JP5155841B2 - Scorability quantification device and scoring possibility quantification program - Google Patents
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Description
本発明は、複数名の選手が複数のチームに分かれ、ボールを相手ゴール内に入れることで得点を競い合うチームスポーツの戦術の解析を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique for analyzing team sports tactics in which a plurality of players are divided into a plurality of teams and compete for scores by putting a ball into an opponent goal.
従来のスポーツ戦術解析手法としては、次のようなものが知られている。
例えば、特許文献1には、選手配置情報及びボール位置情報から各選手の行動を予測し、各チームの優勢度を算出する手法が開示されている。この手法は、フィールド上にメッシュ状のエリアを設定し、このエリア毎にチーム優勢度を求め、チーム優勢度に基づいてパス先候補キャラクタを決定するものである。
The following are known as conventional sports tactic analysis methods.
For example, Patent Document 1 discloses a method for predicting the behavior of each player from the player placement information and the ball position information and calculating the dominance level of each team. In this method, a mesh-like area is set on the field, a team superiority is obtained for each area, and a pass candidate character is determined based on the team superiority.
また例えば、特許文献2には、選手配置情報や選手の視野、姿勢に基づいて、パスを出す方向を決定する手法が開示されている。この手法は、ボール保持者の行動を評価し、これに基づいて、チームの優勢度を判定するものである。 Further, for example, Patent Document 2 discloses a method for determining a direction in which a pass is to be issued based on player placement information, a player's field of view, and posture. This method evaluates the behavior of the ball holder and determines the superiority of the team based on this.
このようにして得られた結果は、オペレータが対象スポーツ競技の戦術やルールに精通していなくても、その後のゲームの流れを予想し、あるいは、各チームの戦術を考えることが可能なように、簡単に理解できるものであることが望ましい。しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の技術では、各チームの支配エリアを可視化し、支配エリア毎のチーム優勢度を求めたり、チーム優勢度に基づいて行動を決定したりするものであるため、オペレータが対象スポーツ競技の戦術やルールに精通していない場合、出力された結果を理解することが困難であった。 The results obtained in this way can be used to predict the future game flow or to consider the tactics of each team even if the operator is not familiar with the tactics and rules of the target sports competition. It should be easy to understand. However, in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the control area of each team is visualized, and the team superiority for each control area is obtained, or the action is determined based on the team superiority. Therefore, when the operator is not familiar with the tactics and rules of the target sport competition, it is difficult to understand the output result.
また、特許文献1及び特許文献2に記載の技術では、各チームの支配エリアを可視化し、エリアごとの各チームの優勢度を判定するものであるため、得点の可能性そのものを定量化することができなかった。このため、例えば、劣勢のチームであっても、ある位置からシュートすれば、得点の可能性が高い位置が存在する場合があっても、そのような事情を考慮した戦術の解析を行うことができなかった。 Further, in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, since the dominant area of each team is visualized and the superiority of each team for each area is determined, the possibility of scoring itself is quantified. I could not. For this reason, for example, even if an inferior team shoots from a certain position, even if there is a position where the possibility of scoring is high, it is possible to analyze tactics considering such circumstances could not.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、複数名の選手が二つのチームに分かれ、ボールを相手ゴール内に入れることで得点を競い合うチームスポーツにおいて、指定する地点からのシュートが得点に結びつく可能性を定量化することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in team sports in which a plurality of players are divided into two teams and compete for scores by putting a ball into the opponent's goal, from a designated point The goal is to quantify the likelihood that the shoot will lead to a score.
前記した課題を達成するために、請求項1に記載した得点可能性定量化装置は、複数名の選手が二つのチームに分かれ、ボールを相手ゴール内に入れることで得点を競い合うチームスポーツにおいて、外部から入力された操作信号により競技エリア上に特定された注目位置からの前記得点の可能性を定量化する得点可能性定量化装置であって、ゴール像算出手段と、妨害領域設定手段と、妨害領域像算出手段と、和集合算出手段と、差集合算出手段と、面積算出手段と、を備える構成とした。 In order to achieve the above-mentioned problem, the scoring possibility quantification device described in claim 1 is a team sport in which a plurality of players are divided into two teams and compete for scores by putting the ball in the opponent's goal. A scoring possibility quantification device that quantifies the possibility of the scoring from a target position specified on a competition area by an operation signal input from outside, a goal image calculating means, a disturbing area setting means, The interference area image calculating unit, the union calculating unit, the difference set calculating unit, and the area calculating unit are provided.
かかる構成によれば、得点可能性定量化装置は、ゴール像算出手段によって、競技エリア上に特定された注目位置を視点とする予め定められた防御側のゴール開口領域の、所定の画像面への投影像であるゴール像を算出する。また、得点可能性定量化装置は、妨害領域設定手段によって、実空間座標系における防御側チームの選手が配置された位置に基づいて、実空間内において防御側の各選手がシュートを妨害可能な立体領域を設定し、妨害領域像算出手段によって、注目位置を視点とする妨害領域設定手段が設定した立体領域の所定の画像面への投影像である妨害領域像を算出する。次に、得点可能性定量化装置は、和集合算出手段によって、妨害領域像算出手段で算出した各選手の妨害領域像の和集合である全妨害領域像を算出する。続いて、得点可能性定量化装置は、差集合算出手段によって、ゴール像算出手段で算出したゴール像から和集合算出手段で算出した全妨害領域像を引いた差集合であるシュート可能領域像を算出する。そして、得点可能性定量化装置は、面積算出手段によって、差集合算出手段で算出したシュート可能領域像の面積を算出し、算出した当該面積に応じて得点の可能性の評価値を算出する。
これによって、得点可能性定量化装置は、得点の可能性をシュート可能領域像の面積に応じた評価値として定量化する。
According to such a configuration, the scoring possibility quantification device uses the goal image calculation means to move to a predetermined image plane in a predetermined goal opening area on the defensive side whose viewpoint is the attention position specified on the competition area. A goal image that is a projected image of is calculated. In addition, the scoring possibility quantification device can prevent each player on the defending side in the real space from blocking the shot based on the position where the player on the defending team is located in the real space coordinate system by the interference area setting means. A three-dimensional area is set, and the obstruction area image calculation means calculates an obstruction area image that is a projection image of the three-dimensional area set by the obstruction area setting means with the target position as the viewpoint onto a predetermined image plane. Next, the scoring possibility quantification apparatus calculates a total disturbing area image that is a union of the disturbing area images of each player calculated by the disturbing area image calculating means by the union calculating means. Subsequently, the scoring possibility quantification device uses the difference set calculation means to obtain a shootable area image that is a difference set obtained by subtracting all the disturbing area images calculated by the union calculation means from the goal image calculated by the goal image calculation means. calculate. Then, the scoring possibility quantification apparatus calculates the area of the shootable region image calculated by the difference set calculation means by the area calculation means, and calculates an evaluation value of the possibility of scoring according to the calculated area.
Thus, the scoring possibility quantification apparatus quantifies the scoring possibility as an evaluation value according to the area of the shootable region image.
請求項2に記載の得点可能性定量化装置は、請求項1に記載の得点可能性定量化装置において、ゴール像算出手段及び妨害領域像算出手段における所定の画像面は、注目位置を中心とする球面とした。 The scoring possibility quantifying device according to claim 2 is the scoring possibility quantifying device according to claim 1, wherein the predetermined image plane in the goal image calculating means and the disturbing area image calculating means is centered on the position of interest. It was made into a spherical surface.
かかる構成によれば、得点可能性定量化装置は、ゴール像算出手段及び妨害領域像算出出手段によって、それぞれゴール開口領域及び妨害領域設定手段で設定した立体領域を、注目位置を中心とする球面への投影像であるゴール像及び妨害領域像を算出する。そして、得点可能性定量化装置は、和集合算出手段及び差集合算出手段によって、これらの算出したゴール像及び妨害領域像に基づいてシュート可能領域像を算出し、面積算出手段によって、差集合算出手段で算出したシュート可能領域像の面積に応じて得点の可能性の評価値を算出する。
これによって、得点可能性定量化装置は、得点の可能性を、注目位置を中心とする球面に投影されたシュート可能領域像の面積に応じた評価値として定量化する。
According to such a configuration, the scoring possibility quantification apparatus uses the spherical image centered on the position of interest as the solid area set by the goal opening area and the obstruction area setting means by the goal image calculation means and the obstruction area image calculation means, respectively. A goal image and an obstruction area image which are projection images are calculated. The scoring possibility quantification apparatus calculates a shootable area image based on the calculated goal image and disturbing area image by the union calculation means and the difference set calculation means, and calculates the difference set by the area calculation means. An evaluation value of the possibility of scoring is calculated according to the area of the shootable region image calculated by the means.
Thus, the scoring possibility quantification apparatus quantifies the scoring possibility as an evaluation value according to the area of the shootable region image projected on the spherical surface centered on the target position.
請求項3に記載の得点可能性定量化装置は、請求項1に記載の得点可能性定量化装置において、ゴール像算出手段及び妨害領域像算出手段における所定の画像面は、注目位置からゴール開口領域の中心に向かう半直線を法線とする平面とした。 The scoring possibility quantifying apparatus according to claim 3 is the scoring possibility quantifying apparatus according to claim 1, wherein the predetermined image plane in the goal image calculating means and the disturbing area image calculating means is a goal opening from the target position. A plane with a half line toward the center of the region as a normal line was used.
かかる構成によれば、得点可能性定量化装置は、ゴール像算出手段及び妨害領域像算出出手段によって、それぞれゴール開口領域及び妨害領域設定手段で設定した立体領域を、注目位置からゴール開口領域の中心に向かう半直線を法線とする平面への投影像であるゴール像及び妨害領域像を算出する。そして、得点可能性定量化装置は、和集合算出手段及び差集合算出手段によって、これらの算出したゴール像及び妨害領域像に基づいてシュート可能領域像を算出し、面積算出手段によって、差集合算出手段で算出したシュート可能領域像の面積に応じて得点の可能性の評価値を算出する。
これによって、得点可能性定量化装置は、得点の可能性を、注目位置からゴール開口領域の中心に向かう半直線を法線とする平面に投影されたシュート可能領域像の面積に応じた評価値として定量化する。
According to such a configuration, the scoring possibility quantification apparatus uses the goal image calculation means and the obstruction area image calculation output means to convert the solid areas set by the goal opening area and the obstruction area setting means, respectively, from the target position to the goal opening area. A goal image and an obstruction area image, which are projection images onto a plane whose normal is a half line toward the center, are calculated. The scoring possibility quantification apparatus calculates a shootable area image based on the calculated goal image and disturbing area image by the union calculation means and the difference set calculation means, and calculates the difference set by the area calculation means. An evaluation value of the possibility of scoring is calculated according to the area of the shootable region image calculated by the means.
As a result, the scoring possibility quantification apparatus evaluates the possibility of scoring according to the area of the shootable area image projected on a plane having a normal line from the target position to the center of the goal opening area. Quantify as
請求項4に記載の得点可能性定量化装置は、請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の得点可能性定量化装置において、妨害領域設定手段は、防御側選手の移動速度に応じて当該防御側選手による立体領域の配置位置を設定するように構成した。 The scoring possibility quantifying device according to claim 4 is the scoring possibility quantifying device according to any one of claims 1 to 3, wherein the disturbing area setting means determines the movement speed of the defending player. Accordingly, the arrangement position of the three-dimensional area by the defending player is set.
かかる構成によれば、得点可能性定量化装置は、妨害領域設定手段によって、防御側選手の移動速度に応じて当該防御側選手による立体領域の配置位置を設定する。
これによって、得点可能性定量化装置は、防御側選手の移動速度から、例えば3秒後の選手の位置を予測し、当該予想位置に基づいて立体領域(妨害領域)の配置位置を決める。
According to such a configuration, the scoring possibility quantifying apparatus sets the arrangement position of the three-dimensional area by the defending player according to the moving speed of the defending player by the disturbing area setting means.
Thereby, the scoring possibility quantification device predicts the position of the player after 3 seconds, for example, from the moving speed of the defending player, and determines the arrangement position of the three-dimensional area (disturbance area) based on the predicted position.
請求項5に記載の得点可能性定量化装置は、請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の得点可能性定量化装置において、妨害領域設定手段は、防御側選手の位置と注目位置との距離に基づいてボールが注目位置から当該防御側選手に到達するまでの時間を推定し、推定した時間と当該防御側選手の移動可能速度との積に基づいて当該防御側選手による立体領域の範囲を設定するように構成した。 The scoring possibility quantifying apparatus according to claim 5 is the scoring possibility quantifying apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the disturbing area setting means includes a position of the defending player and attention. Based on the distance to the position, the time until the ball reaches the defending player from the target position is estimated, and based on the product of the estimated time and the speed at which the defending player can move, the 3D by the defending player It was configured to set the range of the area.
かかる構成によれば、得点可能性定量化装置は、妨害領域設定手段によって、防御側選手の位置と注目位置との距離に基づいてボールが注目位置から当該防御側選手に到達するまでの時間を推定し、推定した時間と当該防御側選手の移動可能速度との積、すなわち移動可能距離に基づいて当該防御側選手による立体領域の範囲を設定する。
これによって、得点可能性定量化装置は、ボールがシュートされてから防御側選手に達するまでの時間に移動可能な距離に基づいて、当該防御側選手による立体領域(妨害領域)の範囲(大きさ)を決める。
According to such a configuration, the scoring possibility quantifying device calculates the time until the ball reaches the defending player from the attention position based on the distance between the position of the defending player and the attention position by the disturbing area setting means. Based on the product of the estimated time and the movable speed of the defending player, that is, the movable distance, the range of the three-dimensional area by the defending player is set.
In this way, the scoring possibility quantification device determines the range (size) of the three-dimensional area (disturbance area) by the defending player based on the distance that can be moved from the time the ball is shot until it reaches the defending player. ).
請求項6に記載の得点可能性定量化装置は、請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の得点可能性定量化装置において、面積算出手段は、差集合算出手段によって算出されたシュート可能領域像の面積を、所定の画像面上の特定の点から当該シュート可能領域像を構成する点が離れるほど重みが小さくなる重みを付けて算出するように構成した。 The scoring possibility quantifying device according to claim 6 is the scoring possibility quantifying device according to any one of claims 1 to 5, wherein the area calculating means is calculated by a difference set calculating means. The area of the shootable region image is calculated with a weight that decreases as the point constituting the shootable region image moves away from a specific point on a predetermined image plane.
かかる構成によれば、得点可能性定量化装置は、面積算出手段によって、差集合算出手段で算出したシュート可能領域像の面積を、所定の画像面上の特定の点から当該シュート可能領域像を構成する点が離れるほど重みが小さくなる重みを付けて算出する。
これによって、得点可能性定量化装置は、所定の画像面上の特定の点、例えば、画像面の中心点に近い領域がシュート可能領域像に多く含まれるほど高い評価値を算出する。
According to such a configuration, the scoring possibility quantifying apparatus calculates the area of the shootable region image calculated by the difference set calculating unit by using the area calculating unit, and calculates the shootable region image from a specific point on a predetermined image plane. The calculation is performed with a weight that decreases as the constituent points are separated.
As a result, the scoring possibility quantification apparatus calculates a higher evaluation value as the number of specific points on a predetermined image plane, for example, an area close to the center point of the image plane is included in the shootable area image.
請求項7に記載の得点可能性定量化プログラムは、複数名の選手が二つのチームに分かれ、ボールを相手ゴール内に入れることで得点を競い合うチームスポーツにおいて、外部から入力された操作信号により競技エリア上に特定された注目位置からの前記得点の可能性を定量化するために、コンピュータを、ゴール像算出手段、妨害領域設定手段、妨害領域像算出手段、和集合算出手段、差集合算出手段、面積算出手段、として機能させることとした。 The scoring possibility quantification program according to claim 7 is a team sport in which a plurality of players are divided into two teams and compete for scores by putting a ball into the opponent's goal. In order to quantify the possibility of the scoring from the attention position specified on the area, the computer includes a goal image calculation means, a disturbance area setting means, a disturbance area image calculation means, a union calculation means, and a difference set calculation means. And function as an area calculation means.
かかる構成によれば、得点可能性定量化プログラムは、ゴール像算出手段によって、競技エリア上に特定された注目位置を視点とする予め定められた防御側のゴール開口領域の、所定の画像面への投影像であるゴール像を算出する。また、得点可能性定量化プログラムは、妨害領域設定手段によって、実空間座標系における防御側チームの選手が配置された位置に基づいて、実空間内において防御側の各選手がシュートを妨害可能な立体領域を設定し、妨害領域像算出手段によって、注目位置を視点とする妨害領域設定手段が設定した立体領域の所定の画像面への投影像である妨害領域像を算出する。次に、得点可能性定量化プログラムは、和集合算出手段によって、妨害領域像算出手段で算出した各選手の妨害領域像の和集合である全妨害領域像を算出する。続いて、得点可能性定量化プログラムは、差集合算出手段によって、ゴール像算出手段で算出したゴール像から和集合算出手段で算出した全妨害領域像を引いた差集合であるシュート可能領域像を算出する。そして、得点可能性定量化プログラムは、面積算出手段によって、差集合算出手段で算出したシュート可能領域像の面積を算出し、算出した当該面積に応じて得点の可能性の評価値を算出する。
これによって、得点可能性定量化プログラムは、得点の可能性をシュート可能領域像の面積に応じた評価値として定量化する。
According to such a configuration, the scoring possibility quantification program causes the goal image calculation means to move to a predetermined image plane in a predetermined goal opening area on the defensive side whose viewpoint is the attention position specified on the competition area. A goal image that is a projected image of is calculated. In addition, the scoring possibility quantification program can prevent each player on the defending side in the real space from blocking the shot based on the position where the player on the defending team is located in the real space coordinate system by the interference area setting means. A three-dimensional area is set, and the obstruction area image calculation means calculates an obstruction area image that is a projection image of the three-dimensional area set by the obstruction area setting means with the target position as the viewpoint onto a predetermined image plane. Next, the scoring possibility quantification program calculates a total disturbance area image which is a union of the disturbance area images of each player calculated by the disturbance area image calculation means by the union calculation means. Subsequently, the scoring possibility quantification program obtains a shootable area image that is a difference set obtained by subtracting all the disturbing area images calculated by the union calculation means from the goal image calculated by the goal image calculation means by the difference set calculation means. calculate. Then, the scoring possibility quantification program calculates the area of the shootable area image calculated by the difference set calculation means by the area calculation means, and calculates an evaluation value of the possibility of scoring according to the calculated area.
Thus, the scoring possibility quantification program quantifies the scoring possibility as an evaluation value according to the area of the shootable region image.
請求項1又は請求項7に記載の発明によれば、注目位置を視点としたゴール開口領域の見かけの大きさと、当該注目位置からゴール開口領域へのシュートに対する敵チーム(防御側チーム)の選手による妨害可能な領域とを勘案して、シュート成功の可能性、すなわち得点の可能性を定量化することができる。
請求項2に記載の発明によれば、ゴール開口領域及び立体領域(妨害領域)の注目位置を中心とする球面への投影像であるゴール像及び妨害領域像に基づいてシュート可能領域像を算出するため、当該球面を画像面とする各領域の投影像の形状が、画像面の向きに拘わらずに一定となる。このため、シュート可能領域像の面積と得点可能性の評価値との関係が、画像面の向きに拘わらずに一定となり、評価値の算出の負荷を低減することができる。
請求項3に記載の発明によれば、ゴール開口領域及び立体領域(妨害領域)の注目位置からゴール開口領域の中心に向かう半直線を法線とする平面への投影像であるゴール像及び妨害領域像に基づいてシュート可能領域像を算出するため、選手やゴール開口領域などの対象物を通常のカメラで撮影したのと同等の射影となる。この射影は、コンピュータグラフィクスで多用される演算であり、本演算を高速に行う既存のDSP(Digital Signal Processor)や、グラフィクスエンジンと呼ばれるプロセッサあるいはシステムを利用することで、高速な演算処理を安価に実現することができる。
請求項4に記載の発明によれば、防御側選手による立体領域(妨害領域)の配置位置を、当該防御側選手の移動速度によって調整するため、より適切な位置に立体領域を設定して得点可能性の評価値の確からしさを向上することができる。
請求項5に記載の発明によれば、防御側選手による立体領域(妨害領域)の範囲(大きさ)を、ボールがシュートされてから当該防御側選手に達するまでの時間に移動可能な距離に基づいて、当該防御側選手による立体領域の範囲を決めるため、より適切な立体領域を設定して得点可能性の評価値の確からしさを向上することができる。
請求項6に記載の発明によれば、所定の画像面上の特定の点に近い領域がシュート可能領域像に多く含まれるほど高い評価値を算出する。このため、当該特定の点として、シュートの最も打ちやすい点、例えば、ゴール開口領域の中心点に対応するゴール像の点を設定することで、シュートの打ちやすい領域像の寄与を高く評価するため、得点可能性の評価値の確からしさを向上することができる。
According to the invention described in claim 1 or 7, the player of the enemy team (defensive team) against the apparent size of the goal opening area with the attention position as a viewpoint and the shot from the attention position to the goal opening area The possibility of successful shooting, that is, the possibility of scoring can be quantified in consideration of the area that can be obstructed by.
According to the second aspect of the present invention, the shootable area image is calculated based on the goal image and the disturbance area image which are projection images onto the spherical surface centered on the target position of the goal opening area and the three-dimensional area (interference area). For this reason, the shape of the projected image in each region having the spherical surface as the image plane is constant regardless of the orientation of the image plane. For this reason, the relationship between the area of the shootable region image and the evaluation value of the scoring possibility becomes constant regardless of the orientation of the image plane, and the load for calculating the evaluation value can be reduced.
According to the third aspect of the present invention, the goal image and the obstruction are projection images onto a plane whose normal is a half line from the target position of the goal opening area and the three-dimensional area (interference area) to the center of the goal opening area. Since a shootable area image is calculated based on the area image, the projection is equivalent to that obtained by shooting an object such as a player or goal opening area with a normal camera. This projection is an operation that is frequently used in computer graphics. By using an existing DSP (Digital Signal Processor) that performs this operation at high speed, or a processor or system called a graphics engine, high-speed arithmetic processing can be performed at low cost. Can be realized.
According to the invention described in claim 4, in order to adjust the arrangement position of the three-dimensional area (interfering area) by the defending player according to the moving speed of the defending player, the three-dimensional area is set at a more appropriate position and scored. The certainty of the evaluation value of possibility can be improved.
According to the invention described in claim 5, the range (size) of the three-dimensional area (disturbance area) by the defending player is set to a distance that can be moved in the time from when the ball is shot until reaching the defending player. Based on this, since the range of the 3D area by the defending player is determined, a more appropriate 3D area can be set to improve the accuracy of the scoring possibility evaluation value.
According to the sixth aspect of the invention, the higher the evaluation value is, the more the region close to the specific point on the predetermined image plane is included in the shootable region image. For this reason, in order to highly evaluate the contribution of the region image easy to hit by setting a point of the goal image corresponding to the center point of the goal opening region as the specific point, for example, the point of the goal image corresponding to the center point of the goal opening region Thus, the certainty of the evaluation value of scoring possibility can be improved.
以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる得点可能性定量化装置に入力される防御側チームの選手の配置情報である防御側選手配置情報及びシュートをする注目位置を説明するための模式図である。
なお、本実施形態では、得点可能性を定量化するチーム競技としてサッカーを例にして説明するが、複数名の選手が二つのチームに分かれてボールを相手ゴールに入れることで得点を競い合う競技であれば特に限定されるものではない。また、ここでいうボールとは、ゴール内に入れられる可能性のあるものなら何でもよく、例えば、ホッケーなどに使用されるパックなどであってもよい。また、シュートとは、ボールをゴールに向かわせることを指し、例えばショットなど、適用される競技の種類で異なる表現を代表したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining defending player placement information, which is placement information of defending team players, input to the scoring possibility quantifying apparatus according to the embodiment of the present invention, and a target position for shooting. is there.
In this embodiment, soccer will be described as an example of a team competition for quantifying the possibility of scoring. However, in a competition in which a plurality of players divide into two teams and compete for scores by putting the ball in the opponent's goal. There is no particular limitation as long as it is present. In addition, the ball here may be anything that can be put into the goal, for example, a pack used for hockey or the like. The shot refers to directing the ball toward the goal, and represents a different expression depending on the type of competition to be applied, such as a shot.
図1に示したように、サッカー競技場(競技エリア)F上には、□で示したチームの選手及び△で示したチームの選手が配置されている。サッカー競技は、□で示したチームの選手及び△で示したチームの選手がそれぞれ相手方ゴール(ゴールGOA又はGOB)にボールを入れることにより得点し、この得点数を競うものである。図1に示した場面は、□で示したチームが攻撃側チームであり、△で示したチームが防御側チームである。
このとき、本実施形態の得点可能性定量化装置は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示手段(不図示)に接続され、オペレータが、当該表示手段に表示された、カメラで撮影したサッカー競技場Fの映像を見て、マウスやキーボードなどの入力手段(不図示)を介してサッカー競技場F上のある位置を注目位置fとして指定すると、公知の選手位置検出装置(不図示)によって検出された防御側チームの選手の配置情報を参照して、当該注目位置fから防御側チームのゴールGOAに向かってシュートしたときの得点の可能性を数値化した評価値を算出することができるようになっている。
また、攻守が入れ替わった場面では、得点可能性定量化装置は、□で示した防御側チームとなる選手の配置情報を参照して、注目位置fからゴールGOBに向かってシュートしたときの得点可能性の評価値を算出する。
As shown in FIG. 1, on the soccer stadium (competition area) F, the players of the team indicated by □ and the players of the team indicated by Δ are arranged. In the soccer competition, the players of the team indicated by □ and the players of the team indicated by △ score by putting the ball in the opponent goal (goal GO A or GO B ), and compete for this score. In the scene shown in FIG. 1, the team indicated by □ is the attacking team, and the team indicated by Δ is the defending team.
At this time, the scoring possibility quantifying apparatus of the present embodiment is connected to a display means (not shown) such as a liquid crystal display, for example, and an operator displays a soccer stadium F photographed with a camera displayed on the display means. When a certain position on the soccer stadium F is designated as an attention position f via an input means (not shown) such as a mouse or a keyboard, the image is detected by a known player position detection device (not shown). Referring to the arrangement information of the player of the defending team, to be able to calculate the evaluation value obtained by digitizing the possibility of scoring when the chute toward the goal GO a defending team from the target position f It has become.
In addition, in a situation where the offense and defense are switched, the scoring possibility quantification device refers to the placement information of the player who will be the defending team indicated by □, and scores when shooting from the target position f toward the goal GO B An evaluation value of possibility is calculated.
[得点可能性定量化装置の構成]
次に、図2を参照して本発明の実施形態における得点可能性定量化装置の構成について説明する。ここで、図2は本発明の実施形態における得点可能性定量化装置の構成を示すブロック図である。
[Configuration of scoring possibility quantification device]
Next, the configuration of the scoring possibility quantification apparatus in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the scoring possibility quantification apparatus in the embodiment of the present invention.
図2に示したように、本実施形態における得点可能性定量化装置1は、選手配置情報記憶手段10と、カウンタ11と、選手選択手段12と、妨害領域設定手段13と、妨害領域像算出手段14と、ゴール像算出手段15と、評価値算出手段16と、を含んで構成されている。更に、評価値算出手段16は、和集合算出手段17と、差集合算出手段18と、面積算出手段19と、を含んで構成されている。
As shown in FIG. 2, the scoring possibility quantification apparatus 1 according to the present embodiment includes a player arrangement information storage means 10, a counter 11, a player selection means 12, an obstruction area setting means 13, and an obstruction area image calculation. Means 14, goal image calculation means 15, and evaluation value calculation means 16 are included. Further, the evaluation
得点可能性定量化装置1は、ゴールの可能性を評価すべき注目位置(ベクトル)fと、防御側(敵チーム)の選手人数Nと、そのN人の配置情報である防御側選手配置情報(an)n=1,2,…,Nの入力に対し、評価値hを出力する。 The scoring possibility quantification apparatus 1 is a position of interest (vector) f where the possibility of a goal is to be evaluated, the number N of players on the defending side (enemy team), and defending player placement information that is placement information of the N people. (A n ) The evaluation value h is output in response to n = 1, 2,.
注目位置fは、実空間である、試合の行われるサッカー競技場(競技エリア)F(図1参照)に固定された座標系(以下、世界座標系という)における、ある一点を指定するための数値情報である。用いる座標系は任意であるが、例えばデカルト座標系、極座標系、又は円筒座標系による表現を用いることができる。
3次元のデカルト座標系による場合、競技エリアに対して予め定めたある一点を原点として、競技エリアに固定した互いに直交する3の座標軸を設定し、各座標軸方向に関して長さの次元を以て座標値を定義することができる。
なお、本実施形態では、注目位置fの高さ、すなわちz軸方向の座標値は固定値とするが、ボールがシュートされるときの起点として、例えば、地面の高さ(z=0)、選手の膝の高さ、地面から脚部の長さの2分の1の長さの高さなどとすることができる。あるいは、選手から見た心理的なファクターを考慮して、選手の目の高さとしてもよい。
The attention position f is a real space for designating a certain point in a coordinate system (hereinafter referred to as the world coordinate system) fixed to a soccer field (competition area) F (see FIG. 1) where a game is played. Numerical information. The coordinate system to be used is arbitrary, but for example, an expression based on a Cartesian coordinate system, a polar coordinate system, or a cylindrical coordinate system can be used.
In the case of a three-dimensional Cartesian coordinate system, three coordinate axes that are orthogonal to each other and set in the competition area are set with a predetermined point for the competition area as the origin, and the coordinate value is expressed by the dimension of the length in each coordinate axis direction. Can be defined.
In the present embodiment, the height of the target position f, that is, the coordinate value in the z-axis direction is a fixed value. However, as a starting point when the ball is shot, for example, the height of the ground (z = 0), The height of the player's knee can be set to a height that is half the length of the leg from the ground. Alternatively, it may be the height of the player's eyes in consideration of a psychological factor viewed from the player.
サッカー競技場における座標系の設定例を、再び図1を参照して説明する。
図1に示したように、サッカー競技の場合、サッカー競技場FのセンターサークルCCの中心であるセンタースポットCSを原点Oとし、タッチラインTLと平行に、かつコーチエリアCA側から正立して見て右向きを正方向にx軸をとり、ハーフウェイラインHL上に、かつコーチエリアCAから離れる方向を正方向にy軸をとり、鉛直上向きを正方向にz軸をとり、また各軸に関しそれぞれメートル単位(又はヤード単位、フィート単位など任意の長さの単位)で座標値を表現することができる。
An example of setting the coordinate system in the soccer field will be described with reference to FIG. 1 again.
As shown in FIG. 1, in the case of a soccer competition, the center spot CS, which is the center of the center circle CC of the soccer stadium F, is set as the origin O, and is erected from the coach area CA side in parallel with the touch line TL. The right direction is the x-axis in the positive direction, the y-axis is the positive direction on the halfway line HL and away from the coach area CA, the z-axis is the vertical direction in the positive direction, and each axis Coordinate values can be expressed in units of meters (or units of any length such as yards or feet), respectively.
防御側の選手人数Nは、必ずしも実際に試合に出場している防御側チームの選手の人数と一致する必要はなく、入力された防御側選手配置情報(an)n=1,2,…,Nに含まれる選手人数Nを表すものとする。
防御側選手配置情報(an)のうち、そのi番目の項ai(i=1,2,・・・,N)は、i番目の選手の位置情報を表わすものとする。例えば、配置情報aiとして、式(1)に示したように、世界座標系におけるi番目の選手の位置(ベクトル)xiを用いることができる。
Player number N of the defense side, it is not always necessary to match the actual game players of the defending team, which competed in the number of people, it entered the defending player layout information (a n) n = 1,2, ... , N represents the number of players N.
Of the defending player arrangement information (a n ), the i-th term a i (i = 1, 2,..., N) represents the position information of the i-th player. For example, as the arrangement information a i , the position (vector) x i of the i-th player in the world coordinate system can be used as shown in Expression (1).
図2に戻って、選手配置情報記憶手段10は、サッカー競技場F上にいる防御側選手の世界座標系における位置情報を含む、防御側選手配置情報(an)n=1,2,…,Nを記憶するものである。i番目の防御側選手の配置情報ai中の位置情報である世界座標系における位置xiは、公知の選手位置検出装置(不図示)によって検出されて適宜に選手配置情報記憶手段10に記憶されているものとする。 Returning to FIG. 2, the player placement information storage means 10 includes defense player placement information (a n ) n = 1, 2,... , Including position information of the defending player on the soccer field F in the world coordinate system . , N are stored. A position x i in the world coordinate system, which is position information in the arrangement information a i of the i-th defending player, is detected by a known player position detection device (not shown) and appropriately stored in the player arrangement information storage means 10. It is assumed that
ここで、選手位置検出装置としては、例えば、特開2004−110448号公報に記載された映像オブジェクト識別・追跡装置を用いることができる。これによれば、競技場をカメラで撮影した映像信号から、クロマキー手法、動き検出手法、形状認識などを用いて競技中の選手の映像オブジェクトを検出し、選手の位置、速度、防御側か攻撃側かのどちらのチームの選手かを示す属性などを特定することができる。 Here, as the player position detection device, for example, a video object identification / tracking device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-110448 can be used. According to this, the video object of the player in the competition is detected from the video signal obtained by shooting the stadium with the camera using the chroma key method, the motion detection method, the shape recognition, etc., and the player's position, speed, defense side or attack It is possible to specify an attribute or the like indicating which player of the team on the side.
カウンタ11は、入力された選手人数Nに基づき、1乃至Nの整数値であるカウンタ値iを順次に生成して選手選択手段12及び和集合算出手段17に出力する。
カウンタ値iは、選手配置情報記憶手段10に記憶されている防御側選手配置情報(an)n=1,2,…,Nをそれぞれ識別するために用いられる。また、カウンタ11は、前記した公知の選手位置検出装置(不図示)から防御側チームの選手人数Nの値の入力を受け付ける。そして、カウンタ11は、例えば、1からNまでの整数値を、順次1ずつ増加(カウントアップ)させつつ出力するものとする。出力のタイミングは、例えば、得点可能性定量化装置1の各部を同期的に動作させるためのクロック信号(不図示)に同期させればよい。
The counter 11 sequentially generates a counter value i, which is an integer value of 1 to N, based on the input number N of players, and outputs it to the player selection means 12 and the union calculation means 17.
The counter value i is used to identify each of the defending player arrangement information (a n ) n = 1, 2,..., N stored in the player arrangement information storage means 10. Further, the counter 11 receives an input of the value of the number of players N of the defending team from the known player position detection device (not shown). Then, for example, the counter 11 outputs an integer value from 1 to N while sequentially increasing (counting up) one by one. What is necessary is just to synchronize the timing of an output with the clock signal (not shown) for operating each part of the scoring possibility quantification apparatus 1 synchronously, for example.
選手選択手段12は、カウンタ11からカウンタ値iを入力し、選手配置情報記憶手段10に記憶されている防御側選手配置情報(an)n=1,2,…,Nから、そのi番目の項、すなわちi番目の選手の配置情報aiを選択して読み出し、読み出した配置情報aiを妨害領域設定手段13に出力する。 The player selection means 12 inputs the counter value i from the counter 11, and from the defending player arrangement information (a n ) n = 1, 2,..., N stored in the player arrangement information storage means 10, the i th In other words, the placement information a i of the i-th player is selected and read, and the read placement information a i is output to the disturbing area setting means 13.
妨害領域設定手段13は、選手選択手段12から入力した配置情報aiに基づき、実空間の位置を表す世界座標系において、i番目の選手によるシュートの妨害可能な領域として、仮想的な立体(以下、妨害領域(立体領域)Bi)を設定して競技エリア内に配置する。仮想的な妨害領域Biの立体形状としては、例えば、円柱、多角柱、円錐、多角錐、、楕円体、直方体をはじめ予め定める任意の立体形状を用いることができる。なお、ここでいう立体には大きさの有限な面を含むものとする。
Based on the arrangement information a i input from the
妨害領域Biの範囲(大きさ)は常に固定としてもよいし、可変としてもよい。例えば、妨害領域Biの立体形状を予め定める半径rの球体とし、式(2)に示したように、その球体の中心位置(ベクトル)ciを配置情報aiに含まれる位置xiとすることができる。 The range (size) of the obstruction area B i may be always fixed or variable. For example, the three-dimensional shape of the disturbing area B i is a sphere having a predetermined radius r, and the center position (vector) c i of the sphere is represented by the position x i included in the arrangement information a i as shown in Equation (2). can do.
以上、妨害領域Biの立体形状として球体を用いる場合で例示したが、球体以外の立体を用いる場合も同様である。
例えば、妨害領域Biの立体形状として立方体を用いる場合には、前記した球体の中心位置ciを、直方体の重心位置と読み換え、また、前記した球体の半径rを、立方体の1辺の長さの半分と読み換えればよい。妨害領域Biの立体形状として立方体を用いる場合、その姿勢は、例えば、その互いに直交する3辺がそれぞれ世界座標系(デカルト座標系)の3軸と平行になるようにすると取り扱いが簡便である。
As described above, the case where a sphere is used as the three-dimensional shape of the disturbing area B i is exemplified, but the same applies to the case where a solid other than the sphere is used.
For example, when a cube is used as the three-dimensional shape of the disturbing area B i , the center position c i of the sphere described above is read as the center of gravity of the rectangular parallelepiped, and the radius r of the sphere described above is calculated as one side of the cube. It should be read as half the length. When a cube is used as the three-dimensional shape of the disturbing area B i , for example, handling is simple if the three orthogonal sides are parallel to the three axes of the world coordinate system (Cartesian coordinate system). .
妨害領域像算出手段14は、注目位置f及び妨害領域設定手段13から妨害領域Biを入力し、妨害領域像Ciを算出して、評価値算出手段16の和集合算出手段17に出力する。
妨害領域像算出手段14は、注目位置fから見た妨害領域Biの立体角的な広がりを、2次元的な領域(以下、妨害領域像Ci)として定量化するものである。すなわち、妨害領域像算出手段14は、注目位置fを基準として設定した画像面に対して妨害領域Biを投影したときの投影像を妨害領域像Ciとして算出して妨害領域Biの範囲を定量化する。
The disturbing area image calculating means 14 receives the disturbing area B i from the target position f and the disturbing area setting means 13, calculates the disturbing area image C i, and outputs it to the union calculating means 17 of the evaluation value calculating means 16. .
The disturbing region image calculation means 14 quantifies the solid angular spread of the disturbing region B i viewed from the target position f as a two-dimensional region (hereinafter referred to as the disturbing region image C i ). That is, the disturbing area
ここで、図3を参照(適宜図2参照)して、妨害領域Biと、その画像面への投影像である妨害領域像Ciの関係について説明する。図3は、サッカー競技場上の領域の、画像面(球面)への投影像の様子を説明するための模式図である。
なお、図3は、サッカー競技場F(図1参照)を上方、すなわちz軸方向から見下ろした平面図である。
Here, with reference to FIG. 3 (refer to FIG. 2 as appropriate), the relationship between the disturbing region B i and the disturbing region image C i that is a projection image on the image plane will be described. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a state of a projected image of an area on a soccer stadium on an image plane (spherical surface).
3 is a plan view of the soccer stadium F (see FIG. 1) as viewed from above, that is, from the z-axis direction.
図3に示したように、妨害領域像算出手段14は、注目位置fを中心とする単位球面を画像面Zとして仮定し、注目位置fを視点として、防御側選手1の位置x1の周りに設定された妨害領域B1を当該球面状の画像面Zに投影したときの投影像の領域形状をもって妨害領域像C1とする。同様に、注目位置fを視点として、防御側選手2の位置x2の周りに設定された妨害領域B2を当該球面状の画像面Zに投影したときの投影像の領域形状をもって妨害領域像C2とする。 As shown in FIG. 3, the disturbing area image calculation means 14 assumes a unit spherical surface centered on the target position f as the image plane Z, and around the position x 1 of the defending player 1 with the target position f as a viewpoint. The interference region image C 1 is defined as the region shape of the projected image when the interference region B 1 set to is projected onto the spherical image plane Z. Similarly, as the viewpoint of the target position f, disturbance area image with the area shape of the projected image when projected interference area B 2 which is set around the position x 2 of the defending player 2 to the spherical image plane Z and C 2.
ここで、式(3)に示したように、注目位置fを視点としたとき、実空間であるサッカー競技場F(図1参照)上の位置を表す世界座標系における位置(ベクトル)pの点を、その画像面Zにおける投影像の位置である画像位置(ベクトル)qに変換する投影関数をφ(p;f)とおく。 Here, as shown in Expression (3), when the position of interest f is the viewpoint, the position (vector) p in the world coordinate system representing the position on the soccer field F (see FIG. 1), which is a real space, A projection function for converting a point into an image position (vector) q which is the position of the projected image on the image plane Z is set to φ (p; f).
このとき、妨害領域像Ciは式(4)により求めることができる。 At this time, the disturbing area image C i can be obtained by Expression (4).
次に、図3に示したように、注目位置fを中心とする単位球面を仮定し、注目位置fを視点として世界座標系における位置pの点を当該単位球面上に投影する場合における投影関数φ(p;f)について説明する。 Next, as shown in FIG. 3, assuming a unit sphere centered on the target position f, a projection function in the case where the point p in the world coordinate system is projected onto the unit sphere with the target position f as a viewpoint. Now, φ (p; f) will be described.
前記した単位球面上の座標を(α,δ)とおく。ここに、α及びδは、それぞれ方位角及び仰角とする。方位角αは、単位球面の中心から世界座標系のx軸方向に半直線を延ばした方位をα=0とし、z軸上方からみてxy平面内の反時計回りを正の向きと定義する。 The coordinates on the unit sphere described above are set to (α, δ). Here, α and δ are an azimuth angle and an elevation angle, respectively. The azimuth angle α is defined as α = 0, which is a half-straight line extending from the center of the unit spherical surface in the x-axis direction of the world coordinate system, and a counterclockwise rotation in the xy plane is defined as a positive direction when viewed from above the z-axis.
一方、仰角δは、例えば、xy平面からの傾きであって、z軸正方向を正の傾きとするように符号を定義する。なお、仰角δが±π/2rad(±90度)のときには、方位角αは任意となるが、この場合には、例えば方位角α=0であるものと定義する。このとき、投影関数φ(p;f)は、式(5)のように定義することができる。
なお、本実施形態においては、φα及びφδの計算を簡略化するため、arc tan関数に替えて、atan2関数を用いている。
On the other hand, the elevation angle δ is, for example, an inclination from the xy plane, and a sign is defined so that the positive z-axis direction is a positive inclination. When the elevation angle δ is ± π / 2 rad (± 90 degrees), the azimuth angle α is arbitrary. In this case, for example, it is defined that the azimuth angle α = 0. At this time, the projection function φ (p; f) can be defined as in Expression (5).
In the present embodiment, to simplify the calculation of phi alpha and phi [delta], in place of the arc tan function, it is used atan2 function.
この式(5)によって、妨害領域像算出手段14は、妨害領域Biから妨害領域像Ciを算出することができる。 By this equation (5), the disturbing area image calculating means 14 can calculate the disturbing area image C i from the disturbing area B i .
図2に戻って(適宜図1、図3参照)、得点可能性定量化装置1の構成について説明を続ける。
ゴール像算出手段15は、注目位置fを視点とするゴール開口領域Kの画像面Zへの投影像であるゴール像Gを算出し、算出したゴール像Gを差集合算出手段18に出力する。すなわち、ゴール像算出手段15は、妨害領域像算出手段14と同様に、式(6)によって、注目位置fから見たゴール開口領域Kの立体角的な広がりを2次元的な領域であるゴール像Gとして定量化するものである。
Returning to FIG. 2 (see FIGS. 1 and 3 as appropriate), the description of the configuration of the scoring possibility quantification apparatus 1 will be continued.
The goal image calculation means 15 calculates a goal image G that is a projection image of the goal opening area K on the image plane Z with the target position f as a viewpoint, and outputs the calculated goal image G to the difference set calculation means 18. That is, the goal image calculation means 15, like the disturbing area image calculation means 14, uses the expression (6) to increase the solid angular spread of the goal opening area K viewed from the target position f as a goal that is a two-dimensional area. The image G is quantified.
ここで、図4を参照して、ゴール開口領域Kについて説明する。図4は、サッカー競技におけるゴールの開口領域の形状を示した模式図である。
ゴール開口領域Kは、対象とする競技においてボールが通過もしくは接したときに得点される実空間上の領域を指す。例えば、図4に示したように、サッカー競技の場合には、一対のゴールポストGP1及びGP2の前面(センタースポットCS側(図1参照))かつ内側の線分L1及びL2、クロスバーCBの前面かつ下側の線分L3、及び線分L1及びL2が地面と接する2点を結んだ線分L4からなる4辺に囲まれた長方形内の領域(ハッチングを施した領域)がゴール開口領域Kである。
Here, the goal opening region K will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the shape of the goal opening area in a soccer game.
The goal opening area K refers to an area in real space that is scored when a ball passes or touches in a target game. For example, as shown in FIG. 4, in the case of a soccer game, the front side (center spot CS side (see FIG. 1)) and inner line segments L1 and L2 of the pair of goal posts GP1 and GP2, the crossbar CB A goal opening area is a rectangular area (hatched area) surrounded by four sides consisting of a front and lower line segment L3 and a line segment L4 connecting two points where the line segments L1 and L2 contact the ground. K.
そして、ゴール像算出手段15は、図3に示したように、ゴールGOの画像面Zへの投影像であるゴール像Gを、式(6)及び式(5)に示した関数φ(p;f)によって算出する。
なお、ゴール開口領域Kの、実空間における位置を表す世界座標系による形状情報は、予めゴール像算出手段15に記憶され、注目位置fを与えられた際に、適宜読み出してゴール像Gの算出に用いられるものとする。
Then, as shown in FIG. 3, the goal image calculation means 15 converts the goal image G, which is a projection image of the goal GO onto the image plane Z, to the function φ (p) shown in the equations (6) and (5). F).
Note that the shape information in the world coordinate system representing the position of the goal opening area K in the real space is stored in advance in the goal image calculation means 15 and is read out appropriately when the target position f is given to calculate the goal image G. It shall be used for
また、本実施形態の得点可能性定量化装置1では、ゴール像G及び妨害領域像Ciとして、球面の画像面Zへの投影像を用いるため、画像面Zにおける画像中心の方向に拘わらず、ゴール像G及び妨害領域像Ciの形状が変わらない。このため、画像面Zの方向を特に考慮することなく、評価値hとして、これらの像の差集合であるシュート可能領域像Eの面積を算出することができる。 Further, the scoring potential quantification apparatus 1 of this embodiment, as the goal image G and interference area image C i, for using the projected image of the image plane Z of the spherical, regardless of the direction of the image center on the image plane Z , it does not change the shape of the goal image G and interference area image C i. Therefore, the area of the shootable region image E, which is a difference set of these images, can be calculated as the evaluation value h without particularly considering the direction of the image plane Z.
図2に戻って、評価値算出手段16は、和集合算出手段17と、差集合算出手段18と、面積算出手段19とを含んで構成されている。
評価値算出手段16は、ゴール像算出手段15から入力したゴール像Gと妨害領域像算出手段14から入力した妨害領域像Ciとに基づいて、ゴール像Gのうちの防御側の選手に妨害されない領域であるシュート可能領域像Eの見かけの大きさを算出して評価し、評価値hとして出力するものである。
Returning to FIG. 2, the evaluation value calculation means 16 includes a union calculation means 17, a difference set calculation means 18, and an area calculation means 19.
Evaluation value calculating means 16 based on the interference area image C i of a goal image G input from the goal
次に、図2及び図5乃至図7を参照して、評価値算出手段16の詳細な構成について説明する。ここで、図5はゴール像及び妨害領域像の例を示した模式図であり、図6は全妨害領域像の例を示した模式図であり、図7はシュート可能領域像の例を示した模式図である。
図5に示した例では、画像面Zに、ゴール像Gと、2人の防御側選手による妨害領域像C1及びC2が投影されている。
Next, a detailed configuration of the evaluation
In the example shown in FIG. 5, the goal image G and the obstruction area images C 1 and C 2 by the two defending players are projected on the image plane Z.
和集合算出手段17は、妨害領域像算出手段14から入力した防御側チームの各選手による妨害領域像Ci(i=1,2,…,N)を順次重ね合わせて、防御側チームの配置情報が入力された全選手による妨害領域像である全妨害領域像Dを算出し、算出した全妨害領域像Dを差集合算出手段18に出力する。
例えば、和集合算出手段17は、式(7)に示したように、防御側チームの各選手による妨害領域像Ciの和集合をもって、全妨害領域像Dとする。
The
For example, union calculating means 17, as shown in Equation (7), with the union of the interference area image C i by each player defending team, and the total interference area image D.
例えば、妨害領域像Ciとして、図5に示したように、妨害領域像C1及びC2が配置されているときは、全妨害領域像Dは図6に示したようになる。 For example, when the disturbing area images C 1 and C 2 are arranged as the disturbing area image C i as shown in FIG. 5, the entire disturbing area image D is as shown in FIG.
差集合算出手段18は、ゴール像算出手段15からゴール像Gを入力し、和集合算出手段17から全妨害領域像Dを入力し、式(8)に示したように、ゴール像Gから全妨害領域像Dを差し引いた差集合をシュート可能領域像Eとして算出し、算出したシュート可能領域像Eを面積算出手段19に出力する。 The difference set calculation means 18 inputs the goal image G from the goal image calculation means 15 and the total disturbance area image D from the union calculation means 17, and from the goal image G, as shown in equation (8). A difference set obtained by subtracting the disturbing area image D is calculated as a shootable area image E, and the calculated shootable area image E is output to the area calculating means 19.
例えば、妨害領域像Ci及びゴール像Gとして、図6に示したように、妨害領域像C1及びC2及びゴール像Gが配置されているときは、シュート可能領域像Eは図7に示したようになる。 For example, as shown in FIG. 6, as the disturbing area image C i and the goal image G, when the disturbing area images C 1 and C 2 and the goal image G are arranged, the shootable area image E is shown in FIG. As shown.
面積算出手段19は、差集合算出手段18から入力したシュート可能領域像Eの大きさを定量化し、評価値hとして出力する。
例えば、面積算出手段19は、式(9)に示したように、シュート可能領域像Eの面積をもって評価値hとすることができる。
The area calculation means 19 quantifies the size of the shootable area image E input from the difference set calculation means 18 and outputs it as an evaluation value h.
For example, the area calculating means 19 can use the area of the shootable region image E as the evaluation value h as shown in the equation (9).
評価値hは、注目位置fを視点として、防御側選手配置情報(an)n=1,2,…,Nによって設定された防御側チームの選手に妨害されないゴール開口領域Kの見かけの大きさを評価するものであり、評価値hが大きいほど注目位置fからの得点の可能性が高いことを表す。 The evaluation value h is the apparent size of the goal opening area K that is not obstructed by the defending team players set by the defending player placement information (a n ) n = 1, 2 ,. The higher the evaluation value h, the higher the possibility of scoring from the target position f.
また、この評価値hは、例えば、画像面Zにおいてシュート可能領域像Eを構成する画素数としてもよいし、ある面積(画素数)を基準(例えば100%)としたときの面積比を算出して得点可能性を表す評価値hとして出力するようにしてもよい。 The evaluation value h may be, for example, the number of pixels constituting the shootable region image E on the image plane Z, or the area ratio when a certain area (number of pixels) is used as a reference (for example, 100%) is calculated. Then, an evaluation value h representing the possibility of scoring may be output.
以上、得点可能性定量化装置1の構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、得点可能性定量化装置1は、一般的なコンピュータにプログラムを実行させ、コンピュータ内の演算装置や記憶装置を動作させることにより実現することができる。このプログラム(得点可能性定量化プログラム)は、通信回線を介して配布することも可能であるし、CD−ROM等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。 The configuration of the scoring possibility quantification apparatus 1 has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, the scoring possibility quantification apparatus 1 can be realized by causing a general computer to execute a program and operating an arithmetic device or a storage device in the computer. This program (scorability quantification program) can be distributed via a communication line, or can be distributed by writing on a recording medium such as a CD-ROM.
次に、図8を参照(適宜図1乃至図3参照)して、本発明の実施形態における得点可能性定量化装置1の動作について説明する。ここで、図8は、本発明の実施形態における得点可能性定量化装置による処理の流れを示すフロー図である。 Next, the operation of the scoring possibility quantifying apparatus 1 in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8 (refer to FIGS. 1 to 3 as appropriate). Here, FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing by the scoring possibility quantification apparatus in the embodiment of the present invention.
なお、以下の説明では、選手配置情報記憶手段10に、前記した公知の選手位置検出装置(不図示)によって検出された防御側選手配置情報(an)n=1,2,…,Nが記憶されているものとする。また、得点可能性定量化装置1は、外部から、公知の選手位置検出装置(不図示)によって検出された防御側選手の選手人数Nの入力を予め受け付け、この選手人数Nが、カウンタ11及び和集合算出手段17に入力されているものとする。更に、得点可能性定量化装置1は、外部から、注目位置fの入力を順次受け付けるものとし、この注目位置fが、妨害領域像算出手段14及びゴール像算出手段15に順次入力されるものとする。 In the following description, the player placement information storage means 10 includes defense player placement information (a n ) n = 1, 2,..., N detected by the known player position detection device (not shown). It shall be remembered. In addition, the scoring possibility quantification device 1 accepts in advance an input of the number N of defending players detected by a known player position detection device (not shown) from the outside. It is assumed that it has been input to the union calculation means 17. Further, the scoring possibility quantification device 1 is assumed to sequentially receive the input of the attention position f from the outside, and the attention position f is sequentially input to the disturbing area image calculation means 14 and the goal image calculation means 15. To do.
図8に示したように、得点可能性定量化装置1は、まず、外部から入力された注目位置fの入力を受け付けると(ステップS11)、ゴール像算出手段15によって当該注目位置fを視点とした画像面Zへの投影像であるゴール像Gを算出し、差集合算出手段18に出力する(ステップS12)。なお、ゴール像算出手段15で算出したゴール像は、後記するステップS20において、差集合算出手段18による差集合の算出に用いられるため、ステップS12は、ステップS20開始までに行えばよい。従って、ステップS12は、ステップS13〜ステップS19の後で実行してもよく、これらのステップと並行して実行するようにしてもよい。 As shown in FIG. 8, the scoring possibility quantification apparatus 1 first receives an input of an attention position f input from the outside (step S11), and the goal image calculation means 15 sets the attention position f as a viewpoint. The goal image G, which is the projected image on the image plane Z, is calculated and output to the difference set calculation means 18 (step S12). Since the goal image calculated by the goal image calculation means 15 is used for calculation of the difference set by the difference set calculation means 18 in step S20 described later, step S12 may be performed before the start of step S20. Therefore, step S12 may be executed after steps S13 to S19, or may be executed in parallel with these steps.
次に、得点可能性定量化装置1は、カウンタ11によって、カウンタ値iを初期化して、すなわちカウンタ値iに1を設定して、設定したカウンタ値i(1)を選手選択手段12及び和集合算出手段17に出力する(ステップS13)。 Next, the scoring possibility quantification apparatus 1 initializes the counter value i by the counter 11, that is, sets the counter value i to 1, and sets the set counter value i (1) to the player selection means 12 and the sum. It outputs to the set calculation means 17 (step S13).
続いて、得点可能性定量化装置1は、選手選択手段12によって、ステップS13でカウンタ11から入力したカウンタ値i(=1)によって指示された1番目の防御側選手の配置情報a1を、選手配置情報記憶手段10から選択して読み出し、読み出した配置情報a1を妨害領域設定手段13に出力する(ステップS14)。
Subsequently, the scoring possibility quantification apparatus 1 uses the player selection means 12 to obtain the placement information a 1 of the first defending player indicated by the counter value i (= 1) input from the counter 11 in step S13. selects and reads from the player layout
得点可能性定量化装置1は、妨害領域設定手段13によって、ステップS14で選手選択手段12から入力した1番目の防御側選手の配置情報a1に基づき、当該防御側選手による妨害領域B1を設定し、妨害領域像算出手段14に出力する(ステップS15)。 The scoring possibility quantification apparatus 1 determines the disturbing area B 1 by the defending player based on the placement information a 1 of the first defending player input from the player selecting means 12 in step S14 by the disturbing area setting means 13. It is set and output to the disturbing area image calculation means 14 (step S15).
得点可能性定量化装置1は、妨害領域像算出手段14によって、ステップS11で入力した注目位置fを視点とする画像面Zへ、ステップS15で妨害領域設定手段13から入力した妨害領域B1を投影したときの投影像の領域形状を、妨害領域像C1として算出し、和集合算出手段17に出力する(ステップS16)。
Scoring potential quantification apparatus 1, the interference region
得点可能性定量化装置1は、和集合算出手段17によって、ステップS16で妨害領域設定手段13から入力した妨害領域像C1を、暫定的に全妨害領域像Dとする(ステップS17)。これは、妨害領域像C1が、最初に入力された妨害領域像Ciであるため、和集合を演算する対象がないからである。
なお、全妨害領域像Dの初期値として、例えば、ステップS13のカウンタ値iの初期化と同時に空集合を設定しておき、当該空集合が設定された全妨害領域像Dと、入力された妨害領域像C1との和集合を算出して新たな全妨害領域像Dを算出するようにしてもよい。
Scoring potential quantification apparatus 1, the union calculating means 17, an interference area image C 1 input from interference area setting means 13 in step S16, tentatively to total interference area image D (step S17). This interference area image C 1, because it is first inputted interference area image C i, because there is no target for calculating a union.
As an initial value of the total disturbing area image D, for example, an empty set is set simultaneously with the initialization of the counter value i in step S13, and the entire disturbing area image D in which the empty set is set is input. It calculates the union of the interfering area image C 1 may be calculated a new total interference area image D.
次に、得点可能性定量化装置1は、和集合算出手段17によって、カウンタ11から入力したカウンタ値iが、防御側の選手人数Nと一致するかどうかを確認し(ステップS18)、一致しない場合(ステップS18でNo)、すなわち和集合を算出すべき妨害領域像Ciがまだ残っていると判断した場合は、得点可能性定量化装置1は、カウンタ11によって、カウンタ値iをカウントアップ(iを1だけ増加する)して(ステップS19)、ステップS14からステップS18までの処理を繰り返す。
これによって、得点可能性定量化装置1は、和集合算出手段17によって、全妨害領域像D(=妨害領域像C1)と妨害領域像C2との和集合である新たな全妨害領域像Dを算出して暫定的な全妨害領域像Dとする。そして、得点可能性定量化装置1は、和集合算出手段17によって、カウンタ11から入力したカウンタ値iが、防御側の選手人数Nと一致するまで(ステップS18でYes)、すなわち妨害領域像CNを含む和集合を算出するまで、得点可能性定量化装置1は、カウンタ11によってカウンタ値iをカウントアップしながら(ステップS19)、ステップS14からステップS18までの処理を繰り返す。
Next, the scoring possibility quantification apparatus 1 checks whether or not the counter value i input from the counter 11 matches the number N of defending players by the union calculation means 17 (step S18). If (No at step S18), and that is, the interference area image C i to be calculated the union is determined to be still, the score likely quantification apparatus 1, the counter 11 counts up the counter value i (I is increased by 1) (step S19), and the processing from step S14 to step S18 is repeated.
As a result, the scoring possibility quantification apparatus 1 uses the
得点可能性定量化装置1は、和集合算出手段17によって、カウンタ11から入力したカウンタ値iが、防御側の選手人数Nと一致すると判断した場合(ステップS18でYes)、1番目からN番目までの防御側選手による妨害領域像C1〜CNの和集合である真の全妨害領域像Dを算出し、算出した真の全妨害領域像Dを差集合算出手段18に出力してステップS20に進む。 The scoring possibility quantification apparatus 1 determines that the counter value i input from the counter 11 matches the number N of defending players by the union calculation means 17 (Yes in step S18), from the first to the Nth step outputs interference area image C 1 calculates the true total interference area image D is a union of -C N, the true total interference area image D calculated for the set difference calculating means 18 by the defending player to Proceed to S20.
次に、得点可能性定量化装置1は、差集合算出手段18によって、ステップS12でゴール像算出手段15により算出したゴール像Gから、カウンタ値iがNに一致するとき(ステップS18でYes)に和集合算出手段17で算出した真の全妨害領域像Dを差し引いた差集合であるシュート可能領域像Eを算出し、算出したシュート可能領域像Eを面積算出手段19に出力する(ステップS20)。 Next, the scoring possibility quantification apparatus 1 uses the difference set calculation means 18 when the counter value i matches N from the goal image G calculated by the goal image calculation means 15 in step S12 (Yes in step S18). The shootable area image E which is a difference set obtained by subtracting the true total disturbing area image D calculated by the union calculating means 17 is calculated, and the calculated shootable area image E is output to the area calculating means 19 (step S20). ).
そして、得点可能性定量化装置1は、面積算出手段19によって、ステップS20で算出したシュート可能領域像Eの面積を算出し、注目位置fからシュートした場合の得点可能性の評価値hとして出力する(ステップS21)。
なお、この評価値hは、例えば、画像面Zにおいてシュート可能領域像Eを構成する画素数としてもよいし、ある面積(画素数)を基準(例えば100%)としたときの面積比を算出して得点可能性を表す評価値hとして出力するようにしてもよい。
Then, the scoring possibility quantification apparatus 1 calculates the area of the shootable region image E calculated in step S20 by the area calculation means 19 and outputs it as an evaluation value h of scoring possibility when shooting from the target position f. (Step S21).
The evaluation value h may be, for example, the number of pixels constituting the shootable region image E on the image plane Z, or the area ratio when a certain area (number of pixels) is used as a reference (for example, 100%) is calculated. Then, an evaluation value h representing the possibility of scoring may be output.
以上説明した得点可能性定量化装置1によれば、指定した位置(注目位置f)からの得点可能性を評価値hとして得ることができるので、この評価値hを用いて各チームの戦術の解析を行うことが可能となる。例えば、サッカー競技において、攻撃側チームがある位置からシュートをした場合、このプレーに着目して、その位置からシュートをするという戦術が正しかったのか否か等の戦術の解析を行うことができる。具体的には、その位置を注目位置fとしたときに、得点の可能性が10%という評価値hが得られ、その位置の周囲のいくつかの位置を注目位置fとしたときに、得点の可能性が80%という評価値が得られた位置がある場合、その位置からシュートをするのではなく、得点の可能性が高い位置にパスを出したほうが良かった、というような戦術の解析を行うことができる。このように、評価値hを用いて、さまざまな戦術の解析を行うことが可能となる。 According to the scoring possibility quantifying apparatus 1 described above, the scoring possibility from the designated position (attention position f) can be obtained as the evaluation value h. Analysis can be performed. For example, in a soccer competition, when an attacking team shoots from a certain position, paying attention to this play, it is possible to analyze tactics such as whether or not the tactic of shooting from that position was correct. Specifically, when the position is set as the target position f, an evaluation value h of 10% is obtained, and when several positions around the position are set as the target position f, the score is obtained. If there is a position where an evaluation value of 80% is obtained, it is better not to shoot from that position but to make a pass to a position where the possibility of scoring is high. It can be performed. In this way, various tactics can be analyzed using the evaluation value h.
次に、図2及び図3を参照して、前記した本発明の実施形態の変形例1について説明する。
[実施形態の変形例1]
実施形態の変形例1における得点可能性定量化装置1は、前記した実施形態において、配置情報aiとして、例えば、i番目の選手の位置xiに加えて、世界座標系における当該選手の速度(ベクトル)viや当該選手の識別情報(選手名)、脚の速さなどのi番目の選手の個人の属性情報を含めて、妨害領域設定手段13によって妨害領域Biの設定を行うものである。
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the modification 1 of embodiment of this invention mentioned above is demonstrated.
[Modification 1 of Embodiment]
In the above-described embodiment, the scoring possibility quantifying apparatus 1 according to the first modification of the embodiment includes, for example, the speed of the player in the world coordinate system in addition to the position x i of the i-th player as the arrangement information a i. (vector) v i and the identification information of the player (player name), including the attribute information of the individual i-th player, such as the speed of the leg, used to set the interference area B i by interference
次に、実施形態の変形例1における得点可能性定量化装置1の構成について説明する。
実施形態の変形例1における得点可能性定量化装置1は、配置情報aiとして、式(10)に示したように、i番目の選手の位置xiに加えて、世界座標系における当該選手の速度(ベクトル)viを含める。
Next, the configuration of the scoring possibility quantification apparatus 1 according to the first modification of the embodiment will be described.
Scored possibility quantification apparatus 1 according to a modification 1 of the embodiment, as the arrangement information a i, as shown in Equation (10), in addition to the position x i of the i-th player, the players in the world coordinate system include the velocity (vector) v i.
更にまた、例えば、配置情報aiとして、i番目の選手の位置xiに加えて、当該選手の識別情報(選手名)や、運動能力である脚の速さ、すなわち最大速度βiなどのi番目の選手の個人の属性情報を含めてもよい。 Furthermore, for example, as the arrangement information a i, in addition to the position x i of the i-th player, identification information (player name) of the players and the speed of the leg is exercise capacity, i.e. such as the maximum speed beta i Individual attribute information of the i-th player may be included.
ここで、選手の位置xiや速度vi以外の、選手の身長や運動能力である最大速度βiなどの属性情報は、各選手に対応づけて、配置情報aiの一部として、予め選手配置情報記憶手段10に記憶されているものとする。 Here, the attribute information such as the maximum speed β i that is the height and athletic ability of the player other than the position x i and the speed v i of the player is associated with each player in advance as part of the arrangement information a i. It is assumed that it is stored in the player arrangement information storage means 10.
実施形態の変形例1においては、妨害領域設定手段13において、例えば、妨害領域Biを配置する中心位置ciは、配置情報aiに含まれる位置xiと速度(ベクトル)viとに基づいて、決定する。例えば、予め定める正の実数の係数τを用いて、式(11)のように定義することができる。
In the first modification of the embodiment, in the disturbing
係数τの値としては、例えば、0.5秒乃至10秒程度の適当な値(例えば、τ=3秒)を用いる。
また、妨害領域Biの立体形状として、半径riが可変な球体を用いてもよい。この場合、例えば、その中心位置ciは前記した式(10)又は式(11)により定めることができる。
すなわち、τで指定された時間経過後のi番目の選手の位置を推定して妨害領域Biの中心位置ciを設定する。これによって、選手の動きに応じた、より適切な位置に妨害領域Biを設定することができる。
As the value of the coefficient τ, for example, an appropriate value of about 0.5 to 10 seconds (for example, τ = 3 seconds) is used.
In addition, a sphere with a variable radius r i may be used as the three-dimensional shape of the interference area B i . In this case, for example, the center position c i can be determined by the above-described formula (10) or formula (11).
That is, to set the center position c i of the interference area B i estimate the position of the i-th player after specified time tau. Thereby, the disturbance area B i can be set at a more appropriate position according to the movement of the player.
一方、妨害領域Biの範囲(大きさ)を表す半径riは、例えば、式(12)に示した注目位置fと位置xiとの間の距離diに応じて設定することができる。なお、この場合は、図2に示した得点可能性定量化装置1において、妨害領域設定手段13にも注目位置fが入力される。 On the other hand, the radius r i representing the range (size) of the disturbing area B i can be set according to the distance d i between the target position f and the position x i shown in Expression (12), for example. . In this case, in the scoring possibility quantification apparatus 1 shown in FIG.
この距離diが大きいほど、防御側のi番目の選手の近傍にボールが到達するまでの時間的余裕が大きくなり、その間に当該選手が移動可能な距離、すなわち妨害可能な領域の範囲が大きくなることから、好ましくは、半径riは距離diに対して広義単調増加とする。例えば、予め定める正の実数の係数kを用いて、式(13)のように半径riを設定することができる。
これによって、i番目の選手による妨害可能な範囲である妨害領域Biを、注目位置fに対する当該選手の位置に応じて、より適切に設定することができる。
The longer this distance d i is, the larger the time margin until the ball reaches the vicinity of the defending i-th player, during which the distance that the player can move, that is, the range of the area that can be blocked is larger. Therefore, the radius r i is preferably monotonically increasing in a broad sense with respect to the distance d i . For example, the radius r i can be set as shown in Equation (13) using a predetermined positive real coefficient k.
As a result, the disturbance area B i that is a range that can be blocked by the i-th player can be set more appropriately according to the position of the player with respect to the position of interest f.
ここで、係数kは、例えば、式(14)に示したように、想定される防御側選手中の最高速度βを、想定されるボールの最高速度bにより除した値とすることができる。 Here, for example, as shown in the equation (14), the coefficient k can be a value obtained by dividing the assumed maximum speed β of the defending player by the assumed maximum speed b of the ball.
このとき、例えば、想定される防御側選手の最高速度βが20[km/h]、また想定されるボールの最高速度bが50[km/h]であれば、係数k=20/50=0.40となる。
更に、配置情報aiに、防御側のi番目の選手の個人の運動能力に関する情報として、当該選手の最大速度βiが含まれる場合には、式(15)のように、係数kに替えて選手ごとに係数kiを決定するようにしてもよい。
これによって、各選手の運動能力などの属性に応じて、より精密に当該選手による妨害可能な領域の広さを設定することができる。
At this time, for example, if the assumed maximum speed β of the defending player is 20 [km / h] and the assumed maximum speed b of the ball is 50 [km / h], the coefficient k = 20/50 = 0.40.
Furthermore, when the placement information a i includes the maximum speed β i of the player as information on the individual athletic ability of the i-th player on the defending side, the coefficient k is replaced with the coefficient k as shown in Equation (15). it may be determined the coefficient k i for each player Te.
Thereby, according to attributes, such as athletic ability of each player, the area of the area which can be obstructed by the player can be set more precisely.
以上、妨害領域Biの立体形状として球体を用いる場合で例示したが、球体以外の立体を用いる場合も同様である。
例えば、妨害領域Biの立体形状として立方体を用いる場合には、前記した球体の中心位置ciを、直方体の重心位置と読み換え、また、前記した球体の半径rを、立方体の1辺の長さの半分と読み換えればよい。
また、例えば、妨害領域Biの立体形状として直方体や楕円体を用いる場合は、各辺(又は各軸)に応じて、式(13)の係数kを変えてもよいし、あるいはある辺(又はある軸)については固定長としてもよい。
As described above, the case where a sphere is used as the three-dimensional shape of the disturbing area B i is exemplified, but the same applies to the case where a solid other than the sphere is used.
For example, when a cube is used as the three-dimensional shape of the disturbing area B i , the center position c i of the sphere described above is read as the center of gravity of the rectangular parallelepiped, and the radius r of the sphere described above is calculated as one side of the cube. It should be read as half the length.
Further, for example, when a rectangular parallelepiped or an ellipsoid is used as the three-dimensional shape of the disturbing area B i , the coefficient k in the equation (13) may be changed according to each side (or each axis), or a certain side ( Alternatively, a certain axis) may be a fixed length.
以上、説明したように、実施形態の変形例1による得点可能性定量化装置1は、妨害領域Biを、選手の位置xiに加えて、選手の速度viや選手の属性に応じて設定するため、妨害領域Biの中心位置ciやその立体領域の大きさをより適切なものとすることができる。これによって、得点可能性定量化装置1は、より高精度にシュートの得点可能性の評価値hを算出することができる。 As described above, the scoring possibility quantifying apparatus 1 according to the first modification of the embodiment adds the disturbance area B i to the player position x i and also according to the player's speed v i and the player's attributes. to set, it can be made the center position c i and the size of its three-dimensional region of the interference region B i more appropriate. Thus, the scoring possibility quantification apparatus 1 can calculate the evaluation value h of the scoring scoring possibility with higher accuracy.
なお、実施形態の変形例1における得点可能性定量化装置1の動作は、図8に示した前記した実施形態における得点可能性定量化装置1の動作とは、妨害領域設定手段13による妨害領域Biの設定の際に参照する配置情報aiと、それに伴う設定値の演算式が異なる以外は同様であるので、説明は省略する。 The operation of the scoring possibility quantifying apparatus 1 in the first modification of the embodiment is different from the operation of the scoring possibility quantifying apparatus 1 in the above-described embodiment shown in FIG. and placement information a i to be referred to when setting the B i, since arithmetic expression set value associated therewith is the same except that different, description thereof is omitted.
[実施形態の変形例2]
次に、図9及び図2を参照して、前記した本発明の実施形態の変形例2について説明する。ここで図9は、サッカー競技場上の領域の、画像面(平面)への投影像の様子を説明するための模式図である。なお、図9は、図2と同様に、サッカー競技場F(図1参照)を上方、すなわちz軸方向から見下ろした平面図である。
[Modification 2 of the embodiment]
Next, with reference to FIG.9 and FIG.2, the modification 2 of embodiment mentioned above is demonstrated. Here, FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a state of an image projected onto the image plane (plane) of the area on the soccer field. 9 is a plan view of the soccer stadium F (see FIG. 1) as viewed from above, that is, from the z-axis direction, as in FIG.
図9に示したように、実施形態の変形例2の得点可能性定量化装置1は、妨害領域像算出手段14及びゴール像算出手段15において、注目位置fを第一光学主点とし、光軸AXを注目位置fからゴールGOの代表点(ベクトル)gへ向かう半直線方向にとり、光軸AXを法線とする平面を画像面Zとして仮定し、妨害領域Bi及びゴール開口領域Kを当該画像面Zに投影したときの像の領域形状を、それぞれ妨害領域像Ci及びゴール像Gとするものである。
なお、平面を画像面Zとする投影像は、通常のカメラによって対象物を撮影した画像に相当するものである。
As shown in FIG. 9, the scoring possibility quantifying apparatus 1 of Modification 2 of the embodiment uses the target position f as the first optical principal point in the disturbing area image calculating means 14 and the goal
The projected image with the plane as the image plane Z corresponds to an image obtained by photographing an object with a normal camera.
このとき、投影関数φ(p;f)は、注目位置fを第一光学主点とし、光軸AXを注目位置fから、ゴールGOの代表点gを通る鉛直の直線へ下ろした垂線にとり、光軸AXを法線とする平面を画像面Zと仮定して、以下のとおり定式化する。画像面は水平右向きにX軸を、垂直下向きにY軸をとり、光軸AXと画像面Zとの交点を原点とする。このとき、世界座標系における位置pの点を、その投影像の画像座標における位置q(画像座標の第1成分をX座標、第2成分をY座標とする)に変換する投影関数φ(p;f)は、式(16)のように表すことができる。 At this time, the projection function φ (p; f) takes a perpendicular line with the target position f as the first optical principal point and the optical axis AX down from the target position f to a vertical straight line passing through the representative point g of the goal GO. Assuming a plane having the optical axis AX as a normal line as the image plane Z, the following formula is formulated. The image plane takes the X axis horizontally right, the Y axis vertically downward, and the intersection of the optical axis AX and the image plane Z is the origin. At this time, a projection function φ (p) that converts the point at the position p in the world coordinate system into a position q in the image coordinates of the projected image (the first component of the image coordinates is the X coordinate and the second component is the Y coordinate). F) can be expressed as in equation (16).
ここで、sは焦点距離(第一光学主点と画像面Zとの距離)を表す正の実数である。
ゴールGOの代表点gは、例えば、ゴールGOのゴール開口領域Kの中央(重心)とすることができる。
なお、λ(f)は、注目位置fを視点としてゴール開口領域Kの代表点gを見たときの視線のz軸周りの回転角を示し、カメラのパン角に相当する。また、R(f)は、各点の位置pを当該回転角λ(f)だけz軸周りに回転する回転行列である。
Here, s is a positive real number representing the focal length (the distance between the first optical principal point and the image plane Z).
The representative point g of the goal GO can be, for example, the center (center of gravity) of the goal opening area K of the goal GO.
Note that λ (f) indicates a rotation angle around the z axis of the line of sight when the representative point g of the goal opening area K is viewed from the position of interest f as a viewpoint, and corresponds to the pan angle of the camera. R (f) is a rotation matrix that rotates the position p of each point about the z axis by the rotation angle λ (f).
これによって、実施形態の変形例2の得点可能性定量化装置1は、妨害領域像算出手段14及びゴール像算出手段15によって、選手やゴール開口領域Kなどの対象物を通常のカメラで撮影したのと同等の射影となる。この射影は、コンピュータグラフィクスで多用される演算であり、本演算を高速に行う既存のDSP(Digital Signal Processor)や、グラフィクスエンジンと呼ばれるプロセッサあるいはシステムを利用することで、高速な演算処理を安価に実現することができる。
As a result, the scoring possibility quantification apparatus 1 according to the second modification of the embodiment images a target object such as a player or the goal opening area K with a normal camera by using the disturbing area
なお、実施形態の変形例2における得点可能性定量化装置1の動作は、図8に示した前記した実施形態における得点可能性定量化装置1の動作とは、妨害領域像算出手段14及びゴール像算出手段15における、妨害領域像Ci及びゴール像Gを算出する演算式が異なる以外は同様であるので、説明は省略する。
The operation of the scoring possibility quantifying apparatus 1 in the second modification of the embodiment is different from the operation of the scoring possibility quantifying apparatus 1 in the above-described embodiment shown in FIG. in the
[実施形態の変形例3]
次に、図2及び図3を参照して、前記した本発明の実施形態の変形例3について説明する。
実施形態の変形例3における得点可能性定量化装置1は、前記した実施形態における面積算出手段19において、シュート可能領域像Eの面積を算出する際に、シュート可能領域像Eの各点に対するシュートの打ちやすさを考慮した重み付けをして面積を算出し、評価値hとするものである。
[Modification 3 of the embodiment]
Next, with reference to FIG.2 and FIG.3, the modification 3 of embodiment of this invention mentioned above is demonstrated.
The scoring possibility quantifying apparatus 1 in the third modification of the embodiment shoots each point of the shootable region image E when the area calculation means 19 in the above-described embodiment calculates the area of the shootable region image E. The area is calculated by weighting in consideration of the ease of hitting and is set as the evaluation value h.
実施形態の変形例3における得点可能性定量化装置1は、面積算出手段19によって、式(17)に示したように、シュート可能領域像Eの内部の重みづけ積分をもって評価値hとする。 The scoring possibility quantification apparatus 1 in the third modification of the embodiment uses the area calculation means 19 to set the evaluation value h as a weighted integral inside the shootable region image E as shown in the equation (17).
ここで、w(p)は、画像面Z内の位置pに対する重み関数で、実数のスカラー値を返すものとする。
例えば、重み関数w(p)は、位置pが画像面Zの中央(画像座標の原点(0,0))、すなわちゴール開口領域Kの代表点gに対応する点に近いほど正の大きな値をとるものとすることができる。これは、選手にとって、例えば代表点gに向かうシュートが最も正確に打ちやすくて成功の可能性が高く、代表点gから離れた点ほどシュートを正確に打ちにくくて成功の可能性が低くなることを反映するものである。
この場合、例えば、重み関数w(p)として式(18)に示したようなガウス関数を用いることができる。
Here, w (p) is a weighting function for the position p in the image plane Z, and returns a real scalar value.
For example, the weight function w (p) has a larger positive value as the position p is closer to the center of the image plane Z (the origin (0, 0) of the image coordinates), that is, the point corresponding to the representative point g of the goal opening area K. Can be taken. This is because, for players, for example, the shot toward the representative point g is the most accurate and the chance of success is high, and the point far from the representative point g is difficult to hit accurately and the possibility of success is low. Is reflected.
In this case, for example, a Gaussian function as shown in Expression (18) can be used as the weighting function w (p).
ここで、Σは2行2列の共分散行列である。例えば、共分散行列として、式(19)に示したような対角行列を用いることができる。 Here, Σ is a 2 × 2 covariance matrix. For example, a diagonal matrix as shown in Equation (19) can be used as the covariance matrix.
ここに、σX及びσYは、画像面Zの水平及び垂直方向における標準偏差であり、それぞれ正の実数を与えるものとする。
また、画像面Zが球面座標(α,δ)によって表される場合、σXの替わりにσαを用いて方位角に関するシュートの打ちやすさを反映し、σYの替わりにσδを用いて仰角に関するシュートの打ちやすさをそれぞれ反映して設計することができる。例えば、シュートの打ちやすさが、正面のe−0.5≒0.61倍になる角度を、σα及びσδに設定する。
Here, σ X and σ Y are standard deviations in the horizontal and vertical directions of the image plane Z, and give positive real numbers, respectively.
When the image plane Z is represented by spherical coordinates (α, δ), σ α is used instead of σ X to reflect the ease of shooting with respect to the azimuth, and σ δ is used instead of σ Y. Therefore, the design can be made to reflect the ease of shooting with respect to the elevation angle. For example, σ α and σ δ are set to angles at which the shot easiness of hitting becomes e −0.5 ≈0.61 times the front.
これによって、実施形態の変形例3における得点可能性定量化装置1は、シュート可能領域像Eのうちでシュートを正確に打ちやすい領域像の寄与を高く評価するため、より確からしい得点可能性の評価値hを算出することができる。 As a result, the scoring possibility quantifying apparatus 1 according to the third modification of the embodiment highly evaluates the contribution of the region image that is easy to accurately shoot in the shootable region image E. An evaluation value h can be calculated.
なお、実施形態の変形例3における得点可能性定量化装置1の動作は、図8に示した前記した実施形態における得点可能性定量化装置1の動作とは、面積算出手段19における、評価値hを算出する演算式が異なる以外は同様であるので、説明は省略する。 The operation of the scoring possibility quantifying apparatus 1 in the third modification of the embodiment is different from the operation of the scoring possibility quantifying apparatus 1 in the above-described embodiment shown in FIG. Since the calculation formula for calculating h is the same except that it is different, the description is omitted.
以上、本発明の実施形態及びその変形例1乃至変形例3について説明したが、変形例1乃至変形例3の構成を互いに組み合わせて実施するようにしてもよい。 Although the embodiment of the present invention and the modifications 1 to 3 have been described above, the configurations of the modifications 1 to 3 may be combined with each other.
1 得点可能性定量化装置
10 選手配置情報記憶手段
11 カウンタ
12 選手選択手段
13 妨害領域設定手段
14 妨害領域像算出手段
15 ゴール像算出手段
16 評価値算出手段
17 和集合算出手段
18 差集合算出手段
19 面積算出手段
AX 光軸
a1,a2,ai 配置情報
B1,B2,Bi 妨害領域(立体領域)
C1,C2,Ci 妨害領域像
CA コーチエリア
CB クロスバー
CC センターサークル
CS センタースポット
D 全妨害領域像(和集合)
E シュート可能領域像(差集合)
F サッカー競技場(競技エリア)
f 注目位置
G ゴール像
GL ゴールライン
GO,GOA,GOB ゴール
GP1,GP2 ゴールポスト
g 代表点
HL ハーフウェイライン
h 評価値
K ゴール開口領域
TL タッチライン
Z 画像面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
C 1, C 2, C i disturbance area image CA coach area CB crossbar CC center circle CS center spot D total interference area image (union)
E Shootable region image (difference set)
F Soccer field (competition area)
f Attention position G Goal image GL Goal line GO, GO A , GO B Goal GP1, GP2 Goal post g Representative point HL Halfway line h Evaluation value K Goal opening area TL Touch line Z Image plane
Claims (7)
前記注目位置を視点とする予め定められた防御側のゴール開口領域の、所定の画像面への投影像であるゴール像を算出するゴール像算出手段と、
実空間座標系における防御側チームの選手が配置された位置に基づいて、実空間内において前記防御側の各選手がシュートを妨害可能な立体領域を設定する妨害領域設定手段と、
前記注目位置を視点とする前記妨害領域設定手段によって設定された立体領域の前記所定の画像面への投影像である妨害領域像を算出する妨害領域像算出手段と、
前記妨害領域像算出手段によって算出された各選手の妨害領域像の和集合である全妨害領域像を算出する和集合算出手段と、
前記ゴール像算出手段によって算出されたゴール像から前記和集合算出手段によって算出された全妨害領域像を引いた差集合であるシュート可能領域像を算出する差集合算出手段と、
前記差集合算出手段によって算出されたシュート可能領域像の面積を算出し、算出した当該面積に応じて前記得点の可能性の評価値を算出する面積算出手段と、を備えることを特徴とする得点可能性定量化装置。 In team sports where two or more players are divided into two teams and compete for the score by putting the ball into the opponent's goal, the score can be obtained from the attention position specified on the competition area by the operation signal input from the outside A scoring possibility quantification device for quantifying the performance,
Goal image calculation means for calculating a goal image that is a projection image of a predetermined defense-side goal opening area with the target position as a viewpoint onto a predetermined image plane;
Based on the position where the player of the defending team in the real space coordinate system is arranged, obstruction area setting means for setting a three-dimensional area in which the defending player can obstruct the shot in real space,
A disturbing area image calculating means for calculating a disturbing area image that is a projection image of the three-dimensional area set by the disturbing area setting means with the target position as a viewpoint onto the predetermined image plane;
Union calculation means for calculating a total disturbance area image that is a union of the disturbance area images of each player calculated by the disturbance area image calculation means;
A difference set calculation means for calculating a shootable area image that is a difference set obtained by subtracting all the disturbing area images calculated by the union calculation means from the goal image calculated by the goal image calculation means;
An area calculation unit that calculates an area of the shootable region image calculated by the difference set calculation unit, and calculates an evaluation value of the possibility of the score according to the calculated area. Possibility quantification device.
前記注目位置を視点とする予め定められた防御側のゴール開口領域の、所定の画像面への投影像であるゴール像を算出するゴール像算出手段、
実空間座標系における防御側チームの選手が配置された位置に基づいて、実空間内において前記防御側の各選手がシュートを妨害可能な立体領域を設定する妨害領域設定手段、
前記注目位置を視点とする前記妨害領域設定手段によって設定された立体領域の前記所定の画像面への投影像である妨害領域像を算出する妨害領域像算出手段、
前記妨害領域像算出手段によって算出された各選手の妨害領域像の和集合である全妨害領域像を算出する和集合算出手段、
前記ゴール像算出手段によって算出されたゴール像から前記和集合算出手段によって算出された全妨害領域像を引いた差集合であるシュート可能領域像を算出する差集合算出手段、
前記差集合算出手段によって算出されたシュート可能領域像の面積を算出し、算出した当該面積に応じて前記得点の可能性の評価値を算出する面積算出手段、として機能させることを特徴とする得点可能性定量化プログラム。 In team sports where two or more players are divided into two teams and compete for the score by putting the ball into the opponent's goal, the score can be obtained from the attention position specified on the competition area by the operation signal input from the outside To quantify gender,
Goal image calculation means for calculating a goal image that is a projection image of a predetermined defense-side goal opening area with the target position as a viewpoint onto a predetermined image plane;
Based on the position where the player of the defending team in the real space coordinate system is arranged, the obstructing area setting means for setting a solid area in which the defending player can obstruct the shot in the real space,
A disturbing area image calculating means for calculating a disturbing area image that is a projection image of the three-dimensional area set by the disturbing area setting means with the target position as a viewpoint onto the predetermined image plane;
A union calculating means for calculating a total disturbing area image which is a union of the disturbing area images of each player calculated by the disturbing area image calculating means;
A difference set calculation means for calculating a shootable area image that is a difference set obtained by subtracting all the disturbing area images calculated by the union calculation means from the goal image calculated by the goal image calculation means;
The score is calculated by calculating the area of the shootable region image calculated by the difference set calculating means, and functioning as an area calculating means for calculating an evaluation value of the possibility of scoring according to the calculated area. Possibility quantification program.
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