Sports-vmTracking: Uma Revolução no Rastreamento de Jogadores
Revolucionando o rastreamento de jogadores pra melhorar a análise de desempenho nos esportes.
Li Yin, Calvin Yeung, Qingrui Hu, Jun Ichikawa, Hirotsugu Azechi, Susumu Takahashi, Keisuke Fujii
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Índice
- Os Desafios do Rastreamento em Esportes Coletivos
- Apresentando uma Nova Solução: Sports-vmTracking
- Como Funciona o Sports-vmTracking
- Os Resultados
- Trabalhos Relacionados em Rastreamento Esportivo
- Como Outras Tecnologias Ajudam no Rastreamento
- A Importância da Estimativa de Pose
- Passos para Melhorar o Sports-vmTracking
- Aplicações do Mundo Real do Sports-vmTracking
- O Futuro do Rastreamento Esportivo
- Conclusão
- Fonte original
O Rastreamento de múltiplos objetos (MOT) é o processo de acompanhar vários objetos em movimento em vídeos ou imagens. Isso pode ser qualquer coisa, desde um grupo de cervos na floresta até jogadores em uma quadra de basquete. Nos esportes, acompanhar os jogadores pode ajudar os treinadores a estudar táticas e melhorar o desempenho. Mas, rastrear jogadores não é tão simples quanto parece, especialmente quando eles começam a correr como filhotes animados em um parque para cães.
Os Desafios do Rastreamento em Esportes Coletivos
No basquete, as coisas podem ficar bem caóticas. Por exemplo, os jogadores se movem de forma imprevisível, muitas vezes bloqueando o caminho uns dos outros, passando a bola com um movimento rápido do pulso e até pulando uns sobre os outros em momentos tensos. Essas interações tão próximas dificultam que métodos tradicionais de rastreamento sigam os jogadores com precisão. Além disso, os jogadores costumam usar uniformes parecidos, fazendo com que pareçam clones, o que aumenta a confusão. Quando os jogadores se sobrepõem ou um bloqueia o outro, isso resulta em detecções perdidas, identidades trocadas e uma bagunça geral que faria um jogo de "Onde está o Wally?" parecer fácil.
Apresentando uma Nova Solução: Sports-vmTracking
Para enfrentar esses desafios, foi desenvolvido um novo método chamado Sports-vmTracking. Pense nisso como dar a cada jogador seu próprio holofote virtual que ajuda câmeras e computadores a reconhecê-los e rastreá-los de forma mais eficaz. Essa abordagem usa o que chamamos de marcadores virtuais (VMs), que são como etiquetas de nome invisíveis que ajudam a identificar os jogadores no meio da competição.
O método se baseia em um conceito anterior usado para rastrear animais, então você pode dizer que ele foi do reino animal para a quadra de basquete. A equipe criou um conjunto de dados especial com as poses dos jogadores durante um jogo de basquete 3x3, um espaço compacto perfeito para testar seu novo método.
Como Funciona o Sports-vmTracking
Agora, vamos explicar como o Sports-vmTracking realmente funciona sem entrar em muitos detalhes técnicos.
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Criando Marcadores Virtuais: O primeiro passo é criar marcadores que representarão cada jogador. Os criadores desse método coletam filmagens dos jogadores e marcam pontos importantes do corpo, como cabeças e cotovelos, um pouco como desenhar pontinhos em uma figura de palito. Eles usam um software inteligente chamado DeepLabCut para fazer isso, que ajuda a localizar esses pontos-chave. O resultado é um vídeo que mostra os jogadores com marcadores coloridos sobre eles, facilitando a identificação.
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Treinando o Modelo: Uma vez que os marcadores estejam prontos, o sistema passa pela fase de treinamento. Esse treinamento envolve mostrar para o sistema muitos vídeos para que ele aprenda a reconhecer os movimentos dos jogadores. O objetivo é fazer com que o sistema entenda como um jogador se parece de diferentes ângulos e como ele se move ao jogar basquete.
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Rastreando Jogadores em Ação: Após o treinamento, o modelo está pronto para rastrear os jogadores em tempo real. Isso envolve pegar vídeos onde os jogadores estão correndo, pulando e marcando pontos e prever onde cada jogador está em qualquer momento. Usando os marcadores virtuais, o sistema consegue rastrear efetivamente quem está onde e o que estão fazendo.
Os Resultados
Os testes com o Sports-vmTracking mostraram resultados impressionantes. Quando comparado a outros métodos de rastreamento conhecidos, o Sports-vmTracking teve pontuações mais altas quando se tratou de acompanhar jogadores com precisão, especialmente em situações confusas onde os jogadores estavam muito juntos. O novo método reduziu as chances de erros, como identificação incorreta de jogadores ou até mesmo deixá-los passar despercebidos.
Além disso, a abordagem economizou tempo e reduziu os custos geralmente necessários para o rastreamento manual ou correção de erros nos dados de rastreamento. Assim como você não gostaria de contar pacientemente o número de jellybeans em um pote, o método Sports-vmTracking ajuda a minimizar o trabalho manual, economizando tempo precioso para treinadores e analistas.
Trabalhos Relacionados em Rastreamento Esportivo
O MOT não é novidade nos esportes; pesquisadores vêm trabalhando nisso há bastante tempo. Os primeiros esforços se concentraram principalmente em rastrear jogadores em esportes como futebol e hóquei. Esses métodos frequentemente enfrentavam desafios semelhantes, como jogadores bloqueando uns aos outros ou usando roupas parecidas.
Alguns esforços anteriores utilizaram técnicas avançadas para melhorar a precisão do rastreamento, como redes de identificação para reconhecer jogadores individuais com base em suas características únicas. Por exemplo, pesquisadores criaram algoritmos especiais que melhoraram o rastreamento em esportes como hóquei no gelo, focando nos papéis das equipes e nas posições dos jogadores.
A beleza do Sports-vmTracking é que ele se baseia em métodos anteriores enquanto se concentra especificamente no ambiente intenso do basquete, onde obstruções e aparências semelhantes são comuns.
Como Outras Tecnologias Ajudam no Rastreamento
Um fator importante no rastreamento esportivo é como a tecnologia evoluiu. O uso de visão computacional se tornou parte essencial dos sistemas de rastreamento. Por exemplo, a tecnologia de Estimativa de Pose humana detecta pontos-chave do corpo para entender melhor os movimentos dos jogadores.
No mundo dos estudos sobre comportamento animal, desafios semelhantes são enfrentados. Um método notável envolve usar marcadores virtuais para rastrear animais em estado selvagem. Ao aplicar técnicas como essas, o Sports-vmTracking pegou ideias de esportes e estudos sobre animais para criar uma solução de rastreamento mais eficaz.
A Importância da Estimativa de Pose
A estimativa de pose humana desempenha um papel fundamental no rastreamento de jogadores. Essa tecnologia se concentra em identificar pontos específicos do corpo para fornecer uma visão detalhada dos movimentos dos jogadores. Ao rastrear pontos individuais, como ombros e joelhos, ela oferece uma compreensão mais clara do jogo, mesmo quando os jogadores estão obscurecidos por outros.
Passos para Melhorar o Sports-vmTracking
Embora a eficácia do Sports-vmTracking seja promissora, sempre há espaço para melhorias. Uma limitação é a falta de conjuntos de dados diversificados e grandes. Coletar conjuntos de dados esportivos abrangentes frequentemente envolve muito trabalho, como etiquetar meticulosamente os quadros dos vídeos. Isso não é apenas uma tarefa trivial; requer um esforço e tempo consideráveis.
Além disso, o método inicial não incluiu o rastreamento das mãos, o que pode levar a imprecisões quando os jogadores estão em movimento rápido. Assim como tentar pegar um porquinho escorregadio em uma feira, rastrear pequenos movimentos como as mãos pode ser complicado! Esforços futuros podem se concentrar em incluir pontos-chave das mãos para melhorar ainda mais a precisão do rastreamento.
Aplicações do Mundo Real do Sports-vmTracking
Então, o que o Sports-vmTracking pode fazer pelo mundo real? Bem, esse método pode ser extremamente valioso para analistas de esportes e treinadores que buscam obter insights de seus jogos. Com um rastreamento eficiente, os treinadores poderiam analisar o desempenho de seus jogadores melhor e tomar decisões informadas que podem levar a estratégias vencedoras.
Além disso, o Sports-vmTracking pode ajudar na segurança dos jogadores, permitindo que as equipes monitorem os movimentos dos jogadores e detectem padrões que podem indicar fadiga ou riscos de lesão.
O Futuro do Rastreamento Esportivo
O futuro parece promissor para o rastreamento de múltiplos objetos nos esportes. Com os avanços na tecnologia, ferramentas como o Sports-vmTracking têm o potencial de revolucionar a forma como os esportes são analisados. Automatizar o processo de rastreamento de jogadores pode liberar tempo valioso para analistas humanos que podem se concentrar em estratégias de maior nível e avaliações de desempenho.
Além disso, à medida que os conjuntos de dados se expandem e os modelos melhoram, podemos ver métodos de rastreamento ainda mais precisos que considerem vários cenários de jogo, movimentos dos jogadores e dinâmicas de equipe.
Conclusão
O rastreamento de múltiplos objetos nos esportes, particularmente com a introdução de métodos como o Sports-vmTracking, traz um ar novo às metodologias tradicionais de análise. Ao utilizar inteligentemente marcadores virtuais e técnicas avançadas de estimativa de pose, essa abordagem aborda efetivamente muitos desafios enfrentados em esportes coletivos.
Ao reduzir o esforço manual necessário e aumentar a precisão do rastreamento, o Sports-vmTracking abre caminho para que treinadores e analistas obtenham insights valiosos sobre o jogo. As possíveis aplicações vão desde a segurança dos jogadores até a análise tática, tornando-se um divisor de águas no mundo da análise esportiva.
À medida que a tecnologia de rastreamento continua a evoluir, quem sabe quais novas habilidades o Sports-vmTracking pode ter na manga? Talvez um dia, ele até rastreie quantas vezes um jogador consegue pular sem ficar cansado—agora isso seria algo para se ver!
Fonte original
Título: Enhanced Multi-Object Tracking Using Pose-based Virtual Markers in 3x3 Basketball
Resumo: 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 atualização: 2024-12-09 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2412.06258
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.06258
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
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