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大数据时代下数字图像分析和处理技术在篮球方面的应用
【摘 要】 21 世纪以来,随着社会的不断发展,人们的生活水平得到了提高,身体素质也在不断改善,这些因素推动了篮球运动这项事业发展的节奏,同时对球员的能力提出了更高的要求.为了快速提高球员的篮球素养,许多高科技的设备也被应用于篮球运动中,对于教练制定球员的训练方案提供了大量的技术支持.本文所要论述的就是如何利用高科技如数据处理技术、传感器等技术科学、高效地提高球员综合能力,提高球队整体实力.
【关键词】 数据处理 传感器 大数据 数字图像分析
一、研究背景
1.1 发展历史
篮球起源于19 世纪90 年代的美国,奈史密斯教授从工人和儿童向“桃子筐”投篮得到启发,发明出了现代篮球的前身.最初的篮球规则非常简单,随着时代的进步,科技力量的完善,篮球运动也在逐步成熟.1904 年,篮球迎来了在奥林匹克运动会上的第一场表演.1908 年,美国制定出系统的篮球规则,并把它推行到全世界.直到1936 年,篮球被正式确立为奥运会比赛项目,篮球运动终于迎来了属于自己的曙光.50 年代以来,人们的身体素质得到不断提高,规则的不断改变等因素促进了篮球在攻防速度上的加快,篮球技术水平得到了迅速提高.同时,这也要求球员在技术、心理、战术素养、意志等方面作出了更高的要求.在经济迅速发展的今天,篮球是人们在工作之余普遍热爱的一项运动,给我们的生活带来了许多乐趣.
1.2 国内外研究现状
20 世纪80 年代以来,篮球产业的发展日趋成熟.NBA作为篮球天才的集大成者,通过电视台将篮球的影响扩展到全世界.今日,NBA 联赛的生意遍布世界,篮球产业十分成熟.
1.3 国内篮球产业现状
随着人们在体育运动方面日益增长的需求,国家创办了职业化、产业化的篮球产业.国内最大的篮球产业便是CBA,代表了我国篮球运动的最高水平.但它在经营管理、球员的职业精神及职业水平方面仍存在着较多问题.总体来说,我国的篮球产业还有很大开发潜力.
1.4 本文研究的问题
本文主要从录像分析法对篮球战术水平的提高的优化以及数字、数据、图像处理系统对球员的指导方面的应用.录像分析,顾名思义,也就是通过观察录像分析球队的特色、总体攻防能力、执行战术以及球员的个人技术能力、战术素养、执行情况等方面来提高球队的整体实力水平.这种方法在国外应用的范围比较广,但在国内只有在一些高层次的国家队有这方面的应用,本文针对就是对于录像分析法在这方面的优化及普及方面的介绍.数字、数据处理系统指的是通过对球员在比赛中或训练中的投篮热区分布、善用战术、单打成功率等等应用统计学原理将球员的各种表现整合起来,用于对球员的技术指导,来达到科学提高球员技术水平的目的.由于科技水平的不断提高,电子信息技术的应用越来越广泛,加之国内外篮球水平存在较大差距,笔者考虑到国外像NBA 这种顶尖篮球联盟对提高球员能力在信息技术方面的应用,于是提出在国内科学运用这项技术的构想.
1.5 现实意义
通过信息处理技术在篮球领域的应用,可以透彻的分析比赛,可以向教练和球员提供有效的数据,得出客观、科学的结论.提高我国球员个人战术素养、技术应用能力进而提高球队整体的综合实力,使我国的篮球水平在国际舞台上达到更高的成就.
二、篮球运动图像采集系统的设计
2.1 数字图像处理等相关技术原理
图像采集系统：一种包括对光电技术的采集、图像的数字表征、增强、变换、复原、彩像等进行处理的系统.机器视觉系统：即用机器人代眼来做测量和判断.它通过图像摄取装置获取目标的图像信号传送给专门的图像处理系统,经过一系列的运算后获得目标的特征,从而执行判断.数据库: 主要担负数据的存储和计算工作的系统.数据处理系统：一种对计算机的信息进行分类、整合、加工成客观的、易于理解的各种指标的系统.压敏电阻：一种拥有自己的敏感电压,当两端电压超出其敏感范围就会自动短路从而达到保护后级电路的目的的电阻.利用此特点可以将其转变为传达某种压力信息的装置.Zigbee 技术：ZigBee 是一种短距离、低功耗的无线通信技术,它的特点是近距离、低功耗、低复杂度,可用于自动控制和远程控制,可以嵌入各种设备.
2.2 数字图像处理技术在篮球训练中的运用
在球员平时训练或比赛时,用高速摄像机记录下球员在执行如挡拆、掩护等战术时某些或某个具有指导性的动作,通过图像采集系统将图像信号传输到处理器,然后经过一系列的处理后,保留在数据库中,等球员进行日常训练时,可以去数据库中提取相关技术动作的图像或视频,并进行相应的针对性训练；而对于比赛错误的、不适当的动作,球员可以与教练沟通,由教练指导、纠正,从而避免以后发生类似失误,来达到提高球员水平的目的.利用机器视觉技术记录下球员比赛时的运动状态,如运动距离、体力状况、疲劳程度,既可以通过zigbee 技术实时传输到教练的平板或PC 上,传达球员的真实状态,以便教练作出科学的阵容轮换调整；又可以将球员的表现状况上传到数据库,以便球员在以后的训练中制定针对性的训练计划,科学高效的提高球员水平.在球员进行训练或比赛时,利用压敏电阻的特点,当球员在某位置出手并命中后记录下来,通过对球员投篮情况的数据采集,得到球员投篮的热区分布,并通过数据处理系统将这些信息储存在大数据库中,教练布置战术时可以参考球员的投篮特点布置战术,使球员能够充分发挥自身优势,从而提高球队整体实力水平.
2.3 数字图像分析技术的工作流程
利用高速摄像机或压敏电阻等传感器获得球员在训练时的诸如投篮命中率或战术动作的信息,通过数据处理系统经过一系列筛选,将目标信息储存在数据库中,以供球员训练时参考.同时,在比赛时可以利用机器视觉技术对球员在场上的运动状态实时记录下来,将球员信息实时传输到教练的电子设备终端,以供教练安排轮换阵容布置战术.
三、总结与展望
鉴于本文所涉及的研究方法需要大量精密设备、大量计算机信息技术方面的人才投入,造价成本或很高；由于数据库没有搭建好,所以要利用大数据分析,需要采集大量的球员训练和大型比赛的信息,将这些信息全部整合到数据库中,在实际的比赛中,我们也会实时收集比赛信息,将数据回传到控制中心的时候再将数据库的数据进行更新.这样使得数据库不断强大,为今后的球员训练和战术制定提供理论和技术支持.
但是将大量球员的信息并将其整合在数据库中会耗费大量的精力,收集信息的过程会存在较多阻力,步骤较为繁琐；如果数字图像分析技术和数据信息处理系统能够发展的更加完善成熟,那么笔者考虑可以在像CBA 这种大型联赛中建立一个专门的数据中心,将所有CBA 的球员的投篮热区分布、技术特点归纳整合到一个庞大的数据库中,实现资源共享,便于教练更好的了解和指导球员的动作、协调性等,促进球员水平快速提高.
综合来看,本文所论述的方法可以被应用于大型男子职业联赛中,用于指导职业球员的训练,科学高效的提高球员水平.在科技发达的今天,科学技术被广泛的应用于人类活动的各个领域.同样,人们意识到,科学技术在篮球领域也有广泛的应用空间.在这方面,国外比国内做的要好的多,这也是我国篮球落后于世界先进水平的重要原因之一.相信随着先进科技在我国篮球领域不断的应用,我国篮球运动员的水平必能不断提高,在国际舞台上获得更高成就.
参 考 文 献
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大数据时代论文范文结:
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