智能化乒乓球专项技战术视频分析软件的研发

(1 国家乒乓球队,北京,100061,2 中国乒乓球协会汕头市乒乓球学校,515000 3 国家体育总局体育科学研究所,北京,100061,4 北方工业大学,北京,100144)

Table Tennis World - - DEPTH PROFILING - 刘国正1、2 肖丹丹3 赵会群4 刘帅4

摘要:根据国家乒乓球队技战术视频分析具体的需求,运用Visual Studio 2015开发环境,采用C++开发语言,MFC框架结合MYSQL数据库和XML,在Windows 10系统环境下,开发了智能化乒乓球技战术视频分析软件。软件主要由3个模块组成:技战术指标信息采集模块,技战术指标信息处理模块和报告生成模块。该软件已成功应用于国家乒乓球队,大大提高了技战术采集与分析的工作效率,提高了工作准确率。该软件的成本较低,有非常广泛的应用前景和普及程度。

关键词:乒乓球;三段法;技战术;非线性编辑技术;视频分析 引言

中国乒乓球长盛不衰有很多制胜因素,其中科技手段的介入功不可没。对于乒乓球项目而言,对乒乓球运动员技战术的分析与诊断是奥运科研攻关与科技服务的核心。吴焕群、张晓蓬建立的三段指标评估法是乒乓球技战术定量分析的基础。近年来,国家乒乓球队在原有纸质分析的基础上,引入了国外的技战术分析软件,提高了技战术分析的效率和准确性,但在视频自动剪辑合成、乒乓球专业性等方面还有待于提高。国内科研人员近几年也开始了对乒乓球的技战术分析软件的开发,在功能上有创新与便捷之处,但并没有实现灵活智能地视频自动截取以及报告自动生成功能与产品化等。本研究旨在设计和开发一套智能化乒乓球专项技战术视频分析软件,以满足乒乓球运动实践的需求。

1系统设计与实现

根据国家乒乓球队技战术视频分析具体 的需求,查阅文献资料,运用Visual

Studio 2015开发环境,采用C++开发语言,MFC框架结合MYSQL数据库和XML,在Windows 10系统环境下,开发了专业乒乓球技战术视频分析软件。软件主要由3个模块组成:技战术指标信息采集模块,技战术指标信息处理模块和报告生成模块。

1.1技战术信息采集设计与实现

如图1所示,技战术信息采集设计与实现模块由模板设计、时间信息采集、技战术信息采集三部分组成。

1.1.1模板设计

在进行技战术采集时,首先要根据采集需求设计技战术模板。技战术模板提供了开放式的应用环境,根据采集需求,可以灵活地设计模板内容。每一个模板都是一个技战术体系,模板内容由局信息、比分信息、段信息、技术信息、得失分信息等详细指标组成。

在设计模板库时,根据技战术分析领域常用的方法总结并整理了常用模板并添加到了模板库中。如,普通三段模板(如图2所示)、动态三段模板、运动员个性化技战术指标模板等。

1.1.2技战术信息采集

在技战术模板创建完成后,软件根据模板中的属性列,生成一个技战术指标点选界面(输入表)和一个技战术指标显示界面(显示表)。如图3所示,当选择好输入表中的内容后,所标记的每个球的技战术指标会在显示表中显示出来。 1.1.3时间信息采集

在传统的乒乓球技战术采集系统中,为实现视频的回看与定位,一般采用基于视频时间的采集方式。

原有方法只能依靠第三方视频截取软件进行手动截取,手动截取不但会消耗大量时间并且会出现截取错误的情况。为了解决这个问题,本研究采用同时记录开始和结束时间的方案,可以更加方便的截取视频。软件记录了每一分球的开始时间和终止时间并和技战术数据绑定,并结合视频非线性编辑技术,实现视频片段的自动截取与合成。

1.2技战术信息管理设计与实现

技战术信息管理模块由技战术信息存储和技战术信息处理两部分组成,技战术信息管理功能结构图如图4所示。

1.2.1技战术信息存储

为解决技战术信息管理以及保存的合理性,本软件在设计时采用MYSQL数据库和XML双重

存储的办法。

通过使用MYSQL数据库,将每一场比赛按照技战术分析指标进行标记后,按照每场信息、每分信息和模板信息进行存储,增加了数据存储的安全性。为最终的整体数据汇总,查询统计提高了效率,并为按不同技战术指标有针对性的查询、统计数据提供了便捷。

为实现数据共享,本软件使用了XML的存储方式。在XML中保存了模板的属性关系信息,模板信息以及比赛信息,实现了不同电脑中的数据互通,弥补了本地数据库数据不互通的缺点。1.2.2技战术信息处理

随着比赛数据采集量的增加,若处理方法不当就会使庞大的数据混乱,所以技战术数据的处理方法就显得尤为重要。本研究采用了多条件筛选以及多条件排序的方法来处理技战术信息。1.3数据分析与报告生成设计与实现

在对运动员进行技战术分析与诊断过程中,对一场比赛技战术的标记只是完成了数据的采集工作,要在原始数据的基础上进一步形成技战术分析报告。在以往的技战术分析软件中,没有技战术分析报告生成的功能,科研人员需要手动计算各项分析指标数据,并拷贝到word文档中,再进行排版,耗时较多。为解决上述问题,本软件添加了自动计算数据和生成报告的功能,功能结构图如图5所示。

图5 报告生成功能结构图

根据国家乒乓球男队的实际需求,开发了常用报告模板,分为普通三段模板和动态三段模板。普通三段模板中又可分为一三板为发抢和一三五板为发抢两种类型。当科研人员选择对应的模板后,系统根据如下算法将结果填入到模板中,并自动生成分析报告。

2系统应用

2.1在线修改与维护

在软件的使用过程中,不断找出软件的不足之处以及待完善的功能。通过在线修改与敏捷维护,结合国家乒乓球队男队科研团队对软件使用的反馈,第一时间修改程序,并对功能进行了改进,使本软件更加适用于乒乓球技

战术的采集与分析。并根据使用情况,完善了操作不便之处,使软件操作更加快捷、简便。2.2软件应用与效果

国家乒乓球队男队科研团队用本软件对百余场比赛进行了数据采集与分析,并以这些比赛建立了比赛信息数据库。在采集百余场比赛的过程中,分别对模板库,视频自动截取和报告自动生成这三个创新功能进行了效果测试。2.2.1模板库应用效果

在百余场比赛采集的过程中,随着比赛采集场数的增加,相同模板将会被重复使用多次。应用模板库的功能,在采集有相同技战术指标需求的比赛时,避免了重复建立模板。因此在整个技战术采集过程中模板库的设计与使用为模板的设计提供了方便,并节省了时间。2.2.2视频自动截取应用效果

在应用其他技战术软件采集时,需要借助第三方视频截取工具截取视频并需要观看每一分球比赛进行手动截取。由图6可知,手动截取视频消耗的时间会远远大于比赛视频本身的总时长,同时手动截取还存在截取错误的可能。本软件添加了自动截取视频的功能,所以在视频截取时不需要科研人员手动截取,自动截取耗时明显低于比赛视频本身的总时长,并排除了截取错误的可能,提高了技战术处理的效率。 2.2.3报告自动生成应用效果

如图7所示,由百余场比赛报告生成的结果来看,在自动生成报告时,因为减少了计算数据的时间,并且提前设计好了报告模板,所以会降低生成报告的时间。 2.3.4软件应用效果总结

针对以上三个创新功能的应用效果来看,在整个技战术采集与分析的工作中消耗时间会比同类软件有所减少,其中视频自动截取功能和自动生成报告功能的添加为降低技战术采集分析的耗时起到了明显作用。

3结论与展望

3.1结论

应用本技战术分析软件能够满足对乒乓球技战术采集、统计与分析的基本需求,在完成一些技战术采集与分析中的基本功能以外,还完成了当前技战术分析领域迫切需要的新功能。并根据目前国家乒乓球队的实际需求对软件进行了流程上的改进,使软件操作更加连贯,与其他的技战术分析软件相比,本软件拥有如下优势和特点:

(1)针对乒乓球专项特色,在模板建立时本软件不但保留了开放式设计模板的方法,而且添加了模板库的来保存常用摸版。(2)提供了检查采集正确与否的功能,方便了技战术分析报告可自动生成。(3)应用非线性编辑技术,使软件完成了视频自动截取的功能,提高了技战术数据处理的效率。

(4)通俗易懂的中文界面,方便了我国教练员与运动员对本软件的使用,更增强了本软件在我国群众层面的推广性。

3.2展望

本软件还有以下几个方面需继续加强: (1)截取的视频压缩率低,导致视频文件体积大,需要提高压缩率。(2)使本软件兼容更多视频播放和保存格式。(3)继续研究技战术自动识别技术,从而增加技战术采集与分析效率。(4)在不断地使用过程中,继续完善代码,改正一些不预期出现的错误。(5)使本软件产品化,并推广到基层,如乒乓球省队和地方体育院校。(6)使本软件技战术分析方法推广并应用于其他球类的技战术分析中。参考文献 [1]赵会群,孙晶.体育计算:一个新的计算机应用研究领域[J].计算机科学, 2004(08):89-92. [2]兰彤,吕莹莹.“鹰眼”技术在世界高水平羽毛球赛事中的应用时机及效果研究[J].沈阳体育学院学报,2017,36(02):107-114. [3]王耀东,杨卓.“视频回放”方法在排球技术教学中的应用研究[J].北京体育大学学报,20 10,33(08):99-100+103. [4]赵述强.我国篮球运动员体能测试数据库系统的设计和开发[J].中国体育科技,2015,51(05):30-34.

[5]肖丹丹. 技战术视频分析软件的研究现状与展望[A]. 中国体育科学学会运动生物力学分会.第十八届全国运动生物力学学术交流大会(CABS 2016)论文集[C].中国体育科学学会运动生物力学分会:2016:1.

[6]陈贞祥,仰红慧.Data Volley软件在排球技、战术统计分析中的应用研究[J].中国体育科技,2014,50(03):19-24. [7]吴焕群.中国乒乓训练原理研究[J]. 北京体育大学学报,2004,27(2):145-154. [8]乔云萍.乒乓球比赛技战术的视频快速反馈与诊断方法的研究[J].北京体育大学学报,20 08(10):1351-1356+1360. [9]胡水清,肖丹丹,冯葆欣,米奕翔.乒乓球技战术分析统计软件(关键2.0)的开发与应用[J].中国体育科技,2013,49(04):37-42.

[10] 虞丽娟,张辉,凌培亮. 乒乓球比赛技战术分析的系统研究与应用[J]. 上海体育学院学报,2008,32(6):39-43.

图3 技战术信息采集界面

图2 普通三段模板

Newspapers in Chinese (Simplified)

Newspapers from China

© PressReader. All rights reserved.