運動表現(xiàn)分析已成為足球訓和比賽中不或缺的主要內容,尤其是如何正確運用運動表現(xiàn)分析對青少年足球運動員的運動表現(xiàn)進行評估。對青少年運動員在正式足球比賽中運動表現(xiàn)分析的準確與否,往往影響其足球運動生涯的延續(xù)性。足球運動員在比賽中的運動表現(xiàn)是一個較為復雜的系統(tǒng),不僅是體能、技戰(zhàn)術能力、智能的綜合體現(xiàn),它也受到比賽過程中外部環(huán)境的影響。比賽中在球隊的比賽策略、教練員戰(zhàn)術安排、同隊運動員能力水平、場上位置、對手水平、場地、氣候等多種因素影響下,運動員的技、戰(zhàn)術表現(xiàn)經(jīng)常處于動態(tài)變化之中。但是不同于成年比賽中運動員的運動表現(xiàn)分析,青少年運動員的運動表現(xiàn)分析不可避免地還受到相對年齡效應這一特殊因素的影響。同時,各界專家、學者和足球從業(yè)人員普遍認為我國足球發(fā)展水平低下的原因主要是足球后備人才儲備不足,其中人才培養(yǎng)質量不高是影響青少年足球運動發(fā)展的關鍵。目前,青少年足球運動員的科學培養(yǎng)仍存在著較多問題,尤其是對青少年足球比賽中運動員運動表現(xiàn)缺少客觀的分析和判斷。因此,如何客觀正確評價青少年運動員比賽中的運動表現(xiàn),需要青少年足球教練員和從業(yè)人員對運動表現(xiàn)分析的運用進行重新的思考和認識。本文采用文獻資料法、專家訪談法、實驗驗證法、統(tǒng)計分析法、歸納分析法對比賽中運動表現(xiàn)分析和相對年齡效應兩部分內容重新進行理論梳理,并結合實踐論證研究得出以下結果:研究一:選取2017年報名參加全國運動會的足球運動員2051名,和中國足協(xié)官網(wǎng)2017年公布的參加骨齡測試的U14–U20年齡段的青少年足球運動員6745名作為研究對象。采用非參數(shù)卡方X~2檢驗方法,對運動員的不同出生季度情況(Q1–Q4)進行偏態(tài)分布分析,并結合元分析法采用比值比(Odd Ratio)對運動員出生季度分布進行效應值比較。研究結果顯示:相對年齡效應均存在于我國競技系列青少年足球運動的男女運動員中,同時亦存在不同年齡組別之間,第一季度出生人數(shù)顯著高于第四季度出生人數(shù)(p0.05);精英運動員中守門員、后衛(wèi)、中場和前鋒不同場上位置運動員的相對年齡效應同樣呈現(xiàn)顯著性差異(p0.05),而且對于身體素質要求較高的位置(即守門員和中后衛(wèi)),相對年齡效應值(V)更加明顯。從OR統(tǒng)計結果來看,相對年齡效應在我國男子運動中有隨著分組年齡的增長而增加趨勢,但是女子運動員在進入青春發(fā)育期后(U16–U20),相對年齡效應與男子運動員呈相反變化趨勢。研究二:選取2019年上海市校園優(yōu)秀青少年足球運動員訓練營中U10–U16年齡段的運動員187名作為研究對象,對其進行10米、40米快速跑,直立半蹲反向縱跳,原地直腿跪平胸推實心球,5×25一次性折返跑,T型跑等身體素質測試。并采用非參數(shù)卡方X~2檢驗方法對數(shù)據(jù)結果和運動員的不同出生季度情況進行偏態(tài)分布分析,和結合運動員的個體表現(xiàn)能力和出生季度情況采用單因素方差分析(One-way ANOVA)進行分析,研究結果顯示:相對年齡效應在上海市校園足球青少年不同性別和不同年齡段中都不具有顯著性差異(p0.05)。多數(shù)身體素質表現(xiàn)不受出生日期分布不同影響(p0.05),但有部分身體素質受到出生日期分布不同的影響(p0.05),如:U10男子40米沖刺跑、U12男子T型跑和U16男子40米沖刺跑、5X25米一次折返跑及T型跑中發(fā)現(xiàn)差異性顯著(p0.05),從統(tǒng)計結果看,U10組別中第一和第二季度出生運動員成績要好于第四季度(7.70±0.23秒),U12組別中第一、二、三季度出生運動員成績好于第四季度(15.71±0.88秒),在U16組別中同樣發(fā)現(xiàn)第一、二、三季度出生運動員的40米沖刺跑好于第四季度(6.05±0.26秒),第一、二季度出生運動員的5X25米一次折返跑成績要好于第四季度出生運動員(36.22±1.67秒),第一季度出生運動員T型跑成績(12.23±0.48秒)要好于第四季度(13.19±0.58秒)。U10女子40米沖刺跑、U12女子原地直腿跪平胸推實心球存在顯著性差異(p0.05),從統(tǒng)計結果看,其中U10組別第一、二、四季度出生女子運動員的40米沖刺跑中成績要好于第三季度出生運動員(7.74±0.38秒)、U12組別第一、二季度出生運動員原地直腿跪平胸推實心球中成績遠于第三季度出生運動員成績(2.40±0.12米)。研究三:由于國際足聯(lián)規(guī)定的正式比賽不允許運動員佩戴任何可穿戴設備,以及青少年比賽無法獲得主流比賽分析軟件的關注,青少年比賽中運動員體能表現(xiàn)的真實情況缺乏客觀評價和分析。本研究與上海交通大學計算機教授共同合作開發(fā)的比賽視頻追蹤系統(tǒng),通過提高錄像追蹤系統(tǒng)的目標追蹤準確性,運用核化相關濾波器算法(Kernelized Correlation Filter,簡稱KCF)建立足球比賽中運動員體能表現(xiàn)錄像追蹤系統(tǒng),并結合場地實踐測試和采用配對方差分析(Paired Samples T test)和Pearson相關分析將開發(fā)軟件與主流運動表現(xiàn)分析軟件(Catapult)進行對比,驗證該系統(tǒng)用于足球比賽的有效性和準確性,為后續(xù)研究(研究四)提供體能表現(xiàn)的客觀實際結果。從研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果看,比賽中運動員在兩種體能監(jiān)測結果不存在顯著性差異(p0.05),且兩種軟件統(tǒng)計結果呈高度一致性(Cor0.89)。研究四:將參加我國第十三屆全運會的上海U20男子足球代表隊25名運動員為研究對象,采用研究三研發(fā)的視頻追蹤系統(tǒng)設備,對研究對象的運動表現(xiàn)進行追蹤記錄分析,同樣采用非參數(shù)X~2檢驗方法,和運用單因素方差分析(One-way ANCOVA)結合體能和技術分別對不同出生季度和場上位置的足球運動員進行比較分析。結果顯示,獲得比賽冠軍的上海U20男子足球代表隊存在明顯的相對年齡效應特征(p0.05),第一季度出生的運動員人數(shù)占總人數(shù)的一半以上(52.83%),顯著高于第四季度出生人數(shù)(19.05%)。守門員相對其他位置隊員有較明顯的身高優(yōu)勢(185.50±3.54厘米)和體重優(yōu)勢(80.00±0.00公斤),此后依次為后衛(wèi)中場前鋒。從上海U20男足所有7場比賽中上場時間達到總時間的70%以上共8名運動員的出生季度分布研究發(fā)現(xiàn),第一季度出生的運動員占到總人數(shù)的62.5%,要明顯多于第四季度出生的人數(shù)(12.5%)。單因素方差分析結果顯示,90分鐘完成比賽的運動員的技術、體能和射門表現(xiàn)與不同出生季度不具有顯著性(p0.05),因此相對年齡效應不存在。但從射門的均值看第一季度出生的運動員在射正球門次數(shù)與第四季度出生員相比有著較好的表現(xiàn)(0.60±0.51),同時射失的均數(shù)相比其他兩個季度出生運動員的值要低(0.40±0.51)。從結合位置的比賽中技術(包括射門)和體能表現(xiàn)看,技術研究結果不具有顯著性差異(p0.05)。但比賽中總跑動距離和中速跑距離中前場隊員與后衛(wèi)隊員具有顯著(p0.05),中場隊員的總距離跑和中速跑距離最大(10618.13±968.56米和861.68±280.37米),明顯高于后衛(wèi)隊員的總跑動距離和中速跑距離(9786.96±806.0米和568.45±249.52米)。綜上所述,我國競技系列青少年足球運動員的不同年齡、性別和競技水平組別中都存在明顯的相對年齡效應情況,尤其是我國青少年精英足球運動員,與世界青少年足球運動員的相對年齡效應研究結果一致。其中男子運動員中隨著年齡的增加相對年齡效應增強,而女子運動員在進入青春期后有所減弱。在我國上海校園青少年足球運動的調查研究中發(fā)現(xiàn),運動員的年齡分布和身體形態(tài)和多數(shù)身體素質表現(xiàn)不存在相對年齡效應現(xiàn)象,僅有部分身體素質受到運動員出生日期的影響,且相對出生早的運動員較相對晚出生的運動員在同類身體素質中具有一定優(yōu)勢。從U20全運會男子比賽研究發(fā)現(xiàn),相對年齡效應對青少年足球比賽中運動員的出場次數(shù)和比賽時間有著明顯影響,但對于技能和體能表現(xiàn)不存在影響,同時不同位置隊員的體能表現(xiàn)和射門技術存在一定的差異性。因此,青少年足球比賽中運動員運動表現(xiàn)分析應該是一種綜合的分析,除了技能、體能外,還應結合比賽中外部環(huán)境因素及相對年齡效應進行綜合考量,這樣才能保證全面、客觀地認識運動員真實的運動表現(xiàn),避免因為相對年齡較小但又具備足球運動天賦的運動員被錯誤性評價和過早被淘汰。
【學位單位】：上海體育學院
【學位級別】：博士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：G843
【部分圖文】：

相對年齡效應對足球比賽中青少年運動員運動表現(xiàn)分析影響的研究41訓練采用脊回歸，設訓練樣本集為,-，則其線性回歸函數(shù)為，()=（3）其中w是權重系數(shù)，則改優(yōu)化可通過最小二乘法求解，∑(())||||（4）其矩陣形式為，||||||||（5）其中X的每一行分別表示一個向量，y是列向量，令導數(shù)為0，可得=()（6）3.KCF中所有的訓練樣本都是基于目標樣本循環(huán)位移得到，如下圖所示采樣窗口的位移。圖3樣本循環(huán)位移假定原圖矩陣=,-,則可獲得循環(huán)位移=,-。特別是對于二維圖像來說，可以分別循環(huán)X、Y軸，以便實現(xiàn)各個方位的移動。因此可以將原矩陣通過不斷的乘上排列矩陣如[]，以得到x生成的循環(huán)矩陣，用C（x）表示。C（x）矩陣具有可以在傅里葉空間中進行對角化的性質。將如下傅里葉對角化等式帶入脊回歸。=()（7）經(jīng)過一系列變換，可得，=（8）而由傅式空間變換，有如下公式，=,-（9）5.3.3多視角下的目標跟蹤單視角下的多目標跟蹤，一定程度上能夠緩解不同球員的遮擋性問題。但在實際運用中會由于足球比賽的同場對抗性易出現(xiàn)多人擁擠在狹小空間的畫面內，球員之間相互遮擋，個人與場地的區(qū)分不夠明顯。因此僅僅用單視角的比賽視頻實時跟蹤將大大減少跟蹤的準確性。基于此原因，本研究采用了多視角

相對年齡效應對足球比賽中青少年運動員運動表現(xiàn)分析影響的研究42下（多攝像頭）的跟蹤方式，一旦在某個方向看上去的視頻中球員出現(xiàn)遮擋，則通過另外的角度跟蹤隊員。多視角只是單視角比賽跟蹤的一種擴展，通過avgPoint方法把兩個視角的數(shù)據(jù)結合起來，可以提高追蹤的準確度，并且進一步加強跟蹤的穩(wěn)定性，研究所采用的多個視角樣例如下：（a）（b）（c）(a)視角一截圖(b)視角二截圖(c)視角三截圖圖4不同視角同時刻的兩球員爭搶圖從圖4中可看到，在圖（a）視角中，隊員在畫面里產(chǎn)生了重疊，因此即便跟蹤算法能夠準確跟蹤，但也是跟蹤在相隔攝像機較近的隊員身上，因此會導致一定的誤差。而從圖像（b）和（c）中可以看到，在這兩個視角下球員不會產(chǎn)生重疊，因此本文利用avgPoint方法，利用多視角的優(yōu)勢，將遮擋情況進行抵消。如下圖所示：圖5多視角綜合定位圖從圖5中可以看到，在進行了二維平面坐標轉換之后，采用了與距離成反比例的加權平均法，用以整合多視點跟蹤坐標數(shù)據(jù)，其算法如下所示。

相對年齡效應對足球比賽中青少年運動員運動表現(xiàn)分析影響的研究42下（多攝像頭）的跟蹤方式，一旦在某個方向看上去的視頻中球員出現(xiàn)遮擋，則通過另外的角度跟蹤隊員。多視角只是單視角比賽跟蹤的一種擴展，通過avgPoint方法把兩個視角的數(shù)據(jù)結合起來，可以提高追蹤的準確度，并且進一步加強跟蹤的穩(wěn)定性，研究所采用的多個視角樣例如下：（a）（b）（c）(a)視角一截圖(b)視角二截圖(c)視角三截圖圖4不同視角同時刻的兩球員爭搶圖從圖4中可看到，在圖（a）視角中，隊員在畫面里產(chǎn)生了重疊，因此即便跟蹤算法能夠準確跟蹤，但也是跟蹤在相隔攝像機較近的隊員身上，因此會導致一定的誤差。而從圖像（b）和（c）中可以看到，在這兩個視角下球員不會產(chǎn)生重疊，因此本文利用avgPoint方法，利用多視角的優(yōu)勢，將遮擋情況進行抵消。如下圖所示：圖5多視角綜合定位圖從圖5中可以看到，在進行了二維平面坐標轉換之后，采用了與距離成反比例的加權平均法，用以整合多視點跟蹤坐標數(shù)據(jù)，其算法如下所示。
【參考文獻】

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本文編號：2866610