女子散打比赛技战术多媒体数据库管理系统的研制及应用

沈学军肖 毅邹 军

（1.上海体育学院武术学院，上海 200438；2.上海体育学院经济管理学院，上海 200438；3.上海体育学院科研处，上海 200438）

女子散打比赛技战术多媒体数据库管理系统的研制及应用

沈学军1肖 毅2邹 军3

（1.上海体育学院武术学院，上海 200438；2.上海体育学院经济管理学院，上海 200438；3.上海体育学院科研处，上海 200438）

文章根据女子散打比赛技战术视频分析的现状及其存在的问题，将多媒体数据库管理技术应用到女子散打比赛的技战术视频分析之中，在对女子散打比赛主要技战术动作进行分类与编码的基础上，利用视频剪辑技术，将大量的视频剪辑片段同相应的技战术关键特征标识进行关联，构建女子散打比赛技战术多媒体数据库，并开发了相应的技战术多媒体数据库管理系统，从而为提高女子散打运动训练的科学性、开展针对性训练，以提高比赛获胜的概率提供科学的依据。

女子散打 视频剪辑 多媒体数据库管理 技战术分析

1 研究背景

女子散打是一项对抗性很强的体育竞赛项目，有着复杂的技战术以及在比赛中灵活应用的高要求，技战术的发挥往往会成为比赛胜负的决定性因素[1-2]。因此，女子散打比赛的技战术分析既是运动员赛前备战训练的重要环节。

传统的女子散打比赛技战术分析方法主要是“视频分析法”，即教练员和运动员在日常训练或赛前通过反复观看以往的比赛录像，并结合运动员和对手的实际情况来进行技战术分析。该方法是目前女子散打运动中用得最多，也是最有效的一种技战术分析方法[3]。然而，在实际应用过程中该方法也表现出严重的不足。首先，随着时间的推移，教练员会积累越来越多的比赛视频，这无疑会降低视频检索的速度；其次，目前视频分析法中的视频检索手段主要是通过快进和快退等方法进行人工查找和定位视频。教练员和运动员在实际的使用过程中，必须花费大量的时间和精力在查找和定位其关心的视频节点上，这就给使用者造成很大的障碍和麻烦，大大降低了该方法在实际应用中的效率，从而也无法满足教练员和运动员的技战术视频分析需求。在日常的训练或赛前的技战术指导过程中，教练员和运动员更希望实现：能否凭借某种技术手段，只要给出某些特征描述（或检索条件），就能自动快速、准确的找到其所关心的所有视频片段，然后可以连续或有选择的播放（包括慢放和快进）检索到的视频片断，从而大大提高其实际技战术视频分析过程的效率。

人类社会已经进入了信息技术时代，其显著标志就是人类对信息的管理与处理方式实现了从人工到主要依赖于计算机、网络等信息技术的转变。信息技术应用于女子散打比赛的技战术分析也是一种必然趋势。然而本研究通过实地走访和现场观摩女子散打运动队在日常训练和临场比赛中技战术视频分析的实际，发现在女子散打运动实践中技战术分析研究的手段与方式比较落后，这在一定程度上影响了我国女子散打运动的快速发展，因此实现我国女子散打运动技战术分析方法与手段的变革是一项必要而又迫切的课题。

随着视频数据库技术的诞生及其在排球、篮球、乒乓球等运动项目中的成功应用[4,5]，本文将视频数据库技术应用到女子散打比赛的技战术视频分析之中，在对以往女子散打比赛的大量比赛视频进行技战术剪辑和技战术标定之后保存在数据库中，从而构建起女子散打技战术视频数据库，并开发相应的技战术视频数据库管理系统。在使用时教练员或运动员只需要输入相应的关键词即可找到相应的视频剪辑，从而使教练员和运动员能快速、准确、简便地查找到所需要的技战术视频，从而为教练员开展针对性训练和临场技战术指导提供决策支持，进而为女子散打队备战各种大赛提供高质量的科技服务。

2 系统设计

2.1 系统设计的总体思路

系统设计的总体思路是：首先将女子散打比赛视频中与技战术分析有关的视频片断剪辑为若干个序列，然后在这些序列中提取代表该段视频主要内容的关键属性特征（如比赛名称、运动员姓名、对手姓名、技战术类别等），用于在视频片断与技战术关键属性之间建立起关联，并将视频片断的关键属性同视频片断一起存入到技战术视频数据库中。在使用时，根据输入的关键属性特征在视频数据库中检索与之相符的视频片段，然后打开视频文件进行技战术视频分析。

2.2 系统功能设计

女子散打比赛技战术视频数据库管理系统的功能总体上分为三部分，即：视频数据库的构建子系统、视频检索与分析子系统和系统管理子系统；视频数据库构建子系统主要实现视频的剪辑和视频的技战术特征属性标定等功能视频检索与分析子系统主要实现按技战术关键属性检索视频片断和技战术视频综合分析等功能；系统管理子系统主要包括运动员（包括我方队员和主要对手）信息管理和系统维护等功能，其功能框架如下图1所示。

2.3 系统功能介绍

2.3.1 视频数据库的构建

视频数据库构建子系统主要包括视频剪辑和视频的技战术标定等功能。

（1）视频剪辑

在进行视频剪辑之前，首先要根据技战术视频分析的需要对视频进行分类，本研究将女子散打比赛的视频分为五类，即：优秀技战术动作及打法、主要对手技战术动作及打法、其他对手技战术动作及打法、我方主要队员技战术动作及打法和具有示教意义的视频等。然后针对每一类视频，利用视频剪辑工具，根据技战术视频分析的需要将视频分割成多个视频片段，为后续的视频技战术标定、视频数据库构建及视频检索打下基础。

（2）视频技战术标定

视频的技战术标定主要是将剪辑后的视频片段与该视频片段所对应拳法、腿法、摔法和其他技战术特征，以及比赛的时间、运动员及对手姓名、比赛级别等信息进行关联，从而建立起视频剪辑片段与具体的技战术特征及比赛信息的一一对应关系。其操作界面如下图2所示。

（3）视频数据库的构建

在对每一段技战术视频剪辑标定完成之后，可以将这段视频文件的路径信息及其对应的技战术特征及比赛信息一起保存到视频数据库中。对剪辑后的所有视频片段都执行同样的操作即可构建起女子散打比赛的技战术视频数据库，从而为后续的技战术视频检索与分析提供依据。

图1 系统功能框架

2.3.2 视频检索与分析子系统

在视频数据库中要实现基于内容的检索比较困难[6-8]。在本研究中，由于在视频的技战术标定时已经将视频片断同特定的技战术关键属性建立起了关联，因此，在视频检索时可以根据特定的技战术关键属性来实现对标记过的技战术视频的检索功能。

（1）视频检索

在完成技战术视频数据的构建之后，就可以按特定的检索词对视频进行检索。可以按照比赛的基本信息、技术类别等关键词进行检索，既可单个条件进行检索，也可多个条件综合检索，如图3所示。

系统自动将检索的结果显示在一个列表中，然后单击列表中的某一条记录，系统自动将其详细信息（包括比赛的基本信息、技术类别和视频文件的路径及文件名等）显示出来，单击“打开文件”按钮，系统自动打开并播放该视频文件，从而方便教练员或运动员的使用，如图4所示。

查询出的视频剪辑文件列表可以连续播放，也可以选中列表中的某一个视频文件单独播放。播放时既可以慢放（最慢可以减慢到1/8），也可以快进（最快可以提高到4倍速），还可以选定某视频片断进行重复播放，从而方便教练员和运动员的技战术视频分析。对查询结果列表里的多段视频剪辑也可以根据需要合成为一段完整的视频。

图2 视频技战术标定

图3 技战术视频检索

（2）视频分析

对视频剪辑数据库里存放的大量经过技战术标定的视频数据，运用数据库、统计学等理论和方法，对女子散打比赛中运动员的技术动作、战术行为、击打部位、得失分情况等进行统计分析，并将结果以视频或图表等形式直观、形象地显示出来，从而帮助教练员和运动员更加直观、清楚地观察和分析对手的技战术优缺点，进而为开展针对性训练和赛前技战术策略制定提供可靠的依据。

2.3.3 系统管理子系统

系统管理子系统主要包括运动员基本信息管理和系统维护等功能经，其中运动员信息管理又分为我方队员和主要对手基本信息管理，系统维护功能主要包括操作员管理和视频剪辑文件存放路径设置等功能。

图4 技战术视频播放

表2 腿法细分

表3 摔法细分

表1 技术动作（部分）分类表

视频剪辑文件存放路径设置功能可以更改视频文件存放的盘符（如移动硬盘等），这样教练员外出比赛或在外地集训时也可以使用该系统，从而为教练员随时随地的进行技战术视频分析提供了较大的方便。

3 系统的相关技术

（1）技战术动作的分类与编码

技战术分类及编码是视频剪辑和技战术视频数据库建立的基础。女子散打比赛的技战术动作种类繁多、数量较大，要快速、高效地实现视频数据采集，必须首先根据女子散打运动技战术分析的特点及实际比赛的需要对其技战术动作进行分类和编码，从而为视频剪辑和视频技战术的标定等提供依据。

女子散打比赛视频的技术动作分类如表1所示。女子散打比赛视频按战术打法分为：猛拼型战术打法、消极型战术打法和灵活型战术打法等。

每种腿法又细分为7种（见表2），每种摔法又细分为6种（见表3）。每种技战术动作的编码存放在数据库的各个字典表中。

（2）视频剪辑技术

视频剪辑数据库建立的关键是要能够将经过技战术标定的视频片断从整个视频中剪辑下来，与对应的技战术动作编码一起存入后台数据库中，以便于后续的视频检索及技战术诊断分析。本研究用到的视频剪辑技术是目前专业的媒体制作工具软件“绘声绘影”。

（3）技战术标定技术

在视频数据的检索机制上由于要实现基于内容的视频检索比较困难，本研究灵活地采用了对视频剪辑片断进行技战术标定的处理方法，通过对标定的检索来完成视频剪辑的检索功能。因此，对视频的技战术标定是否准确将直接影响后续的视频检索及技战术视频分析。本研究的视频技战术标定是通过设计一个人机交互界面（如图2所示）来实现的。

（4）视频检索技术

由于视频数据库中视频剪辑的数量比较大，检索的条件又具有多样性，所以系统必须提供用户多样化检索条件的输入，并快速、准确的检索出满足检索条件的所有视频剪辑。本研究利用数据库的模糊检索和技战术标定技术相结合来实现视频的多样化检索。

4 系统应用

本文将该女子散打比赛技战术视频数据库管理系统应用于第 4 届世界杯武术散打比赛女子 48、52、56、60、65、70 公斤 6 个级别决赛的视频分析。分析参与6个级别决赛的12名运动员中国内和国外选手的技战术特征。

首先收集第4届世界杯武术散打比赛女子6个级别决赛的所有比赛视频，然后根据本文提出的女子散打比赛主要技战术动作的分类对收集的比赛视频进行分类，并按技战术动作分类进行比赛视频的剪辑及其技战术标定，从而构建起第4届世界杯武术散打比赛女子6个级别决赛的技战术视频数据库；最后利用本文开发的技战术视频数据库管理系统进行视频片段的检索和技战术视频分析，分析女子6个级别决赛中中外选手的技战术特征，从而为我国女子散打运动员有的放矢地进行训练提供科学的理论参考依据。

由于摔法一直以来都是比赛中致胜的最关键的技术动作，因此本研究以摔法为例重点分析女子6个级别决赛的6场比赛中中外选手的摔法应用情况。

采用Spss和Excel对第4届世界杯武术散打比赛中女子6个级别决赛的6场比赛中12名优秀运动员的摔法运用情况进行了统计分析，其结果如下表4所示。

表4 中、外女子运动员平均每场比赛摔法使用情况统计

5 系统开发环境及特点

5.1 系统开发环境

（1）操作系统：Windows XP，Windows 2000，Windows 2003；

（2）数据库平台：SQLSERVER；

（3）视频播放软件：GOMPlayer或暴风影音。

5.2 系统的特点

（1）视频检索效率高

系统通过构建技战术视频剪辑数据库，并利用数据库模糊检索和技战术标定技术较好地实现了视频片段的快速、准确定位，避免了原来手工查找和编辑技战术视频的繁琐和低效率劳动，大大提高了视频检索的速度和技战术视频分析的效率；

（2）支持多种视频文件格式

系统支持大部分通用的视频文件格式，如AVI、WMV、VOB和MPEG等。视频导入时不需要再进行视频文件的格式转换。

（3）系统实现了视频分析与视频检索功能的分离，将教练员从繁琐的视频检索工作中解脱出来，使教练员能够更专注于比赛的技战术视频分析。

6 结语

本文将视频数据库管理技术应用到女子散打比赛的技战术视频分析之中，在对女子散打比赛主要技战术动作进行分类与编码的基础上，利用视频剪辑技术，将大量的视频剪辑片段同相应的技战术关键特征标识进行关联，并保存到视频数据库中，从而构建起女子散打比赛技战术多媒体数据库，并开发了相应的多媒体数据库管理系统。

利用该系统可以实现国内主要选手和主要对手的技战术特征分析，可以进行优秀技战术动作的示教。在实际的使用过程中，教练员只需要输入其关心的检索条件，如技战术动作类别、主要对手姓名、成功或失败的技战术打法等，系统自动快速、准确地将技战术视频数据库中所有满足该检索条件的视频剪辑片段检索出来，从而提高了技战术视频检索的速度和视频分析的效率，实现了女子散打技战术视频分析手段的科技化和信息化，为教练员日常开展针对性训练和临场制定比赛策略、提高比赛获胜的概率等提供科学依据。

[1]朱永光．中国武术散打职业化发展对策研究[J]．北京体育大学学报，2002（5）：14-16．

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[4]张 辉，李晓东．计算机视频技术在乒乓球比赛分析中的应用[J]．上海体育学院学报，2005（6）：47-50．

[5]叶成林，徐福盟，任光杰．多媒体数据库及其教育应用[J]．中国电化教育，2003（9）：100-103．

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[7]王志强，蔡 平．基于内容检索的视频数据库系统[J]．应用技术，2001（2）：24-26．

[8]李敏业，王 颖．Visual Basic+Access数据库应用实例完全解析[M]．北京:人民邮电出版社，2006：42-56．

[9]陈维默．数据库及其应用[M]．北京：中国电力出版社，2005：18-37．

The Development and Application of the Female Sanda Technical and Tactical Multimedia Database Management System

Shen Xuejun1Xiao Yi2Zou Jun3
（1.Dept.of Wushu,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438;2.Dept.of Economics and Management,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438;3.Dept.of Science and Research,Shanghai University of Sport,Shanghai 200438）

According to the present situation and shortcomings of the technical and tactical multimedia analysis of Female Sanda competition,the video database management technology is applied to the techniques and tactics analysis of Female Sanda competitions.On the basis of classifying and coding the main technical and tactical actions,a large number of video clips are associated with appropriate key technical and tactical features by using video editing techniques.Thus,a technical and tactical multimedia database is constructed and the corresponding video database management system is designed and developed.It can provide a scientific basis to improve the scientific training of the Female Sanda games,reduce training injuries,help to develop targeted training and increase the probability of winning.

female Sanda event video clipping multimedia database management technical and tactical analysis

G85

A

1004—5643（2012）03—0056—04

上海市教育委员会-曙光计划项目，编号：09SG49。

1.沈学军（1975～），男，硕士，副教授。研究方向：武术散打训练理论与方法。