Изучение приложений компьютерного зрения в спорте

История спорта насчитывает не менее 3000 лет. С развитием технологий и общества менялся и спорт. Сейчас мы наблюдаем, как спортивная индустрия начинает использовать компьютерное зрение.

Компьютерное зрение — это область искусственного интеллекта (ИИ), которая позволяет компьютерам «видеть», понимая изображения и видео. Большинство спортивных матчей уже записываются и транслируются. Обилие данных делает спортивную индустрию отличным полем для различных приложений компьютерного зрения. Давай посмотрим, как компьютерное зрение меняет игру от поля до трибун!

Link to this sectionИспользование возможностей компьютерного зрения в спорте#

Компьютерное зрение меняет то, как мы смотрим спорт! Вместо того чтобы просто наблюдать за трансляцией, мы видим, как игра анализируется в режиме реального времени. Сейчас мы разберем некоторые из таких приложений компьютерного зрения в спорте.

Link to this sectionВовлечение болельщиков#

Основа спортивной индустрии — это счастливые, вовлеченные и развлеченные болельщики. Фактически, исследование показало, что 71% спортивных профессионалов считают вовлечение болельщиков важным фактором для достижения целей своих организаций. Эмоциональная связь со спортом заставляет болельщиков возвращаться снова и снова, что приносит доход.

Link to this sectionКак компьютерное зрение может помочь повысить вовлеченность болельщиков?#

Компьютерное зрение в сочетании с дополненной реальностью (AR) позволяет добавлять интерактивные элементы при просмотре матча. Допустим, ты смотришь футбольный матч. По ходу игры на твоем экране появляется живая статистика. Она отображает скорость игроков или дальность ударов. Все это стало возможным благодаря AR.

Она накладывает цифровые элементы прямо поверх прямой трансляции или игры, которую ты смотришь. Компьютерное зрение помогает распознавать движения конкретных игроков. AR берет эту информацию и легко интегрирует её в реальном времени. Это превращает обычный просмотр в интерактивный опыт.

Во время Чемпионата мира по футболу 2022 года FIFA представила AR-приложение, чтобы сделать пребывание на стадионе еще более комфортным для болельщиков. Приложение использовало компьютерное зрение для идентификации игроков на поле в режиме реального времени. Оно позволяло фанатам получать доступ к статистике и тепловым картам прямо со смартфонов. Наведя свои устройства на происходящее, болельщики могли видеть подробную информацию об игроках и тактические тепловые карты, например, тепловую карту атакующих, показанную ниже.

Рис. 1. AR-приложение FIFA

Link to this sectionЯвляется ли компьютерное зрение будущим вовлечения болельщиков?#

Компьютерное зрение формирует будущее вовлечения болельщиков. Был проведен опрос среди экспертов спортивной индустрии, и они с этим согласились. Людей просили угадать, какая технология больше всего изменит вовлечение болельщиков в ближайшие 3–5 лет. VR/AR и ИИ стали лидерами: их выбрали 33% и 29% респондентов соответственно.

Рис. 2. Инфографика о том, какая технология изменит спортивную индустрию.

Компьютерное зрение здесь играет ключевую роль. Модели компьютерного зрения помогают этим технологиям распознавать и понимать изображения и сцены. Оно делает AR/VR более захватывающими и улучшает впечатления болельщиков.

Link to this sectionАвтоматизированное судейство#

Важная часть спорта — обеспечение справедливости и честности игры. Традиционно это бремя лежит на плечах человека-судьи. Но как бы хорошо они ни выполняли свою работу, люди время от времени ошибаются. Автоматизированные системы судейства могут помочь в процессах принятия решений во время матчей.

Link to this sectionКак компьютерное зрение помогает создавать автоматизированные системы судейства?#

Компьютерное зрение делает судейские решения менее зависимыми от догадок и более точными. Например, автоматизированное судейство используется в теннисе, когда игрок оспаривает решение линейного судьи.

Рис. 3. Использование компьютерного зрения для судейства в теннисе.

Системы компьютерного зрения могут использовать отслеживание мяча, чтобы анализировать его траекторию и точно определять место приземления. Используя технологию обработки изображений на видеозаписях с различных камер вокруг корта, они могут однозначно определить, попал ли мяч в поле или нет.

Технология Hawk-Eye — идеальный пример работы такого решения. С 2022 года US Open полностью изменил процесс оценки попаданий и активно внедрил технологии вроде Hawk-Eye для автоматизированного судейства.

Link to this sectionКаково влияние автоматизированного судейства на спорт?#

Автоматизированные системы судейства повышают точность и справедливость решений. Например, видеопомощник судьи (VAR) в футболе увеличил точность критических решений в Премьер-лиге с 82% до внушительных 96%.

Вот еще несколько способов, которыми автоматизированное судейство влияет на спорт:

• Снижение человеческого фактора: минимизируется вероятность того, что судьи пропустят или неверно зафиксируют эпизод.
• Повышение справедливости: гарантируется, что все команды судятся по одним и тем же стандартам.
• Улучшенная прозрачность: болельщики и команды получают более четкое представление о принятии решений.
• Поддержка игроков и тренеров: снижается количество необоснованных пенальти или пропущенных нарушений.

Link to this sectionПомощь в тренировке спортсменов#

Спортсмены проделывают огромную тренировочную работу вне поля. Тренировки обычно направлены на улучшение спортивных показателей и снижение риска травм. Используя передовые технологии, такие как алгоритмы машинного обучения, тренеры могут анализировать данные для дальнейшей настройки тренировочных программ. Спортсмены могут оптимизировать свои тренировочные рутины и достигать пиковых показателей, минимизируя риск получения травм.

Link to this sectionКак компьютерное зрение может использоваться для мониторинга спортивных тренировок?#

Компьютерное зрение помогает отслеживать тренировки, наблюдая за движениями и предоставляя обратную связь по мере выполнения упражнений. Например, когда спортсмен делает подтягивания, система может отслеживать, как движется тело и сколько повторений выполнено, гарантируя правильность техники. Если форма неверна, она подскажет спортсмену, что нужно исправить, обеспечивая безопасность и повышая эффективность тренировки.

Точно так же при отжиманиях компьютерное зрение может распознавать и отслеживать такие параметры, как положение тела и глубина каждого отжимания. Оно дает мгновенную обратную связь по технике, поэтому спортсмены знают, правильно ли они всё делают. Это помогает им тренироваться безопасно и эффективно, улучшая общие результаты.

Рис. 4. Использование моделей Ultralytics YOLO для оценки позы при отжиманиях.

В приведенных выше примерах ты можешь увидеть YOLOv8 в действии, точно отслеживающую движения спортсменов во время тренировок. Она способна точно определять ключевые положения тела и движения в реальном времени. Если тебе интересно попробовать, ты можешь узнать больше здесь.

Link to this sectionКаковы преимущества использования компьютерного зрения для мониторинга тренировок?#

Компьютерное зрение помогает отслеживать и улучшать результаты спортсменов инновационными способами. Оно сочетает технологии с традиционными практиками для достижения лучших результатов. Давай подробнее рассмотрим его преимущества:

• Раскрываются тонкие детали производительности, что прокладывает путь к конкретным улучшениям.
• Раннее обнаружение рискованных движений помогает предотвратить травмы и гарантирует, что игроки остаются здоровыми.
• Тренеры и спортсмены могут мгновенно корректировать технику благодаря обратной связи в реальном времени.
• Команды любого уровня получают доступ к продвинутой аналитике, демократизируя анализ производительности.
• Решения по стратегии и тренировкам теперь основаны на данных, что уменьшает зависимость от догадок и улучшает общую тактику.

Link to this sectionКомпьютерное зрение и ИИ-стартапы, формирующие будущее спорта#

Сочетание технологий и спорта создает новые захватывающие возможности. Инновационные стартапы применяют компьютерное зрение и ИИ, чтобы улучшить то, как мы занимаемся спортом, тренируем и наслаждаемся им. Давай взглянем на несколько интересных участников рынка.

Link to this sectionHawk-Eye Innovations#

Hawk-Eye Innovations — первопроходец из Великобритании. Они специализируются на компьютерном зрении, видеоповторах и графических технологиях. Их системы делают спорт более справедливым и захватывающим. Они работают почти с каждой крупной спортивной лигой по всему миру. Технологии Hawk-Eye включают SMART-повторы и систему «Track» для отслеживания мячей и других объектов.

Рис. 5. Hawk-Eye Innovations

Link to this sectionNEX Team и HomeCourt#

NEX и их приложение HomeCourt делают тренировки по баскетболу умными. Эта американская компания анализирует твою игру с помощью ИИ и камеры твоего телефона. Оно предлагает обратную связь и тренировочные упражнения, которые увлекательны и близки к реальной игре. Ты даже можешь тренироваться с друзьями. Будучи партнером NBA, HomeCourt предоставляет инсайты от лучших игроков.

Рис. 6. HomeCourt

Link to this sectionVeo#

Veo меняет то, как записываются любительские спортивные события в Дании. Камера Cam 3 от Veo позволяет записывать игры без оператора. Она отслеживает действия и обеспечивает опыт трансляции. Затем Veo Analytics разбивает показатели твоей команды. Это как иметь собственную команду аналитиков.

Рис. 7. Veo Cam 3

Link to this sectionЗаключение#

Мы увидели, как компьютерное зрение производит настоящий фурор. Оно трансформирует всё, от тренировок игроков до того, как мы наслаждаемся играми. Но это только начало. Если тебе интересно узнать о других приложениях компьютерного зрения, Ultralytics всегда готова помочь.

Загляни в наш GitHub-репозиторий, чтобы ознакомиться с нашим вкладом в компьютерное зрение и ИИ. Кроме того, если ты хочешь увидеть, как ИИ меняет правила игры в таких областях, как производство и беспилотные технологии, заходи на наши страницы с готовыми решениями. Готовься удивляться тому, что возможно с ИИ и компьютерным зрением — будущее начинается здесь!