| تبليغات | X |
|
اپسيلون
|
||
|
تلاش براي شناخت يك ذره |
اين روزها تب فوتبال همه جا را گرفته. جام ملتهاي اروپا در حال برگزاري است و هر كسي بنا به علاقهاي كه دارد، بازيها را دنبال ميكند.
يكي از نكاتي كه توجه من را جلب كرد سيستمهاي آمارگيري اين مسابقات است. مثلا در انتهاي بازي مشخص ميشود كه هر تيم چند پاس، چند شوت چند آفسايد و... داشته است. شمردن تعداد آفسايد و كرنر، چون تعدادشان كم است، چندان سخت نيست. اما شمردن تعداد پاسها و شوتها نياز به سيستم ويژهاي دارد. نكته جالبتر، اعلام مسافت طي شده توسط هر بازيكن است، مثلا در 90 دقيقه بازي يك بازيكن حدود 10 كيلومتر ميدود.
يك راه سادهاش اين است كه چند نفر آدم بيكار و البته با دقت را استخدام كنيم و آنها تعداد پاسها را بشمارند! البته در قرن تكنولوژي و اطلاعات اين كار نوعي مسخره كردن نيروي انساني است. ضمن اينكه محاسبه مسافت طي شده بازيكنان به صورت دستي امكانپذير نيست.
مطمئنا راههاي مكانيزه براي اين منظور بهتر و دقيقتر جواب ميدهد. مثلا فرض كنيد داخل توپ فوتبال يك تراشه الكترونيكي و يك فرستنده جاسازي شود. در اين صورت تمام حركات توپ، سرعت و حتي در موارد مهمتر، عبور توپ از خط دروازه را ميتوان مشخص كرد. اما مشكلي اين وسط وجود دارد. فيفا چندان موافق استفاده از اين تكنولوژيها نيست و هنوز در هيچ مسابقه رسمياي از فرستنده در داخل توپها استفاده نشده.
استفاده از فرستنده در داخل كفش يا لباس بازيكنان هم منتفي است، چون هر تيمي خودش كفش و لباس بازيكنانش را تامين ميكند و ممكن است بازيكنان راضي به استفاده از اين فناوري نباشند1.
براي به دست آوردن اين آمارها از فناوري «پردازش تصوير» استفاده ميشود. يعني فيلمي كه از جريان بازي گرفته ميشود به نرمافزارهاي پردازش تصوير داده ميشود و اين برنامهها اطلاعات لازم را استخراج ميكنند. البته من از سيستم دقيق اين برنامهها اطلاع ندارم اما ميتوان حدس زد كه چطور كار ميكنند.
فرض كنيد در يك لحظه يك تصوير از كل زمين بازي در اختيار داريم. در اين لحظه هر بازيكن در نقطهاي از زمين است. مطمئنا رنگ لباس بازيكنان از رنگ چمن متمايز است. بنابراين ميتوان مختصات هر بازيكن (و همچنين توپ) را به دست آورد. در لحظه بعدي، موقعيت توپ و هريك از بازيكنان اندكي تغيير كردهاست. با مقايسه اين تصوير و تصوير قبلي ميتوان مشخص كرد كه هر بازيكن چقدر جابجا شده است. اگر اين جابجايي را بر فاصله زماني دو تصوير تقسيم كنيم، سرعت هر شخص به دست ميآيد. با بررسي حركات توپ مثلا سرعت آن و موقعيت آن نسبت به هر بازيكن ميتوان مشخص كرد كه توپ در اختيار كدام بازيكن است و بعدا به كدام بازيكن ميرسد (پاس) يا به سمت دروازه حركت ميكند (شوت).
كل دشواري اين فرآيند، در تبديل تصوير ضبط شده به مختصات رياضي است. توضيحات بالا به صورت خيلي ساده مساله را حل كرد! در حالي كه برخي فرآيندهاي پردازش تصوير خيلي دشوار است. مثلا مشكلات زير ميتواند پيش راه ما باشد :
o اگر ما ميخواستيم حركات داور را تعقيب كنيم، كار سادهتر بود. چون رنگ لباس داور متمايز است و تعقيب كردن آن آسانتر است. اما رنگ لباس تمام بازيكنان يك تيم يكسان است. تشخيص اين كه هر لكه رنگي متحرك چه بازيكني است دشوار است. براي اين كار ميتوان در ابتداي بازي، هر بازيكن را به برنامه معرفي كنيم و بعد برنامه او را تعقيب Track كند (به قول معروف چشم از بازيكن بر ندارد!)
o ممكن است بازيكني از زمين خارج شود و از نقطهاي ديگر وارد بازي شود. برنامه چطور تشخيص دهد كه بازيكن ورودي همان بازيكن خارج شدهاست؟
o براي حل مشكل فوق ميتوان همواره تعداد بازيكنان موجود در زمين شمرده شود. در اين صورت خروج بازيكن از زمين قابل رديابي است. البته در اين حالت اگر دو بازيكن از زمين خارج شوند و هر كدام از يك نقطه متفاوت وارد شوند، برنامه دچار دردسر خواهد شد!
o اگر دو بازيكن براي تصاحب توپ درگير باشند (به طوري كه فاصلهشان خيلي كم شود) در اين صورت مختصات رياضي آنها تقريبا يكي ميشود. در لحظات بعدي كه آن دو بازيكن از هم دور ميشوند، احتمال اشتباه برنامه در تعقيب آنها زياد است.
o دوربيني كه قرار است تصاوير را به برنامه بدهد بايد از بالا فيلمبرداري كند تا تمام حركات را ثبت كند. تصوير افقي نميتواند حركاتي را كه دقيقا به سمت لنز دوربين است ثبت كند. حتما بعضي وقتها دچار خطاي ديد شدهايد كه توپ به سمت دوربين حركت ميكند در حالي كه فكر ميكنيم به سمت ديگر حركت كرده.
o اگر براي حل مشكلات فوق نخواهيم از روش تعقيب (Tracking) استفاده كنيم، بايد در هر فريم تصوير، با يك خصوصيت مشخصه (مثلا شماره پيراهن) هر بازيكن را پيدا كنيم. اين روش خيلي سخت است؛ چراكه تصويري كه قرار است كل زمين را پوشش دهد نميتواند آنقدر وضوح داشته باشد كه شماره بازيكنان هم قابل تشخيص باشد. آن هم بازيكني كه مدام در جنب و جوش است. تشخيص از روي چهره بازيكنان هم كه حتي براي تصاوير واضح و ثابت هم دشورايهاي خاص خود را دارد.
ديديم كه پردازش تصوير دشواريهاي زيادي دارد. همانطور كه گفتم من از سيستم دقيق اين برنامهها كه در مسابقات فوتبال به كار ميرود، خبر ندارم. اما حدسهاي خودم را در مورد طرز كار اين برنامهها نوشتم. اگر كسي اطلاعات دقيقتري دارد توي كامنتها بنويسد. از دوستان كامپيوتري يا مخابراتي (كه درس پردازش تصوير را گذراندهاند) تقاضا دارم كه نظرشان را بنويسند. ممنون!
تكميلي:این ویدیو در مورد سیستمهای آمارگیری توضیحات جالبی را دارد (با تشکر از شهاب)
نکاتی که توی این ویدیو هست: تعداد دوربینها نه یکی و بلکه چندین عدد است که باعث بالا رفتن دقت کار میشود. این دوربینها به یک سیستم مرکزی متصل هستند که تصاویر دریافتی را به هم مرتبط و اطلاعات را استخراج میکند.
مطالب مرتبط : پردازش تصویر چیست؟
----
1- در این مورد مطمئن نیستم
|
