時(shí)間：2023-07-27 16:14:50
導(dǎo)語(yǔ)：在體育信息的特征的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
文［1］的例1、例2的“特征信息”，其實(shí)都可以聯(lián)系到一個(gè)重要不等式：
定理 若a，b∈R，則（a＋b）2≥4ab．
文［1］的例1盡管給出了三種解題思路，但是卻有美中不足：尚未揭示出其最優(yōu)解題思路；例2雖巧妙地構(gòu)造出二次方程，但仍然缺乏最優(yōu)化思考．
本文旨在展示平凡的定理（a＋b）2≥4ab在“特征信息”聚焦時(shí)的最優(yōu)化解題特征．
首先，通過(guò)“等導(dǎo)不等”來(lái)證明這個(gè)定理：
（a＋b）2＝4ab＋（a－b）2≥4ab，
當(dāng)且僅當(dāng)a＝b時(shí)，等號(hào)成立．
下面列舉一系列數(shù)學(xué)問(wèn)題，其“特征信息”均可或顯或隱地聚焦于定理（a＋b）2≥4ab．限于篇幅，解題時(shí)不作一一分析，只展現(xiàn)定理的最優(yōu)化解題思路．
例1 已知實(shí)數(shù)a，b，c滿足等式a＝6－b，c2＝ab－9，求證：a＝b．
（文［1］例1）
證明：依定理（a＋b）2≥4ab，即62≥4（c2＋9），得c＝0，從而a＝6－b，ab－9＝0，解得a＝b＝3，故證畢．
例2 若（z－x）2－4（x－y）（y－z）＝0，則x，y，z成等差數(shù)列．?。?979年全國(guó)高考題）
證明：由題設(shè)知（z－x）2＝4（x－y）（y－z），而依本文定理，則有（z－x）2＝（x－z）2＝［（x－y）＋（y－z）］2≥4（x－y）（y－z），可見(jiàn)x－y＝y(tǒng)－z，從而x，y，z成等差數(shù)列．
例3 方程組x＋y＝2，的實(shí)數(shù)解的組數(shù)是（
）．
xy－z2＝1
A．1
B．2
C．3
D．無(wú)窮多?。?987年上海市初中數(shù)學(xué)競(jìng)賽試題）
解：依定理知，（x＋y）2≥4xy，則22≥4（z2＋1），得z＝0，原方程組化為
x＋y＝2，顯然只有一解x＝y(tǒng)＝1，故選A．
xy＝1，
例4 已知a，b，c都是實(shí)數(shù)，且a＋b＋c＝0，abc＝1，求證：a，b，c中必有一個(gè)大于3／2．
（1991年“曙光杯”初中數(shù)學(xué)競(jìng)賽試題）
證明：由題知，a，b，c中必有一個(gè)是正數(shù)，不妨設(shè)c為正數(shù)．依定理（a＋b）2≥4ab，得（－c）2≥4·（1／c），或c3≥4，于是c≥ ＞ ＝3／2，故得證．
注意：此處還有意外收獲，原題結(jié)論還可改進(jìn)為：求證：a，b，c中必有一個(gè)不小于 ．
例5 a，b，c，d都是小于1的正數(shù)，求證：在4a（1－b），4b（1－c），4c（1－d），4d（1－a）中，不可能都大于1．
（1962年美國(guó)數(shù)學(xué)競(jìng)賽試題）
證明：巧妙地逆用定理，注意4a（1－b）·4b（1－c）·4c（1－d）·4d（1－a）＝4a（1－a）·4b（1－b）·4c（1－c）·4d（1－d）≤［a＋（1－a）］2·［b＋（1－b）］2·［c＋（1－c）］2·［d＋（1－d）］2＝12·12·12·12＝1，由此可見(jiàn)，4a（1－b），4b（1－c），4c（1－d），4d（1－a）中不可能都大于1．
例6 已知x＞0，y＞0，且x＋y＝4，S＝（6－x）·（5－y），求S的最大值．
解：依定理，知4S＝4（6－x）（5－y）≤［（6－x）＋（5－y）］2＝［11－（x＋y）］2＝（11－4）2＝49，S≤49／4，當(dāng)x＝21／2，y＝11／2時(shí)，Smax＝49／4．
當(dāng)然，定理最主要還是應(yīng)用于巧證不等式方面．
例7 已知 y－2x＝z，求證：y2≥4xz．
（文［1］例2）
證明：由題設(shè)，知 y＝2x＋z．依定理，知（ y）2≥4·2x·z，或2y2≥8xz，即y2≥4xz，證畢．
縱觀以上各例，依定理解題，顯得規(guī)律有序，思路清晰，方法簡(jiǎn)便，且顯然優(yōu)于原來(lái)的方法．
例8 正數(shù)x，y，z，a，b，c滿足條件a＋x＝b＋y＝c＋z＝k．求證：ax＋by＋cz＜k2．
（1987年（前）蘇聯(lián)數(shù)學(xué)奧林匹克試題）
證明：傳統(tǒng)證法大半是構(gòu)造正三角形或正方形，利用面積關(guān)系證之．今依定理，即刻知
4ax＋4by＋4cz≤（a＋x）2＋（b＋y）2＋（c＋z）2＝k2＋k2＋k2＝3k2，
于是，ax＋by＋cz≤（3／4）k2＜k2，故證畢．
可見(jiàn)，依定理還有意外收獲，得到原式的一個(gè)加強(qiáng)式：ax＋by＋cz≤（3／4）k2．而這一加強(qiáng)難在傳統(tǒng)證法中體現(xiàn)出來(lái)．
例9 已知a＞1，b＞1，c＞1，求證：
（a2／（b－1））＋（b2／（c－1））＋（c2／（a－1））≥12．
證明：依定題，知a2＝［（a－1）＋1］2≥4（a－1）·1＝4（a－1）．同理b2≥4（b－1），c2≥4（c－1），于是，（a2／（b－1））＋（b2／（c－1））＋（c2／（a－1））≥
4（（（a－1）／（b－1））＋（（b－1）／（c－1））＋（（c－1）／（a－1）））≥4·3 ＝12，證畢．
例10 設(shè)x，y為非負(fù)數(shù)，且滿足x＋y＝1，求證：
1＋ ≤ ＋ ≤2 ．
證明：考慮（ ＋ ）2＝2（x＋y）＋2＋2 ＝4＋2 ，或 ＋ ＝ ，依題知及定理，有0≤4xy≤（x＋y）2＝1，故 ≤ ＋ ≤ ．
于是1＋ ≤ ＋ ≤2 ，證畢．
定理（a＋b）2≥4ab的優(yōu)化解題功效遠(yuǎn)不止這些，只要留心些，讀者必定還會(huì)有所發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新．令人振奮的是，從基本不等式a＋b≥2 ，平方即可得（a＋b）2≥4ab；但令人遺憾的是，a＋b≥2 的應(yīng)用，已是老生常談，而（a＋b）2≥4ab卻少見(jiàn)報(bào)道．筆者試圖通過(guò)本文，借以引為重視!
參考文獻(xiàn)
1 丁保榮．信息與解題．中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考，2001，5
1 新媒體背景下新聞行業(yè)的顯著性變化
1.1 新聞信息可多方面獲得
新聞傳播的錯(cuò)綜復(fù)雜，難辨真?zhèn)?，是如今新聞攝影傳播的一個(gè)比較大的特點(diǎn)之一?？茖W(xué)技術(shù)在不斷的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用水平已經(jīng)越來(lái)越理想化，全面化。人們通過(guò)新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對(duì)文字和圖像進(jìn)行處理已經(jīng)不再是什么新鮮的事情了，然后再將這些已經(jīng)處理過(guò)的圖片傳播到網(wǎng)上，致使現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上的新聞魚(yú)龍混雜，很難辨別真?zhèn)?。網(wǎng)絡(luò)科技的發(fā)達(dá)也加速了虛假新聞的傳播，這對(duì)人們的生活也是有一定的影響的。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上提供的一些數(shù)據(jù)來(lái)看，我國(guó)的網(wǎng)民在線率已經(jīng)占據(jù)了國(guó)家的四分之二，單單是使用微博的網(wǎng)民就占了其中的三分之二，所以論壇、貼吧等一系列討論平臺(tái)就成了新聞媒體的重要傳播介質(zhì)，這些對(duì)人們的觀念具有非常強(qiáng)大的影響。然而就是因?yàn)楝F(xiàn)在的新聞傳播速度如此之快，才讓虛假新聞隨處可見(jiàn)，網(wǎng)民們無(wú)從調(diào)查，這也對(duì)新聞的真實(shí)性造成危害。
1.2 圖片的散播方式被改變
現(xiàn)在，新媒體的傳播速度，以及帶來(lái)的巨大的影響力，是能夠看得見(jiàn)的，而這些平臺(tái)又以階梯的形式在不斷向外傳播，網(wǎng)民在不同的平臺(tái)之上仍然可以互相聯(lián)系，隨之就出現(xiàn)了很多的人疊的場(chǎng)面。在最初，第一個(gè)圖像傳播者把自己想要表達(dá)的圖像和漢字上傳到平時(shí)登錄頻繁的軟件上，這樣他的朋友們也可以轉(zhuǎn)發(fā)他說(shuō)寫(xiě)的東西，朋友的朋友也可以轉(zhuǎn)發(fā)朋友轉(zhuǎn)發(fā)的東西，這樣第一個(gè)人就會(huì)有很多的粉絲，這種模式叫做階梯性傳播，這就形成了一種新的傳播信息的模式。在新媒體飛速發(fā)展的大背景之下，人們不再像以前那樣只能看新聞，現(xiàn)在已經(jīng)可以自己發(fā)新聞，自己撰稿自己配圖，還能夠傳播自己看到的新聞。發(fā)新聞與談?wù)摬辉偈侵粚儆谛侣劽襟w人，但是這種模式的出現(xiàn)，新聞的正確性，準(zhǔn)確率無(wú)法得到控制。科技進(jìn)步促使新聞行業(yè)的多樣化，這也使它使用的范圍會(huì)越來(lái)越廣泛，使用的人變多，對(duì)社會(huì)的快速變化產(chǎn)生較深的影響力。
2 新聞攝影傳播在新時(shí)期條件下的特點(diǎn)
2.1 廣泛應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)信息
在中國(guó)，新聞媒體具有傳播性強(qiáng)，群眾參與多等特征。這對(duì)于新時(shí)期來(lái)說(shuō)，想讓人大多數(shù)的人都了解到這些并接受它的特點(diǎn)是非常困難的。就這些來(lái)說(shuō)，就需要用一個(gè)新的事物帶入到人們的生活中。在新媒體背景下，他的飛速發(fā)展讓無(wú)論什么年齡，什么種族都能接受到新媒體帶來(lái)的豐富內(nèi)容，讓我們生活在一個(gè)非常先進(jìn)的社會(huì)里。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也是科技飛速發(fā)展之下的產(chǎn)物，給人們帶來(lái)相當(dāng)多的便利，使更多的信息能讓大眾看見(jiàn)，然后去分享，顯然是一種新聞傳播的重要手段。
2.2 新時(shí)代最重要的傳播工具
隨著國(guó)家的進(jìn)步，手機(jī)的用處不再拘泥于打電話和發(fā)短信，更多的功能被開(kāi)發(fā)出來(lái)，例如，攝影、拍照、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接、天氣等。手機(jī)也從之前的半智能演變成現(xiàn)在的全智能，給人們帶來(lái)了相當(dāng)大的便利，也成為人們生活中不可或缺的工具。手機(jī)的拍照和攝影功能的開(kāi)發(fā)，更快地推動(dòng)了新聞攝影傳播的速度，雖然像素可能沒(méi)有專業(yè)相機(jī)好，但人們對(duì)他們的喜愛(ài)有增無(wú)減。手機(jī)拍照的便捷性，同時(shí)又能實(shí)時(shí)的分享出去，是相機(jī)替代不了的。而今，各大廠商都在研究更快速更便捷的網(wǎng)絡(luò)，這樣的進(jìn)步，也就意味著以后新聞媒體傳播行業(yè)會(huì)發(fā)展得越來(lái)越好。
3 新時(shí)代下媒體的發(fā)展趨勢(shì)
在新媒體的背景下，專業(yè)的攝影人員要拿出自己應(yīng)有的姿態(tài)。雖然在20世紀(jì)90年代，攝影人確實(shí)是非常專業(yè)的，人們對(duì)于新聞工作者的存在也是非常敬畏的，但在科技飛速進(jìn)步的今天，人們對(duì)于攝影的那種神秘感也消失了，然而個(gè)別新聞?dòng)浾叩母甙磷藨B(tài)仍然存在。如今，人們通過(guò)各種平臺(tái)，隨時(shí)記錄著發(fā)生在身邊的新聞事件，這雖然很便捷，但也加大了新聞報(bào)道的不專業(yè)性，就算是專業(yè)的攝影者，也與業(yè)余愛(ài)好攝影者沒(méi)什么差距。為了讓新聞事業(yè)能夠更好的發(fā)展，新聞媒體人應(yīng)當(dāng)盡快放棄自身有很大優(yōu)越感的想法，利用本身的優(yōu)勢(shì)，用專業(yè)的報(bào)道和攝影來(lái)與群眾的作品區(qū)分開(kāi)來(lái)，用自身優(yōu)勢(shì)來(lái)帶動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。有關(guān)部門應(yīng)該對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的虛假新聞進(jìn)行整治，這些龐大的不真實(shí)的新聞對(duì)廣大群眾的視聽(tīng)產(chǎn)生非常大的影響，再加上人們的辨識(shí)程度相對(duì)比較低一些，造成這些不真實(shí)新聞在網(wǎng)絡(luò)上大量的傳播，這也對(duì)專業(yè)人員的攝影積極性有非常大的影響。所以有關(guān)部門加大整改力度，還網(wǎng)民們一片良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
隨著新媒體的不斷發(fā)展與社會(huì)科技的不斷進(jìn)步，微電影慢慢的發(fā)展，而且得到了人們的認(rèn)可，變成了當(dāng)今社會(huì)上文化與信息傳播的新載體。微電影作為一種新生事物，既有著自身存在的發(fā)展困境，同時(shí)又具有極大的發(fā)展?jié)摿?。本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷形式，通過(guò)對(duì)微電影的概念與產(chǎn)生原因進(jìn)行探析，分析微電影的傳播特征與在發(fā)展過(guò)程中所存在的問(wèn)題，探討適合微電影的發(fā)展道路與前景，以期為廣大媒體與影視工作者提供一定的理論參考。
【關(guān)鍵詞】
微電影；新媒體；傳播；營(yíng)銷
1 微電影與營(yíng)銷性微電影的概念探析
微電影產(chǎn)生以后到今天，社會(huì)各界都沒(méi)有給出微電影概念的標(biāo)準(zhǔn)概念，存在著許多觀點(diǎn)與討論。有人說(shuō)比電影短、比廣告片長(zhǎng)的視頻，就是微電影，根據(jù)這一方向來(lái)講，微電影可以說(shuō)是起源于以前一些網(wǎng)友們自行拍攝并上傳到網(wǎng)上的視頻。但是從影視制作的專業(yè)角度來(lái)看，微電影，就是指微型電影，又可以叫做微影，主要是利用諸多新媒體平臺(tái)來(lái)進(jìn)行播放，尤其是適合在室外或是臨時(shí)休息等不適和觀看電視電腦的時(shí)候所觀看的、具有完整的制作系統(tǒng)以及策劃短時(shí)放映，短時(shí)制作周期，以及小規(guī)模投資的視頻透過(guò)了這一對(duì)微電影含義的探析并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷不斷發(fā)展的新形勢(shì)，我們可以把營(yíng)銷性微電影的含義定義成通過(guò)微視頻這一影像表達(dá)方式，來(lái)吸引廣大的視頻受眾，促進(jìn)廣大廣告主們與受眾之間形成一個(gè)良好的、穩(wěn)定的情感紐帶，以此來(lái)提升品牌美譽(yù)度的一種新型營(yíng)銷傳播策略。
營(yíng)銷性微電影產(chǎn)生的主要原因有三。其一，從微電影的起源上來(lái)講，廣告主們主要是因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)規(guī)模不斷的在增長(zhǎng)，正在急切的需要繼續(xù)擴(kuò)大廣告的平臺(tái)，以及其他各大視頻的網(wǎng)站。其二，廣大受眾們對(duì)于視頻的認(rèn)識(shí)方法有所變化，不同于以往的電影院與電視，而是逐漸向互聯(lián)網(wǎng)與手機(jī)等方面靠攏，一點(diǎn)點(diǎn)傾向于觀看短視頻。其三，時(shí)代的社會(huì)與文化背景已經(jīng)發(fā)生了變化，多種文化因素對(duì)傳統(tǒng)文化造成了威脅。與傳統(tǒng)電視廣告還有別的多樣形式的廣告相對(duì)比來(lái)說(shuō)，微電影廣告有著不可替代的多種優(yōu)點(diǎn)。因此，微電影得以不斷地發(fā)展，營(yíng)銷性微電影也得以產(chǎn)生。
2 新媒體視域下微電影的傳播特征
在新媒體時(shí)代，許多傳播模式在不部分時(shí)間不能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行活動(dòng)，但是營(yíng)銷性微電影的主要傳播途徑是，以一些視頻網(wǎng)站以及其他網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)站為平臺(tái)，在這兩種傳播媒介當(dāng)中，尤其是社交網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，決定營(yíng)銷性微電影不同于其他視頻的傳播特征，并且憑借著微電影與新媒體的有力對(duì)接，營(yíng)銷性微電影勢(shì)必會(huì)迎來(lái)更猛烈的發(fā)展趨勢(shì)。
2.1 傳播主體較為廣泛
我們可以把營(yíng)銷性微電影分成以下兩類。其一，就是大牌導(dǎo)演與大牌明星夢(mèng)，所謂大投資大制作的廣告類型微電影；其二，就是主要由草根明星原創(chuàng)的非商業(yè)性的微電影，例如《紅領(lǐng)巾》。廣告商、職業(yè)傳播機(jī)構(gòu)可以傳播微電影，廣大網(wǎng)民們可以進(jìn)行評(píng)論、轉(zhuǎn)發(fā)，他們也是營(yíng)銷性微電影的傳播人群。作為一種新的傳播策略，營(yíng)銷性微電影可以讓幾乎是所有的網(wǎng)民都有了成為電影受眾的可能性，在以前，電影創(chuàng)作對(duì)于廣大普通百姓來(lái)說(shuō)是不敢想象的，但是現(xiàn)在電影創(chuàng)作從此不是電影工作者們的專利，我們每以個(gè)人都可以參與到電影制作的大隊(duì)伍中，將自己眼中所觀察到的美麗世界通過(guò)微電影的形式進(jìn)行展現(xiàn)。
2.2 傳播方式較為開(kāi)放
營(yíng)銷性微電影的主要傳播策略可以說(shuō)是非常的廣。將營(yíng)銷性微電影與傳統(tǒng)電影形式進(jìn)行比較，其主要原因是，在封閉的情景里完成拍攝，但是它又開(kāi)辟了許多其他路徑，能夠在網(wǎng)絡(luò)、貼吧、廣告、音樂(lè)、甚至是一些大型的游戲平臺(tái)探索出來(lái)了新的思路。營(yíng)銷性微電影主要以新媒體作為傳播媒介，它具有延展、融合和即時(shí)的新特征?，F(xiàn)在來(lái)看，營(yíng)銷性微電影成為了一種新的營(yíng)銷策略，目前正迅速的隨著網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等新媒體普及快速的發(fā)展著。
2.3 傳播渠道較為多樣
微電影的另一個(gè)非常重要的特點(diǎn)是，它的傳播渠道非常的多樣化。能夠順應(yīng)受眾們“碎片化”的時(shí)間，所以可以說(shuō)微文化的出現(xiàn)使得文化信息有了更多的傳播方式。尤其是在我國(guó)，土豆、優(yōu)酷等視頻網(wǎng)站是視頻的上傳與播放最多的平臺(tái)，在良好網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下，這些網(wǎng)絡(luò)能夠使得互聯(lián)網(wǎng)用戶互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行瀏覽視頻資料、分享其他的視頻。如此一來(lái)，這些視頻網(wǎng)站成為了微電影廣告的網(wǎng)絡(luò)主要存在場(chǎng)所。廣大用戶們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)自己的喜好選擇評(píng)論，包括頂、踩等，還可以進(jìn)行播放、收藏以及轉(zhuǎn)發(fā)等，廣大的觀眾們也可以通過(guò)這些方式進(jìn)行網(wǎng)上互動(dòng)。
3 新媒體視域下微電影的困境與前景
在營(yíng)銷性微電影不斷發(fā)展的同時(shí)，我們同時(shí)可以看到，在所有的這些作品當(dāng)中，只有非常少的一些視頻能夠得到廣泛的傳播，取得很好的營(yíng)銷成績(jī)，但是除此之外，剩余的其他作品并沒(méi)有那么好運(yùn)。如此一來(lái)，大量的投資成本并沒(méi)有得到回報(bào)，造成了營(yíng)銷成績(jī)不好，而且造成了許多的困境。
其一，內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性與藝術(shù)性。內(nèi)容是營(yíng)銷性微電影發(fā)展的根本，要想取得“廣而告之”的效果，營(yíng)銷性微電影就要在內(nèi)容上有所創(chuàng)新從而做到吸引觀眾。其二，投放平臺(tái)有待改善。目前微電影廣告主要是在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行投放，播放的平臺(tái)目前來(lái)看大多數(shù)是各大視頻網(wǎng)站，并且還要通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播。其三，沒(méi)有良好的監(jiān)管政策。目前市場(chǎng)上的微電影廣告五花八門，包括一些大尺度內(nèi)容也會(huì)出現(xiàn)。政策監(jiān)管的不足，最終影響到了廣告行業(yè)的正常發(fā)展。
營(yíng)銷性微電影的發(fā)展有著無(wú)限的商業(yè)價(jià)值與發(fā)展前景，但想要呈良好的態(tài)勢(shì)發(fā)展，其關(guān)鍵是如何挖掘與把握營(yíng)銷性微電影的價(jià)值。雖然目前營(yíng)銷性微電影正呈現(xiàn)出欣欣向榮的發(fā)展態(tài)勢(shì)，但更要不斷地迎合時(shí)代的發(fā)展要求，也只有這樣，營(yíng)銷性微電影才能夠?yàn)樾旅襟w時(shí)代帶來(lái)新鮮的活力，也才會(huì)走得更長(zhǎng)遠(yuǎn)。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]卓駿.網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷[M].清華大學(xué)出版社，2005.
[3]王淑蘭等.淺析網(wǎng)絡(luò)時(shí)代新媒體的品牌建設(shè)—以網(wǎng)絡(luò)視頻媒體為例[J].新聞知識(shí)，2008（06）.
【作者簡(jiǎn)介】
孫永琪（1992—），女，漢族，廣播電視編導(dǎo)播音主持本科，單位：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)。
許漠沙（1992—），男，漢族，中西醫(yī)臨床本科，單位：黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)。
關(guān)鍵詞： 移動(dòng)機(jī)器人；自然路標(biāo)提取；路標(biāo)描述符；MeanShift
中圖分類號(hào)：TP242.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：2095-2163（2015）01-
Abstract： Landmark extraction and matching is basis of vSLAM. A method of landmark extraction， local feature description and fast matching based on 3D information of feature points is proposed. Robot obtains images of environment via binocular vision， extracting feature points from left and right eye images， matching feature points of the two images. Three-dimensional information of each matched points under left camera coordinate system is built. Field of view constraint rule is proposed to filtering points. Then， the method of natural landmark extraction based on improved Mean Shift algorithm is discussed. The paper proposes a landmark descriptor， which can achieve fast matching of the two clustering. This method can extract natural landmarks in unstructured environment， tolerating relatively low accuracy of pose estimation.
Key words： Mobile Robot； Natural Landmark Extraction； Landmark Descriptor； MeanShift
0引 言
同時(shí)定位和地圖創(chuàng)建（Simultaneous Localization and Mapping， SLAM）是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主導(dǎo)航的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)[1]。SLAM技術(shù)主要采用視覺(jué)[2]、激光[3]等傳感器以實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知，尤其是基于視覺(jué)的SLAM技術(shù)（vSLAM）具有的對(duì)環(huán)境無(wú)侵性、獲取環(huán)境信息的豐富性、以及成本低廉等顯著優(yōu)勢(shì)，使其受到研究學(xué)界的廣泛關(guān)注和高度重視。
vSLAM主要采用路標(biāo)方法， 路標(biāo)的自動(dòng)提取與快速匹配即是其中的基礎(chǔ)性問(wèn)題?；谔卣鼽c(diǎn)的路標(biāo)的表示方法主要分為兩類。在此，可做如下具體分析：
一類以提取出的特征點(diǎn)直接作為路標(biāo)，這類方法構(gòu)建的地圖路標(biāo)的特征點(diǎn)數(shù)量較多， 進(jìn)行場(chǎng)景匹配的運(yùn)算量也隨之較大。重點(diǎn)成果則有：文獻(xiàn)則針對(duì)單目視覺(jué)提取的特征點(diǎn)給出了統(tǒng)一逆深度參數(shù)方法來(lái)準(zhǔn)確表達(dá)其不確定性。
另一類路標(biāo)表示法是通過(guò)對(duì)提取的特征點(diǎn)進(jìn)一步聚類， 再將獲得的聚類整體作為一個(gè)路標(biāo)。相應(yīng)成果有，文獻(xiàn)[11]提出了一種基于角點(diǎn)聚類的自然路標(biāo)局部特征提取其匹配算法。本文則基于對(duì)特征點(diǎn)聚類的思路，進(jìn)一步提出了一種基于三維信息對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行聚類分析形成路標(biāo)、對(duì)路標(biāo)進(jìn)行局部特征描述與快速匹配的方法。
1特征點(diǎn)及其三維信息的獲取與預(yù)處理
機(jī)器人使用參數(shù)相同的兩個(gè)攝像機(jī)獲取環(huán)境圖像，對(duì)圖像進(jìn)行特征點(diǎn)選取與過(guò)濾， 又采用雙目視覺(jué)原理獲得特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)的三維信息。
1.1特征點(diǎn)的選取
本文采用SURF算法對(duì)左右目攝像機(jī)獲得的圖像分別進(jìn)行特征點(diǎn)提取，基本可以達(dá)到實(shí)時(shí)處理的要求[12]。令由左目獲取的圖像標(biāo)記為， 由的特征點(diǎn)組成集合， 同理右目圖像的特征點(diǎn)組成集合， 因?yàn)閮蓴z像機(jī)是對(duì)同一場(chǎng)景進(jìn)行拍攝， 這就使得提取的特征點(diǎn)大致相同。為了計(jì)算特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)的三維信息， 需要找到左目圖象的特征點(diǎn)在右目圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)以獲得該點(diǎn)在雙目中的視差， 即某一點(diǎn)在兩幅圖像中相應(yīng)點(diǎn)的位置差。
以中的點(diǎn)為基準(zhǔn)與中的點(diǎn)進(jìn)行匹配，使之一一對(duì)應(yīng)，未獲匹配的表示該點(diǎn)在其中一目中看不到。匹配上的特征點(diǎn)、組成特征點(diǎn)對(duì)并入集合中， 記 為主特征點(diǎn)。
1.2特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)的三維信息的獲取
特征點(diǎn)對(duì)對(duì)應(yīng)的空間點(diǎn)記為， 由所有空間點(diǎn)組成的集合記為。攝像機(jī)坐標(biāo)系的原點(diǎn)在攝像機(jī)鏡頭的光心處。為簡(jiǎn)化計(jì)算， 令左右鏡頭的參數(shù)相同， 兩攝像機(jī)光心在同一個(gè)平面上， 在左攝像機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)信息可以利用視差原理獲得：
其中， 是空間點(diǎn)P在左攝像機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)， b為左右攝像機(jī)的基線距，d為視差，f為焦距，u1、v1為特征點(diǎn)在左右視覺(jué)中的圖像坐標(biāo)。點(diǎn)的三維坐標(biāo)在聚類過(guò)程中將會(huì)用到。而提取路標(biāo)后、進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)， 應(yīng)將所有空間點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。
2自然路標(biāo)的提取與描述
2.1基于改進(jìn)MeanShift算法的特征點(diǎn)聚類提取路標(biāo)
已建立在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)， 根據(jù)這些點(diǎn)的相對(duì)空間位置進(jìn)行聚類分析以提取路標(biāo)。 MeanShift算法因?yàn)檫\(yùn)算量小， 計(jì)算速度快，且有一定的魯棒性，更為適合進(jìn)行特征點(diǎn)聚類。但卻需要對(duì)該算法加以改進(jìn)， 就使得算法可以根據(jù)不同特征點(diǎn)的聚合情況，相應(yīng)產(chǎn)生不同數(shù)量的聚類。
MeanShift 可以理解為一個(gè)核密度估計(jì)的過(guò)程， 即將空間點(diǎn)看作采樣得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)， 并將單位體積內(nèi)的空間點(diǎn)數(shù)看作概率密度， 由此求取概率密度 最大的點(diǎn)集合就完成了聚類。每個(gè)點(diǎn)X的概率密度可以表示為：
其中，為核密度函數(shù)，k可取高斯函數(shù)，是以點(diǎn)為圓心，即為半徑的球型區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)，為聚類半徑， 可以看作 Parzen 窗口尺寸，則為半徑內(nèi)的空間點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
欲求概率密度最大的點(diǎn)，可先對(duì)求導(dǎo)，使則可求得極值點(diǎn)，令，有
當(dāng)， 即可近似求得點(diǎn)概率密度的極值點(diǎn)， 而以其為中心點(diǎn)， 半徑的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)將形成一個(gè)聚類。其中，為閾值。
考慮到自然路標(biāo)有大有小，應(yīng)保證聚類內(nèi)最少包含個(gè)特征點(diǎn)數(shù)， 否則形成的聚類特征點(diǎn)太少， 將導(dǎo)致路標(biāo)不穩(wěn)定且不利于路標(biāo)之間的區(qū)分，而且更不利于定位。此后，在聚類過(guò)程中將自動(dòng)調(diào)整半徑。如果以點(diǎn)為圓心， 半徑內(nèi)特征點(diǎn)數(shù)， 則以步長(zhǎng)增加半徑， 直至， 可稱為增長(zhǎng)半徑。其中，為聚類中最少特征點(diǎn)數(shù)，為聚類最大半徑。
一般情況下，聚類半徑長(zhǎng)度未增長(zhǎng)到最大半徑時(shí)， 特征點(diǎn)數(shù)與已經(jīng)滿足要求了， 此時(shí)聚類已經(jīng)形成， 但存在半徑再適當(dāng)擴(kuò)大仍然可能有特征點(diǎn)的情況， 為此提出聚類進(jìn)行小幅度擴(kuò)張的應(yīng)對(duì)策略。如果有距離聚類較近的點(diǎn)與聚類的距離小于， 可將聚類半徑增加以包括該點(diǎn)，并重復(fù)該過(guò)程。擴(kuò)張幅度， 即可取。 如果在下一步擴(kuò)張了的聚類范圍內(nèi)沒(méi)有更多的點(diǎn)或者超過(guò)了最大聚類半徑限制， 則隨即停止該擴(kuò)張過(guò)程。
組成路標(biāo)的特征點(diǎn)分布范圍半徑也應(yīng)該控制在一定范圍內(nèi)，這與自然環(huán)境中作為物體多會(huì)有一定尺寸限制現(xiàn)象相吻合。本文取
其中，為聚類初始半徑。
確定一個(gè)聚類后，從未訪問(wèn)過(guò)的特征點(diǎn)中隨機(jī)選擇一點(diǎn)作為中心，繼續(xù)尋找下一聚類，直至未訪問(wèn)過(guò)的點(diǎn)的數(shù)量。
2.2聚類描述符
考慮使用一個(gè)快速索引匹配路標(biāo)的方法， 問(wèn)題可以描述為已知一組形成聚類的點(diǎn)的三維坐標(biāo)， 設(shè)計(jì)一個(gè)具有唯一性和旋轉(zhuǎn)不變性的描述符， 并且該描述符應(yīng)在兩個(gè)聚類匹配過(guò)程中有充分的區(qū)分度。
本文基于空間點(diǎn)的分布來(lái)表征描述符。由聚類中心指向組成聚類的各個(gè)特征點(diǎn)形成了一組向量，向量數(shù)學(xué)原理如式（6）所示，三維空間實(shí)現(xiàn)則如圖1所示。
將聚類的區(qū)域平分若干份， 依次統(tǒng)計(jì)各個(gè)區(qū)域內(nèi)向量， 得到一個(gè)特征向量。 其對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)表示則如式（6）所示。
在圖2中， 以步長(zhǎng)0.5滑動(dòng)窗口， 取絕對(duì)值最大的窗口方向?yàn)橹鞣较?。以聚類的主方向?yàn)榛鶞?zhǔn)方向， 圍繞聚類中心的x軸， 再取逆時(shí)針為正方向， 而將整個(gè)聚類按為跨度劃分作24個(gè)區(qū)域，并且分別重新計(jì)算各個(gè)區(qū)域的向量的模與高斯核函數(shù)的卷積， 將其組成一個(gè)24維的向量，該向量即為該聚類的描述符。
3路標(biāo)匹配過(guò)程
機(jī)器人在環(huán)境中移動(dòng)時(shí)， 對(duì)獲取的圖像先進(jìn)行預(yù)處理， 估計(jì)自己的位姿， 并根據(jù)當(dāng)前位姿到地圖數(shù)據(jù)庫(kù)查詢之前機(jī)器人以該位姿觀察到的路標(biāo)。令當(dāng)前位姿為， 為保證找到路標(biāo)， 可查詢符合如下條件的路標(biāo)，具體是：， ， 。
對(duì)當(dāng)前提取的環(huán)境的特征點(diǎn)進(jìn)行聚類， 計(jì)算該聚類描述符，并與數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)路標(biāo)的描述符進(jìn)行匹配， 在誤差允許的范圍內(nèi)如果實(shí)現(xiàn)了匹配， 說(shuō)明找到了路標(biāo)， 則取出每個(gè)點(diǎn)的信息， 對(duì)已然匹配的兩個(gè)聚類中的各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行二次匹配， 對(duì)獲得匹配的點(diǎn)的世界坐標(biāo)即可認(rèn)定為一致， 并且是以數(shù)據(jù)庫(kù)中的坐標(biāo)為基準(zhǔn)。根據(jù)機(jī)器人與每個(gè)點(diǎn)的距離、每個(gè)點(diǎn)的世界坐標(biāo)。
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
本文使配有雙目視覺(jué)的移動(dòng)機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中運(yùn)行而實(shí)現(xiàn)自然路標(biāo)的提取。圖3為左右目特征點(diǎn)提取與匹配結(jié)果，可以看到在初步的匹配后，有許多誤匹配的點(diǎn)，需要對(duì)其進(jìn)行高質(zhì)量過(guò)濾。
應(yīng)用視差約束， 視場(chǎng)約束等規(guī)則過(guò)濾后的結(jié)果， 剔除了大多數(shù)明顯錯(cuò)誤的匹配點(diǎn)，如圖4所示。
對(duì)過(guò)濾后的特征點(diǎn)進(jìn)行聚類?設(shè)定初始半徑為25cm，半徑增長(zhǎng)步長(zhǎng)為10cm，聚類結(jié)果如圖5所示。為了直觀起見(jiàn)，將聚類得到的特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像中的點(diǎn)標(biāo)出，如圖6所示。
需要注意的是，由于機(jī)器人位姿不同， 導(dǎo)致對(duì)同一個(gè)物體的觀察角度出現(xiàn)差別， 當(dāng)觀察角度差別較大時(shí)， 會(huì)出現(xiàn)聚類結(jié)果不同的現(xiàn)象，因?yàn)槲矬w的不同側(cè)面的特征點(diǎn)不可能完全相同。如果在匹配過(guò)程中，使用原有路標(biāo)的靠近聚類中心的特征點(diǎn)進(jìn)行引導(dǎo)聚類，無(wú)法聚類成功或者無(wú)法匹配成功，說(shuō)明需要建立新的路標(biāo)，并更新路標(biāo)庫(kù)。
5結(jié)束語(yǔ)
利用圖像特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息進(jìn)行聚類， 可以有效地將空間距離相近的點(diǎn)歸為一個(gè)路標(biāo)， 在機(jī)器人由于位姿變化導(dǎo)致視角不同時(shí)， 仍然可以較大概率匹配到原先觀察到的路標(biāo)。 經(jīng)過(guò)改進(jìn)的Mean Shift算法根據(jù)為不同的場(chǎng)景產(chǎn)生合適的數(shù)量不等的路標(biāo)， 可以很好地適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。 本文提出的路標(biāo)描述符可以有效提高路標(biāo)匹配速度， 避免重復(fù)存儲(chǔ)相同路標(biāo)。
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關(guān)鍵詞：中小企業(yè)；大學(xué)科技園；協(xié)同創(chuàng)新
作者簡(jiǎn)介：胡涌（1959-），男，云南昆明人，北京林業(yè)大學(xué)高等教育研究所，副研究員；焦欣（1990-），女，河南三門峽人，北京林業(yè)大學(xué)人文社會(huì)科學(xué)學(xué)院碩士研究生。（北京 100038）
中圖分類號(hào)：F270.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）03-0211-03
中小企業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，其在稅收貢獻(xiàn)、出口創(chuàng)匯、增加就業(yè)等方面起到關(guān)鍵作用。隨著競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，技術(shù)創(chuàng)新是中小企業(yè)保持競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。協(xié)同創(chuàng)新模式為中小企業(yè)以最小代價(jià)、最快速度實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新提供了現(xiàn)實(shí)路徑，也是優(yōu)化資源配置、提高創(chuàng)新效率的重要手段。
大學(xué)科技園具備企業(yè)孵化、創(chuàng)新人才培養(yǎng)與科技成果轉(zhuǎn)化三大基本功能，其特殊優(yōu)勢(shì)與功能彌補(bǔ)了中小企業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐中的短板與瓶頸。本文試圖構(gòu)建一個(gè)以大學(xué)科技園三大功能為基礎(chǔ)的中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新體系，以便起到拋磚引玉的作用。
一、我國(guó)中小企業(yè)的創(chuàng)新困境
1.理念制度亟待更新
我國(guó)中小企業(yè)管理模式大多為家族式管理或個(gè)人獨(dú)立經(jīng)營(yíng)，企業(yè)所有者缺乏完善的現(xiàn)代管理與創(chuàng)新理念，管理活動(dòng)中存在著盲目性、短期性，管理思維缺乏系統(tǒng)性，無(wú)法制定出科學(xué)的創(chuàng)新戰(zhàn)略。[1]同時(shí)，企業(yè)缺乏對(duì)創(chuàng)新活動(dòng)的激勵(lì)機(jī)制，缺乏創(chuàng)新的內(nèi)在動(dòng)力。
2.創(chuàng)新人才嚴(yán)重缺乏
在我國(guó)，科技人員與創(chuàng)新人才集中在高校、科研機(jī)構(gòu)與大中型國(guó)有企業(yè)，中小企業(yè)從業(yè)人員的文化水平和技術(shù)水平普遍較低，技術(shù)和管理人才嚴(yán)重短缺。與此同時(shí)，與大型企業(yè)相比，中小企業(yè)的員工工資水平不高，發(fā)展前景不明朗，很難吸引高水平創(chuàng)新人才到企業(yè)工作。
3.創(chuàng)新資金不足
技術(shù)創(chuàng)新的開(kāi)展離不開(kāi)資金支持，研究與開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)投入是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重要支撐。[2]我國(guó)中小企業(yè)的內(nèi)部資金主要來(lái)源于企業(yè)家及合伙人的個(gè)人積蓄，多數(shù)企業(yè)資金積累較少。而從外部融資環(huán)境來(lái)看，由于中小企業(yè)規(guī)模小、資信差、抵押難等弱點(diǎn)，金融機(jī)構(gòu)在中小企業(yè)信貸方面存在著一些歧視性的政策，企業(yè)很難從銀行獲取貸款。另外，中小企業(yè)缺少在資本市場(chǎng)上直接融資的政策扶植，難以獲得風(fēng)險(xiǎn)投資的支持。
4.創(chuàng)新信息獲取困難
信息資源是企業(yè)進(jìn)行技術(shù)與管理創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)，行業(yè)內(nèi)的尖端科技與技術(shù)信息基本上都掌握在該行業(yè)的龍頭企業(yè)手中，中小企獲取信息資源難度高，進(jìn)行信息交易的成本和風(fēng)險(xiǎn)較大，無(wú)法在第一時(shí)間準(zhǔn)確地把握行業(yè)內(nèi)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，進(jìn)而造成創(chuàng)新成果落后的被動(dòng)局面。
5.政策環(huán)境有失公平
目前國(guó)家針對(duì)大型企業(yè)制定了一系列技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)惠政策，但針對(duì)中小企業(yè)創(chuàng)新的政策工具數(shù)量偏少，政策環(huán)境有失公平。中小企業(yè)在融資、社會(huì)服務(wù)、信息獲得和技術(shù)引進(jìn)等方面仍處于不平等地位。即使部分地方政府出臺(tái)了一些政策，但由于政策的執(zhí)行不力，企業(yè)很難真正享受到地方政府的政策優(yōu)惠，中小企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展受到了極大制約。
二、協(xié)同創(chuàng)新體系的特點(diǎn)
最早提出創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（innovation networks）概念的是Freeman，他指出協(xié)同創(chuàng)新是以大學(xué)企業(yè)研究機(jī)構(gòu)為核心，將政府、金融機(jī)構(gòu)、中介組織等多元主體有機(jī)集合，形成協(xié)同互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新模式。通過(guò)創(chuàng)新主體間不同層次、廣度、深度的合作與交流，產(chǎn)生復(fù)雜的非線性關(guān)系。[3]協(xié)作各方在共同目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行多層次、多環(huán)節(jié)、多方式的交流協(xié)作。[4]
協(xié)同創(chuàng)新體系的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
協(xié)同創(chuàng)新的主要特點(diǎn)有兩點(diǎn)：整體性——協(xié)同創(chuàng)新是創(chuàng)新主體和創(chuàng)新要素的有機(jī)集合，各主體的目標(biāo)、功能與創(chuàng)新方式都表現(xiàn)出統(tǒng)一的整體性；動(dòng)態(tài)性——?jiǎng)?chuàng)新系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的不斷動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)。[5]綜上所述，協(xié)同創(chuàng)新是政府、企業(yè)、大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)、社會(huì)中介組織等為了實(shí)現(xiàn)重大科技與管理創(chuàng)新而整合的組織模式；協(xié)同創(chuàng)新是為了實(shí)現(xiàn)各方的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，加速創(chuàng)新技術(shù)的推廣和產(chǎn)業(yè)化，協(xié)作開(kāi)展產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的綜合性活動(dòng)。[6]
三、大學(xué)科技園的基本功能
國(guó)家大學(xué)科技園是企業(yè)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的重要基地，是帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和行業(yè)技術(shù)進(jìn)步創(chuàng)新發(fā)動(dòng)機(jī)，是培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的重要平臺(tái)。目前，我國(guó)已累計(jì)認(rèn)定國(guó)家大學(xué)科技園86家，涵蓋了24個(gè)省、自治區(qū)和直轄市的134所高校。[7]大學(xué)科技園的三大核心基本功能分別為企業(yè)孵化、創(chuàng)新人才培養(yǎng)、科技成果轉(zhuǎn)化。大學(xué)科技園的功能與結(jié)構(gòu)如圖2所示。
1.企業(yè)孵化器
大學(xué)科技園的企業(yè)孵化器功能，是指針對(duì)企業(yè)創(chuàng)業(yè)初期常見(jiàn)的問(wèn)題，為初創(chuàng)企業(yè)提供研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)的場(chǎng)地與基礎(chǔ)設(shè)施，提供系統(tǒng)的培訓(xùn)、咨詢及政策、融資、法律和市場(chǎng)推廣等支持，降低創(chuàng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高初創(chuàng)企業(yè)的成活率和成功率。[8]大學(xué)科技園的企業(yè)孵化功能降低了高科技企業(yè)的創(chuàng)業(yè)成本，幫助和促進(jìn)企業(yè)的創(chuàng)建、成長(zhǎng)和發(fā)展，為企業(yè)發(fā)展提供良好的環(huán)境。
2.創(chuàng)新人才培養(yǎng)
是否擁有高素質(zhì)的人力資源是企業(yè)發(fā)展的成敗關(guān)鍵，人力資源優(yōu)勢(shì)也是大學(xué)科技園區(qū)別于其他科技園的壓倒性優(yōu)勢(shì)。大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)每年為社會(huì)輸送大量人才，大學(xué)周邊常常成為人才的聚集地。早在20世紀(jì)80年代的硅谷，由于毗鄰斯坦福大學(xué)，聚集了6000多位博士，占加州博士總量的1/6。[9]大學(xué)科技園可以為各類創(chuàng)新型人才提供實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)，在實(shí)踐中培育一批具備專業(yè)素質(zhì)，掌握豐富的管理知識(shí)、熟悉市場(chǎng)環(huán)境的科技企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。
3.科技成果轉(zhuǎn)化
大學(xué)科技園內(nèi)的企業(yè)往往具有很強(qiáng)的創(chuàng)新需求，所以對(duì)于相對(duì)成熟的科技成果可以直接在企業(yè)進(jìn)行試驗(yàn)和應(yīng)用。另外，大學(xué)科技園可以根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需求為其推薦相應(yīng)的高科技成果。大學(xué)與科研機(jī)構(gòu)的科研創(chuàng)新人員與企業(yè)內(nèi)部的創(chuàng)新人才直接接觸，實(shí)現(xiàn)科技成果的快速轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。[10]
四、基于大學(xué)科技園的中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新體系構(gòu)建
大學(xué)科技園毗鄰高校，其依托于研究型大學(xué)或大學(xué)群，利用大學(xué)豐富的人才資源、創(chuàng)新能力、信息資源等綜合優(yōu)勢(shì)，在政府政策引導(dǎo)和扶持下，將大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、社會(huì)中介服務(wù)等資源進(jìn)行整合，引入企業(yè)化的管理模式，吸納多種投資渠道，在大學(xué)附近形成一定區(qū)域產(chǎn)業(yè)集聚的高科技園區(qū)。[11]
1.基于企業(yè)孵化功能的協(xié)同創(chuàng)新體系構(gòu)建
（1）采用企業(yè)化的管理平臺(tái)。大學(xué)科技園采用企業(yè)化的管理平臺(tái)，為企業(yè)提供費(fèi)用低廉的辦公場(chǎng)所，公共的實(shí)驗(yàn)室、會(huì)議系統(tǒng)，統(tǒng)一的物業(yè)管理等，為企業(yè)降低創(chuàng)新成本，優(yōu)化創(chuàng)新環(huán)境。另外，大學(xué)科技園經(jīng)常開(kāi)辦一些適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的企業(yè)管理人員培訓(xùn)課程，通過(guò)集中授課、實(shí)習(xí)觀摩等形式，學(xué)習(xí)行業(yè)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)與創(chuàng)新動(dòng)態(tài)，提高企業(yè)的創(chuàng)新意識(shí)和管理水平。
（2）引入多元的中介服務(wù)。建立完善的協(xié)同創(chuàng)新體系離不開(kāi)完善、發(fā)達(dá)、多元的中介服務(wù)，中介服務(wù)部門在促進(jìn)各類創(chuàng)新主體進(jìn)行管理與技術(shù)創(chuàng)新中起到重要的作用。[12]如，金融服務(wù)機(jī)構(gòu)可提供完善的金融服務(wù)和豐富的風(fēng)險(xiǎn)資金；融資擔(dān)保機(jī)構(gòu)和風(fēng)險(xiǎn)投資公司可提供融資擔(dān)保和風(fēng)險(xiǎn)資金，以緩解中小企業(yè)創(chuàng)新資金短缺的壓力；人力資源中介機(jī)構(gòu)可提供大量?jī)?yōu)秀人才資源，促進(jìn)各創(chuàng)新主體間的人才交流與合作；法律事務(wù)所、會(huì)計(jì)事務(wù)所等其他服務(wù)機(jī)構(gòu)，都可以為中小企業(yè)高效運(yùn)行提供相應(yīng)的服務(wù)，促進(jìn)中小企業(yè)健康有序發(fā)展。
（3）特殊的政策扶持。創(chuàng)新活動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)高、投入大，企業(yè)自主進(jìn)行的創(chuàng)新工作存在較大的正外部性，僅靠市場(chǎng)調(diào)解難以調(diào)動(dòng)中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的積極性，因此需要政府發(fā)揮引導(dǎo)作用。一個(gè)良好的政策環(huán)境能夠?yàn)橹行∑髽I(yè)協(xié)同創(chuàng)新提供扎實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)。目前我國(guó)出臺(tái)了一系列針對(duì)大學(xué)科技園的優(yōu)惠政策，范圍涉及園區(qū)建設(shè)、稅收優(yōu)惠、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、科技進(jìn)步獎(jiǎng)勵(lì)等各方面。同時(shí)不同地區(qū)根據(jù)本地區(qū)實(shí)際也制定了許多不同方面的優(yōu)惠政策，最大程度方便大學(xué)科技園及園區(qū)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展。
（4）產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)。大學(xué)科技園內(nèi)常出現(xiàn)同一產(chǎn)業(yè)的集聚，尤其是在行業(yè)特色型大學(xué)周邊，通常集聚與該校特色專業(yè)相關(guān)企業(yè)。[13]例如北京林業(yè)大學(xué)周邊集聚著林業(yè)工程、環(huán)境工程、環(huán)藝設(shè)計(jì)等綠色企業(yè)。園區(qū)內(nèi)企業(yè)從事相同、相似、互補(bǔ)或相互關(guān)聯(lián)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。上下游企業(yè)、同行企業(yè)之間通過(guò)充分的交流和競(jìng)爭(zhēng)互相學(xué)習(xí)。頻繁的信息交流有效避免中小企業(yè)的重復(fù)研發(fā)，減少資源浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)與共性技術(shù)的合作開(kāi)發(fā)，研發(fā)與技術(shù)人員流動(dòng)等方式提高聚集圈內(nèi)創(chuàng)新主體的整體效率，降低創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)，刺激企業(yè)的不斷繁衍和產(chǎn)業(yè)集群的不斷擴(kuò)大。[14]
2.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)功能的協(xié)同創(chuàng)新體系構(gòu)建
（1）專業(yè)科研團(tuán)隊(duì)提供創(chuàng)新技術(shù)。大學(xué)科技園內(nèi)的高等學(xué)校、科研院所可以依照企業(yè)的創(chuàng)新需求進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新工作。高?；蜓邪l(fā)機(jī)構(gòu)，主要進(jìn)行新產(chǎn)品的研發(fā)，創(chuàng)新生產(chǎn)與管理技術(shù)；高校與科研機(jī)構(gòu)中優(yōu)秀研發(fā)人才和團(tuán)隊(duì)可以進(jìn)入或組建企業(yè)，形成一種穩(wěn)定化、長(zhǎng)期化、制度化的利益共同體，提高中小企業(yè)的創(chuàng)新能力。
（2）聯(lián)合培養(yǎng)，輸送優(yōu)秀人才。企業(yè)和大學(xué)雙方應(yīng)當(dāng)開(kāi)展廣泛的合作，發(fā)揮大學(xué)科技園的創(chuàng)新人才培養(yǎng)功能，進(jìn)行創(chuàng)新人才的聯(lián)合培養(yǎng)，如校企聯(lián)合培養(yǎng)專業(yè)碩士等。[15]大學(xué)生可以利用大學(xué)科技園的平臺(tái)，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和企業(yè)管理技能，將自己培養(yǎng)成創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力相結(jié)合的專門人才。
3.基于科技成果轉(zhuǎn)化功能的協(xié)同創(chuàng)新體系構(gòu)建
（1）依托大學(xué)的豐富信息資源。高校不僅擁有海量的信息資源，而且在資源結(jié)構(gòu)方面也是按照學(xué)科分類來(lái)構(gòu)建的，能夠?yàn)楦咝？蒲屑敖虒W(xué)提供強(qiáng)大的信息服務(wù)支撐。此外，高校豐富的信息資源可以為企業(yè)提供最先進(jìn)的學(xué)科技術(shù)、研究成果以及行業(yè)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)。這些都可以為中小企業(yè)的科技創(chuàng)新提供有效的信息服務(wù)。
（2）技術(shù)本土移植，快速實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。大學(xué)科技園為創(chuàng)新科技成果順利轉(zhuǎn)化、進(jìn)入市場(chǎng)提供了一個(gè)高效的平臺(tái)。大學(xué)與科研機(jī)構(gòu)可以將研究的成果和創(chuàng)新項(xiàng)目直接帶入園區(qū)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，將相對(duì)成熟的科技成果在園內(nèi)企業(yè)直接進(jìn)行試驗(yàn)、應(yīng)用和推廣，實(shí)現(xiàn)科技成果的本土移植，使大學(xué)的創(chuàng)新成果快速轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。[16]同時(shí)，研究人員能夠非常方便地直接參與到企業(yè)工作當(dāng)中，縮短科技成果的轉(zhuǎn)化周期、降低企業(yè)研發(fā)成本，較高程度提高科技成果產(chǎn)業(yè)化的成功率。
綜上所述，我們初步構(gòu)建了一個(gè)基于大學(xué)科技園的中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新體系（圖3）。
基于大學(xué)科技園這一平臺(tái)，依托大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的科研創(chuàng)新能力，以中小企業(yè)為核心，充分利用社會(huì)中介服務(wù)組織和政府的優(yōu)惠政策，在體系內(nèi)的各主體、各環(huán)節(jié)、各層面間協(xié)同創(chuàng)新，共同構(gòu)建一個(gè)上下游企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)、政府、中介機(jī)構(gòu)互相促進(jìn)互相發(fā)展的協(xié)同創(chuàng)新體制。
五、基于大學(xué)科技園功能的中小企業(yè)協(xié)同系統(tǒng)特征
1.自組織性
大學(xué)科技園與中小企業(yè)構(gòu)建的協(xié)同創(chuàng)新體系通過(guò)各創(chuàng)新主體間的協(xié)同作用，可以有效實(shí)現(xiàn)中小企業(yè)間創(chuàng)新資源互補(bǔ)，共同形成技術(shù)創(chuàng)新合力。這種協(xié)同作用具有自發(fā)性，即中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)具有自組織特征。企業(yè)、政府、高校和科研機(jī)構(gòu)、中介服務(wù)機(jī)構(gòu)之間組成了相互交織的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)長(zhǎng)期的聯(lián)系和磨合，形成一個(gè)完整的協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)由無(wú)序走向有序，從低級(jí)有序走向高級(jí)有序。[17]大學(xué)與科研機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新成果得以充分轉(zhuǎn)化，產(chǎn)學(xué)研鏈條拉長(zhǎng)；企業(yè)獲得持續(xù)性的創(chuàng)新動(dòng)力和創(chuàng)新能力，吸納先進(jìn)的管理理念和創(chuàng)新技術(shù)，得到良好的融資環(huán)境和政策環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)核心價(jià)值的提升和企業(yè)實(shí)力的跨越性飛躍；一批中小企業(yè)快速發(fā)展，進(jìn)而盤(pán)活整個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，拉動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
2.開(kāi)放性
大學(xué)科技園與中小企業(yè)構(gòu)成的協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)在與外部聯(lián)系的過(guò)程中呈現(xiàn)出開(kāi)放性的特征，整個(gè)系統(tǒng)不斷地和外界發(fā)生信息與技術(shù)交流。第一，參與主體之間由于長(zhǎng)期形成的非線性的協(xié)同創(chuàng)新關(guān)系，不斷進(jìn)行創(chuàng)新資源的交流共享，不受地域或者行政邊界的限制。[18]第二，大學(xué)科技園位于知識(shí)的核心焦點(diǎn)，為了滿足時(shí)展的需要，各參與主體的創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新能力不斷更新，知識(shí)體系不斷刷新。第三，大學(xué)科技園位于高水平人才聚集的知識(shí)密集區(qū)，創(chuàng)新人才流動(dòng)大，創(chuàng)新能力不斷提升。
3.協(xié)同發(fā)展，整體進(jìn)步
大學(xué)科技園將中小企聚集在同一地理區(qū)域，能夠大大降低創(chuàng)新信息流通、產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)瘸杀?，企業(yè)間自發(fā)建立起彼此關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈和知識(shí)鏈，形成產(chǎn)業(yè)集群。各創(chuàng)新主體之間各種非線性的關(guān)系頻繁地進(jìn)行著商品、服務(wù)、信息、勞動(dòng)力等方面的交流和互動(dòng)，促進(jìn)各主體互相學(xué)習(xí)，密切合作，共同推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和企業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新。[19]在大學(xué)科技園的統(tǒng)籌推進(jìn)之下，整個(gè)園區(qū)較單個(gè)企業(yè)更加容易獲得政策支持、金融支持和信息支持等，產(chǎn)業(yè)集群進(jìn)一步發(fā)展，形成由主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)、相關(guān)性產(chǎn)業(yè)和支持性產(chǎn)業(yè)構(gòu)成的具有整體性的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的創(chuàng)新集合體。協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)體系不斷完善，創(chuàng)新效率不斷提升，進(jìn)而推進(jìn)大學(xué)科技園各個(gè)主體共同進(jìn)步。
六、小結(jié)
大學(xué)科技園所具備的基本功能對(duì)于中小企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)有著巨大的推進(jìn)與促動(dòng)作用，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)中小企業(yè)抓住大學(xué)科技園這一優(yōu)勢(shì)資源，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新成果迅速轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新人才爆炸式發(fā)展與企業(yè)迅速成長(zhǎng)。在這一體系中，企業(yè)、高校、大學(xué)科技園共同發(fā)展壯大，帶動(dòng)企業(yè)乃至行業(yè)的技術(shù)與管理創(chuàng)新，進(jìn)一步成為區(qū)域創(chuàng)新的源動(dòng)力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)。
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關(guān)鍵詞： 體育訓(xùn)練； 運(yùn)動(dòng)視頻； 總體設(shè)計(jì)； 詳細(xì)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)： TN948.43?34； TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）05?0070?04
Abstract： The moving video analysis system in sports training can improve the action analysis ability of the sports training video playback and training quality. A new moving video analysis system for sports training is proposed to eliminate the shortco?mings existing in the current moving video analysis systems. The overall design of the moving video analysis system in sports training is analyzed. The detailed design of the system is analyzed. The performance of system was tested. The test results show that the system can analyze the video and image information of the sports training accurately， has high key frame extraction accuracy and high recall rate， and can guide the exercise training.
Keywords： physical training； moving video； overall design； detailed design
0 引 言
隨著圖像和視頻處理技術(shù)的發(fā)展，體育訓(xùn)練逐漸科學(xué)化和智能化，采用視頻幀序列分析方法進(jìn)行體育訓(xùn)練中的動(dòng)作特征采集和信息恢復(fù)，糾正不規(guī)則的體育訓(xùn)練動(dòng)作，改進(jìn)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平，用嵌入式控制芯片結(jié)合體育訓(xùn)練中的運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻的實(shí)時(shí)監(jiān)控和信息通信。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，對(duì)體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻信息集成控制，結(jié)合專家系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)，指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練[1]。
對(duì)體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)主要分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分，在進(jìn)行視頻采集和分析系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭建的基礎(chǔ)上[2]，重點(diǎn)進(jìn)行體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。傳統(tǒng)方法中，采用嵌入式設(shè)計(jì)體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)模型具有一定的可靠性，但是隨著干擾的增大，在運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的自動(dòng)化控制和調(diào)度出現(xiàn)基線漂移和失真，控制性能不好。采用基于Android嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)視頻分析方法具有移植性好的優(yōu)點(diǎn)，但是同樣存在兼容性不好，對(duì)視頻幀訓(xùn)練的控制性不準(zhǔn)確等問(wèn)題[3?4]。
針對(duì)當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練視頻分析系統(tǒng)存在的難題，本文設(shè)計(jì)了一種新型的體育訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)，并通過(guò)仿真測(cè)試進(jìn)行性能驗(yàn)證，驗(yàn)證了本文系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
1 運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
1.1 運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
體育訓(xùn)練中的運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)建立在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，可以在不同操作系統(tǒng)上進(jìn)行體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻的采集和圖像處理，視頻分析系統(tǒng)可以安裝Windows系統(tǒng)，也可以安裝Linux系統(tǒng)，采用嵌入式Linux的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)視頻的進(jìn)程管理和控制信息程序加載，通過(guò)CAN發(fā)送嵌入式Linux系統(tǒng)的根文件系統(tǒng)，在[/bin，]/sbin，/etc，/lib，/dev，/usr，/var和/proc目錄中存儲(chǔ)體育運(yùn)動(dòng)視頻的幀序列，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)包括用戶控制模塊、視頻信息的采集模塊和輸出模塊等，在視頻信息處理模塊中，通過(guò)數(shù)據(jù)處理、圖像分析和視頻采集模塊進(jìn)行腳本和服務(wù)器配置文件的開(kāi)發(fā)，在輸出模塊，采用GUI人機(jī)交互系統(tǒng)進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的視頻及圖像信息分析，并將圖像處理程序下載到開(kāi)發(fā)板中執(zhí)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練視頻分析和整個(gè)系統(tǒng)的軟件驅(qū)動(dòng)[5]。根據(jù)上述分析描述，得到本文設(shè)計(jì)體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。
1.2 運(yùn)動(dòng)視頻的圖像處理算法設(shè)計(jì)
圖像處理算法是整個(gè)視頻分析系統(tǒng)的核心，包括運(yùn)動(dòng)視頻圖像的檢測(cè)和特征提取等。采用梯度直方圖分析方法提取運(yùn)動(dòng)視頻圖像的特征[6]，梯度直方圖能夠?qū)⑦\(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)圖像區(qū)域的梯度強(qiáng)度和方向準(zhǔn)確描述出來(lái)，因此可以使體育訓(xùn)練監(jiān)測(cè)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作外形表現(xiàn)的更為精確。由于梯度方向直方圖對(duì)同一個(gè)Cell梯度的不同特征模型無(wú)法區(qū)分，不能對(duì)運(yùn)動(dòng)員各種行為特征進(jìn)行有效識(shí)別。本文采用ExHOG特征算法解決上述問(wèn)題，算法如下：
設(shè)[θ]為體育訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)視頻圖像梯度方向，并設(shè)定0°～360°作為方向空間；提取梯度直方圖特征HG；[θi]為0°～180°無(wú)符號(hào)的梯度方向空間，其特征為HOG；[i]表示[θ]的量化通道，取值為[MHG（i）；][L]表示通道個(gè)數(shù)，則HOG的計(jì)算方法為：
式中：[MHOG（i），][MDiffHG（i），][MExHOG（i）]分別表示運(yùn)動(dòng)視頻監(jiān)測(cè)區(qū)域梯度直方圖特征在[i]通道的權(quán)值。
在視頻采集中，由于外部環(huán)境和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的隨機(jī)性，導(dǎo)致干擾極為復(fù)雜多變，使得監(jiān)測(cè)圖像存在大量噪聲干擾，提取出的HG行為特征出現(xiàn)很大的梯度峰值，需要進(jìn)行圖像干擾處理。由式（1），式（2）可以看出，HOG和DiffHG分別由HG特征計(jì)算得出，因此同樣會(huì)出現(xiàn)較大的梯度峰值，從而使ExHOG特征存在大量噪聲。所以，在每個(gè)cell提取HG特征后對(duì)圖像檢測(cè)區(qū)域梯度直方圖進(jìn)行[L2]范數(shù)歸一化處理，并截?cái)鄨D中峰值，經(jīng)過(guò)處理后ExHOG特征有效抑制了梯度峰值和噪聲干擾[7?8]。
在降噪處理的基礎(chǔ)上，采用奇異值分解法和相位卷繞技術(shù)運(yùn)動(dòng)提取視頻特征，最后通過(guò)最小二乘擬合獲得運(yùn)動(dòng)視頻圖像的差異性，像素級(jí)機(jī)器視覺(jué)特征為：
[X′m]針對(duì)不同視頻幀序列的像素值不同，在算法設(shè)計(jì)中有[X′m]個(gè)初始化值。
采用計(jì)算機(jī)識(shí)別方法采集視頻，使用窗的個(gè)數(shù)為[K，]根據(jù)圖像采集傳感器的輸出陣列，利用[S]變換計(jì)算功率譜估計(jì)，得到運(yùn)動(dòng)視頻的幀差功率譜估計(jì)為：
式中：時(shí)間序列長(zhǎng)度為[N；][hk（n）]為次譜估計(jì)的時(shí)間窗函數(shù)。
采用多窗譜估計(jì)法對(duì)視頻輸出陣列傳感器輸出的動(dòng)作矯正信息進(jìn)行功率譜計(jì)算，取一組相互正交的離散橢球序列作為時(shí)頻移動(dòng)步長(zhǎng)建立功率譜時(shí)頻圖，得到功率譜時(shí)頻圖表達(dá)式為：
最后選擇訓(xùn)練樣本，從[X]個(gè)特征中隨機(jī)抽取[Y]個(gè)特征作為候選特征，進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的運(yùn)動(dòng)視頻分析和特征識(shí)別，并輸出識(shí)別結(jié)果。
2 系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2.1 開(kāi)發(fā)流程及程序配置
采用嵌入式內(nèi)核的交叉編譯環(huán)境進(jìn)行程序編譯和軟件開(kāi)發(fā)，體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的嵌入式Linux系統(tǒng)分為四個(gè)層次，分別為：
（1） 通過(guò)引導(dǎo)加載程序進(jìn)行體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻集成控制的視頻圖像處理算法加載，同時(shí)對(duì)VME總線傳輸?shù)臅r(shí)鐘進(jìn)行初始化操作，編譯內(nèi)核的D/A分辨率，對(duì)不同文件系統(tǒng)的操作進(jìn)行集成控制，建立Linux根文件系統(tǒng)進(jìn)行體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻的MXI總線控制的D/A轉(zhuǎn)換。
（2） Linux內(nèi)核用于實(shí)現(xiàn)體育訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的特定功能，在嵌入式設(shè)備上進(jìn)行收發(fā)轉(zhuǎn)換采樣和交叉編譯，在編譯器路徑加入系統(tǒng)環(huán)境變量，進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)記錄。執(zhí)行init進(jìn)程，分析系統(tǒng)內(nèi)核的配置，實(shí)現(xiàn)文件配置。
（3） 文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻集成智能控制的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和調(diào)度。
（4） 用戶應(yīng)用程序模塊是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和實(shí)際設(shè)備之間的接口設(shè)計(jì)，通過(guò)內(nèi)核配置、編譯，按操作普通文件的方式訪問(wèn)并控制硬件設(shè)備，對(duì)塊設(shè)備進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。
設(shè)計(jì)體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)流程，如圖2所示。
2.2 程序加載與交叉編譯
在Linux內(nèi)核配置選項(xiàng)中，使用make menuconfig命令進(jìn)行配置，復(fù)位信息使用惟一的ID0x5F選擇DSP，通過(guò)工具loader，實(shí)現(xiàn)視頻分析過(guò)程的中斷控制，進(jìn)行體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)嵌入式Linux定制和控制程序的編譯，編譯主要代碼描述為：
Generates Settings ???>
Qt/Embedded image filesystem ???>
[*]downloaded //視頻信息采樣及圖像處理程序下載
Applets links（Qt Virtual Fram Buffer） ???>（/home/ SmDialog /nfs） qt?embedded?arm prefix
Root file object model Tuning ???> //對(duì)象模型、抽象控件
[*]rootfs.yaffs /Provide Qtopia application environment
//設(shè)備提供Qtopia應(yīng)用環(huán)境
[*]Generate bin， SBIN folder commands
[*]deprecated：aliased //設(shè)置SDICON寄存器
[*]SDIPRE register set //設(shè)置SDIPRE寄存器
[*]Script sSDICmdArg fileShells ???>
???Ash Shell Options //寫(xiě)32位命令到SDICmdArg
[*]Check for SDICmdSta File System //命令類型為無(wú)答復(fù)
[*]Lash（arm?angstrom?linux）
//lib清除SDICmdSta寄存器中的相應(yīng)標(biāo)志位
設(shè)定SIC_IWR寄存器，包含CSEL位和SSEL位，其值是隨機(jī)需要用各種方法計(jì)算視頻分析的參數(shù)，以進(jìn)一步分析系統(tǒng)性能。進(jìn)行軟件的模塊化開(kāi)發(fā)和多線程控制設(shè)計(jì)，在對(duì)體育運(yùn)動(dòng)特征追蹤中，建立視頻分析系統(tǒng)，系統(tǒng)上層是應(yīng)用平臺(tái)層，包括工作流引擎、組織權(quán)限框架、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)訪問(wèn)組件等。這些組件分別封裝了工作流、組織權(quán)限、數(shù)據(jù)訪問(wèn)等方面的基本功能部件，是應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建業(yè)務(wù)邏輯的基礎(chǔ)，用free_irq（）函數(shù)釋放驅(qū)動(dòng)程序，對(duì)應(yīng)的內(nèi)核函數(shù)為unregister_chrdev（）：
#define MISC_ MISCs3c2440_pwm_ioctl //主設(shè)備號(hào)
#define struct file *filp "pwm" //設(shè)備文件名
int ret nstall?qt?embedded （）；
ret=s3c2440_unregister_blkdev（） （&misc）；
驅(qū)動(dòng)程序塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)?yīng)的內(nèi)核函數(shù)unregister_blkdev（），在交叉編譯環(huán)境中配置和編譯Linux內(nèi)核，編輯.Bashrc文件，采用Qt/Embedded 4.6建體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的圖形用戶接口，實(shí)現(xiàn)可視化控制，由此完成系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)。
3 系統(tǒng)性能測(cè)試與分析
在嵌入式設(shè)備上運(yùn)行Qt C++ API執(zhí)行體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的視頻信息采集和特征檢測(cè)。使用Agilent 33220A信號(hào)發(fā)生器作為測(cè)試信號(hào)分析視頻分析過(guò)程中的穩(wěn)定性。在進(jìn)行了ZLG7290初始化操作之后，通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序流接口函數(shù)封裝驅(qū)動(dòng)程序代碼，通過(guò)I2C從ZLG7290讀取Linux內(nèi)核的圖像處理程序進(jìn)行數(shù)據(jù)加載和參數(shù)初始化設(shè)定，得到運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定界面如圖3所示。
根據(jù)圖3的系統(tǒng)界面進(jìn)行體育訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)視頻控制參量設(shè)定和視頻信息采集，在可視化模塊中進(jìn)行人機(jī)交互和GUI控制，運(yùn)動(dòng)視頻分析的輸出界面如圖4所示。對(duì)采集的原始運(yùn)動(dòng)視頻進(jìn)行特征分析，得到的分析結(jié)果如圖5所示。
表1給出本文體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中視頻分析系統(tǒng)的關(guān)鍵幀提取準(zhǔn)確度和召回率，從表1可知，隨著關(guān)鍵幀提取準(zhǔn)確度的增大，召回率增大，說(shuō)明兩者之間存在正相關(guān)關(guān)系，而且本文系統(tǒng)的關(guān)鍵幀提取準(zhǔn)確度、召回率要優(yōu)于傳統(tǒng)方法。
4 結(jié) 語(yǔ)
為了提高體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的科學(xué)指導(dǎo)水平，本文設(shè)計(jì)了一種新型的體育訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)視頻分析系統(tǒng)。首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行系統(tǒng)仿真測(cè)試，結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確描述體育訓(xùn)練各個(gè)過(guò)程，提高了視頻關(guān)鍵幀的提取的準(zhǔn)確度，召回率高，可以用于指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
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關(guān)鍵詞： 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解； 時(shí)間序列； 因子分析； 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號(hào)： TN711?34； TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）05?0130?04
Abstract： The sports result prediction is the key to formulate the scientific sports training plan. Aiming at the low prediction accuracy of the current models， a sports result prediction model fusing the factor analysis with neural network is put forward. The self?similarity regression model was constructed according to the sports result apriori information. And then the empirical mode decomposition and factor analysis were conducted for the sports result data. The BP neural network is used to establish the sports result prediction model. The performance of the model was tested with simulation experiments. The results show that the model has higher precision of sports result prediction， and good convergence property.
Keywords： empirical mode decomposition； time series； factor analysis； neural network
0 引 言
體育成績(jī)是反應(yīng)體育訓(xùn)練水平的重要表現(xiàn)，通過(guò)對(duì)體育成績(jī)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)能挖掘出人體訓(xùn)練的規(guī)則性因子和特征，從而促進(jìn)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和體育教學(xué)的改進(jìn)。因此，研究體育成績(jī)的預(yù)測(cè)模型在促進(jìn)科學(xué)訓(xùn)練、提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)方面具有重要意義。
體育成績(jī)的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度受到的約束因素較多，如人體特征的變化、性別、年齡、天氣、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館以及各種環(huán)境因素。對(duì)體育成績(jī)的預(yù)測(cè)模型是一個(gè)多變量和多參量的統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程，涉及的學(xué)科有統(tǒng)計(jì)學(xué)、信息處理學(xué)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)[1]。傳統(tǒng)方法中，對(duì)體育成績(jī)的預(yù)測(cè)方法有基于AR模型估計(jì)的體育成績(jī)預(yù)測(cè)算法[2]、特征空間分解方法[3]、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法[4]、基于小波分析的體育成績(jī)時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法等[5]。建立體育成績(jī)的線性擬合特征空間，采用多參量約束重構(gòu)方法構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，具有較好的預(yù)測(cè)效果。但這些方法存在計(jì)算開(kāi)銷大、預(yù)測(cè)過(guò)程中對(duì)參量的自適應(yīng)抗干擾性差等問(wèn)題，導(dǎo)致預(yù)測(cè)的精度低。
針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出基于因子分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相融合的體育成績(jī)預(yù)測(cè)模型。對(duì)統(tǒng)計(jì)的體育成績(jī)先驗(yàn)信息構(gòu)建自相似回歸模型，在自相似回歸模型中對(duì)體育成績(jī)時(shí)間序列進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和因子分析，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類模型進(jìn)行體育成績(jī)的特征信息聚類和信息融合處理，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)模型優(yōu)化。最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試，得出有效性結(jié)論，展示了本文預(yù)測(cè)模型在提高預(yù)測(cè)精度方面的優(yōu)越性。
1 體育成績(jī)預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型
1.1 體育成績(jī)統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析
w育成績(jī)數(shù)據(jù)可以看作是一組非線性時(shí)間序列。采用非線性時(shí)間序列方法分析體育成績(jī)的走勢(shì)，統(tǒng)計(jì)分析體育成績(jī)，采用一個(gè)多元統(tǒng)計(jì)特征方程描述體育成績(jī)的擬合狀態(tài)模型為：
最后得到的[ykN-1k=1]是一個(gè)具有可預(yù)測(cè)性的體育成績(jī)時(shí)間序列。在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)對(duì)體育成績(jī)的信息屬性分類，進(jìn)行體育成績(jī)的特征信息聚類和信息融合處理，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)模型優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3 結(jié)果與分析
采樣樣本來(lái)自于某高校大一和大二學(xué)生的體育成績(jī)，包括的體育項(xiàng)目有3 km長(zhǎng)跑、100 m短跑、游泳等。對(duì)采集的體育成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和最小二乘擬合，并在Matlab仿真軟件中分析數(shù)據(jù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用的是三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)訓(xùn)練參數(shù)為[NEj*（t）=1+9e-t1 024=12，]體育成績(jī)測(cè)試集中，碼數(shù)為1 024個(gè)，環(huán)境信息對(duì)預(yù)測(cè)模型的干擾強(qiáng)度設(shè)定為13 dB，數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間間隔為1.5 d，迭代次數(shù)為10 000次。
根據(jù)上述仿真設(shè)定，設(shè)計(jì)體育成績(jī)預(yù)測(cè)模型，得到樣本數(shù)據(jù)時(shí)域波形描述如圖2所示。
以上述采集的體育成績(jī)統(tǒng)計(jì)樣本為測(cè)試集，進(jìn)行體育成績(jī)預(yù)測(cè)模型仿真分析，得到不同方法的預(yù)測(cè)誤差對(duì)比結(jié)果如圖3所示。
根據(jù)上述仿真結(jié)果，得出如下結(jié)論：
（1） 隨著迭代步數(shù)的增多，預(yù)測(cè)誤差降低，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)多次迭代，使用體育成績(jī)的先驗(yàn)信息較多，使得預(yù)測(cè)精度提高。
（2） 利用本文模型進(jìn)行體育成績(jī)預(yù)測(cè)的誤差小于傳統(tǒng)方法，相差的最大幅度達(dá)到35.98%。由于本文方法使用因子分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，進(jìn)行體育成績(jī)的數(shù)據(jù)信息聚類和融合，提高了預(yù)測(cè)精度，在收斂性和穩(wěn)健性方面具有較好的表現(xiàn)。
4 結(jié) 語(yǔ)
為了提高體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的科學(xué)指導(dǎo)性，進(jìn)行體育成績(jī)預(yù)測(cè)，提出了因子分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相融合的體育成績(jī)預(yù)測(cè)模型。并對(duì)本文提出的模型進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明，本文模型提高了體育成績(jī)預(yù)測(cè)的精度，而且預(yù)測(cè)誤差可以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。
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在歷史的變遷和時(shí)代的不斷更替中，媒體形式以及內(nèi)容都發(fā)生了巨大的改變。借助于計(jì)算機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的報(bào)紙、廣播、雜志等傳播媒體逐漸被新興的互聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)終端等手機(jī)媒體擠占市場(chǎng)。然而，在媒介大發(fā)展的時(shí)代下，傳統(tǒng)媒體并不是被新興媒體所代替，而是各種媒體的相互融合過(guò)程，這種全媒體時(shí)代帶給了受眾以多樣化的個(gè)性選擇。手機(jī)媒體是全媒體中的一個(gè)重要方面，手機(jī)媒體與體育傳媒的融合能夠改變現(xiàn)有的體育傳媒面貌，帶來(lái)各方面的創(chuàng)新實(shí)踐。
一、全媒體時(shí)代下的體育傳媒特征
全媒體時(shí)代下提供給了體育傳媒以更加豐富的媒介傳播形式的選擇，也由于人們生活觀念以及方式上的變化，體育傳媒也體現(xiàn)為更加多樣化以及人性化的傳播方式。在全媒體時(shí)代下的體育傳媒主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面的特征：
（一）及時(shí)性
體育傳媒在新的時(shí)展中，具有更加高效和及時(shí)的傳播效率。新興的網(wǎng)絡(luò)媒體能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行十分快速和便捷的傳播，在體育傳媒中也充分利用到了這些新興媒體的發(fā)展，將體育新聞的報(bào)道范圍和方式擴(kuò)大，及時(shí)的更新體育信息，從而讓受眾最快的接觸到體育實(shí)時(shí)新聞內(nèi)容。
（二）個(gè)性化
個(gè)性化的體育媒體特征是對(duì)現(xiàn)代人追求精神享受以及個(gè)性特征心理的一種反應(yīng)。由于物質(zhì)生活的不斷滿足，人們對(duì)于自身的生活內(nèi)容有了更多方面的關(guān)注，個(gè)性化的追求改變了市場(chǎng)需求和狀況，這也同時(shí)帶來(lái)了體育傳媒中的個(gè)性化改變。體育傳媒有了更加精細(xì)的劃分，不同項(xiàng)目以及不同風(fēng)格的體育傳媒被分別呈現(xiàn)在特定的受眾面前，從而受眾能夠從中享受到個(gè)性化的服務(wù)。
（三）專業(yè)化
在以往的體育傳媒以及新聞報(bào)道中，娛樂(lè)性是其中的一個(gè)重要追求內(nèi)容，但在全媒體時(shí)代性，對(duì)于專業(yè)性的追求則更加深入地提下了體育傳媒的新特征。這種專業(yè)化可以從兩個(gè)方面來(lái)解析：一方面是體育傳媒技術(shù)本身的專業(yè)化，另一方面是對(duì)體育活動(dòng)以及項(xiàng)目的專業(yè)化報(bào)道和解析。通過(guò)專業(yè)化的體育傳媒，能夠向大眾普及體育知識(shí)，提高個(gè)人的體育認(rèn)知，從而營(yíng)造積極良好的社會(huì)風(fēng)貌。
二、全媒體時(shí)代下手機(jī)媒體與體育傳媒的融合
在全媒體時(shí)代下，手機(jī)媒體作為后起之秀表現(xiàn)出了強(qiáng)勁的媒體特征和需求，手機(jī)媒體能夠提供給人以更加高效和個(gè)性化的信息服務(wù)。在全媒體時(shí)代下，手機(jī)媒體是一個(gè)不可忽略的新興媒體形式，在體育傳媒中，通過(guò)對(duì)手機(jī)媒體的運(yùn)用，能夠促使體育傳媒更好的發(fā)展。
（一）手機(jī)媒體的發(fā)展趨勢(shì)
隨著手機(jī)媒體的發(fā)展與普及，手機(jī)媒體的影響力在不斷擴(kuò)大，手機(jī)媒體帶來(lái)了跨媒體的傳播和融合過(guò)程。在手機(jī)媒體的發(fā)展過(guò)程中，還呈現(xiàn)出它所特有的發(fā)展趨勢(shì)。
1、個(gè)性化定制服務(wù)
手機(jī)媒體是一種便攜式媒體，時(shí)空限制也較小，個(gè)性化的定制服務(wù)帶來(lái)了手機(jī)媒體的優(yōu)勢(shì)。手機(jī)用戶可以十分方便地從手機(jī)媒體上獲得自身感興趣的新聞信息，而不是面對(duì)浩瀚的信息海洋而無(wú)處下手。
2、全面的媒體融合
手機(jī)媒體還充分發(fā)展了擴(kuò)充了媒體之間的融合空間，帶來(lái)了全媒體的發(fā)展新局面。手機(jī)媒體能夠?qū)?bào)紙、廣播、電視以及互聯(lián)網(wǎng)等媒體形式都融合起來(lái)，在一個(gè)最終的移動(dòng)終端上進(jìn)行資源的互享，提高了資源的利用率。
3、增強(qiáng)用戶粘連度
由于手機(jī)媒體能夠做到對(duì)用戶需求和信息的及時(shí)意見(jiàn)收集，可以提供給用戶多方面的互動(dòng)體驗(yàn)，從而帶來(lái)了較好的用戶粘連度。手機(jī)媒體在發(fā)展過(guò)程中，也應(yīng)該不斷增強(qiáng)對(duì)用戶的吸引程度，從而將這種粘連度更好的利用和發(fā)展起來(lái)。
（二）手機(jī)媒體與體育傳媒融合的新思維
手機(jī)媒體具有十分良好的市場(chǎng)前景，在體育傳媒中通過(guò)與手機(jī)媒體的融合，能夠帶來(lái)體育傳媒的新思維和新形式。
1、促進(jìn)媒體的良性發(fā)展
通過(guò)手機(jī)媒體與體育傳媒的融合，能夠帶來(lái)媒體形式以及媒體內(nèi)容的良性互動(dòng)發(fā)展。利用手機(jī)平臺(tái)體育消息和報(bào)道，能夠提高信息的傳播和接受效率，同時(shí)也由于個(gè)性化的需求品質(zhì)增加，也可以促使體育傳媒提高其報(bào)道質(zhì)量。
2、增強(qiáng)傳媒的創(chuàng)新精神
手機(jī)媒體與體育傳媒融合還能夠帶來(lái)傳媒創(chuàng)新精神的發(fā)展。傳媒過(guò)程本身是要建立在對(duì)市場(chǎng)的深刻洞察和引導(dǎo)上的，需要具備十分敏銳的觸覺(jué)，才能將傳媒功效發(fā)揮到最大化。手機(jī)媒體與個(gè)人之見(jiàn)的距離很近，而體育傳媒是人類社會(huì)中的一項(xiàng)重要傳媒內(nèi)容，兩者之間的巧妙融合，能夠帶來(lái)傳媒之路的新發(fā)展。
3、提升體育的傳播價(jià)值
體育傳媒是需要體現(xiàn)相應(yīng)的傳播價(jià)值的，既有體育精神，也包括了相應(yīng)的人文情懷和文化觀念。在全媒體時(shí)代下的手機(jī)媒體與體育傳媒的融合過(guò)程中，體育傳媒本身的傳播價(jià)值能夠得到更好的體現(xiàn)，同時(shí)也能夠從中得到提升。
三、總結(jié)
摘 要 運(yùn)用文獻(xiàn)資料等研究方法，對(duì)體育領(lǐng)域中認(rèn)知心理學(xué)的研究展開(kāi)調(diào)查。結(jié)果表明，認(rèn)知心理學(xué)能夠解答體育行為的信息加工過(guò)程，目前在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了廣泛的研究。雖然認(rèn)知心理學(xué)是為體育科學(xué)的發(fā)展提供了新的視角，但也存在著研究不足、機(jī)理不清、表征解答不明確等問(wèn)題。
關(guān)鍵詞 體育領(lǐng)域 認(rèn)知心理學(xué) 研究現(xiàn)狀與特征
認(rèn)知心理學(xué)是“試圖了解人的智力性質(zhì)和人們?nèi)绾芜M(jìn)行思維”的科學(xué)，其目的是要說(shuō)明和解釋人完成認(rèn)知活動(dòng)時(shí)是如何進(jìn)行信息加工的，并以此來(lái)促進(jìn)人類的發(fā)展。體育運(yùn)動(dòng)行為，作為人認(rèn)知行為活動(dòng)的方式之一，其在激烈對(duì)抗、表現(xiàn)難美和互相博弈中的信息加工過(guò)程，不僅是人智力行為的高度展現(xiàn)更是人復(fù)雜思維模式的代表之一。
一、認(rèn)知心理學(xué)在體育領(lǐng)域中研究的效用
人類在認(rèn)識(shí)外部世界的過(guò)程中，80%的信息是通過(guò)視覺(jué)提供的。視覺(jué)系統(tǒng)與腦的許多高級(jí)功能密切相關(guān)，深入而系統(tǒng)地研究視覺(jué)通路及其信息加工，不僅是認(rèn)知心理學(xué)的發(fā)展方向之一，同時(shí)也是當(dāng)代體育科學(xué)探索運(yùn)動(dòng)技能形成中的，認(rèn)知信息加工方式及特征研究的前沿課題。
二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
（一）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
認(rèn)知心理學(xué)興起于20世紀(jì)50年代，《認(rèn)知心理學(xué)》的出版標(biāo)志著認(rèn)知心理學(xué)作為一門學(xué)科誕生[1]。至20世紀(jì)80年代認(rèn)知心理學(xué)已基本取代了行為主義心理學(xué)，在心理學(xué)領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位[2]。認(rèn)知心理學(xué)研究人的高級(jí)心理過(guò)程，是“試圖了解人的智力的性質(zhì)和人們?nèi)绾芜M(jìn)行思維的科學(xué)。它從信息加工觀點(diǎn)研究人的認(rèn)知過(guò)程，把人的心智過(guò)程看成是一種信息加工系統(tǒng)，對(duì)來(lái)自各方面的包括內(nèi)部和外部的信息進(jìn)行變換、簡(jiǎn)約、加工、存儲(chǔ)和使用，以實(shí)現(xiàn)不同的認(rèn)知目的[3]。對(duì)于認(rèn)知心理學(xué)的研究，最初主要圍繞語(yǔ)言學(xué)習(xí)、語(yǔ)言習(xí)得的信息加工特征和作用機(jī)理展開(kāi)的。但隨著研究的不斷深入，認(rèn)知心理學(xué)已經(jīng)進(jìn)入到基于視覺(jué)信息下的認(rèn)知行為信息加工機(jī)制與特征研究。
在體育領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者很早就開(kāi)展了運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)與心理之間的相關(guān)性研究，并以運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)模型、信息加工模型、\動(dòng)技能獲得等研究成果，初步揭示了認(rèn)知信息加工下的運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)獲得和發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律。近年來(lái)，隨著基于視覺(jué)信息加工下的認(rèn)知心理學(xué)研究的深入，國(guó)內(nèi)外體育領(lǐng)域的專家學(xué)者Green T、Abele、陳敏、Richard A等，通過(guò)視覺(jué)阻斷動(dòng)作技能行為表現(xiàn)、眼動(dòng)追蹤儀結(jié)合動(dòng)作分析儀分析視覺(jué)信息加工下的認(rèn)知反饋和眼動(dòng)分析儀結(jié)合ERP探索運(yùn)動(dòng)情景下的認(rèn)知信息加工機(jī)制等研究范式，從符號(hào)操作層次對(duì)運(yùn)動(dòng)技能獲得和發(fā)展內(nèi)在機(jī)制及認(rèn)知編碼的策略進(jìn)行廣泛的研究，其研究成果表明視覺(jué)信息認(rèn)知加工對(duì)運(yùn)動(dòng)技能的表現(xiàn)與學(xué)習(xí)具有重要的影響，良好的視覺(jué)信息加工能力能促進(jìn)運(yùn)動(dòng)技能的學(xué)習(xí)與水平提高。目前，國(guó)外該領(lǐng)域內(nèi)的研究已經(jīng)進(jìn)入到運(yùn)動(dòng)技能形成與學(xué)習(xí)中視覺(jué)認(rèn)知信息在不同運(yùn)動(dòng)情景環(huán)境與運(yùn)動(dòng)行為、信息量與反應(yīng)認(rèn)知方式、信息量與信息加工方式、信息變化與決策反饋等問(wèn)題的探索階段。而國(guó)內(nèi)由于在該領(lǐng)域起步較晚，雖然近年來(lái)在技能學(xué)習(xí)、信息加工、情景變化、運(yùn)動(dòng)決策方面取得較為豐富的研究成果，但總體水平依然與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家存在一定差距，特別是在青少年運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)的研究領(lǐng)域現(xiàn)有的成果還較少。
（二）存在的問(wèn)題
作為一個(gè)從可觀察到的現(xiàn)象來(lái)推測(cè)觀察不到的心理過(guò)程以及由傳統(tǒng)的自為經(jīng)驗(yàn)向?qū)嵶C的科學(xué)嬗變過(guò)程的運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)與控制，其現(xiàn)有的成果雖然揭示了人認(rèn)知行為的信息加工特點(diǎn)及規(guī)律但對(duì)于徹底揭示人的認(rèn)知本質(zhì)和運(yùn)動(dòng)技能的形成與發(fā)展還存在較多問(wèn)題。主要表現(xiàn)為：（1）視覺(jué)信息加工下的認(rèn)知行為是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，受不同環(huán)境、不同信息加工方式、不同信息量等因素影響較大，其現(xiàn)有的研究成果還不足以揭示其認(rèn)知本質(zhì)，需要不斷的豐富實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)采集，以提供更堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)。（2）視覺(jué)信息加工與運(yùn)動(dòng)技能形成雖具有高度的相關(guān)性，但對(duì)于信息量、信息加工方式、決策反饋、運(yùn)動(dòng)行為在技能形成中所占的具體相關(guān)比重還不確定，需要實(shí)驗(yàn)不斷加以分析、驗(yàn)證。（3）不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)技能的學(xué)習(xí)與控制有不同的信息加工方式和認(rèn)知行為特征，雖然國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)網(wǎng)球、羽毛球、乒乓球等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)技能項(xiàng)目進(jìn)行了分析，但對(duì)于以足球、籃球?yàn)榇淼募w運(yùn)動(dòng)和田徑、滑冰等簡(jiǎn)單技能項(xiàng)目研究的不足，使得當(dāng)前對(duì)運(yùn)動(dòng)行為認(rèn)知信息加工特征的研究還不完善，需要不斷的再進(jìn)行驗(yàn)證與探索，以解答不同“假說(shuō)”與疑問(wèn)。（4）不同運(yùn)動(dòng)等級(jí)和不同年齡階段的運(yùn)動(dòng)員，在運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)與控制過(guò)程中有著不同的認(rèn)知信息加工特征。而現(xiàn)有的研究多針對(duì)成年運(yùn)動(dòng)員，不但缺少對(duì)青少年運(yùn)動(dòng)員的測(cè)量與分析，且過(guò)于注重信息加工結(jié)果特征不注重信息加工過(guò)程變化特征的研究，使得基于視覺(jué)信息認(rèn)知加工下的運(yùn)動(dòng)技能形成規(guī)律研究成果存在較多漏洞。
三、結(jié)語(yǔ)
認(rèn)知心理學(xué)促進(jìn)了體育行為的研究，由傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)下的分析實(shí)踐探索向科學(xué)化、數(shù)據(jù)化、定量化、定型化的思維空間轉(zhuǎn)變。在更及時(shí)、客觀的地揭示人在學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)技能中信息加工、信息決策、信息反饋與運(yùn)動(dòng)行為之間關(guān)系的同時(shí)；推動(dòng)體育學(xué)科走向現(xiàn)代化，以科技的力量促使體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練由自覺(jué)的經(jīng)驗(yàn)向自為的科學(xué)嬗變。
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