Rozpoznawanie położenia piłkarzy na boisku z wykorzystaniem obrazu z kilku kamer

Analysis of video recordings from sports events each year becomes more and more important issue, because it allows automatic creation of summaries, statistics and analysis of tactics and behaviour of players. Video processing is even more important in the disciplines in which it is very difficult to have any influence on the players’ clothing or it is impossible to install them additional localizing equipment (e.g. GPS receivers). One example of such discipline is football and I will focus on it in this paper.To make the task easier, it was assumed that a camera is installed still, at the proper height, and the football field is uniform. Grass colour may vary depending on the stadium, lighting conditions and recording parameters, but it is assumed that it is in a green tone.The aim of this work is to determine players’ positions on the pitch plan basing on images from several cameras. To do this, we need to separate the background from recordings, identify and localize the players, and then transfer this data to pitch plan using the appropriate transformation.These tasks can make numerous difficulties because of the players’ similarity to themselves. If the players wear elements of clothing in the shades of green, then they will be similar to the background, and when they are dressed in white they can merge with pitch lines, or goalposts. Another problem is the players’ occlusion, especially problematic, when they are players from one team.This paper is a review of several approaches to solve the problem, along with details of their implementation. One method was selected, that has proved to be the most optimal because of the detection efficiency for the sample test materials and results have been compared with manual players marking on each frame.

Analiza nagrań wideo z wydarzeń sportowych z roku na rok staje się coraz istotniejszym zagadnieniem, ponieważ umożliwia automatyczne tworzenie podsumowań, statystyk oraz analizę taktyki i zachowań graczy. Przetwarzanie materiałów wideo jest jeszcze ważniejsze w dyscyplinach, w których bardzo trudno o jakąkolwiek ingerencję w ubiór zawodników czy instalację im dodatkowych urządzeń lokalizacyjnych (np. odbiorników GPS). Jednym z przykładów takiej dyscypliny jest piłka nożna i na niej skupię się w niniejszej pracy.Dla ułatwienia zadania, przyjęto, że kamera jest zainstalowana nieruchomo, na odpowiedniej wysokości, a murawa boiska jest jednolita. Kolor trawy może się zmieniać w zależności od stadionu, oświetlenia i parametrów nagrywania, ale przyjęto założenie, że jest w pewnym odcieniu zielonego. Celem pracy jest oznaczenie pozycji zawodników na planie boiska na podstawie obrazu z kilku kamer. Aby tego dokonać, musimy z gotowych nagrań odseparować tło, rozpoznać i zlokalizować zawodników, a następnie przenieść te dane na plan boiska używając odpowiedniego przekształcenia.Zadania te mogą sprawić wiele trudności ze względu na podobieństwo piłkarzy do siebie. W przypadku, gdy zawodnicy noszą elementy ubioru w odcieniach zielonego, będą wówczas podobni do tła, a gdy są ubrani na biało mogą zlewać się z liniami boiska lub bramkami. Kolejnym problemem jest wzajemne zasłanianie się graczy, szczególnie kłopotliwe, gdy są to gracze z jednej drużyny. Praca ta jest przeglądem kilku podejść do rozwiązania problemu wraz z podaniem szczegółów dotyczących ich implementacji. Wybiorę w niej jedną, najbardziej optymalną ze względu na skuteczność metodę dla materiałów testowych, które posiadam i porównam ją z ręcznym oznaczaniem zawodników dla każdej klatki.