探索计算机视觉在体育中的应用

体育运动的历史可以追溯到至少 3000 年前。随着技术和社会的不断发展，体育运动也在不断演变。现在，我们看到体育行业正在应用 computer vision。

计算机视觉是人工智能 (AI) 的一个分支，致力于让计算机通过理解图像和视频来“观察”世界。大多数体育赛事都已被拍摄并进行转播。海量的数据使体育行业成为计算机视觉不同应用场景的绝佳选择。让我们来看看计算机视觉是如何从赛场到看台改变体育游戏的！

利用计算机视觉的力量助力体育#

计算机视觉正在重新定义我们观看体育比赛的方式！我们不再只是观看转播，而是可以实时看到比赛分析。现在，我们将带你了解这些体育领域实时计算机视觉应用的一些案例。

保持球迷的参与度#

体育产业的核心在于让球迷保持快乐、投入和娱乐。事实上，一项研究发现，71% 的体育专业人士认为球迷参与度对于实现组织的目标至关重要。与体育的情感连结能让球迷不断回归，从而带来收入。

计算机视觉如何帮助提高球迷参与度？#

计算机视觉与增强现实 (AR) 结合，可以为观看比赛增加互动元素。假设你正在看一场足球赛。当比赛进行时，实时统计数据会出现在你的屏幕上。这些数据展示了球员的速度或射门距离。这一切都得益于 AR 技术。

它将数字叠加层直接融合到你正在观看的实时转播或比赛中。计算机视觉可以帮助识别特定球员的动作。AR 获取这些信息并将其无缝地实时集成。它将标准的观看体验转化为互动体验。

在 2022 年国际足联世界杯期间，国际足联推出了一款 AR 应用，为球迷带来更好的球场体验。该应用利用计算机视觉实时识别球场上的球员。它让球迷可以直接通过智能手机访问统计数据和热力图。通过将设备指向比赛现场，球迷可以查看详细的球员信息以及战术热力图，例如下方显示的进攻球员热力图。

Fig 1. 国际足联 AR 应用

计算机视觉是球迷参与度的未来吗？#

计算机视觉正在塑造球迷参与度的未来。一项针对体育行业专家的调查显示，他们对此表示赞同。人们被问及未来 3-5 年内哪种技术最能改变球迷参与度。VR/AR 和 AI 成为首选，分别被 33% 和 29% 的受访者选中。

Fig 2. 关于哪项技术将重塑体育产业的信息图表。

计算机视觉在此是关键。计算机视觉模型帮助这些技术识别和理解图像与场景。它使 AR/VR 更加身临其境，并增强了球迷的体验。

自动化裁判#

体育运动的一个重要部分是确保比赛公平、公正地进行。传统上，人类裁判肩负着这一重任。但是，无论他们工作多么出色，人类难免会偶尔出错。自动化裁判系统可以在比赛中为决策过程提供支持。

计算机视觉如何助力构建自动化裁判系统？#

计算机视觉有助于减少裁判决策中的猜测成分，增加精准度。例如，当网球运动员对界内界外判罚提出挑战时，可以使用自动化裁判系统。

Fig 3. 使用计算机视觉来裁决网球比赛。

计算机视觉系统可以使用球体追踪技术来分析球的轨迹，并精确指出其落点。通过利用球场周围多台摄像机的影像处理技术，它们可以确切地判断球是界内还是界外。

Hawk-Eye 技术就是这一应用的完美范例。自 2022 年以来，美国网球公开赛 (U.S. Open) 完全改变了其界内界外判罚的方式，全面采用了像 Hawk-Eye 这样的技术进行自动化裁判。

自动化裁判对体育运动有什么影响？#

自动化裁判系统提高了比赛判决的准确性和公平性。例如，足球运动中的视频助理裁判（VAR）将英超联赛中关键判决的准确率从 82% 提升到了惊人的 96%。

以下是自动化裁判影响体育运动的其他几种方式：

• 减少人为错误：它最大程度地降低了裁判错过或错误判罚比赛动作的可能性。
• 增加公平性：确保所有队伍都受到相同标准的评估。
• 增强透明度：为球迷和球队提供更清晰的决策理解。
• 支持球员和教练：减少不公正处罚或被忽视的违规行为。

帮助运动员训练#

运动员在幕后进行了大量的训练和努力。训练课通常专注于提高运动表现并降低受伤风险。利用机器学习算法等尖端技术，教练可以分析数据以进一步优化训练计划。运动员可以优化他们的训练常规，在最大限度降低受伤风险的同时实现巅峰表现水平。

计算机视觉如何用于监控运动训练？#

计算机视觉通过观察动作并在运动员锻炼时提供反馈，从而帮助监控运动训练。例如，当运动员做引体向上时，它可以追踪身体如何运动以及完成了多少次重复，确保动作姿势正确。如果动作不标准，它可以提醒运动员进行调整，从而保护他们并提高锻炼效果。

类似地，在做俯卧撑时，计算机视觉可以检测和追踪身体位置以及俯卧撑深度等指标。它能提供关于动作技术的实时反馈，让运动员了解动作是否到位。这有助于他们安全有效地锻炼，从而提升整体表现。

图 4. 使用 Ultralytics YOLO 模型对俯卧撑进行姿态估计。

在上面的示例中，你可以看到 Ultralytics YOLOv8 正在实际运行，准确监测运动员在训练过程中的动作。它可以实时精准识别关键的身体部位与运动姿态。如果你有兴趣尝试，可以在这里探索更多内容。

使用计算机视觉监控运动训练有哪些益处？#

计算机视觉正在通过创新的方式帮助追踪和提升球员表现。它将技术与传统实践相结合，以获得更好的结果。以下是其益处的详细介绍：

• 揭示细微的运动细节，为针对性改进铺平道路。
• 早期检测危险动作，有助于预防伤害并确保球员保持健康。
• 教练和运动员能够借助实时反馈立即调整训练技术。
• 各级球队都能获得先进的分析工具，实现表现分析的普及化。
• 策略和训练决策现在由数据驱动，减少了对猜测的依赖并增强了整体战术。

正在塑造体育未来的计算机视觉和 AI 初创公司#

科技与体育的结合正在创造激动人心的新机遇。创新的初创公司正在应用计算机视觉和 AI 来提升我们参与、指导和享受体育的方式。让我们快速浏览几位令人兴奋的贡献者。

Hawk-Eye Innovations#

Hawk-Eye Innovations 是来自英国的先驱。他们专注于计算机视觉、视频回放和图形技术。他们的系统让体育运动更加公平和精彩。他们与全球几乎所有主流体育联盟合作。Hawk-Eye 的技术包括 SMART 回放系统以及用于追踪球和其他物体的“Track”系统。

Fig 5. Hawk-Eye Innovations

NEX Team & HomeCourt#

NEX 及其应用 Homecourt 让篮球训练变得智能。这家美国公司利用人工智能和手机摄像头分析你的比赛。它提供引人入胜且充满游戏感的反馈和训练科目。你甚至可以和朋友一起训练。作为 NBA 合作伙伴，HomeCourt 提供了来自顶级球员的洞察。

图 6. HomeCourt

Veo#

Veo 正在改变丹麦本地体育赛事的录制方式。Veo 的 Cam 3 可以在没有摄影师的情况下捕捉比赛。它能够追踪比赛进程并提供转播级别的体验。随后，Veo Analytics 会剖析你的团队表现。这就像拥有你自己的分析团队一样。

图 7. Veo Cam 3

总结#

我们已经看到计算机视觉正在掀起巨大的波澜。它正在改变从运动员训练到我们享受比赛的方方面面。但这仅仅是个开始。如果你对计算机视觉的其他应用感到好奇，Ultralytics 已为你准备好了一切。

深入了解我们的 GitHub repository，探索我们在计算机视觉和人工智能领域的贡献。此外，如果你想了解人工智能如何在制造和自动驾驶等领域改变游戏规则，请前往我们的解决方案页面。准备好惊叹于人工智能和计算机视觉所能实现的一切吧——未来从这里开始！