速度滑冰竞赛中终点摄像系统若干问题分析及处理

（1.吉林省体育局冬季竞技运动保障中心 吉林 长春 130000；2.长春理工大学 吉林 长春 130012）

随着各种专业体育技术的发展，赛事规模的扩大，手动计时方法容易产生误差不够准确的问题也日益凸显，已不合时宜。电子计时计分设备，已成为体育赛事中必要设备。在速度滑冰赛事中，电子计时计分设备，已经成熟并且在国内被广泛应用的有三种：光电计时系统 （Optical system）、异频雷达发射系统（Transponder system）、终点摄像系统（Photo-finish system）。其中终点摄像系统在重大比赛中一般作为主计时系统，其它两种计时系统作为第二计时系统为赛事和电视转播做保障工作。终点摄像计时系统作用凸显，除了在国际滑联(ISU)，更是在国际男联(IFFA)、国际艇联(FISA)、国际自联(UCI)等国际体育协会，指定认可作为最终有效成绩。在速度滑冰比赛中，终点摄像系统同样起着举足轻重的作用，，本文以实事求是为中心，结合自身执裁经历，并且与本领域专家交流探讨，将终点摄像系统在速度滑冰竞赛中出现的问题进行深入剖析、总结经验，为今后速度滑冰终点摄像系统操作提供一些学习交流依据，更好地为赛事做好保障工作。

1、终点摄像硬件及工作原理

终点摄像系统，作为当今高水平速度滑冰比赛中必不可少的核心计时设备，可准确、直观地、快速地判断出运动员名次和成绩，保证赛事成绩公正有效。目前国际使用的终点摄像系统硬件组成结构和软件工作原理是一致的，但有很多种品牌：LYNX、SWISSTIMING、FAIRPLAY、SEIKO、OMEGA 等，其区别主要在于摄像清晰度、频率和软件程序开发的变化。

图1 终点摄像硬件系统内容

终点摄像硬件系统包含：发令信号触发器、发令信号发送、接收器、摄像机装置、拍摄手柄、计算机及其他等。

其工作的原理为，当启动发令枪给发令触发器信号时，计算机通过信号接收器同步启动，系统以此为比赛开始计时。运动员接近终点时，使用拍摄手柄启动拍摄功能，由高速摄像机进行高速摄像、图像采集，把运动员冲刺图像记录下来，同时记录冲刺图像时间。系统采集图像为竖线的窄缝图像，把每帧图像按时间顺序连续排列，形成一张运动员冲刺的图像，再通过软件合成处理，与对应时间结合，形成带有时间轴的完整图像。在处理的图像中标记判定，来判断运动员到达终点的成绩和名次。通过这种方式，可以把运动员成绩的时间精度提高到千分之一秒，同时它符合国际滑冰协会和中国滑冰协会的竞赛规则相关规定(国际滑冰协会和中国滑冰协会图像采集速率不低于1／1000s)，本次研究的终点摄像速率最高可为1／2000s。终点摄像计时技术判读出的成绩，十分准确及客观，裁判更精确地判定成绩，当成绩非常接近或者出现异议时，终点摄像系统记录的图像清晰直观，成为查找判定非常重要的依据。

终点摄像主要通过对赛程进行编排以及成绩处理，图像处理和成绩输出等。对起点信息和终点视频图像信息采集，并传输到处理器，进行图像合成辨析处理，形成连续图像处理平台，依据摄像机采集的冲刺过程合成图像，进行时间判定成绩，将运动员信息和成绩数据保存并发送。由于是通过图像进行高精度时间成绩判定，可以更直观的判定成绩，特别是同组运动员成绩相近时，运动员通过终点的顺序比较明显。

2、终点摄像系统运行中的常见问题及处理

图2 终点摄像系统运行中的常见问题

2.1、温度与湿度问题

由于速度滑冰比赛条件比较恶劣，摄像机不能低于零下20°长期工作，特别是在室外速度滑冰场地的雨雪天气时，一定做好设备防冻和防水工作。

2.2、比赛场光线问题

如果光线太暗，运动员身体阴影会覆盖运动员冰刀刀尖（在速度滑冰比赛中以运动员冰刀刀尖触及终点线时，判定为到达终点完成比赛），无法清楚看到运动员的号码和刀尖判定成绩。现今室内速度滑冰场地设计，都会优先考虑赛事直播等问题，为适应直播要求，室内光线会比较强。如果光线太强，射灯直射冰面，会导致冰面反光，而且运动员冰刀一般都是银白色，运动员冲刺时，会完全看不见运动员冰刀，同样无法准确判定。终点线处的光线要稳定，当光线出现变化，摄像机都要根据图像清晰度进行调整。终点摄像机可以通过手动调节摄像机镜头光圈和软件曝光参数，针对光线问题进行调整。

2.3、摄像机架设问题

终点摄像机镜头高度至少为3m，与终点线的水平距离为4m（此参数根据镜头参数有一定变化）。注意摄像机前不能有遮挡。终点摄像机一般会架设在高台或者高架上，要保证终点摄像机的稳定性，摄像机基准线和终点线调试校准后，如果摄像机晃动或者触碰移动，摄像机基准线会出现很大偏差，导致拍摄图像位置不准确。

2.4、系统调试的问题

因为速度滑冰比赛中，包含多个电子计时系统同时使用，设备和线路较多，正式比赛前需要进行所有电子计时系统联调，通过与设备厂商和赛事专家沟通经验、整理，将调试中容易出现的问题进行总结。

2.5、发令后不启动问题

当发令信号发出后，多个计时设备中，某个系统设备没有启动时，需要检查发令设备线路是否正确，故障设备发令接线处是否良好，是否有虚接的情况。当发令信号发出后，所有系统设备没有启动时，需要检查发令处是否出现设备线路故障，发令线路是否短路，发令线有时也会出现反接的情况。

2.6、发令自启动问题

发令传感器主要有两种，一种是发令枪发出枪声通过震荡器触发发令信号的，另一种是发令枪直接通过发出电子弱电信号触发发令信号的。当使用震荡器发令时，发令传感器非常灵敏，容易受到周围环境影响，发令设备支架晃动，有运动员或者其他工作人员在发令设备附近跑动，或者发令组裁判员无意识触碰传感器，都能使传感器发送信号，导致发令启动。当使用电子信号触发发令时，应注意接口连接处，是否有虚接的问题，并且应该注意发令线和电源线的线路距离，避免线路交叉，由于触发信号为弱电信号，电源线通电或者断电时会产生电磁信号，干扰发令信号传感器，也会导致发令启动。

2.7、采集图像的问题

摄像机接口为F接口，兼容所有进口或国产F接口的尼康镜头，方便调节、更换和升级。将摄像机位置架设好后，高速摄像机可以手动调节镜头（光圈、焦距、广角等参数），可以通过终点摄像软件对图像的亮度，对比度等参数进行微调，保证图像质量。

2.8、摄像机不摄录或出现摄录卡顿的问题

当触发摄像机手柄拍摄图像，摄像机会出现不摄录或摄录卡顿等问题，主要原因是摄像机高速摄像瞬间数据比较多，应该检查终点摄像系统电脑内存是否被其它程序占用，或者检查接送数据的网络是否畅通，导致摄像机无法发送数据。

2.9、判定成绩不发送或者多次发送问题

数据接收和发送都是通过网络信号传输的，首先要检查网络连通情况，是否顺畅，然后检查摄像机软件发送开关是否正确。

综上所述，终点摄像系统已经在国际大型比赛中多次使用，系统运行稳定，可扩展性强，在体育赛事中，终点摄像系统会发展越来越广。作者在本文中主要根据速度滑冰比赛操作实践方面的问题作出简要分析和总结，为提高赛事执裁水平，为以后制作相关材料提供参考。