スポーツにおけるコンピュータビジョンのアプリケーションを探索する

スポーツの歴史は、少なくとも3000年前にまで遡ることができます。テクノロジーと社会の進化に伴い、スポーツも変化してきました。現在では、スポーツ業界においてcomputer visionが活用されている様子が見られます。

コンピュータビジョンは、画像や動画を理解することでコンピュータに「見せる」ことを可能にする、人工知能（AI）の一分野です。ほとんどのスポーツ競技はすでに撮影・放送されており、この豊富なデータは、スポーツ業界をコンピュータビジョンの様々な応用に適した分野にしています。フィールドから観客席まで、コンピュータビジョンがどのように競技を変えているのかを見ていきましょう！

スポーツにおけるコンピュータビジョンの活用#

コンピュータビジョンは、私たちのスポーツ観戦のあり方を再定義しています！単に放送を観るだけでなく、試合がリアルタイムで分析される様子を目にすることができます。ここでは、スポーツにおけるリアルタイムのコンピュータビジョン応用のいくつかを紹介します。

ファンのエンゲージメントを維持する#

スポーツ業界の核心は、ファンに満足感、エンゲージメント、そしてエンターテインメントを提供し続けることにあります。実際ある調査によると、スポーツ関係者の 71% が、組織の目標達成においてファンエンゲージメントが重要であると考えていることがわかりました。スポーツとの情緒的なつながりにより、ファンがリピーターとなり、収益がもたらされます。

コンピュータビジョンは、どのようにファンエンゲージメントを向上させることができるのでしょうか？#

コンピュータビジョンと拡張現実（AR）を組み合わせることで、試合観戦にインタラクティブな要素を加えることができます。例えばサッカーの試合を観ているとき、試合の進行に合わせてライブ統計が画面に表示されます。その統計には、選手のスピードやキックの距離などが示されます。これはARによって実現されています。

それはデジタルオーバーレイを、観戦しているライブ放送や試合の中に直接融合させます。コンピュータビジョンは、特定の選手の動きを特定するのに役立ちます。ARはこの情報を取得し、リアルタイムでシームレスに統合します。これにより、標準的な視聴体験がインタラクティブなものへと変化します。

2022年のFIFAワールドカップにおいて、FIFAはファンのスタジアム体験をさらに向上させるために ARアプリ を導入しました。このアプリはコンピュータビジョンを使用して、フィールド上の選手をリアルタイムで識別します。ファンはスマートフォンから直接、スタッツやヒートマップにアクセスできます。デバイスをアクションに向けてかざすだけで、詳細な選手情報や、以下に示すアタッカーのヒートマップのような戦術的ヒートマップを確認することができました。

Fig 1. FIFA ARアプリ

コンピュータビジョンはファンエンゲージメントの未来なのでしょうか？#

コンピュータビジョンはファンエンゲージメントの未来を形作っています。スポーツ業界の専門家を対象に調査が行われ、彼らもその意見に同意しました。今後3～5年の間にどのテクノロジーがファンエンゲージメントを最も大きく変えるかという問いに対し、VR/ARとAIがそれぞれ33%と29%の支持を得てトップに選ばれました。

Fig 2. スポーツ業界を再定義するテクノロジーに関するインフォグラフィック

ここで重要なのがコンピュータビジョンです。コンピュータビジョンモデルは、これらのテクノロジーが画像やシーンを認識・理解する助けとなります。これにより、AR/VRはより没入型になり、ファンの体験を向上させます。

自動審判システム#

スポーツにおいて、競技が公平かつ誠実に行われるようにすることは重要です。伝統的に、この重責は人間である審判が担ってきました。しかし、いかに適切に任務を遂行しようとも、人間は時としてミスを犯します。自動審判システムは、試合中の意思決定プロセスをサポートすることができます。

コンピュータビジョンは、どのように自動審判システムの構築に貢献しているのでしょうか？#

コンピュータビジョンは、審判の判断から推測を減らし、精度を高めるのに役立ちます。例えば、テニスにおいて選手がライン判定に異議を唱える場合、自動審判が利用できます。

Fig 3. コンピュータビジョンを使用したテニスの試合の判定

コンピュータビジョンシステムは、ボールトラッキングを使用してボールの軌道を分析し、どこに着地したかを正確に特定できます。コート周辺の様々なカメラからの映像に画像処理技術を適用することで、ボールがインかアウトかを確実に判定できます。

Hawk-Eyeテクノロジーは、この実用例として最適です。2022年以来、全米オープンはライン判定の方法を一新し、自動審判のためにHawk-Eyeのようなテクノロジーを全面的に導入しました。

自動審判がスポーツに与える影響は何でしょうか？#

自動判定システムにより、ゲーム判定の精度と公平性が向上します。例えば、サッカーのビデオ・アシスタント・レフェリー（VAR）は、プレミアリーグにおける重要な判定の精度を82%から驚異的な 96% に向上させました。

自動審判がスポーツに影響を与えているその他の方法をいくつか挙げます：

• ヒューマンエラーの低減：審判が見逃したり、誤った判定をしたりする可能性を最小限に抑えます。
• 公平性の向上：すべてのチームが同じ基準で判定されることを保証します。
• 透明性の強化：ファンやチームに対し、意思決定プロセスをより明確に理解できるようにします。
• 選手とコーチのサポート：不当なペナルティや見過ごされた違反の発生を減らします。

アスリートのトレーニング支援#

アスリートは舞台裏で多くのトレーニングと懸命な努力を重ねています。トレーニングセッションは通常、運動能力の向上と怪我のリスク低減に重点を置いています。機械学習アルゴリズムなどの最先端技術を活用することで、コーチはデータを分析し、トレーニングプログラムをさらに微調整できます。アスリートはトレーニングルーチンを最適化し、怪我のリスクを最小限に抑えながら最高のパフォーマンスレベルを達成することができます。

コンピュータビジョンは、どのようにアスリートのトレーニングモニタリングに使用できるのでしょうか？#

コンピュータビジョンは、アスリートが運動する際の動きを監視し、フィードバックを提供することでトレーニングのモニタリングを支援します。例えば、アスリートが懸垂をする際、身体の動きや回数を追跡し、正しいフォームであるかを確認できます。フォームが正しくない場合は、アスリートに修正を促し、安全性を保ちながらワークアウトを改善させることができます。

同様に、腕立て伏せにおいても、コンピュータビジョンは身体の位置や腕立ての深さなどを検出・追跡できます。テクニックについて即座にフィードバックを提供するため、アスリートは正しく行えているかを確認できます。これはアスリートが安全かつ効果的に運動し、全体的なパフォーマンスを向上させる助けとなります。

Fig 4. Ultralytics YOLOモデルを用いた腕立て伏せの姿勢推定。

上記の例では、Ultralytics YOLOv8が実際に稼働し、ワークアウト中のアスリートの動きを正確に監視している様子をご覧いただけます。リアルタイムで身体の主要な位置や動きを正確に特定できます。試してみたい方は、詳細をこちらからご覧ください。

アスリートのトレーニングモニタリングにコンピュータビジョンを使用する利点は何でしょうか？#

コンピュータビジョンは、革新的な方法で選手のパフォーマンスを追跡・向上させています。テクノロジーと伝統的な手法を組み合わせることで、より良い結果をもたらします。その利点を詳しく見ていきましょう：

• 細かなパフォーマンスの詳細が明らかになり、具体的な改善への道筋がつきます。
• 危険な動きを早期に検出することで、怪我を防ぎ、選手が健康を維持できるようにします。
• リアルタイムのフィードバックのおかげで、コーチと選手は即座にテクニックを調整できます。
• あらゆるレベルのチームが高度な分析を利用できるようになり、パフォーマンス分析が民主化されます。
• 戦略とトレーニングの決定がデータ主導型になり、推測への依存を減らし、全体的な戦術を強化します。

スポーツの未来を形作るコンピュータビジョンとAIのスタートアップ#

テクノロジーとスポーツの融合により、刺激的な新しい機会が生まれています。革新的なスタートアップが、私たちのスポーツのプレイ、コーチング、楽しみ方を変えるためにコンピュータビジョンとAIを適用しています。興味深い貢献をしている企業をいくつか簡単に紹介します。

Hawk-Eye Innovations#

Hawk-Eye Innovations は英国のパイオニアです。コンピュータビジョン、ビデオ・リプレイ、グラフィカル・テクノロジーを専門としています。同社のシステムは、スポーツをより公平でエキサイティングなものにしています。世界中のほぼすべての主要なスポーツリーグと提携しています。Hawk-Eyeの技術には、SMARTリプレイや、ボールやその他のオブジェクトを追跡する「Track」システムが含まれます。

Fig 5. Hawk-Eye Innovations

NEX TeamとHomeCourt#

NEXとそのアプリである Homecourt は、バスケットボールのトレーニングをスマートにします。この米国企業は、AIとスマートフォンのカメラを使用してゲームを分析します。魅力的でゲーム感覚のフィードバックやトレーニングドリルを提供します。友達と一緒にトレーニングすることも可能です。NBAのパートナーとして、HomeCourtはトッププレイヤーからのインサイトを提供します。

Fig 6. HomeCourt

Veo#

Veo は、デンマークにおける地元スポーツの録画方法を変革しています。VeoのCam 3を使用すれば、カメラマンなしで試合を撮影できます。アクションを追跡し、放送レベルの体験を提供します。さらにVeo Analyticsがチームのパフォーマンスを分析します。まるで専属の分析チームがいるかのような環境を実現します。

図7. Veo Cam 3

まとめ#

コンピュータビジョンが大きな波を起こしていることを確認しました。選手のトレーニングから試合の楽しみ方に至るまで、すべてを変革しています。しかし、これはまだ始まりに過ぎません。コンピュータビジョンの他の応用について興味がある方は、ぜひUltralyticsにお任せください。

GitHub repository にアクセスして、コンピュータビジョンとAIに対する私たちの貢献をご覧ください。また、製造業 や 自動運転 などの分野でAIがどのようにゲームを変えているかをご覧になりたい場合は、ソリューションページをご覧ください。AIとコンピュータビジョンで何が可能になるか、その驚きの世界へ踏み出しましょう。未来はここから始まります。