بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بررسی روشهای نرم افزار تحلیل معنایی ویدئو فوتبال
اسلاید 3 :
فهرست مطالب
مقدمه
اصطلاحات مطرح در ويدئو
تحلیل معنایی فوتبال
خلاصهسازی ویدئویی فوتبال
شناسایی و ردیابی توپ
کشف و ردیابی بازیکنان
تهیه اطلاعات تکمیلی و کشف رویدادها
چالشهای نرمافزار تحلیل فوتبال
نتیجهگیری
مراجع
اسلاید 4 :
مقدمه
بررسی تصاویر و استفاده از علم بینایی ماشین و پردازش تصویر در کامپیوتر سبب پیدایش تعداد بیشماری از کاربردها در زمینه ورزش همچون تحلیل ویدیویی و خلاصه سازی ویدئو،کمکرسانی به داوران، تحلیل تاکتیکی در انواع ورزش ها بخصوص فوتبال شده است.
مهمترین فعالیت ها در این حیطه تحلیل و ردیابی حرکات می باشد (اطلاعات بسیار ارزشمند برای مربیان و همچنین داور )
ردیابی : توپ، بازیکنان و داور در زمین
تحلیل: تاکتیک، ارائه آمار بازي
هدف : کشف رخدادهای برجسته از جمله (گل، پنالتی،آفساید، کرنر و.)
اسلاید 5 :
مقدمه (ادامه)
البته چالش هایی هم در این راستا وجود دارد از جمله :
شرایط مختلف نوری و ایجاد سایه استادیوم و بازیکنان، تغییر شکل اشیاء به خاطر حرکات سریع، صدای طرفداران، ایستادن مربی بر روی خط ، گرم کردن بازیکنان ذخیره پشت دروازه و غیره
در فوتبال توپ نقشی اساسی را در بررسی وقایع فوتبال ایفا می کند در حقیقت تمام رخدادهای در بازی در حول محور توپ صورت می پذیرد و این حیاتی بودن بررسی حرکات توپ را نشان می دهد.
دومین قدم مهم بعد از توپ در هر کاربرد و رویدادی در فوتبال، بازیکنان میباشد.
(که در مورد هر کدام روشها ی کشف و ردیابی و مشکلاتشان جلوتر بحث میشود )
اسلاید 6 :
مقدمه (ادامه)
بطور كلي دو منبع ممكن در مجموعه تصاوير فوتبال كه ميتوان ذكر كرد .
1) دوربينهاي پخش تلويزيون 2) دوربينهاي ثابت كاشته شده در اطراف زمين بازي اند
سه زمینه کاربردی در حوزه آنالیز ویدئویی فوتبال وجود دارد:
خلاصهسازی ویدئویی
تهیۀ اطلاعات تکمیلی
پردازش سطوح بالا
کاربردهای متفاوت تحلیل معنایی فوتبال (سطح معنایی پایین به بالا)
اسلاید 7 :
اصطلاحات مطرح در تحليل معنايي ويدئو
فريم: فريمها كوچكترين عنصر غير قابل تجزيه ويدئو مي باشند كه معمولاً شامل يك تصوير هستند.
شات: شات به يك توالي از فريمها گفته میشود كه به شكل پيوسته از طريق يك دوربين گرفته شده باشند.
شاتها با ويرايش نقاطي از ويدئو كه در آنها دوربين ضبط را متوقف نموده و سپس با حركتي ديگر دوباره كار خود را ادامه مي دهد، مشخص مي گردند. به اين روشها، روشهاي تعيين مرز شاتها گفته مي شود.
صحنه: به مجموعه اي از شاتهاي متوالي از يك مكان و يا زمينه، صحنه گويند.
كليپ: مجموعه اي متوالي از صحنههاي مرتبط با يكديگر كه رويداد يا مفهوم خاصي را در بر دارند.
ويدئو: توالي از كليپها كه از لحاظ معنايي به يكديگر وابسته اند و يك داستان كلي را بيان مي كند.
اسلاید 8 :
تحلیل معنایی ویدئو
به طور كلي، تحليل معنايي ويدئو در چهار مرحله انجام مي شود
ابتدا يكسري ويژگي سطح پايين از ويدئو استخراج مي شود. شامل تحليل بافت تصوير، بردارهاي حركت، رديابي اشيا متحرك، تحليل طيف رنگي، بخش بندي تصوير، آشكارسازي مرز شات و تحليل صداي ويدئو باشد.
از ويژگيهاي سطح پايين، ويژگيهاي سطح متوسط استخراج مي گردد. شامل آشكارسازي و تشخيص اشيا، تشخيص متن درون ويدئو، تشخيص نوع شات، تشخيص صحنه و نحوه حركت بازيكن باشد.
ويژگيهاي سطح بالا ميتواند شامل آشكارسازي رويدادهاي و مفاهيم نهفته در يك قسمت كوتاه از ويدئو باشد.
در نهايت، بر اساس مفاهيم و رويدادهاي استخراج شده از قسمتهاي متوالي يك ويدئو، معنا و مفهوم كلي ويدئو قابل استخراج خواهد بود.
اسلاید 9 :
تحلیل معنایی ویدئو فوتبال
تحليل و ارزيابي ويدئو به دو منظور كلي صورت مي گيرد:
بررسي معنا و محتواي ويدئو
بررسي نقش يك شخصيت (بازيكن) در طول ويدئو
دسته بنديهاي مختلفی در این راستا وجود دارد :
بر اساس سرعت پاسخ دهي : سيستمهاي آنلاین و آفلاین (توضیح)
بر اساس وابستگي به نيروي انساني در مرحله پردازش: سيستمهاي نيمه خودكار و خودكار
بر اساس منبع مورد استفاده : تصاویر پخش تلويزيون و تصاویر دوربينهاي دلخواه
اسلاید 10 :
خلاصهسازی ویدئویی فوتبال
خلاصهسازي ويدئو به جايگزيني يك فيلم طولاني با كوتاه كردن آن به صحنه های مهم كه كليت موضوع را دربر داشته باشد ميگويند.
اصليترين وظيفه: استخراج وقایع مهم بازي از جمله گل، كارت، كرنر، پنالتي و.. است.
اصولاً خلاصهسازي ويدئو يك فرايند آفلاین است و محدوديتهاي زمان در پردازش اعمال نميشود. در نتيجه تفسير و حاشيهنويسي صحنه های مهم و همچنين استخراج ويدئوهايي كه بايد براي تحليل بعدي ذخيره شوند ميتوانند بعد از پايان بازي انجام شوند.
هدف: جستجو مبتني بر محتوا در پايگاه دادههاي بزرگ و جايي كه حاشيهنويسي بطور دستي زمان زيادي صرف ميكند نيازمند استخراج اتوماتيك از وقايع معنايي مربوطه است.
اسلاید 11 :
خلاصهسازی ویدئویی فوتبال
یکی از راهکارهای مهم:
کشف صحنه پخش مجدد (حرکت آهسته) ویدئو فوتبال
تشخیص گلها : تصویرهای بسته بازیکنان، تصویر جمعیتی از بازیکنان، افزایش فعالیتهای صوتی، نشان دادن گرافیکهای صفحه نمایش و یا موجهایی از تجمع درنزدیک زمین،.
تشخیص کارت دادن: پخش حرکت آهسته، تصویر نزدیک و کوتاه دوربین از داور،..
تشخیص پنالتی و کرنر: نمای بسیاری از افراد نزدیک به ورودی منطقه گل، تصاویری کوتاه از بازیکنان در گوشهای از زمین،.
نمای چهارگانه تصاویر ویدئویی فوتبال
اسلاید 12 :
شناسایی و ردیابی توپ
معمولا يك توپ در تصاوير ويدئويي فوتبال، دايروي شكل است.
از آنجایی که توپ همواره در حال حرکت است و مکرراً احاطه میشود، شکل و اندازه آن در دوربینها یکسان نمیباشد و تغییر میکند.
برای تشخیص توپ از بقیه اشیاء در حال حرکت، از دانش درباره زمین فوتبال استفاده میشود:
سرعت، طول عمر حرکت، ویژگیهای اندازه و رنگ که هر یک از این دانش ها توسط فیلتر کالمن تعیین کننده یک درست نمایی است، که معرف توپ می باشد.
اسلاید 13 :
شناسایی و ردیابی توپ(ادامه)
با استفاده از استخراج ويژگيهاي سطح پاييني مانند شكل و اندازه توپ و ويژگيهاي حركتي مثل سرعت و همچنين استخراج ويژگيهاي سطح مياني نظير حركات توپ و خط سير آن، از بين كانديداهاي توپ، توپ واقعي شناسايي میگردد.
بطور مثال:
1- تخمين اندازه توپ
2-كشف توپهاي كانديدا
3- توليد مسير كانديدا
4- پردازش مسير
اسلاید 14 :
کشف و ردیابی بازیکنان
حركات و جابجايي بازيكنان روي زمين اطلاعات مفيدی است كه مي تواند براي بهبود بخشيدن به كارايي بازيكنان در موقعيتهاي مختلف كمك كند.
مسافت پيموده شده، سرعت و شتاب به نوعي ويژگيهاي سطح مياني محسوب ميشوند اين اطلاعات مي تواند در يافتن فعاليتهاي بازيكنان در طول بازي موثر باشد،
يكي ديگر از دادهها رنگ پوشش هر تيم مي باشد كه جهت تفكيك و تشخيص بازيكنان مورد استفاده قرار مي گيرد، همچنين از خط مسیر، شكل و اندازه بازيكنان جهت ارزيابي تصاوير و تشخیص بازیکنان استفاده مي شود.
اسلاید 15 :
کشف و ردیابی بازیکنان توسط چندین دوربین
وروديهاي اين سيستم بصورت پيوسته از هشت دوربين ثابت است گرفته ميشود.
هر دوربين يكي از حالت بازيكن را نشان ميدهد، سپس چند ديد مختلف از يك بازيكن وجود دارد، در فرايند ديد چندگانه هر يك از دوربين ها بصورت جداگانه محاسبه و اندازهگيري شده و بازيكن شبيه و يكسان از دوربينهاي مختلف با هم تلفیق ميشوند .
نحوه استقرار دوربينها
خروجي اين سيستم موقعيتهاي بازيكنان را بطور کامل به نمايش ميگذارد.
اسلاید 16 :
کشف و ردیابی بازیکنان توسط چندین دوربین
نحوه كار سيستم:
كشف حركات اشياء از روي تصاوير مختلف
فرايند رديابي محلي، تفكيك و جدا كردن بازيكنان ادغام شده از همديگر
استفاده از histogram-intersection براي تخمين هر دسته و تيم
رديابي بوسيله چند دوربين داراي 3مرحله است:
4-1) اول اندازهگيري هم انجمني و بهنگام سازي رديابي
4-2) دوم رديابي و تخمین بازیکنان در تراك هايي كه موجود نيست
4-3) بدست اوردن اعضاي ثابت از بازيكنان در زمين بازي
اسلاید 17 :
تهیه اطلاعات تکمیلی و کشف رویدادها
رویداد آفساید :
معمولاً تصاوير پخش تلويزيوني را نمي توان براي اين مورد به كار برد، زيرا مكان دوربينها نمي تواند بررسي و ارزيابي دقيقي را از مكان بازيكن در موقع ارسال توپ تضمين كند. به همين دليل از دوربينهاي ثابت استفاده مي شود كه تمامي ضربات را پوشش مي دهند.
با استفاده از ويژگيهاي سطح پایين از قبيل مكان، سرعت، شتاب، زاويه حركت به آشكارسازي توپ و تشخيص پاسها استفاده میشود.
همچنين ويژگي رنگ براي دسته بندي تيمها و محاسبه انرژي جهت تعيين نقاط متحرك و ثابت به كار میرود.
سپس با ويژگيهاي سطح مياني مانند رديابي توپ و بازيكنان و حركات آنها و تعيين موقعيت بازيكنان، استخراج مي شود و در نهايت به آشكارسازي رويداد آفسايد پرداخته شده است ( همانطور كه مي دانيم تشخيص آفسايد يك ويژگي سطح بالاست.)
اسلاید 18 :
روش کشف آفساید:
استفاده از 6 دوربين ثابت در دو طرف ميدان بازي(در هر طرف ميدان 3 دوربين)
تصاوير توسط دوربين هاي همزمان گرفته ميشوند، سپس اين تصاوير جهت شناسايي مكان و موقعيت بازيكنان و مكان توپ به صورت بلادرنگ پردازش مي شوند.
رويدادهاي زير به صورت همزمان باید بررسي شود:
1) بازيكناني كه توپ را پاس داده است
2) مكان بازيكنان در زمين دقيقاً در لحظه پاس توپ
3) مكان بازيكني كه توپ را دريافت ميكند
4)كاربرد قانون فعال يا غيرفعال بودن آفسايد
اسلاید 19 :
تهیه اطلاعات تکمیلی و کشف رویدادها(ادامه)
رویداد گل:
در طول بازي فوتبال تعدادي موقعيت شك برانگيز بوجود مي آيد كه نمي تواند براحتي توسط كميته داوري قضاوت شود و يكي از مهمترين آن موقعيتها، رويداد گل است.
در اكثر تحقيقات رويداد گل زماني كشف ميشود كه يك توقف در بازي فوتبال تشخيص داده شده و يا نشانه هايي از ابراز احساسات بازيكنان بدست آيد و يا چندين پخش مجدد از زاويه دوربين هاي مختلف پخش شود.
اسلاید 20 :
تهیه اطلاعات تکمیلی و کشف رویدادها(ادامه)
مراحل انجام كشف گل:
استقرار 4 دوربين در دو طرف خطوط دروازه
ارسال دادههاي 4 دوربين به 4 پردازشگر براي پردازش
كشف محل توپ از تصاوير
ارسال نتايج پردازش شده به ناظر مركزي
كشف رويداد گل
ارسال سيگنال براي داور در هنگام وقوع گل
