Sports-vmTracking: Un Cambio Radical en el Seguimiento de Jugadores
Revolucionando el seguimiento de jugadores para mejorar el análisis de rendimiento en los deportes.
Li Yin, Calvin Yeung, Qingrui Hu, Jun Ichikawa, Hirotsugu Azechi, Susumu Takahashi, Keisuke Fujii
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- Los Desafíos del Seguimiento en Deportes de Equipo
- Presentando una Nueva Solución: Sports-vmTracking
- Cómo Funciona Sports-vmTracking
- Los Resultados
- Trabajos Relacionados en el Seguimiento Deportivo
- Cómo Otras Tecnologías Ayudan al Seguimiento
- La Importancia de la Estimación de Poses
- Pasos para Mejorar Sports-vmTracking
- Aplicaciones del Mundo Real de Sports-vmTracking
- El Futuro del Seguimiento Deportivo
- Conclusión
- Fuente original
El Seguimiento de múltiples objetos (MOT) es el proceso de rastrear varios objetos en movimiento en videos o imágenes. Esto puede ser desde una manada de ciervos en un bosque hasta jugadores en una cancha de baloncesto. En los deportes, seguir a los jugadores puede ayudar a los entrenadores a estudiar tácticas y mejorar el rendimiento. Sin embargo, rastrear a los jugadores no es tan fácil como suena, especialmente cuando empiezan a correr como perritos emocionados en un parque canino.
Los Desafíos del Seguimiento en Deportes de Equipo
En el baloncesto, las cosas pueden volverse bastante caóticas. Por ejemplo, los jugadores se mueven de manera impredecible, a menudo bloqueando el camino de otros, pasando el balón con un movimiento de muñeca y saltando unos sobre otros en momentos tensos. Estas interacciones tan cercanas dificultan que los métodos de seguimiento convencionales sigan a los jugadores con precisión. Además, los jugadores suelen llevar uniformes similares, lo que los hace parecer clones, lo que aumenta la confusión. Cuando los jugadores se superponen, o uno bloquea a otro, se producen detecciones erróneas, identidades equivocadas y un lío total que haría que un juego de "Dónde está Wally" parezca fácil.
Presentando una Nueva Solución: Sports-vmTracking
Para afrontar estos desafíos, se ha desarrollado un nuevo método llamado Sports-vmTracking. Piensa en ello como darle a cada jugador su propio foco virtual que ayuda a las cámaras y computadoras a reconocerlos y rastrearlos de manera más efectiva. Este enfoque usa lo que llamamos marcadores virtuales (VM), que son como etiquetas de nombre invisibles que ayudan a identificar a los jugadores en medio de la competencia.
El método se basa en un concepto anterior utilizado para rastrear animales, así que se podría decir que pasó del reino animal a la cancha de baloncesto. El equipo creó un conjunto de datos especial que consiste en las poses de los jugadores durante un juego de baloncesto 3x3, un entorno compacto perfecto para probar su nuevo método.
Cómo Funciona Sports-vmTracking
Ahora, desglosamos cómo funciona realmente Sports-vmTracking sin ponernos muy técnicos.
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Creando Marcadores Virtuales: El primer paso es crear marcadores que representen a cada jugador. Los creadores de este método recopilan videos de los jugadores y etiquetan puntos importantes del cuerpo, como cabezas y codos, algo así como dibujar puntos en una figura de palitos. Usan un software inteligente llamado DeepLabCut para hacer esto, que ayuda a localizar estos puntos clave. El resultado es un video que muestra a los jugadores con marcadores coloridos sobre ellos, lo que facilita saber quién es quién.
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Entrenando el Modelo: Una vez que los marcadores están listos, el sistema pasa por un entrenamiento. Este entrenamiento consiste en mostrarle al sistema muchos videos para que aprenda a reconocer los movimientos de los jugadores. El objetivo es lograr que el sistema entienda cómo se ve un jugador desde diferentes ángulos y cómo se mueve al jugar baloncesto.
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Rastreando Jugadores en Acción: Después del entrenamiento, el modelo está listo para rastrear a los jugadores en tiempo real. Esto implica tomar videos donde los jugadores están corriendo, saltando y anotando, y predecir dónde se encuentra cada jugador en cualquier momento. Usando los marcadores virtuales, el sistema puede rastrear efectivamente quién está dónde y qué está haciendo.
Los Resultados
Las pruebas con Sports-vmTracking mostraron resultados impresionantes. Al compararlo con otros métodos de seguimiento conocidos, Sports-vmTracking tuvo mejores resultados en mantener el seguimiento de los jugadores de manera precisa, especialmente en situaciones desordenadas donde los jugadores estaban muy juntos. El nuevo método redujo las posibilidades de errores, como la identificación incorrecta de los jugadores o que se pasaran por alto.
Además, el enfoque ahorró tiempo y redujo costos que normalmente se necesitarían para el seguimiento manual o para corregir errores en los datos de seguimiento. Al igual que no querrías contar meticulosamente la cantidad de caramelos en un frasco, el método Sports-vmTracking ayuda a minimizar el trabajo manual, ahorrando tiempo precioso para entrenadores y analistas.
Trabajos Relacionados en el Seguimiento Deportivo
El MOT no es nuevo en el deporte; los investigadores han estado trabajando en esto durante bastante tiempo. Los primeros esfuerzos se centraron principalmente en rastrear jugadores en deportes como fútbol y hockey. Estos métodos a menudo enfrentaban desafíos similares, como jugadores bloqueándose entre sí o vistiendo atuendos similares.
Algunos esfuerzos anteriores utilizaron técnicas avanzadas para mejorar la precisión del seguimiento, como redes de identificación para reconocer jugadores individuales basándose en sus características únicas. Por ejemplo, los investigadores crearon algoritmos especiales que mejoraron el seguimiento en deportes como el hockey sobre hielo al enfocarse en los roles del equipo y las posiciones de los jugadores.
La belleza de Sports-vmTracking es que se basa en métodos anteriores mientras se enfoca específicamente en el entorno intenso del baloncesto, donde las oclusiones y las apariencias similares son comunes.
Cómo Otras Tecnologías Ayudan al Seguimiento
Un factor importante en el seguimiento deportivo es cómo ha evolucionado la tecnología. El uso de visión por computadora se ha convertido en una parte esencial de los sistemas de seguimiento. Por ejemplo, la tecnología de Estimación de Poses humanas detecta puntos clave del cuerpo para comprender mejor los movimientos de los jugadores.
En el mundo de los estudios de comportamiento animal, se enfrentan a desafíos similares. Un método notable implica el uso de marcadores virtuales para rastrear animales en la naturaleza. Al aplicar técnicas como estas, Sports-vmTracking ha tomado ideas tanto de deportes como de estudios de animales para crear una solución de seguimiento más efectiva.
La Importancia de la Estimación de Poses
La estimación de poses humanas juega un papel clave en el seguimiento de los jugadores. Esta tecnología se enfoca en identificar puntos específicos del cuerpo para ofrecer una vista detallada de los movimientos de los jugadores. Al rastrear puntos individuales como hombros y rodillas, proporciona una comprensión más clara del juego, incluso cuando los jugadores están oscurecidos por otros.
Pasos para Mejorar Sports-vmTracking
Aunque la efectividad de Sports-vmTracking es prometedora, siempre hay margen de mejora. Una limitación es la falta de conjuntos de datos diversos y grandes. Recopilar conjuntos de datos deportivos completos a menudo implica mucho trabajo, como etiquetar meticulosamente los fotogramas de los videos. Esto no es solo una tarea trivial; requiere un esfuerzo y tiempo considerables.
Además, el método inicial no incluía el seguimiento de las manos, lo que podría llevar a imprecisiones cuando los jugadores están en movimiento rápido. ¡Al igual que intentar atrapar un cerdo engrasado en una feria, rastrear movimientos pequeños como las manos puede ser complicado! Los esfuerzos futuros podrían centrarse en incluir puntos clave de las manos para mejorar aún más la precisión del seguimiento.
Aplicaciones del Mundo Real de Sports-vmTracking
Entonces, ¿qué podría hacer Sports-vmTracking en el mundo real? Bueno, este método puede ser extremadamente valioso para los analistas deportivos y entrenadores que buscan obtener información de sus juegos. Con un seguimiento eficiente en tiempo, los entrenadores podrían analizar mejor el rendimiento de sus jugadores y tomar decisiones informadas que podrían llevar a estrategias ganadoras.
Además, Sports-vmTracking también puede ayudar en la seguridad de los jugadores al permitir que los equipos monitoreen los movimientos de los jugadores y detecten patrones que podrían indicar fatiga o riesgos de lesiones.
El Futuro del Seguimiento Deportivo
El futuro se ve brillante para el seguimiento de múltiples objetos en los deportes. Con los avances en tecnología, herramientas como Sports-vmTracking tienen el potencial de revolucionar cómo se analizan los deportes. Automatizar el proceso de seguimiento de los jugadores puede liberar tiempo valioso para los analistas humanos que pueden centrarse en las evaluaciones de estrategia y rendimiento a un nivel superior.
Además, a medida que se amplían los conjuntos de datos y mejoran los modelos, podríamos ver métodos de seguimiento aún más precisos que consideren varios escenarios de juego, movimientos de jugadores y dinámicas de equipo.
Conclusión
El seguimiento de múltiples objetos en deportes, especialmente con la introducción de métodos como Sports-vmTracking, trae un soplo de aire fresco a los métodos de análisis tradicionales. Al utilizar de manera inteligente los marcadores virtuales y técnicas avanzadas de estimación de poses, este enfoque aborda efectivamente muchos desafíos que enfrentan los deportes de equipo.
Al reducir el esfuerzo manual requerido y aumentar la precisión del seguimiento, Sports-vmTracking allana el camino para que entrenadores y analistas obtengan información valiosa sobre el juego. Las aplicaciones potenciales van desde la seguridad de los jugadores hasta el análisis táctico, convirtiéndolo en un cambio de juego en el mundo del análisis deportivo.
A medida que la tecnología de seguimiento continúa evolucionando, ¿quién sabe qué nuevos trucos podría tener Sports-vmTracking bajo la manga? ¡Quizás un día incluso rastree cuántas veces un jugador puede saltar sin cansarse—eso sí sería algo para ver!
Fuente original
Título: Enhanced Multi-Object Tracking Using Pose-based Virtual Markers in 3x3 Basketball
Resumen: Multi-object tracking (MOT) is crucial for various multi-agent analyses such as evaluating team sports tactics and player movements and performance. While pedestrian tracking has advanced with Tracking-by-Detection MOT, team sports like basketball pose unique challenges. These challenges include players' unpredictable movements, frequent close interactions, and visual similarities that complicate pose labeling and lead to significant occlusions, frequent ID switches, and high manual annotation costs. To address these challenges, we propose a novel pose-based virtual marker (VM) MOT method for team sports, named Sports-vmTracking. This method builds on the vmTracking approach developed for multi-animal tracking with active learning. First, we constructed a 3x3 basketball pose dataset for VMs and applied active learning to enhance model performance in generating VMs. Then, we overlaid the VMs on video to identify players, extract their poses with unique IDs, and convert these into bounding boxes for comparison with automated MOT methods. Using our 3x3 basketball dataset, we demonstrated that our VM configuration has been highly effective, and reduced the need for manual corrections and labeling during pose model training while maintaining high accuracy. Our approach achieved an average HOTA score of 72.3%, over 10 points higher than other state-of-the-art methods without VM, and resulted in 0 ID switches. Beyond improving performance in handling occlusions and minimizing ID switches, our framework could substantially increase the time and cost efficiency compared to traditional manual annotation.
Autores: Li Yin, Calvin Yeung, Qingrui Hu, Jun Ichikawa, Hirotsugu Azechi, Susumu Takahashi, Keisuke Fujii
Última actualización: 2024-12-09 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2412.06258
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.06258
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
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