Automatische zeitkontinuierliche Bestimmung markanter Körperpunkte auf Sportlern sowie daraus abgeleiteter Ereignisse in Videos am Beispiel der Start/Wende im Schwimmen und dem Weit-/Dreisprung in der Leichtathletik
| Leiter des Projekts: | Lienhart, Rainer (Universität Augsburg / Institut für Informatik / Lehrstuhl für Multimedia und maschinelles Sehen, Tel.: 0821 598 5703, rainer.lienhart at informatik.uni-augsburg.de) |
|---|---|
| Mitarbeiter: | Einfalt, Moritz (Universität Augsburg / Institut für Informatik / Lehrstuhl für Multimedia und maschinelles Sehen, Tel.: 0821 598 2462, moritz.einfalt at informatik.uni-augsburg.de) |
| Kooperationspartner des Projekts: | Fuhrmann, Stefan (Olympiastützpunkt Hamburg / Schleswig-Holstein, s.fuhrmann at osphh-sh.de); Lamodke, Frank (Deutscher Schwimm-Verband, lamodke at dsv.de); Mendoza, Luis (Olympiastützpunkt Hessen, lmendoza at lsbh.de) |
| Forschungseinrichtung: | Universität Augsburg / Institut für Informatik / Lehrstuhl für Multimedia und maschinelles Sehen |
| Finanzierung: | Bundesinstitut für Sportwissenschaft (Aktenzeichen: 070603/18-19) |
| Kooperationspartner: | Olympiastützpunkt Hamburg / Schleswig-Holstein; Olympiastützpunkt Hessen; Deutscher Schwimm-Verband |
| Format: | Projekt (SPOFOR) |
| Sprache: | Deutsch |
| Projektlaufzeit: | 11/2017 - 12/2019 |
| Schlagworte: | |
| Erfassungsnummer: | PR020171000085 |
| Quelle: | profi - Projektinformationssystem |
Ziel
Videoaufzeichnungen von Spitzensportlern und -sportlerinnen bilden in allen Sportarten eine wesentliche Grundlage für die Einschätzung der Qualität der Bewegungsausführung und die Aufdeckung von Verbesserungsmöglichkeiten. Dies gilt auch für die Sportarten Schwimmen und Leichtathletik. Im Routinebetrieb der leistungsdiagnostischen Untersuchungen an den Diagnosezentren der Deutschen Sportverbände und der jeweiligen Landesverbände werden oft nur qualitative Bewertungen der Bewegungsabläufe (Expertenurteile) durchgeführt, weil quantitative Analysen nach wie vor mit einem großen personellen Aufwand verbunden sind. Dieser Aufwand kann nur in Einzelfällen durchgeführt werden.
Außerdem eröffnet eine automatische Videoanalyse, die (1) die zeitliche Struktur von wichtigen Parametern wie die zweidimensionale Lage der Gelenkpunkte der Athleten und Athletinnen in den Videos über die Zeit erfasst und (2) daraus Ereignisse und Parameter für eine biomechanische Analyse bestimmt, neue Möglichkeiten auf dem Gebiet der Leistungsdiagnostik. Sie ermöglicht auch eine neue Größenordnung in Tiefe und Umfang der quantitativen Auswertungen, aus der in Zukunft (d.h. außerhalb dieses Projekts) sicherlich neue Erkenntnisse für die Trainings- und Sportwissenschaft gewonnen werden können.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Systems zur automatischen Auswertung (, d.h. ohne mühsame und arbeitsintensive manuelle Annotationen,)
(a) der Start- und Wendephase eines Schwimmers bzw. einer Schwimmerin am Beispiel der Aufnahmen im Schwimmbad am OSP Hamburg/Schleswig-Holstein sowie
(b) des Gesamtablaufs beim Weit- und Dreisprung u.a. von Trainings- und Wettkampfaufnahmen des Landeskaders.
Planung
Die Arbeitsplanung umfasst insgesamt neun Arbeitspakete:
1. Erstellung und Bereitstellung einer Videodatenbank mit Annotationen der Körperpunkte (u.a. Gelenke) und der gewünschten Ereignisse
2. Erstellen eines virtuellen Videos aus den individuellen Aufnahmen der entlang des Schwimmbeckens verteilten Kameras (nur Schwimmen)
3. Automatische Lokalisierung des zu vermessenden Sportlers bzw. der zu vermessenden Sportlerin über den zeitlichen Verlauf des Videos
4. Automatischen Bestimmung charakteristischer Körperpunkte auf den Sportlern
5. Verfeinerung der in den Einzelbildern erkannten Positionen durch Nachverarbeitung der Zeitreihen
6. Definition und Auswahl der zu erkennenden Ereignisse
7. Automatische Erkennung der ausgewählten Ereignisse
8. Übergabe des Systems an den OSP Hessen (Leichtathletik) und OSP Hamburg / Schleswig-Holstein
Ergebnisse
Die Schulung und die zu übergebenden Rechner mit dem entwickelten Softwaresystem zur automatischen zeitkontinuierlichen Bestimmung markanter Körperpunkte auf den Sportlern sowie daraus abgeleiteter Ereignisse in Videos beim Start bzw. bei der Wende im Schwimmen und dem Weit-/Dreisprung in der Leichtathletik sollen den Einsatz der entwickelten Technologie für die Leistungsdiagnose reibungslos ermöglichen. Dadurch wird es häufiger als bisher möglich sein, eine unmittelbare Auswertung und Analyse direkt vor Ort durch die Trainingswissenschaftler mit den Trainern und Athleten vorzunehmen.
Ebenso werden die Erkenntnisse und Verfahren sowohl auf nationalen sportwissenschaftlichen Tagungen wie der IAT-Frühjahrsschule oder dem DVS-Symposium als auch auf internationalen sportwissenschaftlichen Konferenzen und internationalen Konferenzen zum maschinellen Sehen veröffentlicht. Langfristig ist ein Transfer des Systems in andere Sportarten geplant.