羽毛球多球練習技戰術運用特征提取方法

鐘方源，林 川，婁鵬程

引言

羽毛球多球運動水平的不斷提升，對羽毛球多球運動員的綜合能力與水平提出了新的要求，越來越多的人看重多球運動的技戰術應用。多球練習最早起源于日本排球，并在練習中取得了較為優異的成績。根據球類運動的種類不同，對運動員技戰術的要求也不同。以羽毛球為例，不同的比賽形勢下要求運動員使用不用技戰術完成賽事［1］。根據早期比賽經驗，羽毛球多球聯系的主要技戰術總共分為四種：其一為“一球一擊”訓練方法，教練連續不斷向運動員發球，需要運動員快速對球進行回擊。其二為“多球單練”，需要運動員與教練雙方之間相互回擊，直到其中一方接球出現失誤，即可重新發球練習。其三為“指定點擊球”，需要運動員將羽毛球發射到指定位置上，并在固定位置上反復練習多球的回擊。其四為“移動擊球”，需要運動員在多球練習中，前后左右不停移動，以此找到最佳羽毛球回擊點，并在此時將羽毛球擊回。總體來說，無論多球練習中的任一種方法，均要求運動員具備一定的技戰術訓練功底，只有掌握了技戰術的運用技巧，才能滿足羽毛球其學訓練要求。為此本文將以羽毛球多球練習為例，開展其技戰術運用中關鍵特征提取方法的詳細研究，深入探索運動員的運動技巧，以此為運動員練習提出正確指導。

1 羽毛球多球練習技戰術運用特征提取方法設計

1.1 識別羽毛球多球技戰術行為算子

將羽毛球多球練習中出現的類同行為進行相似性分類，描述聚類對象的數據種類，并采用識別行為算子的方式，計算在相同空間維度內相似函數與距離函數行為距離的遠近。例如，在羽毛球多球練習運動中，用高維度空間點對應技戰術運用中的行為點，此中行為點包括運動員跳高、揮桿、下蹲、回擊等動作，并將空間點的距離近似看作行為算子識別的相似程度［2］。行為算子距離遠近可用如下計算公式表示。

公式（1）中：d表示為歐式計算方法下羽毛球多球練習技戰術的行為距離；（x，y）表示為高維度空間點；i表示為技戰術行為發生次數；N表示為行為算子特征。根據上述計算公式，d的數值越高，表示識別技戰術行為運動算子越高，與羽毛球運動員的實際行為差異性越大，反之越小［3］。在正確識別技戰術行為算子的基礎上，利用運動形態學，對羽毛球多球運動員的連通性進行綜合形態學處理，裁剪行為邊緣圖像，獲取技戰術運動運動行為目標，獲取二級化行為圖像。假定運動員技戰術運動行為的當前識別幀為fc（x，y），技戰術行為參考幀為b（x，y），那么此時羽毛球多球技戰術行為算子識別的正確閾值可用如下公式表示。

公式（2）中：Rc表示為正確閾值范圍；T表示為經多次識別實驗檢測的閾值。根據上述計算公式，對獲取的局部行為算子及算子閾值作為特征識別的空間性區域描述，并利用識別分類器學對行為段進行劃分，為技戰術運動特征提取提供類別支撐。

1.2 技戰術運動特征提取

利用上述識別的運動行為識別算子，檢測運動員行為發生興趣點，綜合Dollar提供的算子興趣檢測區域，對技戰術實施特征描述，計算區域行為特征量化結果［4］。計算公式如下。

公式（3）中：x表示為行為特征量化標準；H表示為技戰術運動特征的識別分類；bin（i）表示為技戰術行為特征直方圖。根據上述計算公式，假定窗口行為特征跨度為一幀，將不同運動員行為按照k-means對實施聚類處理。并將聚類后形成的連續行為特征按照分段進行特征分割，每個分割段中均包含獨立的特征行為。考慮到行為起始幀與終止幀過度存在模糊過渡性界限，以此可采用計算量化特征行為統計發生頻次的方式，降低過渡對行為特征獲取的影響［5］。計算公式如下。

公式（4）中：E表示為羽毛球多球練習技戰術量化特征行為發生頻次；B表示為特征行為發生起始幀；S表示為特征行為發生終止幀。根據上述計算公式，減少過度行為提取造成的影響，以此獲取相對標準的特征描述。

2 實驗論證分析

提出對比實驗，選擇某羽毛球多球集訓基地運動員50名，將其隨機分為兩組，每組25人，將每組25人再次平均分成5組，一組5人，運動員年齡分布在20～35周歲之間，要求運動員按照常規標準進行每日三次訓練，根據羽毛球技戰術運用特征，將45種不同空間維度的技戰術行為特征作為樣本。準備行為識別后端處理裝置，應用分辨率為852（垂直）*654（水平）的行為獲取儀器，收集羽毛球多球運動員在運動過程中發生的行為特征。實驗組采用本文設計的羽毛球多球練習技戰術運用特征提取方法，對照組采用傳統的特征提取方法。結合上述實驗準備，完成對比實驗的設計，收集提取的運動員技戰術特征，將實驗結果記錄如表1所示。

表1 技戰術運用特征提取量

根據上述表1中數據可知，本文設計的羽毛球多球練習技戰術運用特征提取方法在對運動員技戰術特征提取應用過程中，輸出的特征提取量與實際發生的行為特征更為接近，且特征提取的維度更廣。為此可得出實驗結論：相比傳統的特征提取方法，本文提出的方法在實際應用中可提高對運動員技戰術運用的特征提取準確率，更加適用于運動賽事對運動員的行為評估。

3 結束語

為了打造公平和諧的體育運動賽事，本文開展了羽毛球多球練習技戰術運用特征提取方法的設計，并采用設計對比實驗的方式，驗證了本文提出方法更適用于對運動員的綜合評估。為此在后期的發展中，應適當加大本文方法在實際中的應用，在不斷實踐中對方法進行完善，彌補訓練中對運動員觀察的不足。