簡易實用的終點攝像裁判系統(tǒng)

馬向陽 （遼寧省鞍山市鞍鋼高級中學，114034）

簡易實用的終點攝像裁判系統(tǒng)

馬向陽 （遼寧省鞍山市鞍鋼高級中學，114034）

目前，眾多田徑比賽仍然是人工目測判定、秒表計時，因為撞線過程轉(zhuǎn)瞬即逝無法再現(xiàn)，所以多名運動員瞬間沖線時的名次判斷、計時判讀和竄道判定是最困擾裁判的難題。針對這一問題，本文另辟蹊徑，構建了一個基于手計時的終點攝像裁判系統(tǒng)。經(jīng)過反復實驗，針對出現(xiàn)的問題，在細節(jié)、流程方面進一步完善，使系統(tǒng)更加簡易實用。

圖1

一、設計思路

硬件普通易得，軟件無需開發(fā)；系統(tǒng)即插即用，界面操作簡潔；適用手計比賽，人工計時標準；錄播撞線視頻，依規(guī)估讀成績；降低裁判難度，節(jié)省人力資源。

二、模型建構

（一）配置

1．5米usb數(shù)據(jù)延長線（3條）。

2．極速A30電腦攝像頭（3個）。

3．Windows系統(tǒng)筆記本電腦（3臺）。

4．Windows Movie Maker 2.0視頻軟件:Movie Maker軟件為Windows xp系統(tǒng)自帶（可下載），有極佳的兼容性，文件小，運行流暢，攝像、計時同步完成，攝像、播放同一界面，支持逐幀回放和百分秒顯示，操作簡單。

5.A4塑質(zhì)資料盒（1個）。

6.普通裝沙方體飲料瓶（2個）。

7.裁紙刀1把、厚泡沫板和寬透明膠帶若干、強力兩面膠一段。

（二）攝像頭固定盒的制作：將3個攝像頭固定在一個盒中便于使用（見圖1）。

制作方法：在資料盒前側裁剪一個長18cm的窗口；窗口處用兩面膠并排固定攝像頭；資料盒內(nèi)兩側各放置一個沙瓶；將留出攝像頭后盒內(nèi)的剩余空間用裁剪后的泡沫板填滿；固定住數(shù)據(jù)線，讓線從盒后穿出，用膠帶在盒外擠實、固定、包裹、粘牢。

（三）流程

1.計時主裁判用秒表計取每組第一名的成績t。

2.攝像計時員在觀察運動員正常出發(fā)（沒有出現(xiàn)違例召回情況）后開啟終點視頻攝像，至全體通過終點線后停止攝像。

3.回放該組到達終點的視頻畫面，目測運動員抵達終點線前后的兩幀圖像，估判到達名次（注：國際田聯(lián)《田徑競賽規(guī)則（2012－2013）》第165條計時和終點攝像之17款4項如果運動員抵達終點線時的圖像中沒有軀干任何部分抵達終點線后沿垂直面瞬間的畫面，則必須查看抵達終點線前后的兩幅圖像；如果在這兩張圖像中運動員抵達終點的順序有變化，則終點攝影主裁判應宣布有關的運動員名次相等），按估讀規(guī)則判讀撞線時標tn’（n為名次）。

圖2

估讀規(guī)則（見圖2）：逐幀回放每名運動員的撞線視頻，對比運動員抵達終點線前后的兩幀圖像和對應時標（ta和tb），目測運動員的軀干(一般是胸部前沿)與終點線后沿最近距離的比例關系，估讀撞線時標tn’（n為名次）的相應數(shù)值。

當a趨于0時，tn’=ta；

當a明顯小于b時，tn’=ta+0.02；

當a和b趨于相等時，tn’=ta+0.04；

當a明顯大于b時，tn’=ta+0.06；

當b趨于0時，tn’=tb。

4.終點記錄員記錄統(tǒng)計每名運動員的估讀撞線時標tn’和計時主裁判秒表計取的第一名時間t，依模型公式Tn= tn’+（tt1’）得出同組每名運動員的手計時成績Tn。（n為名次）。

系統(tǒng)模型不是直接應用攝像系統(tǒng)進行計時，而是以視頻資料中的畫面作為證據(jù)，判定名次和確定運動員之間的時間間隔，以第一名運動員的手計時成績?yōu)榛鶞?，通過模型公式計算出其他運動員的手計時成績。按照估讀規(guī)則取值，誤差小于0.02秒，在手計時誤差范圍內(nèi)。該系統(tǒng)模型符合國際田聯(lián)《田徑競賽規(guī)則（2012－2013）》第165條計時和終點攝像14款的條件要求，估讀成績應被承認為正式計時。

三、組裝調(diào)試

（一）連接設備

攝像頭固定盒中間攝像頭在終點線延長線上，距離8道外線4米遠2.4米高工作臺上（計時臺、人字梯等均可）；將3臺筆記本電腦在跑道外側的裁判桌上擺放好；用usb數(shù)據(jù)延長線連接攝像頭與筆記本電腦。

（二）系統(tǒng)調(diào)試

1.運行movie maker軟件

啟動連好的筆記本電腦，依照C: Program FilesMovie Maker路徑，雙擊movie maker執(zhí)行程序圖標啟動軟件（之后可在開始菜單中找到程序圖標）。進入用戶界面，鼠標拉動右側窗格框線，調(diào)大監(jiān)視器畫面（見圖3）。

2.視頻錄播

（1）用戶界面，“工具欄”上，單擊“任務”。左側顯示“電影任務”窗格，窗格中“捕獲視頻”下，單擊“從視頻設備捕獲”（快捷鍵CTRL+R）（見圖3）。

（2）“視頻捕獲設備”頁，“可用設備”中，單擊要用來捕獲視頻的模擬設備。

（3）“捕獲的視頻文件”頁，“為捕獲的視頻輸入文件名”框中，為捕獲的視頻文件輸入文件名（可填入代碼如100g1m01——項目100年級g1性別m組別01）?！斑x擇保存所捕獲視頻的位置”框中，單擊“瀏覽”為視頻選擇保存空間足夠大的位置（設置一次即可）（見圖4）。

圖3

圖4

（4）“視頻設置”頁，默認捕獲視頻和音頻的視頻設置。

（5）“捕獲視頻”頁，調(diào)整攝像頭鏡頭焦距，確保影像窗口畫面清晰；調(diào)整攝像頭拍攝角度，對準終點線，確保拍到8條跑道和道內(nèi)運動員。默認設置“完成向?qū)Ш髣?chuàng)建剪輯”、“揚聲器靜音”和“捕獲時間限制”復選框為不選中（設置一次即可）。單擊“開始捕獲”可開始捕獲視頻（快捷鍵ALT+C）；單擊“停止捕獲”可停止捕獲視頻（快捷鍵ALT+T）；單擊“完成”關閉“視頻捕獲向?qū)А保旖萱IENTER），回到用戶界面，剛捕獲的視頻名稱將導入“內(nèi)容”窗格中（見圖5）。

圖5

（6）用戶界面，單擊中間“內(nèi)容”窗格中剛捕獲的視頻名稱，監(jiān)視器窗口呈現(xiàn)視頻影像，功能按鈕呈激活狀態(tài)。使用鼠標配合快捷鍵可快速選取播放點和方式，便于清晰觀察。播放或暫停（快捷鍵ENTER或空格鍵）、上一幀（快捷鍵ALT+左箭頭鍵）、下一幀（快捷鍵ALT+右箭頭鍵）、全屏播放（快捷鍵ALT+ENTER）（見圖6）。

圖6

重復以上步驟可反復完成視頻錄播工作（“捕獲視頻”頁的設置無需再做）。

四、實際應用

為了減少失誤，提高效率，啟用三套攝像系統(tǒng)，一套始終按項目組別攝錄，其它兩套輪流進行終點攝像和成績判讀。判讀結束迅速完成攝錄準備，進入后備攝像狀態(tài)。

（一）終點裁判長(見圖7)

圖7

全面管理終點裁判工作。負責終點和起點的旗語溝通，然后到計時主裁判對面，計取每組第一名的成績做后備。

（二）計時主裁判(見圖7)

按工作規(guī)范做好準備工作，計取每組第一名的成績。賽前，提示攝像計時員“回表”；賽中，盡早提示攝像計時員“開表”、“查表”，出現(xiàn)故障，立即指示開啟后備攝像；賽后，告知記錄員第一名成績，監(jiān)督判讀和記錄工作，確認成績無誤，簽名交徑賽裁判長，通知攝像計時員“回表”，示意終點裁判長就緒。破紀錄時，應及時檢查設備、視頻，請徑賽裁判長和總裁判審核。

（三）攝像計時員(見圖7)

按規(guī)范完成系統(tǒng)連接調(diào)試工作，電腦進入錄播界面。

1.回表：啟動“從視頻設備捕獲”，命名視頻，進入“捕獲視頻”頁，示意主裁就緒，注意起點狀態(tài)。

2.開表：判定運動員正常出發(fā)或“開表”提示后，即刻開啟終點攝像。

3.查表：開啟攝像后，檢查軟件工作是否正常(發(fā)現(xiàn)問題立即報告主裁)。

4.停表：運動員全部沖過終點線，檢查員組織回道，面向鏡頭錯位站好，確認全部拍清后，停止捕獲，點按完成。

5.讀表：在終點和計時主裁判的監(jiān)督下，回放剛剛捕獲的視頻文件，依據(jù)運動員特征（大腿外側道次號）和系統(tǒng)估讀規(guī)則，向終點記錄員判讀名次、道次和時標?！白x表”結束，立即“回表”準備捕獲下組視頻。

（四）終點記錄員(見圖7)

終點記錄員在終點和計時主裁判的監(jiān)督下，按工作規(guī)范，記錄計時主裁和攝像計時員的判讀數(shù)據(jù)，輸入電腦統(tǒng)計出每名運動員的手計時成績，填寫成績報告單交給計時主裁。重復以上步驟進行下一組次的裁判工作。

五、結語

經(jīng)校運會試用，與手計時比較，這個系統(tǒng)對名次和竄道的判定非常準確，計時精度與手計時相當。在資金、設備、人員、精度要求都不能太高的中學校內(nèi)運動會上，7個人用3個攝像頭、3根usb數(shù)據(jù)線、3臺筆記本電腦，省人、省力、快速、準確地完成了本來需要30多人的工作，確實是一件十分愜意的事情，真心希望這個簡單實用的終點攝像計時裁判系統(tǒng)能為同行們帶來更多的方便。

裝備與器材欄目第8、9期征稿提示

最佳投稿時間：

2014年第8期：2014年6月10日～6月25日

2014年第9期：2014年7月10日～7月25日

第8、9期：體質(zhì)監(jiān)測工具的使用和維護

撰稿提綱：1.開學初各級各類學校陸續(xù)開展學生體質(zhì)健康監(jiān)測活動，配以圖片談一下測試工具的使用方法；2.測試是一項長期復雜的工作，為保證工作的順利進行和測試工具的正常使用，我們有必要對測試工具進行維護，您是如何進行的？