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カメラからの映像情報を入力とした完全自動3次元スポーツ解析技術

研究課題

研究課題/領域番号 16K13006
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 スポーツ科学
研究機関早稲田大学

研究代表者

池永 剛  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (90367178)

研究協力者 程 曦娜  
誉田 雅彰  
生駒 哲一  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードスポーツ解析 / 映像認識 / 実時間画像処理 / 物体追跡 / パーティクルフィルター / パーティクルフィルタ / 映像処理 / 3次元解析 / 実時間処理 / GPU / 動作検出 / 画像認識
研究成果の概要

本研究では、解析データに基づく高度なゲーム戦略の実現や、新たな情報を付加したTVスポーツ中継システムなどを対象として、複数の高精細ビデオカメラから撮影した実試合の映像情報を入力とした完全自動3次元スポーツシーン解析技術の実現を目指した取り組みを行なった。この結果、バレーボールにおいて、ボールや選手の3次元位置などをを99%以上の精度で、実時間で処理できる事を確認した。さらに、レシーブ、トス、スパイクなど、どのようなプレーがなされたかのイベント情報や、アタックの型や時間、有効なアタッカーやブロッカーの数、セッターの位置など、アタックの効果を示す戦略情報に対しても自動取得可能な事を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

実試合に適用可能な高精度な完全自動3次元スポーツ解析技術により、あらゆるバレーボール試合の多様な解析データが人手を介さず簡易に取得可能となる。これにより、バレーボール戦略の構築に、従来にない全く新しい手段を提供できることになり、スポーツ科学の世界に新たな可能性とインパクトを与えるものと思われる。さらに、実際に、ナショナルチーム等と協力しながら、オリンピック等の国際試合のメダル等の結果につなげていくことにより、社会的にも大きなインパクトを示せる。さらに本提案で検討・実現した各種3次元情報取得の基盤技術は、将来的に卓球、テニスなど幅広いスポーツに展開でき、将来のスポーツ産業への貢献も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 19件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Nanjing University(China)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 南京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] View Priority Based Threads Allocation and Binary Search Oriented Reweight for GPU Accelerated Real-Time 3D Ball Tracking2018

    • 著者名/発表者名
      HOU Yilin、DENG Ziwei、CHENG Xina、IKENAGA Takeshi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 12 ページ: 3190-3198

    • DOI

      10.1587/transinf.2018EDP7125

    • NAID

      130007539288

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2018-12-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Court-Divisional Team Motion and Player Performance Curve Based Automatic Game Strategy Data Acquisition for Volleyball Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      CHENG Xina、IKENAGA Takeshi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 11 ページ: 1756-1765

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.1756

    • NAID

      130007502853

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Hierarchical Progressive Trust Model for Mismatch Removal under Both Rigid and Non-Rigid Transformations2018

    • 著者名/発表者名
      DU Songlin、IKENAGA Takeshi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 11 ページ: 1786-1794

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.1786

    • NAID

      130007503059

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Pixel Selection and Intensity Directed Symmetry for High Frame Rate and Ultra-Low Delay Matching System2018

    • 著者名/発表者名
      HU Tingting、IKENAGA Takeshi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 5 ページ: 1260-1269

    • DOI

      10.1587/transinf.2017MVP0012

    • NAID

      130006729775

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Multi-Peak Estimation for Real-Time 3D Ping-Pong Ball Tracking with Double-Queue Based GPU Acceleration2018

    • 著者名/発表者名
      DENG Ziwei、HOU Yilin、CHENG Xina、IKENAGA Takeshi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 5 ページ: 1251-1259

    • DOI

      10.1587/transinf.2017MVP0010

    • NAID

      130006729776

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Multi-View 3D Ball Tracking with Abrupt Motion Adaptive System Model, Anti-Occlusion Observation and Spatial Density Based Recovery in Sports Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Xina Cheng, Norikazu Ikoma, Masaaki Honda, Takeshi Ikenaga
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A 号: 5 ページ: 1215-1225

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.1215

    • NAID

      130005631410

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] AIGIF: Adaptively Integrated Gradient and Intensity Feature for Robust and Low-Dimensional Description of Local Keypoint2017

    • 著者名/発表者名
      Songlin Du, Takeshi Ikenaga
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A 号: 11 ページ: 2275-2284

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.2275

    • NAID

      130006191370

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Robust Ghost-Free High-Dynamic-Range Imaging by Visual Salience Based Bilateral Motion Detection and Stack Extension Based Exposure Fusion2017

    • 著者名/発表者名
      Zijie Wang, Qin Liu, Takeshi Ikenaga
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A 号: 11 ページ: 2266-2274

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.2266

    • NAID

      130006191369

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Player Feature Based Multi-Likelihood and Spatial Relationship Based Multi-View Elimination with Least Square Fitting Prediction for Volleyball Players Tracking in 3D Space2016

    • 著者名/発表者名
      Shuyi Huang, Xizhou Zhuang, Xina Cheng, Norikazu Ikoma, Masaaki Honda and Takeshi Ikenaga
    • 雑誌名

      IIEEJ Trans. on Image Electronics and Visual Computing

      巻: Vol. 4, No. 2 ページ: 145-155

    • NAID

      40021142764

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] センシング技術を用いたスポーツ情報解析2016

    • 著者名/発表者名
      誉田雅彰、池永 剛
    • 雑誌名

      情報処理

      巻: Vol. 57, No. 8 ページ: 1937-1946

    • NAID

      40020914146

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 身体の動作軌跡のクラスタ化に基づく特徴量を用いたバレーボールの動作検出2016

    • 著者名/発表者名
      久保田栄次郎、鈴木貴大、誉田雅彰、池永 剛
    • 雑誌名

      画像電子学会誌

      巻: Vol. 45, No. 3 ページ: 373-381

    • NAID

      130007793119

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Model Selection Based Parallel Prediction and Image-Trajectory-Independent Estimation for Real-Time Ball Data Acquisition in Volleyball2018

    • 著者名/発表者名
      Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems 2018 (ISPACS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mutual-Information-Graph Regularized Sparse Transform for Unsupervised Feature Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Songlin Du, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems 2018 (ISPACS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial Pixels Selection and Inter-frame Combined Likelihood Based Observation for 60fps 3D Tracking of Twelve Volleyball Players on GPU2018

    • 著者名/発表者名
      Yiming Zhao, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      Pacific-Rim Conference on Multimedia (PCM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Global Trajectory and Multi-view Local Motion Combined Player Action Recognition in Volleyball Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yang Liu, Shuyi Huang, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      Pacific-Rim Conference on Multimedia (PCM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ball Motion State and Abrupt Pose Features based Player Qualitative Action Recognition for Volleyball Game Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yang Liu, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      The 6th IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing (ICISIP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search-Free Gridding and Temporal Local Matching Based Observation for High Frame Rate and Ultra-Low Delay SLAM System2018

    • 著者名/発表者名
      Yuchen Yang, Songlin Du, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      The 6th IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing (ICISIP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Ball Motion and Relative Position Feature Based Real-time Start Scene Detection for Volleyball Game Analysis on GPU2018

    • 著者名/発表者名
      Guixing Liang, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      The 6th IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing (ICISIP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial Descriptor Update and Isolated Point Avoidance Based Template Update for High Frame Rate and Ultra-Low Delay Deformation Matching2018

    • 著者名/発表者名
      Yuhao Xu, Tinting Hu, Songlin Du, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      24th International Conference on Pattern Recognition (ICPR 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Space Motion Dense Based Team Tactical Status Detection in Volleyball Game Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Digital Signal Processing (ICDSP 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time 3D Ball Tracking with CPU-GPU Acceleration Using Particle Filter with Multi-command queues and Stepped Parallelism Iteration2017

    • 著者名/発表者名
      Yilin Hou, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      Second International Conference on Multimedia and Image Processing (ICMIP 2017)
    • 発表場所
      Wuhan
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous Physical and Conceptual Ball State Estimation in Volleyball Game Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Xina Cheng, Norikazu Ikoma, Masaaki Honda and Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      Visual Communications and Image Processing (VCIP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vectorized Data Combination and Binary Search Oriented Reweight for CPU-GPU Based Real-time 3D Ball Tracking2017

    • 著者名/発表者名
      Ziwei Deng, Yilin Hou, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      Pacific-Rim Conference on Multimedia (PCM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motion State Detection based Prediction Model for Body Parts Tracking of Volleyball Players2017

    • 著者名/発表者名
      Fanglu Xie, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      Pacific-Rim Conference on Multimedia (PCM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Event State Based Particle Filter for Ball Event Detection in Volleyball Game Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Xina Cheng, Norikazu Ikoma, Masaaki Honda and Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      20th International Conference on Information Fusion (Fusion 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Racket Color Judgment Based Template Selection and Ellipse Shape Likelihood for 3D Racket Tracking in Ping-Pong2017

    • 著者名/発表者名
      Guannan Wu, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      The 32nd International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mixture Particle Filter with Block Jump Biomechanics Constraint for Volleyball Players Lower Body Parts Tracking2017

    • 著者名/発表者名
      Fanglu Xie, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      IAPR International Conference on Machine Vision Applications (MVA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ball-like Observation Model and Multi-peak Distribution Estimation Based Particle Filter for 3D Ping-pong Ball Tracking2017

    • 著者名/発表者名
      Ziwei Deng, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      IAPR International Conference on Machine Vision Applications (MVA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motion Prejudgment Dependent Mixture System Noise in System Model for Tennis Ball 3D Position Tracking by Particle Filter2016

    • 著者名/発表者名
      Yuan Wang, Xina Cheng, Norikazu Ikoma, Masaaki Honda, and Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      Joint 8th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 17th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS&ISIS2016)
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relative Position Feature based Dense Trajectories with Density Adapted Noise Reduction for Tennis Player Action Recognition2016

    • 著者名/発表者名
      Zihan Ma, Shuyi Huang, Masaaki Honda, Takeshi Ikenaga
    • 学会等名
      The 31st International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC2016)
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Ikenaga laboratory research themes

    • URL

      http://www.waseda.jp/sem-ikenaga/content/research/research-E.htm

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] Ikenaga laboratory publications

    • URL

      http://www.waseda.jp/sem-ikenaga/content/research/publications-E.htm

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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