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

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K13006
• 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)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: スポーツ解析 / 実時間画像処理 / 物体追跡 / パーティクルフィルタ

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。３０年度（最終年度）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、改良を行なった。機能面では、前年度までに確立した３次元ボール・選手追跡、イベント追跡などの出力結果を用いて、戦略解析の鍵となるアタックの効率などの戦略情報の自動抽出を検討した。このため、ボールの動きと選手の動きから得られる相関的な動きの急峻さを用いることにより、人手を介さずに、選手の役割（セッター、ブロッカーやアタッカーなど）といった意味情報を得る手法を考案した結果、セッターの位置、有効なアタッカーの数、アタックの時間とブロッカーの数の検出率は100％、100％、97.8% と100%の高い精度が得られること確認した。また、実システムへの応用を目的とした実時間化に関しては、ボール追跡で得られた知見を最大限生かす形で、１２人の選手追跡を60fpsで実行可能な技術の実現を行なった。選手の体領域に制約を加えた予測モデルや色に重みを与えた画素選択手法などを考案し、97%の追跡精度を保ったまま16.01msで１２名の選手を追跡できることを確認した。以上の関連成果を５件の原著学術論文、および８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。

研究成果

• [雑誌論文] View Priority Based Threads Allocation and Binary Search Oriented Reweight for GPU Accelerated Real-Time 3D Ball Tracking (2018)
  • 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 ページ: 3190～3198
  • DOI: 10.1587/transinf.2018EDP7125
• [雑誌論文] Court-Divisional Team Motion and Player Performance Curve Based Automatic Game Strategy Data Acquisition for Volleyball Analysis (2018)
  • 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 ページ: 1756～1765
  • DOI: 10.1587/transfun.E101.A.1756
• [雑誌論文] Hierarchical Progressive Trust Model for Mismatch Removal under Both Rigid and Non-Rigid Transformations (2018)
  • 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 ページ: 1786～1794
  • DOI: 10.1587/transfun.E101.A.1786
• [雑誌論文] Pixel Selection and Intensity Directed Symmetry for High Frame Rate and Ultra-Low Delay Matching System (2018)
  • 著者名/発表者名: HU Tingting、IKENAGA Takeshi
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E101.D ページ: 1260～1269
  • DOI: 10.1587/transinf.2017MVP0012
• [雑誌論文] Multi-Peak Estimation for Real-Time 3D Ping-Pong Ball Tracking with Double-Queue Based GPU Acceleration (2018)
  • 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 ページ: 1251～1259
  • DOI: 10.1587/transinf.2017MVP0010
• [学会発表] Model Selection Based Parallel Prediction and Image-Trajectory-Independent Estimation for Real-Time Ball Data Acquisition in Volleyball (2018)
  • 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)
  • 国際学会
• [学会発表] Mutual-Information-Graph Regularized Sparse Transform for Unsupervised Feature Learning (2018)
  • 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)
  • 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 GPU (2018)
  • 著者名/発表者名: Yiming Zhao, Xina Cheng, Takeshi Ikenaga
  • 学会等名: Pacific-Rim Conference on Multimedia (PCM2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 3D Global Trajectory and Multi-view Local Motion Combined Player Action Recognition in Volleyball Analysis (2018)
  • 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)
  • 国際学会
• [学会発表] Ball Motion State and Abrupt Pose Features based Player Qualitative Action Recognition for Volleyball Game Analysis (2018)
  • 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)
  • 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 System (2018)
  • 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)
  • 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 GPU (2018)
  • 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)
  • 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 Matching (2018)
  • 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)
  • 国際学会
• [備考] Ikenaga laboratory research themes
  • URL: http://www.waseda.jp/sem-ikenaga/content/research/research-E.htm
• [備考] Ikenaga laboratory publications
  • URL: http://www.waseda.jp/sem-ikenaga/content/research/publications-E.htm