Khám phá các ứng dụng của computer vision trong thể thao

Lịch sử thể thao có thể bắt nguồn từ ít nhất 3000 năm trước. Khi công nghệ và xã hội phát triển, thể thao cũng không ngừng thay đổi. Hiện nay, chúng ta đang chứng kiến ngành thể thao ứng dụng thị giác máy tính.

Thị giác máy tính là một nhánh của trí tuệ nhân tạo (AI), tập trung vào việc giúp máy tính “nhìn thấy” bằng cách hiểu hình ảnh và video. Hầu hết các trận đấu thể thao hiện nay đều được ghi hình và phát sóng. Lượng dữ liệu dồi dào khiến ngành thể thao trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng thị giác máy tính. Hãy cùng xem thị giác máy tính đang thay đổi cuộc chơi như thế nào, từ sân đấu đến khán đài!

Khai thác sức mạnh của thị giác máy tính trong thể thao#

Thị giác máy tính đang định hình lại cách chúng ta xem thể thao! Thay vì chỉ xem chương trình phát sóng, chúng ta có thể theo dõi trận đấu được phân tích theo thời gian thực. Sau đây là một số ứng dụng thị giác máy tính theo thời gian thực trong thể thao.

Duy trì sự hào hứng của người hâm mộ#

Nền tảng cốt lõi của ngành thể thao phụ thuộc vào việc giữ cho người hâm mộ hài lòng, gắn kết và được giải trí. Trên thực tế, một nghiên cứu cho thấy 71% chuyên gia thể thao coi sự gắn kết của người hâm mộ là yếu tố quan trọng để đạt được mục tiêu của tổ chức. Mối liên kết cảm xúc với thể thao khiến người hâm mộ tiếp tục quay lại, từ đó tạo ra doanh thu.

Thị giác máy tính có thể giúp tăng mức độ gắn kết của người hâm mộ như thế nào?#

Thị giác máy tính kết hợp với thực tế tăng cường (AR) có thể bổ sung các yếu tố tương tác khi xem trận đấu. Giả sử bạn đang xem một trận bóng đá. Khi trận đấu diễn ra, các thống kê trực tiếp xuất hiện trên màn hình. Những thống kê này cho biết tốc độ của cầu thủ hoặc khoảng cách các cú sút. AR giúp điều này trở nên khả thi.

Công nghệ này phủ các lớp thông tin kỹ thuật số trực tiếp lên chương trình phát sóng hoặc trận đấu trực tiếp mà bạn đang xem. Thị giác máy tính có thể giúp xác định chuyển động của từng cầu thủ. AR tiếp nhận thông tin này và tích hợp liền mạch vào nội dung theo thời gian thực. Công nghệ này biến trải nghiệm xem tiêu chuẩn thành trải nghiệm tương tác.

Trong FIFA World Cup 2022, FIFA đã giới thiệu một ứng dụng AR để nâng cao hơn nữa trải nghiệm tại sân vận động cho người hâm mộ. Ứng dụng này sử dụng thị giác máy tính để xác định cầu thủ trên sân theo thời gian thực. Ứng dụng cho phép người hâm mộ truy cập các thống kê và bản đồ nhiệt ngay trên smartphone. Bằng cách hướng thiết bị vào diễn biến trên sân, người hâm mộ có thể xem thông tin chi tiết về cầu thủ và các bản đồ nhiệt chiến thuật, chẳng hạn như bản đồ nhiệt của các cầu thủ tấn công bên dưới.

Hình 1. Ứng dụng AR của FIFA

Thị giác máy tính có phải là tương lai của sự gắn kết với người hâm mộ không?#

Thị giác máy tính đang định hình tương lai của sự gắn kết với người hâm mộ. Một khảo sát được thực hiện với các chuyên gia trong ngành thể thao và họ đều đồng ý với nhận định này. Người tham gia được hỏi công nghệ nào sẽ thay đổi sự gắn kết của người hâm mộ nhiều nhất trong 3-5 năm tới. VR/AR và AI là hai lựa chọn hàng đầu, lần lượt được 33% và 29% số người tham gia lựa chọn.

Hình 2. Infographic về công nghệ sẽ định hình lại ngành thể thao.

Thị giác máy tính đóng vai trò then chốt ở đây. Các model thị giác máy tính giúp những công nghệ này nhận diện và hiểu hình ảnh cũng như khung cảnh. Nhờ đó, AR/VR trở nên sống động hơn và nâng cao trải nghiệm của người hâm mộ.

Trọng tài tự động#

Một phần quan trọng của thể thao là đảm bảo mọi trận đấu diễn ra công bằng và chính trực. Theo truyền thống, trọng tài con người phải gánh vác trách nhiệm này. Tuy nhiên, dù thực hiện công việc tốt đến đâu, con người đôi khi vẫn mắc lỗi. Các hệ thống trọng tài tự động có thể hỗ trợ quá trình ra quyết định trong trận đấu.

Thị giác máy tính đang giúp tạo ra các hệ thống trọng tài tự động như thế nào?#

Thị giác máy tính giúp các quyết định của trọng tài giảm phụ thuộc vào phán đoán và tăng độ chính xác. Ví dụ, trọng tài tự động có thể được sử dụng trong quần vợt khi một vận động viên khiếu nại quyết định bóng trong hay ngoài vạch.

Hình 3. Sử dụng thị giác máy tính để làm trọng tài trong các trận quần vợt.

Các hệ thống thị giác máy tính có thể sử dụng tính năng theo dõi bóng để phân tích quỹ đạo và xác định chính xác vị trí bóng tiếp đất. Bằng cách sử dụng công nghệ xử lý hình ảnh trên dữ liệu quay từ nhiều camera xung quanh sân, hệ thống có thể xác định chắc chắn bóng nằm trong hay ngoài sân.

Công nghệ Hawk-Eye là một ví dụ điển hình cho ứng dụng này. Kể từ năm 2022, US Open đã hoàn toàn thay đổi cách phán định bóng trong hay ngoài vạch và triển khai rộng rãi các công nghệ như Hawk-Eye để tự động hóa công tác trọng tài.

Trọng tài tự động tác động như thế nào đến thể thao?#

Các hệ thống trọng tài tự động cải thiện độ chính xác và tính công bằng của các quyết định trong trận đấu. Chẳng hạn, Trợ lý trọng tài video (VAR) trong bóng đá đã nâng độ chính xác của các quyết định quan trọng tại Premier League từ 82% lên mức ấn tượng 96%.

Dưới đây là một số cách khác mà trọng tài tự động đang tác động đến thể thao:

• Giảm lỗi do con người: Giảm khả năng trọng tài bỏ sót hoặc phán định sai các tình huống.
• Tăng tính công bằng: Đảm bảo mọi đội được đánh giá theo cùng một tiêu chuẩn.
• Tăng tính minh bạch: Giúp người hâm mộ và các đội hiểu rõ hơn về quá trình ra quyết định.
• Hỗ trợ cầu thủ và huấn luyện viên: Giảm các tình huống phạt không công bằng hoặc bỏ qua lỗi vi phạm.

Hỗ trợ vận động viên tập luyện#

Các vận động viên dành nhiều thời gian tập luyện và nỗ lực phía sau hậu trường. Các buổi tập thường tập trung vào việc cải thiện thành tích thể thao và giảm nguy cơ chấn thương. Bằng cách sử dụng công nghệ tiên tiến như các thuật toán machine learning, huấn luyện viên có thể phân tích dữ liệu để tiếp tục tinh chỉnh chương trình tập luyện. Vận động viên có thể tối ưu hóa lịch tập, đạt mức thành tích cao nhất đồng thời giảm thiểu nguy cơ chấn thương.

Thị giác máy tính có thể được sử dụng để theo dõi quá trình tập luyện thể thao như thế nào?#

Thị giác máy tính giúp theo dõi quá trình tập luyện bằng cách quan sát chuyển động và đưa ra phản hồi khi vận động viên tập luyện. Ví dụ, khi vận động viên thực hiện động tác kéo xà, hệ thống có thể theo dõi chuyển động của cơ thể và số lần lặp, đồng thời đảm bảo tư thế đúng. Nếu tư thế chưa chính xác, hệ thống có thể nhắc vận động viên điều chỉnh để đảm bảo an toàn và nâng cao hiệu quả bài tập.

Tương tự, khi thực hiện chống đẩy, thị giác máy tính có thể phát hiện và theo dõi các yếu tố như tư thế cơ thể và độ sâu của từng lần chống đẩy. Hệ thống đưa ra phản hồi tức thì về kỹ thuật để vận động viên biết mình đã thực hiện đúng hay chưa. Điều này giúp họ tập luyện an toàn và hiệu quả, đồng thời cải thiện thành tích tổng thể.

Hình 4. Sử dụng các model Ultralytics YOLO để ước tính tư thế khi chống đẩy.

Trong các ví dụ trên, bạn có thể thấy Ultralytics YOLOv8 hoạt động thực tế, theo dõi chính xác chuyển động của vận động viên trong quá trình tập luyện. Model có thể xác định chính xác các tư thế và chuyển động quan trọng của cơ thể theo thời gian thực. Nếu muốn dùng thử, bạn có thể tìm hiểu thêm tại đây.

Lợi ích của việc sử dụng thị giác máy tính để theo dõi quá trình tập luyện thể thao là gì?#

Thị giác máy tính đang giúp theo dõi và cải thiện thành tích của cầu thủ theo những cách đổi mới. Công nghệ này kết hợp với các phương pháp truyền thống để mang lại kết quả tốt hơn. Dưới đây là những lợi ích cụ thể:

• Phát hiện các chi tiết tinh vi trong thành tích, mở ra hướng cải thiện cụ thể.
• Phát hiện sớm các chuyển động có nguy cơ giúp ngăn ngừa chấn thương và đảm bảo cầu thủ duy trì thể trạng khỏe mạnh.
• Huấn luyện viên và vận động viên có thể lập tức điều chỉnh kỹ thuật nhờ phản hồi theo thời gian thực.
• Các đội ở mọi cấp độ đều có quyền tiếp cận các phân tích nâng cao, giúp dân chủ hóa việc phân tích thành tích.
• Các quyết định về chiến thuật và tập luyện hiện dựa trên dữ liệu, giảm sự phụ thuộc vào phỏng đoán và nâng cao chiến thuật tổng thể.

Các startup về thị giác máy tính và AI đang định hình tương lai của thể thao#

Sự kết hợp giữa công nghệ và thể thao đang tạo ra những cơ hội mới đầy hứa hẹn. Các startup đổi mới đang ứng dụng thị giác máy tính và AI để nâng cao cách chúng ta thi đấu, huấn luyện và tận hưởng thể thao. Hãy cùng điểm qua nhanh một vài đơn vị tiêu biểu.

Những đổi mới của Hawk-Eye#

Hawk-Eye Innovations là một đơn vị tiên phong đến từ Vương quốc Anh. Công ty chuyên về thị giác máy tính, phát lại video và công nghệ đồ họa. Các hệ thống của công ty giúp thể thao trở nên công bằng và hấp dẫn hơn. Công ty hợp tác với hầu hết các giải đấu thể thao lớn trên toàn thế giới. Công nghệ của Hawk-Eye bao gồm các bản phát lại SMART và hệ thống ‘Track’ để theo dõi bóng cùng các vật thể khác.

Hình 5. Hawk-Eye Innovations

NEX Team & HomeCourt#

NEX và ứng dụng Homecourt của họ giúp việc tập luyện bóng rổ trở nên thông minh hơn. Công ty Hoa Kỳ này phân tích trận đấu của bạn bằng AI và camera trên điện thoại. Ứng dụng cung cấp phản hồi và các bài tập hấp dẫn, mô phỏng trải nghiệm thi đấu. Bạn thậm chí có thể tập luyện cùng bạn bè. Với tư cách là đối tác của NBA, HomeCourt cung cấp thông tin chuyên sâu từ các cầu thủ hàng đầu.

Hình 6. HomeCourt

Veo#

Veo đang thay đổi cách các môn thể thao địa phương được ghi hình tại Đan Mạch. Cam 3 của Veo có thể ghi hình trận đấu mà không cần người quay phim. Thiết bị theo dõi diễn biến và mang đến trải nghiệm phát sóng. Sau đó, Veo Analytics phân tích chi tiết thành tích của đội bạn. Cảm giác giống như bạn có đội ngũ phân tích riêng.

Hình 7. Veo Cam 3

Tổng kết#

Chúng ta đã thấy thị giác máy tính đang tạo ra những thay đổi lớn. Công nghệ này đang biến đổi mọi khía cạnh, từ việc tập luyện của cầu thủ đến cách chúng ta tận hưởng các trận đấu. Nhưng đó mới chỉ là khởi đầu. Nếu muốn tìm hiểu thêm về các ứng dụng khác của thị giác máy tính, Ultralytics sẽ đáp ứng nhu cầu của bạn.

Khám phá repository GitHub của chúng tôi để tìm hiểu các đóng góp của chúng tôi cho lĩnh vực thị giác máy tính và AI. Ngoài ra, nếu muốn xem AI đang thay đổi cuộc chơi như thế nào trong các lĩnh vực như sản xuất và công nghệ xe tự lái, hãy truy cập các trang giải pháp của chúng tôi. Hãy sẵn sàng ngạc nhiên trước những khả năng mà AI và thị giác máy tính mang lại - tương lai bắt đầu từ đây!