（威海市羊亭學(xué)校，山東 威海 264200）

隨著我國(guó)近年來競(jìng)技體育科學(xué)化訓(xùn)練事業(yè)的不斷發(fā)展，運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)在體育科研攻關(guān)和服務(wù)中的應(yīng)用也更加廣泛，促使我國(guó)競(jìng)技水平不斷提高。田徑課程作為體育教育專業(yè)的必修課程和核心課程，依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，不利于學(xué)生專業(yè)技能的提升。視頻圖像處理技術(shù)作為競(jìng)技領(lǐng)域重要的科研手段之一，將其運(yùn)用到高校田徑教學(xué)中，有助于學(xué)生對(duì)動(dòng)作的認(rèn)知更加清晰準(zhǔn)確，對(duì)田徑教學(xué)有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)概述

（1）視頻圖像處理技術(shù)的定義。視頻圖像是人們利用各種工具以不同的形式和手段觀測(cè)客觀世界而獲得的，它可以直接或間接作用于人眼，并產(chǎn)生視知覺的實(shí)體，從而產(chǎn)生了人眼觀察到的靜態(tài)圖片或動(dòng)態(tài)視頻?？茖W(xué)研究和統(tǒng)計(jì)表明，人類從外界獲取的信息約有75%來自視覺系統(tǒng)，也就是從圖像中獲得的。[1]視頻圖像處理技術(shù)就是對(duì)視頻圖像處理的總稱，包括對(duì)視頻圖像的實(shí)物處理技術(shù)和相關(guān)的視頻圖像處理、軟硬件開發(fā)與應(yīng)用等。[2]

（2）運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)的過程。在競(jìng)技領(lǐng)域中，運(yùn)動(dòng)員平時(shí)訓(xùn)練和大型比賽都會(huì)有科研人員跟隊(duì)，采用專業(yè)攝像機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，運(yùn)用專業(yè)運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理的處理軟件，例如對(duì)技戰(zhàn)術(shù)分析的NAC 視頻分析軟件，對(duì)運(yùn)動(dòng)視頻進(jìn)行多維度分析的Activision、Coach’seye、Dartfish 軟件，將平時(shí)訓(xùn)練時(shí)分析的數(shù)據(jù)與大型比賽中分析的數(shù)據(jù)反饋給教練員，讓教練員有針對(duì)性的指導(dǎo)訓(xùn)練。

（3）運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)在體育教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展。視頻圖像處理技術(shù)在冰雪項(xiàng)目教學(xué)中，利用視頻圖像技術(shù)可以使學(xué)生建立正確的動(dòng)作表象，有效地糾正學(xué)生的錯(cuò)誤技術(shù)動(dòng)，使學(xué)生個(gè)體獲得速度滑冰技術(shù)動(dòng)作的真實(shí)圖像資料，讓學(xué)生能在較短的時(shí)間掌握正確技術(shù)動(dòng)作；[3]將視頻圖像處理技術(shù)應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)中，能為各階段要完成的具體任務(wù)提供豐富反饋信息，為運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)提供科學(xué)化工具，推進(jìn)體育技能學(xué)習(xí)興趣化、科學(xué)化和娛樂化；[4]蔡朋龍[5]將NVIVO-8 視頻分析技術(shù)應(yīng)用籃球教學(xué)中，較好地提高了學(xué)生運(yùn)動(dòng)技能掌握水平，創(chuàng)新的教學(xué)環(huán)境是教學(xué)效果提升的主要原因；在體育教學(xué)過程中，如果學(xué)生訓(xùn)練后立即看到自己的技術(shù)動(dòng)作，將語言式的訓(xùn)練指導(dǎo)變成直觀的圖像，教師現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)，同時(shí)采用專業(yè)軟件分析學(xué)生的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，給學(xué)生訓(xùn)練提供指導(dǎo)和建議，這些都會(huì)極大地提高體育教學(xué)效果。[6]

2 運(yùn)動(dòng)視頻圖像在高校田徑教學(xué)中的常用采集方法

田徑科研領(lǐng)域常用的采集方法有平面采集、三維采集、高速采集、多機(jī)采集和紅外線采集，介于高校田徑教學(xué)主要是以學(xué)習(xí)技能為主，筆者認(rèn)為平面采集方法最為實(shí)用。平面采集包括平面定點(diǎn)定焦采集、平面定點(diǎn)變焦采集、平面定點(diǎn)定焦掃描采集、平面定點(diǎn)定焦移動(dòng)采集、平面變焦移動(dòng)采集，[7]主要對(duì)前三項(xiàng)平面采集方法進(jìn)行分析。

（1）平面定點(diǎn)定焦采集。平面定點(diǎn)定焦采集是田徑科研中最為常用的采集方法，在采集圖像過程中要保證采集距離不低于25m，視角寬度不低于8m。在高校田徑教學(xué)中，此種采集方式適用于所有項(xiàng)目，如果采集全程技術(shù)動(dòng)作，此種采集方法適用于鉛球和鐵餅等運(yùn)動(dòng)距離比較短的項(xiàng)目。

（2）平面定點(diǎn)變焦采集。平面定點(diǎn)變焦采集主要用于跳躍類項(xiàng)目的采集，在其正面采用鏡頭由遠(yuǎn)到近的方式拍攝運(yùn)動(dòng)員。在高校田徑教學(xué)中，學(xué)生進(jìn)行背越式跳高、挺身式跳遠(yuǎn)等項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，可以采用此種方式，學(xué)生起跳時(shí)鏡頭拉近，對(duì)主要技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行放大特寫。

（3）平面定點(diǎn)定焦掃描采集。平面定點(diǎn)定焦掃描采集主要對(duì)運(yùn)動(dòng)員正面或側(cè)面進(jìn)行全過程的視頻采集，鏡頭跟隨運(yùn)動(dòng)員由遠(yuǎn)到近，再由近到遠(yuǎn)的掃描方式。在高校田徑教學(xué)中，可以對(duì)學(xué)生挺身式跳遠(yuǎn)全程技術(shù)、標(biāo)槍全程技術(shù)和跨欄全程技術(shù)等長(zhǎng)距離項(xiàng)目的視頻采集，用于分析學(xué)生技術(shù)動(dòng)作。

3 運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)在高校田徑教學(xué)中的應(yīng)用方式

（1）運(yùn)動(dòng)視頻實(shí)時(shí)反饋方式。現(xiàn)代教育學(xué)的實(shí)踐證明，學(xué)生獲取知識(shí)時(shí)僅僅依靠聽覺或者視覺，三個(gè)小時(shí)僅能保持70%，三天后，聽覺僅能保持10%，視覺僅能保持20%；如果在視聽結(jié)合的基礎(chǔ)上獲取知識(shí)，3小時(shí)后可以存留85%，三天后仍可保持信息量的65%。在學(xué)習(xí)中，將采集視頻的機(jī)器與多媒體顯示器進(jìn)行連接，通過運(yùn)動(dòng)視頻的中的慢動(dòng)作回放，將學(xué)生的練習(xí)過程及時(shí)、直觀、同步地反饋給學(xué)生，使學(xué)生建立視覺-本體感覺-肌肉運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)教師輔助講解動(dòng)作要點(diǎn)，使學(xué)生視聽結(jié)合，最大限度地提高學(xué)習(xí)效率。例如，在背越式跳高教學(xué)過程中，起跳過竿動(dòng)作尤為重要，單憑教師的講解師范以及學(xué)生練習(xí)，學(xué)生對(duì)動(dòng)作技能難以形成正確的認(rèn)知，通過慢動(dòng)作回放，可以有效糾正學(xué)生錯(cuò)誤動(dòng)作，讓學(xué)生形成清晰的動(dòng)作表象。

（2）運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理反饋方式。對(duì)于采集的視頻可以制作成任意播放速度反饋給學(xué)生，或者將學(xué)生連續(xù)多個(gè)技術(shù)動(dòng)作關(guān)鍵時(shí)提取在一個(gè)畫面內(nèi)，合成一個(gè)完整的技術(shù)圖片，這種圖片便于在一個(gè)背景下更加清晰地觀察到運(yùn)動(dòng)技術(shù)的連續(xù)變化。同時(shí)將采集的圖像專業(yè)的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)自身存在某個(gè)技術(shù)動(dòng)作要點(diǎn)上的不足，從而有針對(duì)性的進(jìn)行改正。

將學(xué)生的動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行多圖比較，例如在挺身式跳遠(yuǎn)騰空步練習(xí)過程中，將學(xué)生多次練習(xí)時(shí)做騰空步的圖片進(jìn)行剪輯，將圖片結(jié)合在一起，把學(xué)生每次練習(xí)時(shí)常犯錯(cuò)誤指出，哪些方面有進(jìn)步，不斷提高學(xué)生動(dòng)作表象，掌握正確技術(shù)動(dòng)作。運(yùn)動(dòng)視頻圖像后期的處理，對(duì)于教師的專業(yè)技術(shù)要求很高，同時(shí)加大了教師的工作量，篩選一些簡(jiǎn)便易操作上手的軟件，有利于減輕教師的負(fù)擔(dān)。

4 運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)在高校田徑教學(xué)中的應(yīng)用建議

（1）提高認(rèn)識(shí)，加大設(shè)備資源投入。運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)作為競(jìng)技領(lǐng)域常用的手段之一，但其設(shè)備和專業(yè)軟件的成本很高，大多數(shù)院校在田徑教學(xué)中，對(duì)這種技術(shù)認(rèn)識(shí)程度不足，依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，認(rèn)為沒有必要花費(fèi)大量資金去購(gòu)買相關(guān)設(shè)備和軟件。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)方式弊端逐漸顯露，加大設(shè)備資源投入，購(gòu)買專業(yè)軟件，將視頻圖像處理技術(shù)運(yùn)用到田徑教學(xué)中，能夠極大提高學(xué)生專業(yè)技能水平。

（2）定期培訓(xùn)，培養(yǎng)教師運(yùn)用能力。運(yùn)動(dòng)視頻圖像的采集、技術(shù)的處理都需要教師擁有專業(yè)的攝像機(jī)操作技術(shù)和計(jì)算機(jī)操控技術(shù)，專業(yè)軟件的使用技術(shù)也是教師所必備的。國(guó)家體育總局科研人員自主開發(fā)“教練眼”（Coach Eyes）軟件，并將其應(yīng)用到競(jìng)技體育領(lǐng)域，曾多次到各大體育院校講解運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)在體育科研中的應(yīng)用。在田徑教學(xué)領(lǐng)域我們可以邀請(qǐng)相關(guān)科研人員對(duì)教師進(jìn)行設(shè)備使用、視頻圖像采集和專業(yè)軟件使用的培訓(xùn)，讓教師掌握此種技術(shù)能力并運(yùn)用到田徑教學(xué)中。隨著社會(huì)的進(jìn)步，設(shè)備和軟件的更新?lián)Q代很快，對(duì)于教師而言，要定期邀請(qǐng)專家進(jìn)行培訓(xùn)，不斷更新知識(shí)庫(kù)。

（3）課堂教學(xué)，利用移動(dòng)終端設(shè)備。露天田徑場(chǎng)作為田徑教學(xué)的主陣地，大型設(shè)備的運(yùn)用和管理很繁瑣，移動(dòng)便攜式錄像采集和圖像處理系統(tǒng)，能夠很好的解決此類問題。這種系統(tǒng)是由帶有筆記本計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)和專業(yè)的錄像分析和圖像處理軟件所構(gòu)成，[8]移動(dòng)終端設(shè)備的使用，能夠極大提高教師工作效率和學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

5 運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)在高校田徑教學(xué)中的應(yīng)用展望

科技作為21世紀(jì)最偉大的成果，將其應(yīng)用到體育教學(xué)中變得越來越重要。在高校田徑教學(xué)中，專業(yè)技能的學(xué)習(xí)顯得尤為重要，但是其設(shè)備和專業(yè)軟件的價(jià)格昂貴，專業(yè)技術(shù)要求較高，不能很好的投入使用。目前，針對(duì)田徑教學(xué)領(lǐng)域特點(diǎn)和學(xué)校資金狀況，開發(fā)便捷實(shí)用、方便攜帶、價(jià)格低廉、功能齊全的專業(yè)軟件，購(gòu)買一些能夠正常使用、價(jià)格低廉、功能齊全的視頻圖像采集設(shè)備投入到教學(xué)中，對(duì)于專業(yè)技能學(xué)習(xí)也能夠起到很好的助推作用。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)教育事業(yè)的加大投入，運(yùn)動(dòng)視頻圖像處理技術(shù)在高校中的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。