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世界杯赛场上的黑科技——机器视觉的应用解析
发布时间:2018-09-06

炎炎夏日,世界杯的再一次来袭,点燃了球迷们心中的热情。足球作为全世界最多人关注的运动,赛场上每个运动员的汗水挥洒都牵动着无数球迷的心,每次的进球都刺激着无数观众的荷尔蒙。2018年正值世界杯火热举办期间,这项四年一届举世瞩目的盛事,除了运动员精彩的表演外,场内外的“黑科技”也成为了另一大看点,就让我们来盘点一下世界杯上的这些跟机器视觉相关的足球科技吧。

1、 门线技术

2014年的巴西世界杯上就已经应用了这项技术,当时采用的是德国一家名为GoalControl的公司开发的球门线技术系统,每套系统耗资10多万欧元。该系统利用14台高速摄像机向架设在球场顶部的数据间传送数码照片,经过对数据的分析再把结果传送到裁判所戴的特殊手表上,如果确定球过了门线,手表上就会显示“goal(进球)”,整个过程用时不足一秒钟。

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此项高科技在足球比赛中的应用,让比赛更公平,少了足球是否进门的争议,避免足球冤案的产生。

可以说门线监控技术是机器视觉一个非常好的应用,这套系统就是一个非常典型的机器视觉代替人眼,监控足球是否进球门的系统。首先,高速摄像机要能清晰采集图像,跟踪定位到足球,而足球的运动速度之快,大多数时候人眼是看不清楚的,高速运动的足球速度比人眼能感知到的运动速度要快10倍,这个时候机器视觉就发挥它的价值所在,捕捉人眼观测不到的画面;然后,它对图像处理的速度要求也非常高,要非常快的处理分析图像,判断图像,判断是否进球,最后还要通知到佩戴智能手表的裁判。完成所有以上过程不到1秒,不得不承认机器视觉人工智能的强大。

2、 球场外的裁判——VAR

众所周知,足球比赛是一场22人的对决,但除了这些贡献精彩比赛的球员,裁判也是至关重要的一环,毕竟一场精彩的比赛也需要有规则的限制。足球比赛中的裁判相对其他运动项目而言权利更大,作为主裁判更是可以主宰一场球赛的走势。当然作为职业裁判,这种情况一般都很少出现,但是误判以及错判的例子却时有发生。

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球赛的结果在比赛完之后通常都不会更改,即使球场上有误判的情况发生,最多只在赛后进行处罚,因此赛场上的准确判罚非常重要。为了减少这些争议,今年世界杯国际足总推出了VAR(Video assistant referees,影像助理裁判系统)。通过把场内拍摄到的实时画面传输到后台控制中心,由其他助理裁判进行辅助观察、整理、剪辑,并第一时间发回赛场。届时将由13人担任视频助理裁判员,用于有争议问题的判定,尽可能实现精准判罚,防止产生人眼看不清的误判,防止冤假错案的发生。这样做的好处便是能有效减少主裁判的误判,当然,这也有可能导致VAR的结论与主裁判相违背。针对这种情况,国际足球联合会(FIFA)制定了一个应对的条款,最终判罚权依然是当值的主裁判。但相比之前主裁判独掌大权的时代,VAR的出现注定会让球场上的比赛更加公平。

3、 身临其境的VR技术

  说到观看比赛的体验,如今各种超高清大屏显示器,加上大流量传输技术,已经让许多球迷大呼过瘾。但是想要身临其境的感受世界杯的魅力,好似除了去现场,别无他法,但是真的如此吗?

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本届俄罗斯世界杯的比赛除了采用UHD+HDR(超高清晰度+高动态范围成像)信号,还将使用360°VR技术为球迷呈现更为精彩的视觉盛宴。球迷可以通过VR身临其境的感受到本次世界杯的热烈氛围,更能直接站在球场之中感受球员在自己身旁穿行的快感。

为了带来更高清的VR视觉体验,球场内安装了37个高清运动相机,这些相机可以保证每场比赛现场的每个精彩瞬间都被清晰的记录下来,其中有八个双摄像头相机用来增强画质,UHD、HDR、SDR各种视频源一应俱全。

VR虚拟现实应用到世界杯,给广大球迷朋友们不一样的体验,去不了俄罗斯世界杯现场,只要有VR,就如同身临其境般观看世界杯。当然有好的视频源,也需要有好的设备才行,要不然那种市面上几十上百块VR盒子所带来天旋地转的感觉可不好受。

4、 足球内装上NFC芯片

2018俄罗斯世界杯的比赛用球被称为“Telstar18”(电视之星18),Telstar18采用了嵌入式NFC芯片,球迷可以通过下载APP,查看足球的运动轨迹以及球员们的射门技巧。

足球这项运动,在科技进步之下越发现代化,其所散发的魅力也在这些足球科技下展示的更加淋漓尽致。当然,除了足球,机器视觉技术在高尔夫、游泳、赛跑等多种项目的直播、教学、裁判等环节都有大量的应用,比如在高尔夫教学中,就经常使用摄像头采集教练员的标准动作,然后通过软件进行分析,再采集学员的击球动作,从而进行修正和指导。

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