基于球场重建的球员运动数据分析

足球比赛中球员运动数据分析对增加观众的观看体验和辅助教练进行球员评估有着重要意义。球员运动数据分析的难点在于如何定位球员在球场上的坐标,即如何确定足球视频中单帧画面出现的缺损球场与标准二维球场之间的映射关系。针对如何在足球比赛中克服相机的高速移动和视角剧烈变化,设计并提出了利用球场重建与球员跟踪来进行球员运动数据分析的方法。球场重建方面,将足球视频中的球场分组为左中右3部分,每组通过球场分割、球场直线检测、球场直线分组、球场中圈点集合识别和球场关键点匹配来实现缺损球场到标准球场的映射;球员跟踪采用核相关滤波(KCF)跟踪算法,得到了球员运动数据统计的可视化结果。结合球场重建和球员跟踪算法定位球员的标准坐标,统计球员的一系列运动数据并进行可视化分析。提出的球员运动数据分析方法能够准确而快速地统计出球员的运动数据,包括球员坐标、运动轨迹、奔跑速度、活动范围和球员间距。球场重建方面采用图像交并进行评估,交并比达到87%,相比于传统的基于字典查询的方法(交并比为83.3%)准确度提升了3.7%。实验结果表明:所提出的球场重建方法能够更准确地表示球场映射关系,为球员运动数据分析统计提供更好的支持。