107Automatisierte Wettkampfanalyse im Beachvolleyball BISp Jahrbuch Forschungsförderung 2014 15 3 Trackingverfahren Das Tracking von Spielerinnen bzw Spielern in Videos wie sie im Alltag der Spielbeobachtung her zustellen sind ist ein anspruchsvolles algorithmisches Problem Die optische Situation ist gekenn zeichnet von veränderlicher Sandstruktur durch Spielerbewegungen veränderlichen Spielergrößen und umrissen wechselnde geometrische Bedingungen durch unterschiedliche Kamerapositionen veränderlichen Farbbedingungen durch Sonneneinstrahlung Okklusionen von Spielern Überlage rung von Spielern und Publikum sowie der Existenz einer Vielzahl sonstiger beweglicher Objekte im Bildbereich vgl Abb 2 Darüber hinaus muss von einem einzigen Kamerabild ohne die Möglichkeit einer Kalibrierung auf dem Spielfeld ausgegangen werden Abb 2 Darstellung drei typischer Wettkampfvideos Im linken Video umfassen die hinteren Spieler aufgrund der Perspektive nur wenige Bildpunkte Gleichzeitig ist die Ausleuchtung inhomogen und die Farb informationen der Spieler damit von ihrer Position auf dem Feld abhängig Das mittlere Video zeigt eine deutliche bessere Perspektive wobei allerdings auch hier die Ausleuchtung inhomogen ist Das rechte Video erlaubt das beste Tracking Schwierigkeiten können evtl entstehen weil die hinteren Spieler optisch in den bewegten Hintergrund hineinragen Um diesen Bedingungen gute Ergebnisse zu erzielen bedarf es eines Verfahrens das im Vorfeld nur wenige Annahmen über die optische Situation trifft Abb 3 Der BeachTracker nimmt in einem ersten Schritt eine Trennung von Hintergrundes von den beweglichen Objekten vor background substrac tion Zunächst wird ein Durchschnittsbild a über eine Menge von Videoframes berechnet Für jedes Videoframe b wird in Bezug auf dieses Hintergrundbild ein Differenzbild berechnet Dieses Diffe renzbild c wird zunächst in Graustufen dann in ein Binärbild d umgewandelt Nach Anwendung verschiedener Filter wird die resultierende Maske über das Ursprungsframe gelegt In dem resultie renden Bild e erfolgt in einem zweiten Schritt die Spielererkennung blob detection Hierfür das Bild systematisch durchsucht wobei insbesondere die Umgebung der im vorherigen Frame erkannten Position betrachtet wird f Die Erkennung erfolgt auf Basis eines Partikel Filters wobei für jeden Spieler eine eigene Partikelwolke verwendet wird Das Partikelgewicht berücksichtigt Objektform g sowie Farb h und Bewegungsinformationen Die Farbinformationen werden insbesondere benötigt um zwischen verschiedenen Objekten differenzieren zu können Details zum Verfahren bei Gomez Herrera López Link Eskofier 2014 Die Evaluation des Verfahrens erfolgte durch einen Vergleich der berechneten Koordinaten mit den Koordinaten die manuell über den Review Modus des BeachScouters erhoben wurden ground truth Eine gemessene Spielerposition wurde als korrekt bezeichnet wenn die Distanz zur ground truth unterhalb eines halben Meters lag Die Erkennungsrate hängt hochgradig von der Charakteristik der Videoaufnahme ab Sie reicht in den in Abb 2 dargestellten Beispielsvideos für Spieler Spielerinnen der Kamera abgewandten Seite von 25 bis 70 und für Spieler Spielerinnen der zugewandten Seite von 36 bis 86 ansteigende Qualität von links nach rechts

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