スポーツにおけるコンピュータービジョンの用途を探る

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。テクノロジーと社会の進化に伴い、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、画像や動画を理解することで、コンピューターに「見る」能力を持たせ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。豊富なデータがあるため、スポーツ業界はコンピュータービジョンのさまざまな応用に適しています。フィールドからスタンドまで、コンピュータービジョンがどのようにスポーツを変えているの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、スポーツ観戦の方法を再定義しています。放送を見るだけでなく、試合をリアルタイムで分析する様子を確認できるようになりました。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ービジョン応用例をいくつか紹介します。

ファンのエンゲージメントを維持する#

スポーツ業界の中核は、ファンを満足させ、関心を持たせ、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、ファンは何度も足を運び、収益につながります。

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）を組み合わせることで、試合観戦にインタラクティブな要素を追加できます。サッカーの試合を観戦しているとしましょう。試合が進むにつれて、ライブ統計が画面に表示されます。統計には、選手の速度やキックの飛距離などが示されます。これを可能にするのがARです。

ARは、デジタルオーバーレイを視聴中のライブ放送や試合映像に直接重ね合わせます。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体験へと変わります。

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向上させるため、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用して、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統計情報やヒートマップにアクセスできます。デバイスをプレーに向けると、下に示す攻撃側選手のヒートマップのような、詳細な選手情報や戦術的なヒートマップを確認できました。

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なのでしょうか。#

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に調査が行われ、専門家もこの見解に同意しました。今後3～5年でファンエンゲージメントを最も変えるテクノロジーは何かを尋ねたところ、VR/ARとAIがそれぞれ33%と29%の回答者から選ばれ、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に関するインフォグラフィック

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、これらのテクノロジーが画像やシーンを認識・理解するのに役立ちます。AR/VRの没入感を高め、ファンの体験を向上させます。

自動審判#

スポーツでは、試合が公正かつ正しく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、どれほど適切に職務を遂行していても、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、審判の判断は推測ではなく、より正確なものになります。例えば、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用したテニス試合の審判

コンピュータービジョンシステムは、ボール追跡を使用してボールの軌道を分析し、ボールが着地した正確な位置を特定できます。コート周辺のさまざまなカメラで撮影した映像に画像処理テクノロジーを適用することで、ボールがインかアウトかを明確に判定できます。

Hawk-Eyeテクノロジーは、この実例として最適です。2022年以降、全米オープンはライン判定の方法を完全に刷新し、自動判定のためにHawk-Eyeなどのテクノロジーを全面的に導入しています。

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。#

自動審判システムは、試合の判定の正確性と公平性を向上させます。例えば、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%へと大幅に向上しました。

自動審判がスポーツに与えている影響を、さらにいくつか紹介します。

• 人的ミスの削減：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ようにします。
• 透明性の向上：ファンやチームが判定プロセスをより明確に理解できるようにします。
• 選手とコーチの支援：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を支援する#

アスリートは、人目につかないところ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、運動パフォーマンスの向上と負傷リスクの低減に重点を置きます。コーチは、機械学習アルゴリズムなどの最先端テクノロジーを使用してデータを分析し、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ティンを最適化し、負傷リスクを最小限に抑えながら最高レベルのパフォーマンスを達成できます。

コンピュータービジョンは、どのようにアスリートのトレーニング監視に活用できるのでしょうか。#

コンピュータービジョンは、アスリートが運動する際の動きを観察し、フィードバックを提供することで、トレーニングの監視に役立ちます。例えば、アスリートが懸垂を行う際、身体の動きや回数を追跡し、フォームが正しいか確認できます。フォームが正しくない場合は、アスリートに調整を促し、安全を確保しながらワークアウトの質を高めます。

同様に、腕立て伏せでは、コンピュータービジョンによって身体の位置や、1回ごとの腕立て伏せの深さなどを検出・追跡できます。テクニックに関する即時フィードバックが得られるため、アスリートは正しく行えているか確認できます。これにより、安全かつ効果的に運動でき、全体的なパフォーマンスが向上します。

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

上の例では、Ultralytics YOLOv8が実際に動作し、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確認できます。身体の主要な位置や動きをリアルタイムで精密に識別できます。試してみたい場合は、こちらで詳しく確認できます。

コンピュータービジョンを使用してアスリートのトレーニングを監視するメリットは何でしょうか。#

コンピュータービジョンは、革新的な方法で選手のパフォーマンスの追跡と向上に役立っています。テクノロジーと従来の手法を組み合わせることで、より良い結果を実現します。そのメリットを詳しく見ていきましょう。

• 見過ごされがちなパフォーマンスの細部が明らかになり、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、負傷を防ぎ、選手の健康を維持できます。
• リアルタイムのフィードバックにより、コーチとアスリートはテクニックをすぐに調整できます。
• あらゆるレベルのチームが高度な分析を利用でき、パフォーマンス分析を民主化します。
• 戦略やトレーニングに関する意思決定がデータドリブンになり、推測への依存を減らし、戦術全体を向上させます。

スポーツの未来を形作るコンピュータービジョンとAIのスタートアップ#

テクノロジーとスポーツを組み合わせることで、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、指導、楽しみ方を向上させています。ここでは、注目すべき企業をいくつか簡単に紹介します。

Hawk-Eyeのイノベーション#

Hawk-Eye Innovationsは、英国発の先駆的企業です。コンピュータービジョン、ビデオリプレー、グラフィック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魅力的なものにしています。世界中のほぼすべての主要スポーツリーグと協業しています。Hawk-Eyeのテクノロジーには、SMARTリプレーや、ボールなどの物体を追跡する「Track」システムが含まれます。

図5. Hawk-Eye Innovations

NEX TeamとHomeCourt#

NEXとそのアプリ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プレーを分析します。楽しみながらゲーム感覚で取り組めるフィードバックやトレーニングドリルを提供します。友人と一緒にトレーニングすることもできます。NBAのパートナーであるHomeCourtは、トップ選手から得られた洞察を提供します。

図6. HomeCourt

Veo#

Veoは、デンマークの地域スポーツの記録方法を変えています。Veoの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、放送さながら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ようです。

図7. Veo Cam 3

まとめ#

コンピュータービジョンが大きな変化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、あらゆるものを変革しています。しかし、これは始まりにすぎません。コンピュータービジョンのその他の応用に興味がある方にも、Ultralyticsがお応えします。

GitHubリポジトリで、コンピュータービジョンとAIへの私たちの貢献をご覧ください。また、製造や自動運転テクノロジーなどの分野でAIがどのように変化をもたらしているかを確認したい場合は、ソリューションページをご覧ください。AIとコンピュータービジョンで何が可能になるのか、驚く準備をしてください。未来はここから始まります。