Fußball und die Bildverarbeitung

Ist der Ball im Tor?

Mit einem Großereignis wie der Fußball WM steht Sport wieder einmal im Mittelpunkt des öffentlichen Interesses und vor allem Fragen wie, hat der Ball die Torlinie überquert? Ist der Ball im Aus? War es Handspiel oder nicht?

Mit dem Interesse an sportlichen Ereignissen und deren technischem Fortschritt, sind auch die Anforderungen an die Bildverarbeitung gewachsen. Es gibt wohl kaum mehr eine Spielanalyse im Fußball ohne die Wiederholung in Zeitlupe, ob nun zu Trainingszwecken, als Hilfestellung für den Schiedsrichter ob es nun ein Tor war oder nicht, oder zur Unterhaltung der Fernsehzuschauer, die besonders raffinierte Szenen gerne noch einmal sehen.

Wiederholung in Zeitlupe und mehrere Ansichten aus unterschiedlichen Perspektiven erlauben es die Geschehnisse genauer zu untersuchen, als es mit nur einem Schiedsrichter möglich wäre. Daher lässt sich nicht leugnen, dass Bildverarbeitungstechnologien viele neue Möglichkeiten im Sport bringen.

Da wären z.B. die Verfolgung der Bewegungsabläufe von Spielern und der Flugbahnen von Bällen, oder die Bild-für-Bild-Analyse von highspeed Bildaufnahmen. Sogar Infrarot wird eingesetzt um Informationen zu erhalten die mit einer konventionellen Kamera nicht erfassbar sind.

Um z.B. die Flugbahn eines Fußballes zu verfolgen und zu sehen ob er hinter der Torlinie ist, sind mehrere Kameras erforderlich. Ein ausgeklügeltes Bildverarbeitungssystem wie es z.B. die EyeVision Software ist, berechnet anhand der Aufnahmen die Flugbahn des Balles. Dabei wird bei jedem Bild jeder einzelner Kamera die Mitte des Balles bestimmt und auch die Linien des Fußballplatzes müssen verfolgt werden, da sich die Kameras nicht bewegen. Das System trianguliert die Aufnahmen der Kameras und liefert die 3D Position des Balles. Die so berechnete Flugbahn wird schließlich verwendet um die exakte Position des Auftreffen des Balles zu bestimmen. Auch weitere Einflüsse auf den Ball und dessen Flugbahn müssen berücksichtigt werden wie z.B. der Druck auf den Ball, der Spin, usw.

Beim WM-Spiel zwischen Frankreich und Honduras am 15. Juni 2014 zählte das 2:0 in der 48. Minute nach dem Zurückgreifen auf die Aufzeichnungen der Kameras von Ball und Torlinie. Die Bilder zeigten, dass der Ball vom honduranischen Torhüter knapp hinter die Linie prallte, erst dann erwischte ihn der Keeper mit der Hand und lenkte ihn zurück ins Feld.

Auch die Fußballspieler selbst können mit moderner Bildverarbeitungstechnik verfolgt werden und dies lässt sich einsetzen um beim Training um Taktiken zu planen, welche auf Stärken und Schwächen der Spieler Rücksicht nehmen. Der Trainer bekommt zudem Informationen wie z.B. wie schnell die einzelnen Spieler sich bewegen, wer einen Pass zu wem spielt und selbstverständlich welcher Spieler sich wo auf dem Spielfeld befindet und das zu jedem Zeitpunkt des gesamten Spieles.

Kommen wir noch kurz zu den Infrarot-Aufnahmen. Dank einem System namens „Hot Spot“, ursprünglich für Kricket-Spiele von Cedip Infrared Systems entwickelt, kann man genau erkennen wo der Ball auftrifft. Dies ist möglich, weil der Ball beim Auftreffen einen Wärmepunkt hinterlässt, welcher als heller Punkt auf einem Infrarot Bild genau zu erkennen ist.

Ob sich das auch auf ein Fußballspiel umlegen lässt? Sicher generiert auch ein Fußball bei einem Handspiel einen hellen Punkt an der Hand des Spielers.

Wie auch immer die Aufgabenstellung, die EyeVision Software unterstützt diverse Kameras und ist damit ein leistungsfähiges Bildverarbeitungssystem das auch im weit gefächerten Bereich Sport zum Einsatz kommen kann.

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