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電腦視覺 (Computer Vision) 這個名詞聽起來好像很復雜、很抽象，但事實上，它早已被我們廣泛應用到不同層面，包括體育賽事。2020 年東京奧運會在今年八月順利閉幕，我們都驚嘆於所有參賽運動員的精彩發揮。作為機器人科技和智慧城市發展的領先國家，日本向世界展示了她自身的長項，融合了各種科技技術到這場國際體壇盛事之中。讓我們一起來看看以下這些例子，了解更多關於電腦視覺技術可以如何被應用到體育層面。
鏡頭與電腦視覺
尤其在疫情下，奧運會需要依靠賽事直播來帶動各地的觀眾。因此，攝像鏡頭在奧運會的轉播、錄影，甚至是裁判過程中都擔任了十分重要的角色。
多鏡頭重播系統 Multi-camera Replay System
為了讓留在家中觀看賽事的觀眾都能更好地了解比賽的進展情況，奧林匹克廣播服務公司團隊（OBS）採用了多鏡頭重播系統，多角度捕捉運動員的實時動作和得分時的現場情況。透過與英特爾（Intel）的合作，將 True View 技術應用到籃球和足球賽事中。多台細小的攝影機會被安裝在體育場館的天花板，記錄下即時的立體影像數據。在高性能的電腦系統和電腦視覺的幫助下， True View 能夠識別到高度、寬度和深度。這些體積數據會變成精準的立體影片，可以 360° 旋轉重播和生成驚人的多角度定格畫面，以便解說員進行更詳細和具體的賽事分析。
Source: footbasket.com
3D 運動員追蹤 3D Athlete Tracking (3DAT)
3D 運動員追蹤主要應用在競速項目。我們在電視畫面裡看到的選手平均速率便是出自這項技術。精密的攝像頭會被安裝在場館的上方，捕捉選手的動作。通過使用電腦視覺和高效數據處理器分析，能準確計算和分析出每名運動員的速度和所花費的時間。由於英特爾（Intel）提供的這項技術擁有高效的分析速度，容許 OBS 即時獲取及轉播這些已分析的速度資訊，並以影像型式將選手速度按疊加顯示。例如，在回放過程中，當運動員跑步時，賽道將被塗上顏色，不同的顏色代表了當時他們的速度水平及展示了他們達到最快速度的時段。
Source: https://www.ww01.net/en/archives/16808
鷹眼系統 Hawk-Eye Judging System
鷹眼系統可以說是今年奧運會中討論度最高的電腦視覺技術，至少在台灣。「麟洋配」二人組在男子雙人羽毛球賽中為台灣奪得金牌，在最後一輪比賽，裁判通過監控系統查看球是否入界。 結果為台灣帶來了個好消息，當時鷹眼判斷的屏幕截圖亦在台灣瘋傳開來。
以上截圖截自鷹眼系統的判斷，系統自 2002 年開始廣泛應用於排球、手球、羽毛球等不同球類運動。 會在場地周圍安裝了十多個高速攝像頭，結合人工智能、時間記錄和電腦視覺技術，鷹眼系統能夠識別到球的形狀，跟蹤其運動並估計其著陸點。當然，估算結果與實際結果之間肯定存在一些偏差，根據最新數據顯示誤差為最多 3.6mm，對於判斷來說已經足夠準確了。 此外，只有在運動員提出覆核時，才會採用回放，大多數時候裁判仍然會根據他們的眼睛做出決定的。
選手村內的自動駕駛汽車
無人駕駛汽車可能是可預見的未來新趨勢，自動駕駛技術也能在今年東京奧運村中看到。 為了協助運動員的出行，由豐田 (Toyota) 開發的自動駕駛巴士已在奧運村中正式投入使用。 它們可以被視為是未來無人駕駛公交車的試行，因此為了確保運動員的安全，仍然會有管理員在後台控制這些公交車。
http://www.youtube.com/watch?v=lpbjxz6tnrI
電腦視覺技術也已應用於自動駕駛汽車。通過安裝在車輛上的攝像頭，電腦可以捕獲和分析道路的實時情況。汽車上的傳感器還可以檢測到周圍是否有任何物體，然後自動生成 3D 地圖，有助更好地了解周圍環境。電腦還會計算出最佳路線，以確保汽車不會撞到任何人或任何東西，確保乘客的安全。 這個車隊被視為是豐田的未來自動駕駛公共交通試行，相信隨著進一步改進，它們在未來可以正式投入使用。
罰球機器人
日本人對機器人的著迷勢不可擋，隨處可見採用了人工智能設計的機器人。 奧運會也不例外，CUE 是一個由豐田製造的罰球機器人。 顯然，它為成功投入罰球而設，今年奧運會籃球比賽的半場表演中，它正式為全球觀眾進行了一次表演。 通過在它臉上的一個精密攝像頭以及內置的電腦視覺系統，CUE 能夠自行識別目標 – 球網，再計算出自身與目標之間的距離，得出最佳的投球角度和力度去投球。 縱使 CUE 仍處於開發階段，但它的計算已經非常準確，在奧運會中場秀中成功投中了一個三分球和一個中場投籃 (Logo shot)。 我們來看看下面的影片。
電腦視覺通常是構建機器人的主要元素之一，機器人也可以成為人類的好助手。 不難看出，未來運動員可以充分利用這些機器人或其他先進技術來輔助他們的訓練。
2020 年奧運會展示了這麼多先進技術，我們不能不同意日本在智慧城市發展方面確實做得非常好。 通過上面提到的例子，我們可以看到電腦視覺的應用廣泛，給人類帶來好處。 如果你想了解更多視覺視覺的應用以及它如何使我們的社會更智能，請隨時到我們的網站上閱讀更多內容。