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世界杯中的门线技术应用浅析_参考网

世界杯中的门线技术应用浅析

2018-12-19 18:55:58 科技传播2018年23期

张辰

摘 要 随着计算机技术的不断发展,计算机技术在越来越多的领域得到应用。足球作为世界第一运动,它的发展也开始与计算机技术紧密联系起来,比如门线技术、VAR技术等。目前来说应用最广泛的还是门线技术,门线技术是一种将高速摄像机摄像技术、无线电信号传输技术和视频处理技术相结合的应用,也是足球与计算机技术结合的一种体现。文章对门线技术的发展历程、门线技术的应用原理以及门线技术带来的争议进行了分析和探讨,对世界杯中门线技术的应用进行浅析。

关键词 门线技术;足球;门线技术算法;鹰眼系统

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2018)224-0155-02

2018年又是世界杯年,足球的狂潮再一次刮遍世界的每一个角落,在激烈的比赛中球场上的一举一动都吸引着观众的眼球,裁判在球场上的判罚影响着比赛的走向。但误判在比赛中是难以避免的,为了避免误判,国际足联终于将科技引入球场,门线技术可以算目前在足球比赛中使用最广泛的一项科技。

门线技术的引入对于提升比赛中判罚的准确性有很大的帮助。门线技术主要是通过球场上的高速照相机对球门进行监控,并通过电脑对其拍下的图像进行分析,判断足球是否整体过线,帮助主裁判在短时间内做出正确的判罚。

1 门线技术的发展历程

足球的门线技术是基于高速照相机、计算机处理和无线电信号传输相互协调配合,辅助裁判判球的一项技术。最初的门线技术得益于鹰眼技术的发展。鹰眼技术的成熟使得它被逐步应用到足球比赛中,消除了人们对于科技不宜在于足球比赛中使用的顾虑。这为足球比赛中的门线技术发展铺平了道路。

1.1 鹰眼技术

鹰眼技术是与门线技术相似的辅助裁判的系统。“鹰眼”是由英国人保罗?霍金斯发明的,它通过多台高速摄像机多角度拍摄,利用计算机对比赛场景进行精准还原、回放,帮助裁判做出判罚,同时也使观众更加直观欣赏比赛。眼鹰眼技术现如今已广泛应用于多种体育比赛之中,例如网球、篮球、乒乓球等。

与门线技术不同的是,鹰眼技术基于三角原理,使用安装在球场不同方位的高速摄像机提供视觉图片和时间数据,它会拖延比赛时间,并且由于统计学误差太大,在球被球员或其他因素遮挡时,系统则不会生效。

1.2 足球比赛初步引入门线技术

2010年时,因为鹰眼技术在体育运动中已发展的较为成熟,但也出现了较多的争议判罚,在外界的压力下国际足联终于决定引进相应的视频处理技术,也就是现在我们所熟知的门线技术。在2013年7月6日的国际足球协会理事会上,同意将门线技术引进到足球比赛。

门线技术比鹰眼技术更快更准,它利用高速摄像机采集图像,后经计算机的处理后,将结果传至裁判所戴手表,整个过程不到1秒,且准确率更高,在国际足联的多次测试中准确率达100%。但其运营成本高昂,每座球场安装费用高达17万英镑。

1.3 门线技术的发展

目前,应用于足球比赛当中的门线技术是由德国的进球控制公司开发的。门线技术的研究一直被许多企业视作一种商机,从20世纪以来,一直有许多公司想要申请相关专利。至于国内的相关的技术的研究发展,在2016年之前,涉及门线技术的相关专利共有35项,其中30项为发明专利,另外的5项为新型专利。与国外门线技术发展情况相对比,可知我国在门线技术相关方面的研究是较为欠缺的。但从2000年开始,陆续的有人开始申请相关专利,由此可见,门线技术在我国被逐渐重视起来。

2 门线技术的原理

现在大多数足球比赛中采用的门线技术主要是通过将14台高速摄像机安装在球场的不同位置,每7台对准一个球门,在需要检查球是否过线时,电脑会对多台摄像机所拍摄的图像进行处理,先将球场分割出来,再对门线进行标识,最后检测球是否穿过门线。具体的原理如下。

2.1 球场的提取方法

由于足球场地中具有较多影响裁判的因素,为了可以更加准确的进行判断,需要先除去广告牌等场外因素的影响,通过图像分割的方法提取球场。图像分割的方法可为多种,如阈值分割、区域分割、边缘分割。由于足球场多为绿色,可以利用颜色分割的方法来将球场区域提取出来。

草地的颜色具有稳定性和单一性,只需要统计所拍摄多帧图像中的RGB累计值,便可估计出球场草地的顏色值的大致的范围,通过这个范围可筛选出每一帧图像之中符合范围的图块,并将范围之外的置零,这样可以初步分割开球场区域。

2.2 消除场内干扰因素

将球场区域提取出来后,其中仍有许多影响因素,如球员、球等。但因为背景的面积相对球员与球要大很多,所以我们可以用孔洞填充的方法将背景中的球员与球去掉,只剩下球场的标志线。使用孔洞填充的方法,首先将提取后的图像转化为二值图像,设定阈值,灰度值大于所设定的阈值时设为1,否则设为0。之后查找所有的轮廓,可知球员与球的像素面积一般小于400,而背景的像素值会远大于该值,因此可设定面积值,将轮廓面积小于设定值的部分除去,如此便可以除去球场上的球员与球,留下球场。

2.3 检测标志线及判断进球

对所提取出来的球场,使用霍夫变换(Hough)来从图像中分离出具有某种特征的几何图形来检测球场的标志线,把球场的标志线检查出来后,用红线标记起来。霍夫变换是图像处理之中的一种特征处理技术,可以用来检测直线。首先用标准方程表示出直线,用图像空间的边缘数据点计算参数空间的可能轨迹,最后通过判断点与直线的关系来得出是否进球的结论。

3 门线技术带来的争议

近年来门线技术已在足坛得到广泛的使用,但在早期门线技术却是遭到了国际足联的抵制,因为虽然门线技术很大程度上降低了裁判判罚的失误,但却同样影响了比赛的趣味性,所以门线技术的利弊一直存在争议。

3.1 门线技术所带来的好处

门线技术所带来的好处是直观的。自从门线技术在2014年世界杯比赛中帮助裁判完成判罚后,就一直不断地被FIFA称赞,它改变了裁判员和球员的交流,裁判执法变得有理有据了,大家的争执将变得更少。它也使假球、裁判的暗箱操作变得不那么可能,一切都在监控之下公平竞技变成可能。并且因为这项技术的引进,更好地满足了观众们转播的需求,足球的轨迹被放大的一清二楚,不仅提高了观众的观赏性,也极大地方便了解说和评论,使大家可以有一个全新的体验。

3.2 门线技术所带来的缺失

此外,比赛变得过度机械化很有可能会造成人性化的缺失。比赛始终应该是围绕人来开展的,正是因为这样比赛才是鲜活的,才能让人感受到无数的可能性,才能让比赛有灵性。不仅这样,过度使用技巧来判罚比赛,对于比赛的连贯性也会造成影响,世界上最公平的比赛也注定会是最无趣的。

过度使用机器还会造成足球比赛本身魅力的缺失。如今年世界杯中,西班牙队前锋迭戈?科斯塔在比赛后说到:“我支持使用技术,但有时候它会显得我很傻。”使用机器执法的确容易让球员们感到不舒服,甚至有时会让观众有同样的感受。

4 结论

本篇文章对于门线技术的发展历程、原理用法及所引发的争议做了简单的介绍和分析。可以看出,近几十年来,门线技术的发展速度十分迅速,在足球比赛中开始逐渐被大家重视起来了。但目前来说门线技术依旧有许多缺陷,并且该怎样平衡机械助理判罰和传统判罚之间的关系,依旧存在争议。但是我们相信在时代不断发展和技术不断改进的情况下,这些问题都会得到解决。通过和其他技术的结合,计算机技术的应用领域将得到扩展,并逐步融入到平常的点滴生活之中。

参考文献

[1]王海军.足球赛场引入门线技术的理性思考[J].体育世界(下旬刊),2014(1):28-29.

[2]任肇祥,王莉.公平视域下竞走比赛中“鹰眼”技术的应用[J].河北体育学院学报,2018,32(2):54-58.

[3]栾帅,尹红娟.基于霍夫变换的足球场标志线检测[J].计算机与数字工程,2017,45(1):152-155.

[4]曾接贤,张桂梅,储珺,等.霍夫变换与最小二乘法相结合的直线拟合[J].南昌航空工业学院学报(自然科学版),2003(4):9-13,40.

[5]夏忠臣.Goal Control技术应用于我国足球比赛中的SWOT分析[J].当代体育科技,2017,7(15):1-2.

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