Faire avancer l'analyse du volley avec des structures graphiques
Une nouvelle méthode améliore l'analyse des matchs de volley en utilisant des structures de données basées sur des graphes.
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Table des matières
Le volley-ball est un sport qui prend de l’ampleur, et avec de plus en plus de jeunes joueurs qui s’y mettent, le niveau de compétence général est en hausse. Cette croissance a créé une demande pour une meilleure analyse des tactiques et stratégies de jeu. Les entraîneurs et les joueurs ont besoin d’analyses plus approfondies pour améliorer leur performance. Pour répondre à ce besoin, on utilise des technologies avancées pour analyser le volley-ball de manière plus efficace.
Notre recherche se concentre sur l'amélioration de la prévision de différents aspects des matchs de volley, comme le résultat des échanges, où les joueurs vont placer le ballon, et quel type de frappe un joueur va utiliser. On introduit une nouvelle méthode pour organiser et analyser les données du volley à l'aide de structures de graphes. Cette méthode nous permet de mieux comprendre la dynamique du jeu sans avoir à collecter de nouvelles données.
Le besoin d'analytique dans le volley
Avec l’intérêt croissant pour l'analytique des données sportives, de nombreux chercheurs se penchent sur différents sports pour prédire les événements de jeu et analyser la performance des joueurs. D'autres sports comme le basket, le foot et le baseball ont vu de nombreuses études qui aident à améliorer les stratégies d'équipe. Cependant, le volley-ball est un peu en retard dans ce domaine. Les études existantes en volley ont souvent des portées limitées et utilisent des méthodes basiques.
Au fur et à mesure que le sport évolue, il y a un besoin croissant d'outils plus sophistiqués pour analyser les données du volley. Notre objectif est de créer de meilleurs systèmes pour analyser la performance au volley en utilisant des techniques avancées sans avoir besoin de collecter des données supplémentaires.
Travaux connexes
Il y a eu des tentatives d'analyser le volley à l'aide de divers ensembles de données. La plupart de ces études se concentrent sur la vision par ordinateur ou ne capturent pas les statistiques importantes du jeu. Récemment, un ensemble de données spécifique au volley en salle a fait des progrès dans le domaine. Cet ensemble décompose les matchs de volley en tours et en échanges, capturant des informations utiles sur chaque contact.
Une étude antérieure a introduit une approche en langage naturel pour représenter les échanges de volley, ce qui a permis une analyse plus approfondie. Cependant, ces études utilisent encore des méthodes basiques et n'explorent pas des techniques de codage de données plus avancées. Notre recherche vise à améliorer cela en utilisant des structures basées sur des graphes pour capturer les relations entre différents contacts dans le jeu.
Les graphes se sont révélés efficaces pour analyser d'autres sports, et on pense qu'ils peuvent aussi être bénéfiques pour le volley. En organisant nos données sous forme de graphes, on peut mieux représenter les connexions entre les contacts de balle, aidant les modèles à apprendre plus efficacement.
Techniques de codage par graphes
Pour améliorer notre analyse, on propose de coder les données du volley dans une structure de graphe. Dans cette approche, on traite chaque contact de balle comme un nœud dans un graphe. Par exemple, on définira des nœuds pour les contacts de passe, de set et de frappe. Chaque nœud contiendra des informations importantes, comme la position du joueur et le type de frappe.
Quand les joueurs effectuent des contacts consécutifs dans un échange, on connecte les nœuds avec des arêtes dirigées. Cette connexion préserve l'ordre des événements et aide à capturer le flux d'un échange. Avec ce codage, on peut offrir plus de contexte aux modèles d'apprentissage automatique pour analyser les données, allant au-delà de la manière dont les modèles traditionnels traitent les informations sportives.
Prédiction des résultats d'un échange
Un des aspects clés de notre recherche est de prédire le résultat des échanges. Dans le volley, plusieurs facteurs influencent le résultat, comme la qualité des passes, des sets et des frappes. Notre modèle basé sur des graphes utilisera l'information de tous les nœuds d'un échange pour faire des prédictions.
On a constaté que l'utilisation de codages par graphes a considérablement amélioré la précision des prédictions de résultats d'échanges. Les modèles traditionnels avaient du mal à capturer les relations entre les contacts, mais avec notre nouveau codage par graphes, les modèles ont fourni des aperçus plus clairs sur ce qui s'est passé durant les échanges.
Prédiction de l'emplacement du set
Une autre tâche importante est de prédire où un passeur va placer le ballon. Cette décision peut dépendre de divers aspects, notamment la qualité de la passe et les positions des joueurs. Notre codage par graphes nous permet de nous concentrer sur les moments critiques avant le set.
Dans nos résultats, on a observé que les modèles plus simples fonctionnaient mieux pour les prédictions d'emplacement de set. Avec un contexte supplémentaire des tours précédents, nos modèles pouvaient mieux comprendre où les passeurs sont susceptibles de viser. Bien que les améliorations aient été remarquables, elles n'étaient pas aussi significatives que celles liées aux prédictions de résultats d'échanges.
Prédiction du type de frappe
La dernière tâche qu'on a examinée était de prédire le type de frappe qu'un joueur va effectuer. C'est crucial pour les stratégies offensives et défensives. Le type de frappe peut être influencé par de nombreux facteurs, y compris les décisions du passeur et la situation de jeu.
On a ajusté cette tâche en retirant les frappes bloquées de nos prédictions. Ce changement a abouti à une analyse plus ciblée qui a donné de meilleures performances à nos modèles. Les codages par graphes ont donné un léger coup de pouce, mais il est devenu clair que les actions individuelles des joueurs jouaient un rôle essentiel dans la détermination des types de frappes.
Résumé des résultats
Pour toutes les tâches, l'utilisation de codages par graphes a fourni des améliorations significatives en performance. Pour les prédictions de résultats d'échanges, les modèles ont montré une meilleure précision, notamment en comparant les matchs universitaires et professionnels. Les nouvelles méthodes ont clarifié les relations entre les événements de jeu, permettant aux modèles d'apprendre plus efficacement.
Dans les prédictions d'emplacement de set, bien que les modèles traditionnels aient été peu performants, l'introduction de notre structure de graphe a permis d'améliorer les performances, mais pas de façon aussi marquée que dans d'autres tâches. Pour les prédictions de type de frappe, l'exclusion des frappes bloquées a simplifié l'analyse et abouti à de meilleures prédictions.
En fin de compte, notre recherche montre que l'utilisation de codages par graphes aide à approfondir la compréhension de la dynamique du volley. En se concentrant sur des interactions plus granulaires entre les contacts, on peut améliorer les prédictions et fournir aux entraîneurs et aux joueurs des informations exploitables.
Conclusion
En résumé, cette recherche introduit une approche novatrice pour l'analytique du volley en utilisant des codages par graphes pour capturer le jeu à un niveau de contact. Les résultats indiquent que cette méthode peut améliorer les tâches de prédiction qui dépendent de la compréhension des interactions entre événements, tandis que certaines tâches pourraient ne pas bénéficier autant de cette approche.
En regardant vers l'avenir, on vise à rassembler des données plus détaillées et potentiellement explorer différentes méthodes de codage pour affiner encore notre analyse. Avec ces avancées, on espère inspirer des travaux futurs dans le domaine de l'analytique sportive, menant à des stratégies plus efficaces et à une meilleure compréhension du jeu de volley.
Titre: Graph Encoding and Neural Network Approaches for Volleyball Analytics: From Game Outcome to Individual Play Predictions
Résumé: This research aims to improve the accuracy of complex volleyball predictions and provide more meaningful insights to coaches and players. We introduce a specialized graph encoding technique to add additional contact-by-contact volleyball context to an already available volleyball dataset without any additional data gathering. We demonstrate the potential benefits of using graph neural networks (GNNs) on this enriched dataset for three different volleyball prediction tasks: rally outcome prediction, set location prediction, and hit type prediction. We compare the performance of our graph-based models to baseline models and analyze the results to better understand the underlying relationships in a volleyball rally. Our results show that the use of GNNs with our graph encoding yields a much more advanced analysis of the data, which noticeably improves prediction results overall. We also show that these baseline tasks can be significantly improved with simple adjustments, such as removing blocked hits. Lastly, we demonstrate the importance of choosing a model architecture that will better extract the important information for a certain task. Overall, our study showcases the potential strengths and weaknesses of using graph encodings in sports data analytics and hopefully will inspire future improvements in machine learning strategies across sports and applications by using graphbased encodings.
Auteurs: Rhys Tracy, Haotian Xia, Alex Rasla, Yuan-Fang Wang, Ambuj Singh
Dernière mise à jour: 2023-08-21 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2308.11142
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.11142
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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