地运动员50名，将其随机分为两组，每组25人，将每组25人再次平均分成5组，一组5人，运动员年龄分布在20～35周岁之间，要求运动员按照常规标准进行每日三次训练，根据羽毛球技战术运用特征，将45种不同空间维度的技战术行为特征作为样本。准备行为识别后端处理装置，应用分辨率为852（垂直）*654（水平）的行为获取仪器，收集羽毛球多球运动员在运动过程中发生的行为特征。实验组采用本文设计的羽毛球多球练习技战术运用特征提取方法，对照组采用传统的特征提取方法。结合上述实验准备，完成对比实验的设计，收集提取的运动员技战术特征，将实验结果记录如表1所示。

表1 技战术运用特征提取量

根据上述表1中数据可知，本文设计的羽毛球多球练习技战术运用特征提取方法在对运动员技战术特征提取应用过程中，输出的特征提取量与实际发生的行为特征更为接近，且特征提取的维度更广。为此可得出实验结论：相比传统的特征提取方法，本文提出的方法在实际应用中可提高对运动员技战术运用的特征提取准确率，更加适用于运动赛事对运动员的行为评估。