| 研究課題/領域番号 |
16K13006
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | スポーツ解析 / 映像処理 / 物体追跡 / 動作検出 / 実時間画像処理 |
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| 研究実績の概要 |
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っている。特に２８年度は、バレーボール、テニス、卓球等の球技スポーツを対象に、ボールや複数選手の三次元追跡技術、選手の動作検出技術の検討を行った。ボールや選手の追跡技術に関しては、パーティクルフィルターのフレームワークに基づくロバストな三次元追跡システムを構築し、ボールや選手の特徴や動きに適した独自の尤度モデルや予測モデルを考案する事により、複雑な背景下に置いて、大きさやスピードの異なる多様なスポーツに対するボール追跡や、複雑な選手の動きに追従可能な追跡技術を確立した。高校総体決勝など多くの観客がいる実試合映像を用いて評価した結果、９９％を超える高い追跡精度が得られる事を確認しており、今後の実用化に向けた見通しを得た。また、選手の動作検出技術に関しては、身体の動作軌跡のクラスタ化に基づく特徴量を用いた手法を提案し、従来技術を超える検出が行えることを確認した。以上の成果を、１件の解説論文、２件の原著学術論文、および３件の国際会議にて発信した。また、東京オリンピックやスポーツ解析の新たな産業創出への貢献を視野に入れ、関連企業との技術交流を積極的に行い、今後、これらの技術を産業につなげていく上で重要となる方向性に関して多くの知見を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
２８年度は、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のため、正確性（高いボール・選手追跡精度、動作・試合状況認識精度）、多様性（多様な球技に適用可）、実用性（柔軟なカメラ位置から撮影可）、多機能性（位置や、試合状況などの情報を取得可）を可能とする基盤技術の確立を目指して取り組んだ。バレーボール、テニス、卓球等の多様な球技スポーツを対象にボールや選手の追跡技術を実現し、99%を超える追跡精度が得られることを確認しており、正確性や多様性に関しては、十分な達成度が得られている。選手の動作検出技術に関しては、身体の動作軌跡のクラスタ化に基づく特徴量を用いた手法を提案し、従来技術を超える検出が行えることを確認したが、検出精度は十分でなく、今後、ボールや選手の位置情報と組み合わせた統合的な手法の検討が必要である。実用面で重要となるのが、実時間処理であるが、GPUを用いた検討に着手しており、見通しが得られつつある状況である。以上の成果を２件の原著学術論文、および３件の国際会議にて発信すると共に、スポーツ情報解析技術の普及のため、情報処理（学会誌解説記事）、日経テクノロジー Onlineでの情報発信や、電子情報通信学会SIS研究会チュートリアル講演などの活動を積極的に行った。
以上の取り組みを通じて、研究成果面や情報発信面で順調な進捗が果たせていると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
２９年度は、引き続き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図る。このため、引き続き、正確性（高いボール・選手追跡精度、動作・試合状況認識精度）、多様性（多様な球技に適用可）、実用性（柔軟なカメラ位置から撮影可）、多機能性（位置や、試合状況などの情報を取得可）を可能とする解析技術の検討を進める。また、映像システム関連企業と今後の実用化に向けた議論を重ねた結果、選手追跡に関しては、重心位置だけでなく手や足の細かい動き追跡が望まれる、ボールや選手の位置情報だけでなくどういうイベントが生じているのかのメタ情報取得が望まれるといった課題を得ており、新たな検討項目に加えていく。また、新たな情報を付加したTVスポーツ中継システム等の応用を考えると、最終的には提案アルゴリウムを実時間(60fps)での処理することが重要となる。このため、PCクラスタ、GPU、FPGAなどを用いたプラットフォームを構築し、それ上で実時間処理が行えるよう、高速化や並列化などの検討に着手する。さらに、引き続き、スポーツ協会や映像システム関連企業との技術交流を積極的に行い、将来の産業化において、鍵となる基盤技術や応用機能、対象スポーツなどをクリアにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
各種評価用の高性能コンピュータを予算申請していたが、古いPCを修理することにより流用できたため、今年度の予算執行を見送った。また、旅費としては、スポーツの撮影や企業との打ち合わせを想定して申請していたが、後者に関してTV会議が利用できたことにより、その分の予算が余る形となった。これらの理由により、５０万円程度の繰越金が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度は、考案したアルゴリズムを実時間で実行するための高速化の検討にも着手する。このため、最新の高性能GPUボード等を導入する予定で、このための物品費を計上している。
また、種々の研究成果がまとまりつつあり、国際会議や学術論文誌等への投稿を通じて、成果の効果的な発信を目指す予定である。さらに、将来の成果の活用を目指し、企業や関係機関との議論の場を増やしていく予定である。これらのための、旅費や論文投稿費等を計上している。
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