运动动作分析专用高速图像传感器

分析运动员的表现是高速视频(一般称为慢动作视频)的其中一种特殊用途。今天,不论业余爱好者或是专业人士都在寻求超越竞争对手的优势。因此,找出并纠正自己的问题点是当务之急。借助高速图像就得以减慢事件速度,从而进行毫秒级的研究和体育运动校正。

现在,无论是田径运动员欲通过改进起跑机制将其 100 米的时间减短 0.05 秒,或是游泳运动员需要纠正其转身的动作,慢动作图像(或“ slomo”)都是必不可少的教练工具。然而,尽管 Slomo 的价值在几十年前就得到了肯定,直到 1980 年代,slomo 仍只能用专门的高帧率胶卷相机实现。由于胶片固有的长处理时间和高成本,因此很少有运动员能从高速运动分析中受益。如今,slomo 设备的成本随着“数字视频革命”而暴跌,因此几乎每个运动员和教练都可以利用这种功能。

而高尔夫就是采用高速数字分析改善运动表现的一个很好的例子。数字视频已在高尔夫训练中心完全集成。该运动的挑战一般归结为细化和重复挥杆动作,以使高尔夫杆头以直角与高尔夫球接触。通过分析成像上的挑战不难明白为什么需要高速图像传感器和摄影机。在典型的高尔夫挥杆动作中,传统的摄影机以每秒 30 帧(fps)的速度进行拍摄,再加上正常的滚动模式快门,可能仅能得出两张模糊且扭曲的照片。这些照片在球的两侧,并相距六英尺远,因此用处不大。然而,真正的高速摄影机机带有图像传感器、速度为 1000 fps、快照快门速度为 1/10,000 秒,因此所得出的图像可以非常清晰地显示出球杆头以 100 mph 或更高的速度接近球。如此一来就可以更全面地分析挥杆质量。

Golfball compression

(图片来源:PerfectGolfSwingReview.net)

不论是网球、足球、橄榄球、棒球、篮球还是体操等,教练们都正在寻找用高速数字视频慢动作系统使运动员受益的方法。

Forza Silicon 为许多专业相机制造商(包括高速运动分析相机)提供定制高性能 CMOS 图像传感器的设计和制造方面的支持。Forza 甚至将定制的 Forza Silicon CMOS 图像传感器与电子全局快门集成在一起,创建了高清(HD)相机。该相机的最大帧速率为每秒 3000 帧,快门速度高达 1µs,是足以满足运动中最苛刻需求的理想相机。