Automatic Player Tracking in Single-Camera Soccer Videos

Abstract

AI og maskinlæring har befestet seg i dagens fotballverden som en ressurs for å automatisere sportsanalyse. Analytiske data hjelper fotballens involverte med å oppnå et konkurransefortrinn på måter man tidligere ikke trodde var mulig. Særlig automatisk tracking av fotballspillere har vist seg å være essensielt for å kunne levere slike data. Tracking kan tillate sanntidsvurdering av lagformasjoner og taktikker, noe som er verdifullt både for sportsreportere og motstanderlag. Videre kan individuelle spillere vurderes ut fra hastighet, akselerasjon og total tilbakelagt strekning, noe som er særdeles nyttig i en analyse av utøverens individuelle ferdigheter. Dessverre er teknologien primært forbeholdt profesjonelle fotballorganisasjoner, og produktene er dyre. Teknologien krever kostbart og komplisert utstyr, for eksempel multikameraoppsett og GPS-trackere. Som en motsetning til dette, bruker denne oppgaven moderne datamaskinsynmetoder på fotballopptak filmet med ett enkelt kamera. Avhandlingen har potensiale til å bidra i utviklingen av rimelig programvare som leverer tilnærmede analytiske data som det premiumprodukter tilbyr. Vi ønsker å undersøke om toppmoderne datasynsalgoritmer automatisk kan oppdage og følge spillere over tid fra fotballopptak filmet med ett enkelt kamera. Resultatene er lovende og viser til og med at sanntids-prosseseringshastigheter er mulig. Arbeidet demonstrerer også hvordan resultatene fra disse metodene kan videreutvikles til fullverdige analytiske data, og som kan brukes direkte til fotballanalyse. Kjernen av dette arbeidet består av en tradisjonell maskinlæringsmetodikk. I tråd med dette foreslår vi en ny semi-automatisk annoteringsmetode som markant reduserer arbeidsmengden for maskinlæringsbaserte tilnærminger for flerobjekts tracking. Videre foreslår vi en metode for å oppnå metrikker for flerobjekts tracking under optimalisering av individuelle systemkomponenter. Metodene viser hvordan optimalisering av forskjellige deteksjon - og trackingkomponenter påvirker den totale ytelsen av systemet