Был гол или не было? Машинное зрение в футболе
- Заказчик
- vieww GmbH
- Местоположение
- Ахен, Германия
- Дата
- 2023
Что понимается под системой автоматического определения гола и системой видеопомощи судьям?
Вопрос о том, пересек ли футбольный мяч линию ворот полностью, чтобы его можно было засчитать как гол, порой определяет больше, чем просто исход матча. Спорные решения порождают многолетние дискуссии в экспертных кругах и среди заядлых болельщиков. Знаменитый «гол Уэмбли», который определил исход Чемпионата мира 1966 года, безусловно, является самым известным примером.
Вот уже несколько лет судьи при принятии решений полагаются не только на свои органы чувств, но и на результаты точного анализа, предлагаемые системами видеопомощи.
Все началось с системы автоматического определения гола
Система автоматического определения гола (Goal Line Technology — GLT) определяет положение мяча относительно линии ворот с помощью технологий машинного зрения и передает судье сигнал для принятия решения. Впервые представлена в 2013 году немецкой компанией vieww и в том же году прошла сертификацию ФИФА. В следующем году эта система, которая тогда называлась GoalControl, была применена на Чемпионате мира по футболу 2014 года в Бразилии.
Помощь в неоднозначных ситуациях
Сегодня камеры помогают арбитрам не только на линии ворот. Разработанная vieww система видеопомощи для судей (Video Assistant Referee — VAR), включая технологию виртуальной линии офсайда (Virtual Offsite Line — VOL), которая также была сертифицирована ФИФА, на протяжении всего матча передает детальные изображения, которые помогают принимать важные решения, например, в случае удалений, возможных пенальти и положений «вне игры». Эти технологии позволяют свести к минимуму ошибочные решения в футболе.
Компания vieww GmbH и ее производственный партнер с 2022 года оснащают Немецкую футбольную лигу (DFL) всеми необходимыми для судейства технологиями.
Непростые требования к вспомогательным системам в футболе
Футбол — это скорость и точность. Профессиональные игроки развивают высокую скорость в беге и в ударах по мячу, и зачастую разница между положением «вне игры» и обычным голом составляет всего несколько сантиметров или миллиметров. Кроме того, десятки тысяч болельщиков на стадионе и миллионы телезрителей не готовы долго ждать решения арбитров. Но разумеется, эти решения должны приниматься не только быстро, но и безошибочно.
Машинное зрение в футболе: высокая точность и надежность
В результате и спортсмены, и болельщики крайне заинтересованы в системах, которые помогали бы арбитрам принимать точные и безошибочные решения и при этом быстро передавали результаты анализа. Важно, чтобы система видеопомощи точно фиксировала и анализировала каждую ситуацию на поле в режиме реального времени.
Техническое решение для систем автоматического определения гола и систем видеопомощи
Новейшая система автоматического определения гола от vieww, установленная на футбольном стадионе, состоит из 14 камер, которые ведут съемку со скоростью 200 кадров в секунду, обеспечивая, таким образом, высокий уровень точности отслеживания мяча, необходимый для принятия безошибочных решений в футболе. Надежность системы находится под строгим контролем ФИФА, которая сертифицирует оборудование и ежегодно проводит его испытания на каждом стадионе.
В комплекте: камеры Basler ace 2
Выбор пал на цветные камеры Basler ace 2 из линейки Basic, которые оснащены впечатляющим набором функций компьютерного зрения и гарантируют простую интеграцию благодаря программному обеспечению pylon. Кроме того, при съемке используются различные объективы Basler с постоянным фокусным расстоянием. Камеры Basler ace 2 являются основой систем видеопомощи и установлены в специальный корпус с мини-компьютером с очень мощными видеокартами и системами теплоотвода и вентиляции.
Растущие требования к технологиям
Ввиду того, что матч проходит в высоком темпе, решающим критерием является высокая частота кадров, однако качество изображения также играет не последнюю роль: для трансляции матча высокое качество и четкость являются обязательными условиями, чтобы у зрителей было полное представление о том, что происходит на поле. Кроме того, ожидается, что требования телекомпаний к качеству изображения в будущем только продолжат расти, поэтому необходимо иметь возможности адаптировать систему, чтобы привести качество изображения в соответствие с новыми требованиями к резкости, контрастности, цветопередаче и другим характеристикам для оптимальной трансляции.
Системы с камерами стационарно монтируются на каждом стадионе в соответствии с его индивидуальной архитектурой. Такой монтаж предполагает чрезвычайно точные измерения, учитывающие углы обзора камеры, охват поля, а также освещенность и погодные условия. Однако после калибровки системой можно управлять удаленно, что означает существенную экономию средств для стадионов, лиг и федераций.
Безупречное качество изображения для принятия справедливых решений
Изображения, получаемые камерами системы автоматического определения гола, vieww также использует в системах видеопомощи. В этих целях SDI-сигналы преобразуются в высококачественные изображения JPEG. Каждое изображение снимается отдельно, как фотография, чтобы избежать потери деталей. Поскольку камеры ace 2 ведут съемку со скоростью 200 кадров в секунду вместо стандартных для телевизионной трансляции 50 кадров в секунду, в распоряжении судей оказывается гораздо больше фотоматериалов, фиксирующих игровую ситуацию. В то же время система характеризуется минимальным временем отклика, поскольку интеллектуальная клиент-серверная архитектура, разработанная vieww, не требует высокой скорости передачи данных.
Камеры, синхронизированные с точностью до микросекунды, эффективно обрабатывают изображения и отправляют их на серверы, которые предоставляют данные для отслеживания мяча в режиме реального времени, медиаданные для трансляции и данные матча. Десятилетия споров о том, пересек мяч линию ворот или нет, наконец-то остались в прошлом: надежная информация о взятии ворот передается на часы арбитра менее чем за одну секунду.
Компоненты этого решения
Хотите реализовать подобное решение? Обратите внимание на эти компоненты.