スポーツにおけるコンピュータービジョンの活用事例を探る

スポーツの歴史は、少なくとも3000年前までさかのぼります。技術や社会の発展とともに、スポーツも進化してきました。現在、スポーツ業界ではコンピュータービジョンが活用されています。

コンピュータービジョンは、画像や動画を理解してコンピューターに「見る」能力を与えることに焦点を当てた人工知能（AI）の一分野です。ほとんどのスポーツの試合はすでに撮影・放送されています。データが豊富にあるため、スポーツ業界はコンピュータービジョンのさまざまな用途に適しています。コンピュータービジョンがフィールドから観客席まで、スポーツをどのように変えているか見ていきましょう。

スポーツにおけるコンピュータービジョンの力を活用する#

コンピュータービジョンはスポーツ観戦のあり方を変えています。放送を見るだけでなく、試合の状況をリアルタイムに分析して確認できるようになりました。ここでは、スポーツ分野におけるリアルタイムのコンピュータービジョン活用例をいくつか紹介します。

ファンの関心を維持する#

スポーツ業界の根幹は、ファンを満足させ、夢中にさせ、楽しませることにあります。実際、ある調査では、スポーツ業界の専門家の71%が、組織の目標達成にファンエンゲージメントが重要だと考えていました。スポーツとの感情的なつながりによってファンは何度も戻ってきて、収益にもつながります。

コンピュータービジョンは、どのようにファンエンゲージメントの向上に役立つのでしょうか。#

コンピュータービジョンと拡張現実（AR）を組み合わせると、試合観戦にインタラクティブな要素を加えられます。たとえば、サッカーの試合を観戦しているとします。試合の進行に合わせて、選手のスピードやキックの飛距離などのライブ統計が画面に表示されます。これを可能にするのがARです。

デジタルオーバーレイを、視聴中のライブ放送やゲーム映像に直接重ねて表示します。コンピュータービジョンは、特定の選手の動きを識別するのに役立ちます。ARはその情報を取り込み、リアルタイムで統合します。これにより、通常の視聴体験がインタラクティブなものに変わります。

2022年のFIFAワールドカップで、FIFAはファンのスタジアム体験をさらに充実させるため、ARアプリを導入しました。このアプリはコンピュータービジョンを使って、フィールド上の選手をリアルタイムで識別しました。ファンはスマートフォンからスタッツやヒートマップを確認できます。デバイスを試合にかざすと、下に示す攻撃側のヒートマップのように、選手の詳細情報や戦術的なヒートマップを表示できました。

図1. FIFAのARアプリ。

コンピュータービジョンはファンエンゲージメントの未来となるのでしょうか。#

コンピュータービジョンは、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とした調査でも、同様の見解が示されました。今後3～5年でファンエンゲージメントを最も変える技術を尋ねたところ、VR/ARとAIがそれぞれ回答者の33%と29%から選ばれ、上位となりました。

図2. スポーツ業界を変革するテクノロジーを示すインフォグラフィックです。

ここで重要な役割を果たすのがコンピュータービジョンです。コンピュータービジョンモデルは、これらの技術が画像やシーンを認識・理解するのを支援します。これによりAR/VRの没入感が高まり、ファンの体験が向上します。

審判の自動化#

スポーツでは、すべての試合が公正かつ誠実に行われるようにすることが重要です。従来、この責任は人間の審判が担ってきました。しかし、どれほど優秀な審判でも、ときにはミスをします。自動審判システムは、試合中の意思決定を支援できます。

コンピュータービジョンは、どのように自動審判システムの構築に役立つのでしょうか。#

コンピュータービジョンにより、審判の判定は推測に頼るものではなく、より正確なものになります。たとえば、テニスでは選手がライン判定に異議を申し立てた際に、自動判定を利用できます。

図3. コンピュータービジョンを使ったテニスの試合の審判。

コンピュータービジョンシステムは、ボール追跡を利用してボールの軌道を分析し、落下地点を正確に特定できます。コート周辺の複数のカメラ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、この仕組みが実際に活用されている好例です。2021年以降、全米オープンではライン判定の方法が全面的に刷新され、Hawk-Eyeなどのテクノロジーを活用した自動審判が完全に導入されています。

自動審判はスポーツにどのような影響を与えるのでしょうか。#

自動判定システムは、試合の判定の正確性と公平性を向上させます。たとえば、サッカーのビデオ・アシスタント・レフェリー（VAR）により、プレミアリーグの重要な判定の正確性は82%から96%に向上しました。

自動判定がスポーツに与えている影響を、さらにいくつかご紹介します。

• ヒューマンエラーの低減: 審判がプレーを見逃したり、誤って判定したりする可能性を減らします。
• 公平性の向上: すべてのチームが同じ基準で判定されるようにします。
• 透明性の向上: ファンやチームが判定のプロセスをより明確に理解できるようにします。
• 選手とコーチへのサポート: 不当なペナルティや見逃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を支援#

アスリートは、舞台裏で多くのトレーニングと努力を重ねています。トレーニングセッションでは通常、運動能力の向上と負傷リスクの低減に重点が置かれます。機械学習アルゴリズムなどのテクノロジーを活用すれば、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細かく調整できます。アスリートはトレーニング内容を最適化し、負傷のリスクを抑えながら最高のパフォーマンスを発揮できます。

コンピュータビジョンは、アスリートのトレーニングのモニタリングにどのように活用できますか？#

コンピュータービジョンは、運動中の動きを観察してフィードバックを提供することで、アスリートのトレーニングをモニタリングします。たとえば、アスリートが懸垂を行う際に、姿勢推定を使って体の動きや回数を追跡し、正しいフォームで行えているかを確認できます。フォームが適切でない場合は修正を促し、安全性を保ちながらトレーニングの効果を高めます。

同様に、腕立て伏せでは、コンピュータビジョンによって体の位置や腕立て伏せの深さなどを検出、追跡できます。フォームに関する即時の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。これにより、安全かつ効果的な運動が可能になり、全体的なパフォーマンスの向上につながります。

図4. Ultralytics YOLOモデルを使用した腕立て伏せの姿勢推定。

上記の例では、Ultralytics YOLOv8がワークアウト中のアスリートの動きを正確にモニタリングする様子をご覧いただけます。YOLOv8は、体の重要な位置や動作をリアルタイムで正確に特定できます。試してみたい場合は、Ultralyticsのワークアウトモニタリングガイドをご覧ください。

アスリートのトレーニングのモニタリングにコンピュータビジョンを活用するメリットは何ですか？#

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し、向上させるのに役立っています。テクノロジーと従来の手法を組み合わせることで、より良い成果を実現します。主なメリットを詳しく見てみましょう。

• わずかなパフォーマンスの違いも明らかになり、具体的な改善につながります。
• リスクのある動きを早期に検出することで、けがを防ぎ、選手の健康を守ります。
• リアルタイムのフィードバックにより、コーチやアスリートはすぐに技術を調整できます。
• 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の民主化が進みます。
• 戦略やトレーニングに関する意思決定がデータに基づいて行われるようになり、推測への依存を減らし、戦術全体を強化できます。

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、刺激的な新たな可能性が生まれています。革新的なスタートアップ企業は、コンピュータービジョンとAIを活用して、スポーツのプレー、コーチング、観戦をより豊かなものにしています。注目すべき取り組みをいくつか見てみましょう。

Hawk-Eye Innovations#

Hawk-Eye Innovationsは英国を拠点とする企業です。コンピュータービジョン、ビデオリプレイ、グラフィックス技術を専門としています。同社のシステムは、スポーツの公平性と魅力を高めています。世界各地の主要なスポーツリーグのほぼすべてと連携しています。Hawk-Eyeの技術には、SMARTリプレイや、ボールなどの物体を追跡する「Track」システムがあります。

図5. Hawk-Eye Innovations

NEX TeamとHomeCourt#

NEXと同社のアプリHomeCourtは、バスケットボールのトレーニングをよりスマートにします。米国企業であるNEXは、AIとスマートフォンのカメラを使ってプレーを分析します。ゲーム感覚で楽しめるフィードバックやトレーニングドリルを提供し、友人と一緒に練習することもできます。NBAのパートナーとして、HomeCourtはトップ選手の知見を提供しています。

図6. HomeCourt

Veo#

デンマークの企業Veoは、地域スポーツの撮影方法を変えています。Veo Cam 3はカメラマンなしで試合を撮影できます。プレーを追跡し、放送のような視聴体験を提供します。さらにVeo Analyticsがチームのパフォーマンスを分析します。専属の分析チームがいるようなものです。

図7. Veo Cam 3

まとめ#

コンピュータビジョンが大きな変革をもたらしていることを見てきました。選手のトレーニングから試合の楽しみ方まで、あらゆるものを変えています。しかし、これはまだ始まりにすぎません。コンピュータビジョンの他の活用方法に関心がある方は、Ultralyticsにお任せください。

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