潘利利

摘 要：虚拟现实技术是计算机领域的重要课题。它是将教学与活动借助计算机软件硬件技术模拟真实场景。根据场景动态观测学员学习情况。当前该技术还在研发阶段，在应用过程中还是有很多问题出现。但对于学生学习信息的输入和模拟场景互换，对教学活动有很多的帮助。并且通过虚拟技术获取的数据，也为教学研究提供引导方向。文章主要依据体育活动中的视觉图像技术，对识别系统的构建和完善，并且在今后的教学中予以应用。促使我国信息技术的发展，也推动了我国体育在国际中的竞争。

关键词：虚拟现实;视觉图像;识别系统

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A             文章编号：1001-5922（2020）10-0091-03

Abstract： Virtual reality technology is an important subject in the field of computer. It is to simulate the real scene of teaching and activities with the help of computer software and hardware technology. Observe students' learning situation dynamically according to the scene. At present， the technology is still in the research and development stage， and there are still many problems in the application process. But for the input of students' learning information and the exchange of simulation scenes are helpful to teaching activities. And the data obtained through virtual technology also provides guidance direction for teaching research. Based on the visual image technology in sports activities， the paper constructs and perfects the recognition system and applies it in the future teaching. Promote the development of information technology in China， but also promote the international competition of sports in China.

Key words：virtual reality; visual image; recognition system

0 引言

在信息技術飞速发展下，互联网、人工智能、大数据等新词汇涌入人们的耳朵，在推动人类发展的同时，也为各科学领域带来了变革。精准的传感器、超强计算能力的计算机在我国也投入了大量研究。2004年Motion Sensing（翻译为：动作感测，体感操控;也可称之体感技术）首次出现在大众视野。它是利用机器对人类的肢体动作和周围环境进行分析识别，获取数据进行反馈，以供科研人员及时研究进度的专业技术。动作识别、体感技术与人的互动，是当前最为热门的研究，它们是相辅相成的关系。动作识别涉及的领域很多，例如计算机视觉、运动生理学等。对于视频监控，体感游戏等方面也有很大的突破[1]。基于动作识别与体感技术的互联关系，也成为了当前研究的热点。

1 什么是识别系统

由于运动识别与体感技术之间的关系，所以识别系统是体感技术的重要组成部分。主要是机器在无人控制的情况下，对运动者动作的记录和相关器械的互动，对运动识别系统的识别主要是根据骨骼关节之间的角度和特征，既可以满足识别过程中的延长情况，也可以高精准的对动作的进行匹配。扩展对新动作的识别，提高运动识别的算法，该算法主要流程图1所示。

实时采集的数据信息，包括两个数据流、一个图像流。运动识别后将骨骼数据流运用其中，与其他数据交互储存。骨骼数据处理是将采集的骨骼数据进行清除过滤[2]，使其平滑为骨骼特征做基础，再根据关节特征与角度采集数据。运动识别根据关节特征的运动与处理过后的骨骼数据建立DTW模板，并进行匹配识别[3]。将以上运动识别过程周期进行记录，并在不同的状态下做出反馈，最终将运动数据存储，便于其他应用。

2 体育视觉下运动识别系统的现状与分析

运动识别和动作识别还是有区别的。运动识别是对视觉下图像的连续运动进行匹配识别。包含图像时间顺序和空间信息。则动作识别，是对于图像相动作的分辨，且图像不是随着时间推移有运动行为的。为了在现实生活中，准确适用体感技术，要对运动识别的算法和传感器的精度上有所提升[4]。根据人们自身对运动健身的需求，做出科学指导，对体感技术和运动识别算法做了研究，搭建了运动系统并收集运动数据分析[5]，制定科学运动方法，完善服务端和客服端。

3 体育视觉下动作识别系统的特点与应用

体育视觉下动作识别系统具有构想性、交互性、沉浸性和多感知性等特点[6]，详细特点信息如图2所示。

该作用主体现在2个方面：①参与者对自身的训练表现很直观，运动动作掌握的情况，是否准确到位，在技巧方面有很大的帮助[7]，例如戏曲、舞蹈练习是通过镜子查看的，方便学者进行自我练习和评价;②可以利用体感技术可以帮助学员进行模拟，防治因为动作不到位或者危险动作，发生意外导致受伤。例如，在实际生活中的足球、篮球、跆拳道等含有竞技性、对抗性的运动，参与者与同伴之间的合作出现分歧时会对各自造成影响，并且动作不熟练在运动中也会受伤。这时，就可以通过该系统模拟出相似的场景和器材，帮助学员练习，预防在训练与竞赛中受伤。这对体育在今后发展中具有重要意义。

4 动作识别功能的实现案例

4.1 引体向上

根据体育考试成绩进行分析，多数的学生在运动方面的力量是比较薄弱的。由于自身的体重和上肢力量不达标，因此利用背部和上肢力量向上运动。引体向上是必不可少的项目。图3所示在运动过程中对引体向上的分解和识别状态检测图。

综合图3所示，对引体向上规范动作的解析，与动作识别系统的检测过程。对动作的识别，主要流程首先从检测开始，设备对参与者的基本信息进行读取，然后准备考试运动。在运动过程中，综合参与者整体数据与脚是否触地来判断运动是否有效，运动的数据是否结算[8]。

4.2   深蹲

动作识别系统实现了对深蹲的识别检测。深蹲与引体向上比较，适合的人群广泛。引体向上对于上肢力量发达的比较容易，深蹲则是老少皆宜[10]。它主要是利用腿部和腿部的力量[9]，动作难度不大，但是要做到标准的深蹲动作，是需要多加练习的。如果动作不规范，有损膝盖，不利于健康。正确的深蹲是需要背部与腰保持一条直线，下蹲使，膝关节高于髋关节。图4所示为深蹲运动与检测状态图。

5 结语

文章根据识别系统的构建，展开叙述并将其应用至体育教学训练中。动作识别系统的实现，为运动员及学生提供了科学的，智能训练系统。让使用者不在受时间和空间的局限控制。也对动作规范更加严格。动作识别系统是一款高精度的训练系统，可根据使用者自身训练情况制定训练计划，帮助其更好的完成动作的标准性。现代信息技术飞速发展的同时，动作识别系统的出现更新了体育教学训练的传统观念，为参与者和教学者带来了更好的服务，同时也为国家体育运动领域培养和选拔专业优先人才做出了贡献。充分表明了体育技术在体育运动领域的研究成果。

参考文献

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[3]郑仁思.基于视觉传达的多维彩色图像模糊区域特征识别方法[J].自动化与仪器仪表，2020（2）：27-30.

[4]高金潇，陈亦楠，李福浩.基于Kinect的动作识别跟踪的机械臂平台[J].科技资讯，2019（15）：1-4+6.

[5]陶沙，何敏.基于机器视觉的智能制造系统图像识别技术研究[J].洛阳理工学院学报（自然科学版），2019（3）：56-60.

[6]華正阳.基于视觉技术的热成像图像识别系统研究[J].通讯世界，2019（12）：12-13.

[7]李祥瑞.基于机器视觉的图像识别算法研究[J].数字技术与应用，2020（1）：110-111.

[8]张天一，尹雪飞.大连“沙滩文化节”品牌形象视觉识别系统设计策略研究[J].艺术工作，2018（2）：82-84.

[9]张磊.互联网+模式下的高校视觉识别系统设计与应用[J].科技风，2020（10）：91.

[10]岳彬，余大兵，常心悦，等.基于智能视觉物联网的油库人员行为识别与监测系统[J].电子测量技术，2020（3）：128-131.