劉付新

(廣東石油化工學(xué)院體育學(xué)系 廣東茂名 525000)

田徑科研中圖像處理技術(shù)的應(yīng)用初探①

劉付新

(廣東石油化工學(xué)院體育學(xué)系 廣東茂名 525000)

通過長久以來的信息我們不難發(fā)現(xiàn),田徑運(yùn)動(dòng)的發(fā)展程度以及所處的地位并不僅僅是教練的水平?jīng)Q定的,這還與運(yùn)動(dòng)員們的個(gè)人能力以及學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力有著十分緊密的聯(lián)系,而除此之外,科學(xué)技術(shù)所處的水平以及可以將科學(xué)技術(shù)在訓(xùn)練過程之中應(yīng)用到什么程度也是十分重要的因素。下文之中筆者對于田徑技術(shù)訓(xùn)練之中所使用諸多科研手段之一的對圖像進(jìn)行分部處理這一方面進(jìn)行一個(gè)十分初步的探究,并希望諸多體育訓(xùn)練工作可以得到一定的幫助。

田徑科研 圖像處理技術(shù) 體育運(yùn)動(dòng)

圖像是通過各式各樣的觀察測量系統(tǒng)以及各種各樣的觀察測量手段從現(xiàn)實(shí)世界獲取的客觀真實(shí)地圖像數(shù)據(jù),其可以直接通過人眼來進(jìn)行接收并且在人的大腦之中產(chǎn)生信號(hào)使人通過視覺感受到實(shí)際的信息。經(jīng)過科學(xué)研究之后已經(jīng)證實(shí),在人類所獲取的信息之中大約有八成來自人類的視覺系統(tǒng),也就是說人們獲取的信息有大約四分之三是以圖像的形式存在的。而這也就是針對圖像一詞最為基本的定性。圖像可以傳遞很大量的信息而且并不容易受到其他因素的干擾,并且可以最為真實(shí)直接客觀地表現(xiàn)出來,還可以通過現(xiàn)如今廣泛使用的多媒體信息技術(shù),以最快的速度對于接收到的信息資料進(jìn)行二次加工并在此基礎(chǔ)之上發(fā)現(xiàn)我們訓(xùn)練之中所需要的運(yùn)動(dòng)員的相關(guān)信息,以此確保教練們以及負(fù)責(zé)對運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練情況進(jìn)行監(jiān)督調(diào)查的研究人員們獲取到最為直接、直觀且具備很強(qiáng)參考性的運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練信息,而且還可以將此作為依據(jù)來指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員在后續(xù)過程之中應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行訓(xùn)練。所以,圖像處理的相關(guān)技術(shù)在很長一段時(shí)間之內(nèi)都很受教練和運(yùn)動(dòng)員們的歡迎和青睞,這種手段在研究體育的過程之中可以發(fā)揮出十分巨大的作用。

1 圖像處理技術(shù)簡介

圖像技術(shù)從其基本定義上講指的是和圖像處理有關(guān)系的所技術(shù)的統(tǒng)一稱謂。眼下我們主要使用的技術(shù)就是和數(shù)字圖像有關(guān)的所有技術(shù),主要應(yīng)用的是計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)。這涵蓋了通過計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行記錄以及處理的所有步驟,比如通過數(shù)字手段對圖像進(jìn)行采集、對信息進(jìn)行獲取、針對圖像進(jìn)行編輯、對圖像資料進(jìn)行儲(chǔ)存以及通過數(shù)字的手段對圖像信息進(jìn)行輸送,對多個(gè)圖像進(jìn)行拼合或者剪裁,圖像在多媒體設(shè)備之上的輸入和輸出圖像格式或者相關(guān)規(guī)格的變化,圖像效果或者分辨率的增強(qiáng)、損壞的圖像的修復(fù)甚至是還原,針對圖像切割,在圖像之中尋找所需目標(biāo)的檢索、圖像的表達(dá)方式,圖像之中對于目標(biāo)元素的編輯,對于圖像的排序,三維物體的取景,建立儲(chǔ)存圖像信息的數(shù)據(jù)資料庫、對目標(biāo)的檢索引導(dǎo)以及獲取,對圖像通過其特征進(jìn)行歸類,構(gòu)建客觀真實(shí)的圖像模型,對圖像的場景進(jìn)行分析,和將它們作為基礎(chǔ)而后對圖像進(jìn)行規(guī)劃等等。在上個(gè)世紀(jì)八十年代圖像處理的相關(guān)技術(shù)得到了迅猛發(fā)展,其相關(guān)技術(shù)不只可以在二維世界起到十分巨大的作用,而且在三維圖像層面也已經(jīng)取得了不可忽視的進(jìn)步,現(xiàn)在,圖像技術(shù)已經(jīng)滲入到我們的生活之中,并在我們的生活之中占據(jù)了不可忽視的地位。在走入了21世紀(jì)之后,圖像處理的相關(guān)技術(shù)又進(jìn)一步進(jìn)行了發(fā)展,并且得到了相比之前更為廣泛的應(yīng)用。

2 目前幾種圖像采集、處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

2.1 DV攝像機(jī)使攝像的精度提高和使用的普及

DV攝像機(jī)和使用VHS以及S一VHS模擬信號(hào)的傳統(tǒng)攝像設(shè)備相比較起來,DV攝像機(jī)的水平解析度在五百線上下,與AV攝像機(jī)相比較起來更是有其無法比擬的圖像清晰程度。除此之外DV攝像機(jī)十分輕便,很容易被攜帶,并且?guī)缀跛械腄V攝像機(jī)都有一塊液晶顯示屏幕,因此很適合在田徑賽場或者是田徑訓(xùn)練場上進(jìn)行即時(shí)攝像工作,以供研究人員進(jìn)行相關(guān)研究。

2.2 IEEE1394

IEEE1394的另外一個(gè)名字是Firewire(火線),它是一種進(jìn)行了高速通行的總線,SONY公司是全世界第一個(gè)在普通DV攝像機(jī)之上加入符合IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)的i.LINK端的公司,iLiNK是一個(gè)剛剛出不久的技術(shù),可以在很大程度之上提升圖像資料進(jìn)行傳輸?shù)乃俣?只要硬件達(dá)到了我們所要求的水準(zhǔn),就可以直接通過IEEE1394的接口完全無損的將圖像數(shù)據(jù)輸出至其他終端,比使用AV影像輸出的效果更加理想。除此之外在進(jìn)行DV數(shù)字傳輸以及圖像轉(zhuǎn)換的過程之中,并不需要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)(AV/DV)以及數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)(DV/AV)這樣反復(fù)的過程,正因?yàn)檫@樣,圖像的受損程度在很大程度上降低了很多。并且DV數(shù)字?jǐn)z像機(jī)可以通過此技術(shù)直接將圖像資料傳輸并保存在電腦之中,并在此基礎(chǔ)之上針對圖像資料進(jìn)行更深入一步的編輯工作。

2.3 計(jì)算機(jī)多媒體組件的制作

多媒體技術(shù)具體指的是把文字、音頻、圖像,動(dòng)漫以及視頻一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的整編,從而構(gòu)成一個(gè)可以通過多種方式向人們傳遞信息的有機(jī)整體。這對于改善人機(jī)交互的方式以及人機(jī)交互的環(huán)境有著十分巨大的幫助。對多媒體文件剪輯進(jìn)行拼接,把處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的錄像通過分析系統(tǒng)圖形軟件分析出的結(jié)果以及視視頻剪輯軟件剪輯而成的片段拼接制作成為對于某一運(yùn)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行介紹的多媒體課件,這一技術(shù)在對體育進(jìn)行研究過程之中有著十分之廣泛的應(yīng)用,并且有著十分優(yōu)秀的發(fā)展前景。眼下針對圖像進(jìn)行處理以及進(jìn)行分析的系統(tǒng)并不僅僅只能夠?qū)\(yùn)動(dòng)的圖像進(jìn)行二維以及三維的相關(guān)處理,除此之外還能對視頻圖像進(jìn)行編輯以及對多個(gè)視頻進(jìn)行分析比對。

2.4 移動(dòng)便攜式錄像采集和圖像處理系統(tǒng)

移動(dòng)便攜錄像的收集以及圖像處理系統(tǒng)的組成部分有:含有iLINK端子接口的筆記本電腦、DV攝像機(jī)以及可以對圖像進(jìn)行專業(yè)級別的分析工作和可以完成專業(yè)級別的圖像編輯的軟件所組成的。這個(gè)系統(tǒng)使用數(shù)碼攝像機(jī)以及筆記本計(jì)算機(jī)所擁有的IEEE1394接口來進(jìn)行圖像的傳輸工作以及數(shù)字圖片信號(hào)的采集工作,在采集之后的運(yùn)動(dòng)技術(shù)錄像可以通過專業(yè)級別的圖像處理來進(jìn)行深層次的加工,比如使用連續(xù)技術(shù)來進(jìn)行圖片的制作,視頻重疊多媒體技術(shù)或者是對圖像以及文字進(jìn)行混合編制等等。

3 田徑科研中圖像處理技術(shù)分析

對于進(jìn)行處理圖像的相關(guān)技術(shù)在體育科研之中應(yīng)用的范圍十分之廣泛,依據(jù)筆者在田徑科研過程之中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),筆者對相關(guān)的圖像處理技術(shù)進(jìn)行了分析以及總結(jié),并且歸納如下。

3.1 圖像圖片技術(shù)處理

一般情況之下記錄一個(gè)或者幾個(gè)連續(xù)動(dòng)作技術(shù)圖片:針對某一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行拍攝的相關(guān)錄像,而后使用相關(guān)的軟件識(shí)別并且提取出視頻中的技術(shù)動(dòng)作最為重要的數(shù)個(gè)畫面,而后進(jìn)行制作拼接而后制成連續(xù)表現(xiàn)某一動(dòng)作的成組圖片。

動(dòng)作技術(shù)圖像的雙圖比較:這之中包含了對于相同運(yùn)動(dòng)員的相同動(dòng)作或者是不同運(yùn)動(dòng)員的相同動(dòng)作來進(jìn)行一個(gè)比較,在某些情況之下也會(huì)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作的上下兩圖對比以及左右兩圖對比;多圖比較:依據(jù)需要的實(shí)際情況來進(jìn)行3人、4人的相同技術(shù)動(dòng)作的橫向比較。

3.2 視頻圖像技術(shù)處理

關(guān)鍵時(shí)相隔場暫留:針對某一個(gè)技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行不連續(xù)的獲取采集,而后進(jìn)行播放并且在動(dòng)作的關(guān)鍵之處進(jìn)行暫停并將其放置在一個(gè)相同畫面之中,而后將其制成連續(xù)性的視頻,這樣的視頻可以十分直觀的進(jìn)行對比,有助于尋找出其中的區(qū)別。

視頻疊加:涵蓋了在同一個(gè)拍攝場地相同拍攝場景之下最為直接的疊加;相同的拍攝場地運(yùn)動(dòng)場景的直接疊加;對圖像進(jìn)行掃描之后的消除背景之后進(jìn)行疊加。眼下這種技術(shù)正處在開發(fā)以及逐步應(yīng)用的過程之中。

4 結(jié)語

可以應(yīng)用于田徑項(xiàng)目技術(shù)訓(xùn)練方面的科學(xué)研究手段有很多種,不拘于一格,而且在此過程之中還會(huì)伴隨著不斷的進(jìn)步。筆者由衷希望這篇文章可以對田徑項(xiàng)目科學(xué)訓(xùn)練水平的提升有很大的幫助,并且也希望諸多教練以及體育方面的科學(xué)研究人員可以進(jìn)一步的提升自身的工作水平并且改良自身的教學(xué)研究方式,借此來確保田徑科研工作可以更進(jìn)一步的貼近田徑運(yùn)動(dòng)的客觀情況,并在此基礎(chǔ)之上對我國田徑事業(yè)提供最大的幫助。

[1]劉艷陽,劉永久,等.基于圖像處理的人體步態(tài)信息采集與處理[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,2013,22(4):169-173.

[2]郝薇薇.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究領(lǐng)域革新——體育計(jì)算初探[J].赤子,2013(10):218.

[3]許峰,樊慶偉,等.基于徑賽終點(diǎn)圖像采集計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].價(jià)值工程,2012,31(11):153-154.

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

劉付新(1980，3—),男,漢族,廣東茂名化州人,碩士,講師,研究方向:體育教學(xué)與訓(xùn)練。