速度滑冰競賽中終點攝像系統若干問題分析及處理

（1.吉林省體育局冬季競技運動保障中心 吉林 長春 130000；2.長春理工大學 吉林 長春 130012）

隨著各種專業體育技術的發展，賽事規模的擴大，手動計時方法容易產生誤差不夠準確的問題也日益凸顯，已不合時宜。電子計時計分設備，已成為體育賽事中必要設備。在速度滑冰賽事中，電子計時計分設備，已經成熟并且在國內被廣泛應用的有三種：光電計時系統 （Optical system）、異頻雷達發射系統（Transponder system）、終點攝像系統（Photo-finish system）。其中終點攝像系統在重大比賽中一般作為主計時系統，其它兩種計時系統作為第二計時系統為賽事和電視轉播做保障工作。終點攝像計時系統作用凸顯，除了在國際滑聯(ISU)，更是在國際男聯(IFFA)、國際艇聯(FISA)、國際自聯(UCI)等國際體育協會，指定認可作為最終有效成績。在速度滑冰比賽中，終點攝像系統同樣起著舉足輕重的作用，，本文以實事求是為中心，結合自身執裁經歷，并且與本領域專家交流探討，將終點攝像系統在速度滑冰競賽中出現的問題進行深入剖析、總結經驗，為今后速度滑冰終點攝像系統操作提供一些學習交流依據，更好地為賽事做好保障工作。

1、終點攝像硬件及工作原理

終點攝像系統，作為當今高水平速度滑冰比賽中必不可少的核心計時設備，可準確、直觀地、快速地判斷出運動員名次和成績，保證賽事成績公正有效。目前國際使用的終點攝像系統硬件組成結構和軟件工作原理是一致的，但有很多種品牌：LYNX、SWISSTIMING、FAIRPLAY、SEIKO、OMEGA 等，其區別主要在于攝像清晰度、頻率和軟件程序開發的變化。

圖1 終點攝像硬件系統內容

終點攝像硬件系統包含：發令信號觸發器、發令信號發送、接收器、攝像機裝置、拍攝手柄、計算機及其他等。

其工作的原理為，當啟動發令槍給發令觸發器信號時，計算機通過信號接收器同步啟動，系統以此為比賽開始計時。運動員接近終點時，使用拍攝手柄啟動拍攝功能，由高速攝像機進行高速攝像、圖像采集，把運動員沖刺圖像記錄下來，同時記錄沖刺圖像時間。系統采集圖像為豎線的窄縫圖像，把每幀圖像按時間順序連續排列，形成一張運動員沖刺的圖像，再通過軟件合成處理，與對應時間結合，形成帶有時間軸的完整圖像。在處理的圖像中標記判定，來判斷運動員到達終點的成績和名次。通過這種方式，可以把運動員成績的時間精度提高到千分之一秒，同時它符合國際滑冰協會和中國滑冰協會的競賽規則相關規定(國際滑冰協會和中國滑冰協會圖像采集速率不低于1／1000s)，本次研究的終點攝像速率最高可為1／2000s。終點攝像計時技術判讀出的成績，十分準確及客觀，裁判更精確地判定成績，當成績非常接近或者出現異議時，終點攝像系統記錄的圖像清晰直觀，成為查找判定非常重要的依據。

終點攝像主要通過對賽程進行編排以及成績處理，圖像處理和成績輸出等。對起點信息和終點視頻圖像信息采集，并傳輸到處理器，進行圖像合成辨析處理，形成連續圖像處理平臺，依據攝像機采集的沖刺過程合成圖像，進行時間判定成績，將運動員信息和成績數據保存并發送。由于是通過圖像進行高精度時間成績判定，可以更直觀的判定成績，特別是同組運動員成績相近時，運動員通過終點的順序比較明顯。

2、終點攝像系統運行中的常見問題及處理

圖2 終點攝像系統運行中的常見問題

2.1、溫度與濕度問題

由于速度滑冰比賽條件比較惡劣，攝像機不能低于零下20°長期工作，特別是在室外速度滑冰場地的雨雪天氣時，一定做好設備防凍和防水工作。

2.2、比賽場光線問題

如果光線太暗，運動員身體陰影會覆蓋運動員冰刀刀尖（在速度滑冰比賽中以運動員冰刀刀尖觸及終點線時，判定為到達終點完成比賽），無法清楚看到運動員的號碼和刀尖判定成績。現今室內速度滑冰場地設計，都會優先考慮賽事直播等問題，為適應直播要求，室內光線會比較強。如果光線太強，射燈直射冰面，會導致冰面反光，而且運動員冰刀一般都是銀白色，運動員沖刺時，會完全看不見運動員冰刀，同樣無法準確判定。終點線處的光線要穩定，當光線出現變化，攝像機都要根據圖像清晰度進行調整。終點攝像機可以通過手動調節攝像機鏡頭光圈和軟件曝光參數，針對光線問題進行調整。

2.3、攝像機架設問題

終點攝像機鏡頭高度至少為3m，與終點線的水平距離為4m（此參數根據鏡頭參數有一定變化）。注意攝像機前不能有遮擋。終點攝像機一般會架設在高臺或者高架上，要保證終點攝像機的穩定性，攝像機基準線和終點線調試校準后，如果攝像機晃動或者觸碰移動，攝像機基準線會出現很大偏差，導致拍攝圖像位置不準確。

2.4、系統調試的問題

因為速度滑冰比賽中，包含多個電子計時系統同時使用，設備和線路較多，正式比賽前需要進行所有電子計時系統聯調，通過與設備廠商和賽事專家溝通經驗、整理，將調試中容易出現的問題進行總結。

2.5、發令后不啟動問題

當發令信號發出后，多個計時設備中，某個系統設備沒有啟動時，需要檢查發令設備線路是否正確，故障設備發令接線處是否良好，是否有虛接的情況。當發令信號發出后，所有系統設備沒有啟動時，需要檢查發令處是否出現設備線路故障，發令線路是否短路，發令線有時也會出現反接的情況。

2.6、發令自啟動問題

發令傳感器主要有兩種，一種是發令槍發出槍聲通過震蕩器觸發發令信號的，另一種是發令槍直接通過發出電子弱電信號觸發發令信號的。當使用震蕩器發令時，發令傳感器非常靈敏，容易受到周圍環境影響，發令設備支架晃動，有運動員或者其他工作人員在發令設備附近跑動，或者發令組裁判員無意識觸碰傳感器，都能使傳感器發送信號，導致發令啟動。當使用電子信號觸發發令時，應注意接口連接處，是否有虛接的問題，并且應該注意發令線和電源線的線路距離，避免線路交叉，由于觸發信號為弱電信號，電源線通電或者斷電時會產生電磁信號，干擾發令信號傳感器，也會導致發令啟動。

2.7、采集圖像的問題

攝像機接口為F接口，兼容所有進口或國產F接口的尼康鏡頭，方便調節、更換和升級。將攝像機位置架設好后，高速攝像機可以手動調節鏡頭（光圈、焦距、廣角等參數），可以通過終點攝像軟件對圖像的亮度，對比度等參數進行微調，保證圖像質量。

2.8、攝像機不攝錄或出現攝錄卡頓的問題

當觸發攝像機手柄拍攝圖像，攝像機會出現不攝錄或攝錄卡頓等問題，主要原因是攝像機高速攝像瞬間數據比較多，應該檢查終點攝像系統電腦內存是否被其它程序占用，或者檢查接送數據的網絡是否暢通，導致攝像機無法發送數據。

2.9、判定成績不發送或者多次發送問題

數據接收和發送都是通過網絡信號傳輸的，首先要檢查網絡連通情況，是否順暢，然后檢查攝像機軟件發送開關是否正確。

綜上所述，終點攝像系統已經在國際大型比賽中多次使用，系統運行穩定，可擴展性強，在體育賽事中，終點攝像系統會發展越來越廣。作者在本文中主要根據速度滑冰比賽操作實踐方面的問題作出簡要分析和總結，為提高賽事執裁水平，為以后制作相關材料提供參考。