Bildverarbeitung im Fußball

Katrin Ahr | Davina Spohn,

HD-Spielertracking in der Bundesliga

Jetzt ist wieder Bundesliga-Zeit. Mit von der Partie ist auch das Tracking-System, das in der vergangenen Saison eingeführt worden ist. Es erfasst jede Bewegung der Fußballer und analysiert sie. Dahinter steckt ein aufwendiges System aus Hard- und Software, an dem auch der Bildverarbeitungs-Spezialist Stemmer Imaging beteiligt ist.

Das 'VIS.Track'-System im Einsatz: Fünf Monitore zeigen gleichzeitig die Videodaten der beiden HD-Kameras an. Pro Mannschaft überwacht ein Scout die korrekte Zuordnung der einzelnen Spieler.

© Impire / Stemmer Imaging

Das von Impire in Zusammenarbeit mit Stemmer Imaging entwickelte Bildverarbeitungssystem erfasst von jedem Spieler 25 Mal pro Sekunde die X/Y-Koordinaten. "Daraus lassen sich zum Beispiel die absolvierte Gesamtlaufstrecke, die Durchschnitts- und Maximalgeschwindigkeit, die Anzahl und Intensität der Sprints sowie die dabei zurückgelegte Distanz und noch vieles mehr errechnen", so Impire-Vorstandsmitglied Christian Holzer. Das System ist in der Lage, die gesammelten Daten unterschiedlich grafisch darzustellen, etwa ein Geschwindigkeitsprofil für jeden Spieler oder den Aktionsradius eines Spielers in Form einer 'Heat Map'.

"Durch die Aufsummierung der Einzelwerte sind darüber hinaus auch Statistiken über die gesamte Mannschaft hinweg möglich, die sofort und mit hoher Genauigkeit zur Verfügung stehen", so Holzer. Ein Trainer kann seinen Spielern somit in der Halbzeitpause oder bei der detaillierten Analyse nach einem Spiel mit Zahlen und Grafiken belegt aufzeigen, wenn sein Team etwa die linke Angriffsseite vernachlässigt hat, sich insgesamt zu defensiv verhalten hat oder deutlich weniger gelaufen ist als der Gegner.

Bildverarbeitung im Stadion

Das Bildverarbeitungssystem 'VIS.Track' besteht aus zwei HD-Kameras des dänischen Herstellers Jai – je eine Kamera pro Spielhälfte – , die in allen Stadien auf Höhe der Mittellinie fest angebracht sind. Die aufgenommenen Bilddaten werden zum Teil über Glasfaserkabel per Gigabit Ethernet an vier Bildverarbeitungs-PCs übertragen. "Aufgrund der zum Teil sehr langen Übertragungswege in den Stadien kam hierbei nur Gigabit Ethernet als Technologie in Frage", begründet Holzer diese Entscheidung.

Die Videodaten werden im Multicast-Modus aufgenommen, das heißt die Daten werden mit Hilfe des CVB-GigE-Vision-Servers von Stemmer Imaging parallel auf alle vier PCs verteilt. Ein Recording-PC dient dabei als eine Art Videorekorder, mit dem ein zeitversetztes und geschwindigkeitsverändertes Abspielen der Aufnahme möglich ist.

Anzeige

Auf dem zweiten Rechner, dem Tracking-PC, werden auf der GPU das De-Bayering der Bilddaten sowie weitere Vorverarbeitungsschritte realisiert, bevor ein von Impire entwickeltes Software-Paket auf Basis von Common Vision Blox das Tracking der Spieler übernimmt. Dieser Rechner leistet zudem auch die Darstellung an den Monitoren.

Der dritte beteiligte PC ist für die Bayer-Konvertierung und die Anzeige inklusive des aus dem Tracking-PC zur Verfügung gestellten Overlays zuständig. Als vierter Rechner im System nutzt der Panorama-PC wieder eine Multicore-GPU-Verarbeitung auf Basis von CVB, um die Bilddaten der beiden Full-HD-Kameras Bayer-dekodiert und grafisch entzerrt nahtlos zusammenzusetzen, an die CPU zu übergeben und das Ganze dann als mp4-Datei mit doppelter Full-HD-Auflösung im RGB-Format auf die Festplatte zu schreiben.

Die Videodaten werden ohne nennenswerte Verzögerung auf den insgesamt fünf Monitoren des Systems dargestellt. Während eines Spiels sind an diesen Monitoren zwei Impire-Mitarbeiter im Einsatz. Die Hauptaufgabe dieser 'Scouts' besteht darin, die korrekte Zuordnung der einzelnen Spieler jeweils einer Mannschaft zu überwachen. Im normalen Spielverlauf meistert das System diese Aufgabe in der Regel selbständig: Es trackt jeden Spieler automatisch und zeigt dies auf den Monitoren mit farbigen Kästchen an, die jeden Spieler umrahmen.

»Wenn das System jedoch zum Beispiel nach Zweikämpfen oder im Torjubel mehrere Spieler mit der gleichen Trikotfarbe nicht mehr eindeutig identifizieren kann, so ändert es bei den betroffenen Spielern die Farbe des umrahmenden Kästchens auf dem Observer-PC und zeigt so dem zuständigen Scout an, dass er eingreifen muss«, beschreibt Holzer die Vorgehensweise. Der Mitarbeiter stellt dann die korrekten Zuordnungen wieder her. Die Daten der vom System vertauschten Spieler und ihrer Laufwege korrigiert 'VIS.Track' dann umgehend in der Tracking-Datenbank, um die Statistik fehlerfrei zu halten.

In der Bundesligasaison 2011/12 hat sich das System nach den Worten des Impire-Vorstands gut bewährt und wird auch in der kommenden Spielzeit 2012/13 wieder in allen Bundesligaspielen im Einsatz sein. Derzeit laufen auf internationaler Ebene Ausschreibungen, bei denen sich Impire nach Holzers Aussage gute Chance ausrechnet, zum Zuge zu kommen.

  • Xing Icon
  • LinkedIn Icon
Anzeige
Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

VDI

Fachkonferenz „Machine Vision“ in Baden-Baden

Die VDI-Fachkonferenz „Machine Vision – Von der Inspektion zur smarten Revolution“ am 17./18. Juni 2026 in Baden-Baden vermittelt einen umfassenden praxisbezogenen Einblick in aktuelle Anwendungen des maschinellen Sehens. Einen Schwerpunkt bildet...

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Jetzt Newsletter abonnieren