體育訓練運動視頻分析系統的設計與應用

孟紅玉 魯天學 楊丁歡

(云南師范大學文理學院 云南昆明 650222)

隨著計算機圖像處理技術的發展，在現代體育訓練中運用視頻分析系統對國內外優秀運動員的比賽圖像、訓練方法以視頻圖像的方式開展學習、借鑒與參考，通過回放對訓練過程中的比賽技法及形體動作進行視頻分析，成為一種常見的提升訓練效果的方法，從而起到輔助訓練的目的。這種利用計算機識別系統的具有科學而智能的識別分析系統，在實際應用中具有顯著的判斷優勢，無論在大型賽事中還是日常訓練中正逐步取代人工裁定判斷的方法，以提升訓練效果和競技水平。

1 淺析體育運動視頻分析系統

在日常體育運動中，訓練者或運動員的行為表現、技戰術等是提升訓練效果的重要分析對象，以體育訓練運動中的圖像、視頻為主要研究資料，在軟件系統中運用計算機全景合成技術、視頻播放預設控制功能及滾動時間對視頻編碼進行重新排序等計算機視頻軟件分析技術的開發及應用，可以有效對體育運動員的動作標準及合理性等進行系統分析判別。目前，為了提升體育訓練運動視頻分析的急速發展，在計算機視覺領域中圖像分析處理及人體3D仿真學等多維度研究，從而為指導競技體育的開展找尋到科學智能的途徑，以提升訓練水平[1]。

2 體育運動視頻分析系統設計理念

2.1 視頻系統核心組件設計

數字處理器是體育訓練視頻分析系統設計的核心組件，型號為TMS320DM642的處理器作為首選的數字處理器，是在2004年由山東德州儀器推出，時至今日，該數字處理器仍然處在行業前列。這款數字處理器有64個寄存器，可實現8通道并行操作，內核為C64x，對于多媒體的信息處理來講，這款數字處理器是完美的解決方案，其擁有存儲空間6個，每個存儲空間都有獨立的存儲地址，計算速率特別快，最高的時鐘頻率可達650MHz。雙級緩沖架構作為其內部的快速緩沖貯存區一級架構，被數字信號和存儲空間區域各占用[2]。

2.2 視頻系統硬件結構設計

視頻系統的硬件結構除了TMS320DM642的核心組件外，還包括聯合測試工作組、存儲總線、網絡控制芯片、通用收發控制終端、電源模塊及處理與采集模塊等。系統采集到的體育訓練視頻存儲地址的分配是通過存儲總線執行的，由TMS320DM642及其外圍設備實現功能存儲。

3 體育運動視頻分析系統應用范疇

3.1 視頻系統應用實踐

體育運動視頻分析系統得以應用，是在開發過程和程序的配置上進行實踐，體育訓練運動視頻采用嵌入式Linux系統進行編譯和開發，分為以下4個層次。

層次一，體育訓練中的運動視頻通過引導加載程序進行視頻圖像處理算法的加載，初始化VME總線傳輸的時鐘，D/A分辨率編譯，集成控制不同的文件系統，通過建立Linux根文件來對MXI總線控制的D/A進行轉換。

層次二，利用Linux內核實現體育訓練運動視頻分析系統的具體功能，收發器轉換采用及交叉編譯是在嵌入式的設備上執行的，系統環境變量在編譯器的路徑上被添加后，多通道的數據開始記錄。在init進程執行時，實現內核分析系統和文件系統的配置。

層次三，體育訓練中運動視頻的相關集成數據調度和存儲在文件系統配置上實現。

層次四，實際設備和應用程序之間的接口設計得以實現是因為用戶應用模塊的使用。在通過硬件設備的控制、訪問、編譯及內核配置等，以操作普通文件的方式，讀寫塊設備[3]。

3.2 視頻體系測評

Qt C++ API命令的執行是在嵌入式設備行運行。該命令主要執行的是體育運動訓練中的特征檢測和信息采集。在分析視頻過程中，所輸出測試信號的穩定性可以使用Agilent33220A信號發生器來進行測試。

4 結語

在體育訓練運動視頻分析技術相關軟件出現后，運動訓練的水平提升較大。而在今后的訓練過程中，也將是網絡融合與視頻分析系統軟件相融合的過程，體育教學的促進發展，也與體育訓練運動視頻數據庫的建立息息相關，促使全民健身運動發展，新興的體育訓練模式將傳統的訓練模式替代，再利用先進的科學技術、合理的教學方法進行教學。