“乒乓軍師”專項(xiàng)技戰(zhàn)術(shù)視頻分析系統(tǒng)的研發(fā)

肖丹丹，劉 帥，劉國正，孫 晶*，周星棟

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于體育比賽的技戰(zhàn)術(shù)分析已經(jīng)屢見不鮮（趙會群 等，2004）。比如，鷹眼技術(shù)在羽毛球落點(diǎn)識別中的應(yīng)用（蘭彤 等，2017），視頻回放技術(shù)在籃球、排球技術(shù)仲裁中的應(yīng)用（王耀東 等，2010），數(shù)據(jù)庫技術(shù)在統(tǒng)計(jì)籃球運(yùn)動員體能數(shù)據(jù)中的應(yīng)用（趙述強(qiáng)，2015）。不僅如此，計(jì)算機(jī)技術(shù)也大量應(yīng)用于比賽的技戰(zhàn)術(shù)分析之中。比如，SIMI Reality Motion System公司開發(fā)的Simi Scout視頻技戰(zhàn)術(shù)分析軟件，可以對球類項(xiàng)目中的運(yùn)動員行為、球的運(yùn)行參數(shù)等體育指標(biāo)進(jìn)行采集與分析（肖丹丹，2016）。Data Volley軟件在排球技戰(zhàn)術(shù)分析中的應(yīng)用（陳貞祥 等，2017），對排球中技戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行了采集與分析。

中國乒乓球長盛不衰有很多制勝因素，其中科技手段的介入功不可沒。對于乒乓球項(xiàng)目而言，對運(yùn)動員技戰(zhàn)術(shù)的分析與診斷是奧運(yùn)科研攻關(guān)與科技服務(wù)的核心。1988年吳煥群建立的三段指標(biāo)評估法是乒乓球技戰(zhàn)術(shù)定量分析的基礎(chǔ)（張曉蓬，2004）。從計(jì)算機(jī)輔助乒乓球技戰(zhàn)術(shù)分析的角度，由于乒乓球有速度快、旋轉(zhuǎn)強(qiáng)、回合多等特點(diǎn)，技戰(zhàn)術(shù)分析人員很難通過肉眼一次性記錄1分球中所有的關(guān)鍵信息，需要重復(fù)多次觀看，這為根據(jù)視頻直接分析乒乓球技戰(zhàn)術(shù)提出了巨大的挑戰(zhàn)（喬云萍，2008）。為解決這些問題，中國乒乓球隊(duì)引進(jìn)了德國SIMI Reality Motion System公司的Simi Scout視頻技戰(zhàn)術(shù)分析軟件，并且已大量投入使用。其他運(yùn)動隊(duì)所運(yùn)用的軟件也多為國外軟件，如澳大利亞開發(fā)的Sports Code，瑞士的Dart fish Teampro等。這些軟件在功能上只能滿足技戰(zhàn)術(shù)分析的基本操作，且技戰(zhàn)術(shù)分析人員與開發(fā)公司也有交流不便等問題，不能及時(shí)根據(jù)我國技戰(zhàn)術(shù)分析人員的實(shí)際需求進(jìn)行改善。近年來，國內(nèi)科研人員也開始對乒乓球技戰(zhàn)術(shù)分析軟件進(jìn)行開發(fā)，如胡水清等（2013）、虞麗娟等（2008）和王應(yīng)強(qiáng)等（2009），他們的技戰(zhàn)術(shù)分析軟件可以實(shí)現(xiàn)基本的技戰(zhàn)術(shù)采集工作，并且在功能上均有創(chuàng)新與便捷之處，為技戰(zhàn)術(shù)分析系統(tǒng)的研究提供了寶貴的設(shè)計(jì)思路，但這些系統(tǒng)只是按傳統(tǒng)的技戰(zhàn)術(shù)采集需求實(shí)現(xiàn)了采集功能，并沒有實(shí)現(xiàn)靈活智能的視頻自動截取以及自動生成報(bào)告的功能。本研究旨在設(shè)計(jì)和開發(fā)一套智能化乒乓球?qū)ｍ?xiàng)技戰(zhàn)術(shù)視頻分析系統(tǒng)（“乒乓軍師”專項(xiàng)技戰(zhàn)術(shù)視頻分析系統(tǒng)），以滿足乒乓球運(yùn)動實(shí)踐的需求。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)國家乒乓球隊(duì)技戰(zhàn)術(shù)視頻分析的具體需求，查閱文獻(xiàn)資料，運(yùn)用Visual Studio 2015開發(fā)環(huán)境，采用C++開發(fā)語言，MFC框架結(jié)合MYSQL數(shù)據(jù)庫和XML，在Windows 10系統(tǒng)環(huán)境下，開發(fā)“乒乓軍師”專項(xiàng)技戰(zhàn)術(shù)視頻分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由3個(gè)模塊組成：1）技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)信息采集模塊；2）技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)信息處理模塊；3）報(bào)告生成模塊。

1.1 技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)信息采集設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

技戰(zhàn)術(shù)信息采集設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)模塊由模板的設(shè)計(jì)與建立、時(shí)間信息采集、技戰(zhàn)術(shù)信息采集3部分組成（圖1）。

圖1 技戰(zhàn)術(shù)信息采集功能結(jié)構(gòu)圖Figure 1. Structure of Technical and Tactical Information Collection Function

1.1.1 模板的設(shè)計(jì)與建立

在進(jìn)行技戰(zhàn)術(shù)信息采集時(shí)，首先要根據(jù)采集需求設(shè)計(jì)技戰(zhàn)術(shù)模板。技戰(zhàn)術(shù)模板包含有針對乒乓球項(xiàng)目專項(xiàng)的多個(gè)常用的技戰(zhàn)術(shù)分析模板，同時(shí)也需留有開放式的應(yīng)用環(huán)境，可以根據(jù)不同教練員和運(yùn)動員的需求，方便自由地設(shè)立統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容模型以及內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系。依據(jù)不同需求，模板可繁可簡，簡單模板可達(dá)到現(xiàn)場實(shí)時(shí)反饋。系統(tǒng)可對復(fù)雜的事件進(jìn)行精確的定義和描述分析。分析內(nèi)容的模型采用樹狀結(jié)構(gòu)，并引入了層的概念，比賽的技戰(zhàn)術(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的邏輯層次清晰。

每一套模板都是一個(gè)技戰(zhàn)術(shù)體系，模板內(nèi)容由局信息、比分信息、段信息、技術(shù)信息、得失分信息等詳細(xì)指標(biāo)組成。乒乓球技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)采集與技戰(zhàn)術(shù)的模板內(nèi)容有直接關(guān)系。模板的設(shè)計(jì)和建立包括數(shù)據(jù)項(xiàng)定義、屬性定義和模板建立3部分。

1.1.1.1 數(shù)據(jù)項(xiàng)定義

模板數(shù)據(jù)項(xiàng)的具體名稱舉例如表1所示。新建模板時(shí)，可以根據(jù)需要選擇表中數(shù)據(jù)項(xiàng)，也可根據(jù)需要增加新的數(shù)據(jù)項(xiàng)。模板的數(shù)據(jù)表項(xiàng)是1分球的基本信息和比賽過程，基本信息就是這1分球所在的局?jǐn)?shù)和比分，比賽過程是這1分球中所用的技術(shù)動作、板數(shù)信息以及得失分情況。

表1 模板數(shù)據(jù)項(xiàng)的名稱舉例Table 1 The Example of the Template Data Entry

1.1.1.2 屬性定義

模板數(shù)據(jù)各項(xiàng)的屬性是描述乒乓球的1分球技戰(zhàn)術(shù)的基本組成單元，是用于乒乓球技戰(zhàn)術(shù)建立的數(shù)據(jù)項(xiàng)和屬性，也是系統(tǒng)進(jìn)行乒乓球技戰(zhàn)術(shù)采集的基礎(chǔ)。對于局?jǐn)?shù)、比分、發(fā)、接項(xiàng)、板數(shù)、手段、落點(diǎn)、得失分等技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)的屬性均進(jìn)行了定義和說明（表2）。

1.1.1.3 乒乓球技戰(zhàn)術(shù)模板的建立

可以根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)定義和屬性定義創(chuàng)建新的技戰(zhàn)術(shù)模

表2 手段項(xiàng)的屬性定義Table 2 Attribute De finition for Means Items

本系統(tǒng)是在MFC單文檔框架下實(shí)現(xiàn)的，模板建立在View窗體之上，可添加各種數(shù)據(jù)項(xiàng)控件。首先在該文檔下定義兩個(gè)列表控件（C List Ctrl），一個(gè)列表控件加載一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)和該數(shù)據(jù)項(xiàng)的現(xiàn)有屬性，用于選取需要加入的技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)項(xiàng)和屬性；另一個(gè)列表控件，定義為指針數(shù)組，用于選取屬性之間的關(guān)系。

模板信息的存儲和讀取通過XML（可擴(kuò)展標(biāo)記語言Extensible Markup Language）設(shè)計(jì)用來傳輸和存儲數(shù)據(jù)。其中的標(biāo)記（markup）是關(guān)鍵部分，本系統(tǒng)采用微軟提供的MSXML組件來操作XML文件。板，模板內(nèi)容既包括上述各類屬性的取值內(nèi)容，還包括各類屬性之間的順序關(guān)系（圖2）。

圖2 模板建立的過程流程圖Figure 2. The Process of Template Construction

由于采集的屬性眾多，為保證采集過程中的連貫性，在設(shè)計(jì)模板時(shí)添加了屬性關(guān)系列，每一列屬性都可以任意連接到其他屬性列，當(dāng)采集完一個(gè)屬性時(shí)會根據(jù)屬性關(guān)系跳到該屬性連接的下一個(gè)屬性。

由于在采集時(shí)，模板可能出現(xiàn)重復(fù)使用的情況，為避免重復(fù)創(chuàng)建相同模板，本軟件設(shè)計(jì)了模板庫來保存使用率高的模板。

在設(shè)計(jì)模板庫時(shí)，根據(jù)技戰(zhàn)術(shù)分析領(lǐng)域常用的方法總結(jié)并整理了常用模板添加到了模板庫中，如普通三段模板（圖3）和動態(tài)三段模板。

圖3 普通三段模板Figure 3. Template of Three-phase Method

1.1.2 技戰(zhàn)術(shù)信息采集

在技戰(zhàn)術(shù)模板創(chuàng)建完成后，軟件根據(jù)模板中的屬性列，生成一個(gè)技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)點(diǎn)選界面（輸入表）和一個(gè)技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)顯示界面（顯示表）。當(dāng)選擇好輸入表中的內(nèi)容后，所標(biāo)記的每個(gè)球的技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)會在顯示表中出現(xiàn)（圖4）。

圖4 技戰(zhàn)術(shù)信息采集界面Figure 4. Operation Interface of Technical and Tactical Information Collection

1.1.3 時(shí)間信息采集

在傳統(tǒng)的乒乓球技戰(zhàn)術(shù)采集系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)視頻的回看與定位，一般采用基于視頻時(shí)間的采集方式。原有方法只能依靠第三方視頻截取軟件進(jìn)行手動截取，手動截取不但會消耗大量時(shí)間還會出現(xiàn)截取錯誤的情況。為解決該問題，本研究采用同時(shí)記錄開始和結(jié)束時(shí)間的方案，更加方便的截取視頻。軟件記錄了每1分球的開始時(shí)間和終止時(shí)間并和技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)綁定，結(jié)合視頻非線性編輯技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻片段的自動截取與合成。

本研究提出了同時(shí)記錄開始和結(jié)束時(shí)間的方案，可以更加方便地截取視頻，時(shí)間信息提取算法如下：

算法1：時(shí)間信息提取算法

輸入：視頻流信息

輸出：視頻時(shí)間信息

算法第（2）行判斷點(diǎn)擊視頻的次數(shù)若為偶數(shù)，則新添加新數(shù)據(jù)行，第（4）行獲取當(dāng)前視頻時(shí)間，并添加到開始時(shí)間中，第（5）行若點(diǎn)擊視頻界面次數(shù)為奇數(shù)，則獲取視頻當(dāng)前時(shí)間，并添加到結(jié)束時(shí)間中。

當(dāng)要對時(shí)間進(jìn)行刪除時(shí)，由于每行有開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間兩個(gè)時(shí)間信息，系統(tǒng)無法確定刪除的信息是該行的開始時(shí)間還是結(jié)束時(shí)間，對此，提出了針對這種情況的時(shí)間信息刪除算法，因?yàn)殚_始時(shí)間的信息存在StartTime數(shù)組中，結(jié)束時(shí)間存在EndTime數(shù)組中，當(dāng)確定要修改的具體時(shí)間信息時(shí)，根據(jù)時(shí)間所在行數(shù)i和數(shù)組中的時(shí)間信息，判斷時(shí)間為開始時(shí)間還是結(jié)束時(shí)間，具體算法如下：

算法2：時(shí)間信息刪除算法

輸入：要修改的時(shí)間信息所在行數(shù)

輸出：視頻時(shí)間信息

算法第（2）行表示若刪除行為最后一行并且只存放了開始時(shí)間時(shí)，將開始時(shí)間置為空，時(shí)間總數(shù)減1。第（5）行表示若刪除行為最后一行并且存放了開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，時(shí)間總數(shù)減2，并將開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間都置為空。第（8）行表示若刪除行不為最后一行時(shí)，時(shí)間總數(shù)減2，開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間都置為空，且（10）～（14）行表示將刪除行后面的時(shí)間信息統(tǒng)一向前移動一行。

采用如上兩個(gè)算法后，軟件就記錄了每1分球的開始時(shí)間和終止時(shí)間并和技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)綁定，根據(jù)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間結(jié)合視頻非線性編輯技術(shù)可以很容易實(shí)現(xiàn)視頻片段的自動截取與合成，形成新的視頻。

1.2 技戰(zhàn)術(shù)信息管理設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

技戰(zhàn)術(shù)信息管理模塊由技戰(zhàn)術(shù)信息存儲和技戰(zhàn)術(shù)信息處理兩部分組成，技戰(zhàn)術(shù)信息管理功能結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 技戰(zhàn)術(shù)信息管理模塊結(jié)構(gòu)圖Figure 5. Technical and Tactical Information Management Module

1.2.1 技戰(zhàn)術(shù)信息存儲

為解決技戰(zhàn)術(shù)信息管理及保存的合理性，本軟件在設(shè)計(jì)時(shí)采用MYSQL數(shù)據(jù)庫和XML雙重存儲方法。通過使用MYSQL數(shù)據(jù)庫，將每1場比賽按技戰(zhàn)術(shù)分析指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記后，按照每場信息、每分信息和模板信息進(jìn)行存儲，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)存儲的安全性。提高了最終的整體數(shù)據(jù)匯總，查詢統(tǒng)計(jì)的效率，使實(shí)現(xiàn)按不同技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)有針對性的查詢、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更為便捷。

為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，本軟件使用了XML的存儲方式。在XML中保存了模板的屬性關(guān)系信息，模板信息及比賽信息，實(shí)現(xiàn)了不同電腦中的數(shù)據(jù)互通，彌補(bǔ)了本地?cái)?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不互通的缺點(diǎn)。

1.2.2 技戰(zhàn)術(shù)信息處理

隨著比賽數(shù)據(jù)采集量的增加，若處理方法不當(dāng)會使龐大的數(shù)據(jù)混亂，所以，技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)的處理方法就顯得尤為重要。本研究采用了多條件篩選和多條件排序的方法處理技戰(zhàn)術(shù)信息。

多條件篩選，為用戶提供了按不同條件篩選數(shù)據(jù)的方法，算法3如下：

算法3：數(shù)據(jù)篩選算法

輸入：技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)篩選條件

輸出：篩選后的技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)信息

算法第（3）行表示若該行數(shù)據(jù)與篩選條件不相等，則刪除該行，應(yīng)用該算法可以將與篩選條件不符的數(shù)據(jù)行刪除條剩下的就是符合該篩選條件的行數(shù)。

多條件排序，提供了按不同技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)升序排序的方法，實(shí)現(xiàn)了最多3個(gè)屬性的排序功能，排序算法如下：

算法4：技戰(zhàn)術(shù)信息排序算法

輸入：需要排序的屬性

輸出：按升序排序的技戰(zhàn)術(shù)信息

算法第（1）行表示若只排序一個(gè)屬性，則按該屬性進(jìn)行升序排序。第（3）行表示若按2個(gè)屬性排序，則先以第1個(gè)屬性排序，再在第1個(gè)屬性排序的基礎(chǔ)上給第2個(gè)屬性排序。第（6）行表示若按3個(gè)屬性排序，則先以第1個(gè)屬性排序，然后在第1個(gè)屬性的基礎(chǔ)上排序第2個(gè)屬性，最后在已經(jīng)排好的第1、2個(gè)屬性的基礎(chǔ)上排序第3個(gè)屬性。第（9）行，若選擇的屬性大于3個(gè)，則按最后點(diǎn)擊的3個(gè)屬性為條件進(jìn)行排序。

為方便核對不同技戰(zhàn)術(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，軟件根據(jù)當(dāng)前篩選后的信息，統(tǒng)計(jì)了總球數(shù)和得失分球數(shù)并在顯示表中出現(xiàn)。應(yīng)用以上算法，科研人員可以更加準(zhǔn)確快速的處理技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析與報(bào)告生成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在對運(yùn)動員進(jìn)行技戰(zhàn)術(shù)分析與診斷的過程中，對一場比賽技戰(zhàn)術(shù)的標(biāo)記只是完成了數(shù)據(jù)的采集工作，要在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成技戰(zhàn)術(shù)分析報(bào)告。在以往的技戰(zhàn)術(shù)分析軟件中，沒有技戰(zhàn)術(shù)分析報(bào)告生成的功能，科研人員需要手動計(jì)算各項(xiàng)分析指標(biāo)數(shù)據(jù)，并拷貝至word文檔中，再進(jìn)行排版，耗時(shí)較多。為解決上述問題，本軟件添加了自動計(jì)算數(shù)據(jù)和生成報(bào)告的功能，功能結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

圖6 報(bào)告生成功能結(jié)構(gòu)圖Figure 6. Structure of Report Generation Function

根據(jù)國家乒乓球隊(duì)的實(shí)際需求，開發(fā)了常用報(bào)告模板，分為普通三段模板和動態(tài)三段模板。普通三段模板中又可分為1、3板為發(fā)搶和1、3、5板為發(fā)搶兩種類型。當(dāng)科研人員選擇對應(yīng)的模板后，系統(tǒng)根據(jù)如下算法將結(jié)果填入模板中，并自動生成分析報(bào)告。

2 系統(tǒng)應(yīng)用

近1年來，在多次大賽備戰(zhàn)的過程中，本軟件為國家乒乓球隊(duì)提供了技戰(zhàn)術(shù)采集分析支持。通過應(yīng)用本軟件對我國運(yùn)動員訓(xùn)練中的比賽錄像以及主要對手的技戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行了采集與分析，并提供了在線交流與敏捷維護(hù)的服務(wù)。應(yīng)用過程中對其中百余場比賽進(jìn)行了詳細(xì)的技戰(zhàn)術(shù)分析。所測試功能均經(jīng)過檢驗(yàn)和修正，軟件整體功能正常，使用流暢、便捷。本軟件取得了較好的效果，得到了國家乒乓球隊(duì)的充分肯定。

2.1 在線修改與維護(hù)

在軟件的使用過程中，不斷找出軟件的不足之處和待完善的功能。通過在線修改與敏捷維護(hù)，結(jié)合在國家乒乓球隊(duì)中對軟件使用的反饋，第一時(shí)間修改程序，并對功能進(jìn)行改進(jìn)，使本軟件更加適用于乒乓球技戰(zhàn)術(shù)的采集與分析。并根據(jù)使用情況，完善了操作的不便之處，使軟件操作更加快捷、簡便。在與隊(duì)伍交流和敏捷維護(hù)的過程中共為本軟件添加了7項(xiàng)功能，調(diào)整了17項(xiàng)功能，修復(fù)了8個(gè)漏洞。

2.2 軟件應(yīng)用實(shí)例

以2018年德國公開賽1/4決賽馬龍與波爾比賽的技戰(zhàn)術(shù)視頻分析過程為例，介紹本軟件的使用情況和效果。該場比賽比分為4：1（7，7，-8，9，15），馬龍勝。

2.2.1 模板的設(shè)計(jì)

根據(jù)馬龍主管教練員和馬龍本人個(gè)性化技戰(zhàn)術(shù)的需求，針對該場比賽設(shè)計(jì)了模板（圖7），該模板在普通三段模板的基礎(chǔ)上添加了新的屬性，并設(shè)置了一對多的屬性關(guān)系。結(jié)果表明，本軟件可以根據(jù)實(shí)際需求，靈活地建立不同技戰(zhàn)術(shù)模板。

圖7 技戰(zhàn)術(shù)模板Figure 7. Technical and Tactical Template

2.2.2 技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)的采集與統(tǒng)計(jì)

根據(jù)創(chuàng)建的模板，自動生成了輸入表和顯示表，并采集了模板中相關(guān)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集情況如圖8所示。

圖8 采集過程圖Figure 8. Collection Process Diagram

當(dāng)采集完比賽相關(guān)數(shù)據(jù)后，運(yùn)用篩選功能，篩選出在相持段產(chǎn)生得失分的球，篩選出的總球數(shù)和得失分情況出現(xiàn)在顯示表的左下方，總球數(shù)38個(gè)，其中得18分，失20分。最后根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，以局信息和比分信息為條件，計(jì)算出每局總比分，由圖8可知，這場比賽共打了5局，總得分58分，總失分49分（其中，意外球1分），應(yīng)用此功能可以檢查采集結(jié)果是否正確。

2.2.3 分析報(bào)告的自動生成

當(dāng)采集完一場比賽相關(guān)數(shù)據(jù)，并檢查完采集是否正確以后，根據(jù)教練員的需求，應(yīng)用本軟件的數(shù)據(jù)分析與導(dǎo)出功能，直接生成該場比賽的馬龍普通三段數(shù)據(jù)分析報(bào)告（word文件）。分析報(bào)告中，包含了比賽信息、本分信息、三段統(tǒng)計(jì)局表、發(fā)搶段細(xì)節(jié)、接搶段細(xì)節(jié)、相持段細(xì)節(jié)等數(shù)據(jù)和表格（圖9）。

圖9 數(shù)據(jù)分析報(bào)告生成Figure 9. Data Analysis Report Generation Diagram

2.3 軟件應(yīng)用效果

國家乒乓球隊(duì)科研團(tuán)隊(duì)運(yùn)用本軟件對百余場比賽進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集與分析，并以這些比賽建立了比賽信息數(shù)據(jù)庫。在采集百余場比賽的過程中，分別對模板庫、視頻自動截取和報(bào)告自動生成3個(gè)創(chuàng)新功能進(jìn)行了效果測試。

2.3.1 模板庫應(yīng)用效果

在百余場比賽數(shù)據(jù)采集的過程中，隨著比賽采集場數(shù)的增加，相同模板被多次使用。應(yīng)用模板庫的功能，在采集有相同技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)需求的比賽時(shí)，避免了重復(fù)建立模板。因此，在整個(gè)技戰(zhàn)術(shù)采集過程中模板庫的設(shè)計(jì)與使用為模板的設(shè)計(jì)提供了方便，節(jié)省了時(shí)間。

2.3.2 視頻自動截取應(yīng)用效果

在應(yīng)用其他技戰(zhàn)術(shù)軟件采集時(shí)，需要借助第三方視頻截取工具截取視頻并需要觀看每1分球比賽進(jìn)行手動截取。手動截取視頻消耗的時(shí)間遠(yuǎn)大于比賽視頻本身的總時(shí)長，同時(shí)手動截取還存在截取錯誤的可能（圖10）。本軟件添加了自動截取視頻的功能，在視頻截取時(shí)不需要科研人員手動截取，自動截取耗時(shí)明顯低于比賽視頻本身的總時(shí)長，且排除了截取錯誤的可能，提高了技戰(zhàn)術(shù)處理的效率。

圖10 視頻自動截取應(yīng)用效果Figure 10. Technical and Tactical Information Processing

2.3.3 報(bào)告自動生成應(yīng)用效果

由百余場比賽報(bào)告生成的結(jié)果來看，在自動生成報(bào)告時(shí)，因?yàn)闇p少了計(jì)算數(shù)據(jù)的時(shí)間，并且提前設(shè)計(jì)好了報(bào)告模板，所以降低了生成報(bào)告的時(shí)間（圖11）。

圖11 自動/人工生成報(bào)告生成所需時(shí)間對比Figure 11. Report Generation

2.3.4 軟件應(yīng)用效果小結(jié)

針對以上3個(gè)創(chuàng)新功能的應(yīng)用效果來看，在整個(gè)技戰(zhàn)術(shù)采集與分析的工作中消耗時(shí)間會比同類軟件有所減少，其中，視頻自動截取功能和自動生成報(bào)告功能的添加明顯減少了技戰(zhàn)術(shù)采集分析的耗時(shí)。

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

應(yīng)用“乒乓軍師”專項(xiàng)技戰(zhàn)術(shù)分析系統(tǒng)能夠滿足對乒乓球技戰(zhàn)術(shù)采集、統(tǒng)計(jì)與分析的基本需求，在完成一些技戰(zhàn)術(shù)采集與分析中的基本功能以外，還完成了當(dāng)前技戰(zhàn)術(shù)分析領(lǐng)域迫切需要的新功能。并根據(jù)目前國家乒乓球隊(duì)的實(shí)際需求對軟件進(jìn)行了流程上的改進(jìn)，使軟件操作更加連貫。

與其他的技戰(zhàn)術(shù)分析軟件相比，本軟件擁有如下4個(gè)優(yōu)勢和特點(diǎn)：1）針對乒乓球?qū)ｍ?xiàng)特色，在模板建立時(shí)本軟件不但保留了開放式設(shè)計(jì)模板的方法，還添加了模板庫功能保存常用模版；2）提供了檢查采集正確與否的功能，方便了技戰(zhàn)術(shù)分析報(bào)告的生成；3）應(yīng)用非線性編輯技術(shù)，使軟件完成了視頻自動截取的功能，提高了技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)處理的效率；4）通俗易懂的中文界面，方便了我國教練員與運(yùn)動員對本軟件的運(yùn)用，更增強(qiáng)了本軟件在我國群眾層面的普及性。

3.2 展望

“乒乓軍師”專項(xiàng)技戰(zhàn)術(shù)分析系統(tǒng)還存在以下6個(gè)方面的問題需繼續(xù)加強(qiáng)：1）截取的視頻壓縮率低，導(dǎo)致視頻文件體積大，需要提高壓縮率；2）使本軟件兼容更多視頻播放和保存格式；3）繼續(xù)研究技戰(zhàn)術(shù)自動識別技術(shù)，從而增加技戰(zhàn)術(shù)采集與分析效率；4）在不斷使用軟件的過程中，繼續(xù)完善代碼，改正預(yù)期外出現(xiàn)的錯誤；5）使本軟件產(chǎn)品化，推廣到基層，如乒乓球省隊(duì)和地方體育院校；6）使本軟件技戰(zhàn)術(shù)分析方法推廣并應(yīng)用于其他球類的技戰(zhàn)術(shù)分析中。