Brevet FR2732797A1 — publié le 19961011

Description de l'invent n Procédé d'analyse, de modélisation et de visualisation de séquences de sports collectifs. la présente invention concerne (a production d'outils d'aide à la décision de l'enftaîneur ou de spécialistes de sports collectifs et la présentation au grand public de données objectives concernant le lieu. il s'agit d'un procédé permettant d'extraire des données objectives de séquences vidéo de sports collectifs enregistrées ou bien en temps réel. Ce procédé met en oeuvre un module d'acquisition des mesures des mobiles (joueurs des deux équipes, ballon, arbitres) au cours de la séquence étudiée, un module mathématique, prenant en compte tous les calculs pouvant intervenir dans ce procédé (corrélations de trajectoires, mise en perspective directe et inverse des positions acquises, calculs statistiques, ..), un module interactif de présentation des données extraites de t'analyse, et un module de gestion de base de données. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à une technique d'acquisition automatique des positions des mobiles de la séquence. Actuellement, les procédés permettant l'étude des déplacements des joueurs de sports collectifs sur un terrain font appel à des opérateurs humains qui pointent manuellement les positions successives sur une représentation graphique du terrain ou bien sur des séquences digitalisées. Les aléas de la fréquence de pointage et l'approximation de la position exacte ne permettent pas d'extraire des in ormations précises sur la trajectoire réelle et la vitesse instantanée exacte du joueur. Ces systèmes ne permettent donc pas une analyse précise ni une modélisation fidèle de l'action effective du joueur en termes de quantité de mouvement. Le module d'acquisition automatique Le module d'acquisition automatique peut fonctionner selon deux modes: soit il effectue une numérisation de la séquence filmée, stocke les informations vidéo de la séquence sous la forme de fichier informatique, traite cette séquence et en extrait les positions des mobiles; soit, il effectue dans une même opération la numérisation de la séquence, la mesure des positions image par image et la reconstitution des trajectoires. La fourniture d'image vidéo au système peut se foire soit par bande vidéo soit par caméra directement asservie au système. La fréquence de repérage des positions n'est limitée que par les performances du dispositif vidéo, c'est à dire, la cadence d'acquisition de la caméra, et la cadence de numérisation de l'interface vidéo informatique. Le module mathématique Le module mathématique prend en charge de reconstruire les trajectoires des mobiles à partir des positions successives établies, par des calculs de corrélations entre vitesse et déplacement du mobile. II situe ces trajectoires dans un repère lié au terrain de pieu. La reconstruction des trajets des joueurs s'effectue en trois étapes: - une transformation de projection perspective inverse, afin de retrouver les coordonnées des positions des mobiles acquises dans le plan de l'écran, dans un repère orthonormé relatif à la surface du terrain de pieu; - la reconstruction effective des trajets par l'étude des corrélations entre la vitesse et la position des mobiles pour chaque instant de l'a noIse. - un filtrage numérique du "signal position" de chaque mobile afin d'obtenir des intervalles d'échantillonnage réguliers. En effet, selon le matériel utilisé (vidéo et périphérique de numérisation, la cadence d'acquisition des images peut varier au cours du temps, il convient de prendre en compte ce phénomène pour éviter des approximations importantes). Le module de présentation des mesures Le module de présentation des mesures propose à l'utilisateur un large éventail de représentations graphiques, statiques ou animées. On peut également choisir le point de vue, principalement vu de dessus, en deux ou trois dimensions des trajets des joueurs dessinés sur la surface du terrain. Le module de présentation permet de jouer des animations des trajectoires des mobiles en deux dimensions (vue de dessus), ces derniers étant représentés par des symboles numérotés. L'animation se fait à vitesse réelle ou ralentie, ou pas à pas, à la demande de l'utilisateur. De plus il lui est possible de visualiser les trajets des joueurs en même temps qu il joue la séquence (depuis le début, la totalité des trajets, ou un nombre restreint de positions rémanentes). Le module de gestion de base de données Le module de gestion de base de données permet d'étudier le cumul de séquences de pieu, de déterminer les séquences d'un même match, par exemple, selon des critères prédéfinis (configurations de positions et vitesses identiques), de les trier, d'appeler le module mathématique pour effectuer des calculs statistiques. Il permet aussi d'effectuer des comparaisons entre les séquences concernant la distance parcourue, I'espace occupé, la vitesse moyenne, la structure du déplacement. De plus, ce module donne accès à des informations encore inexploitées par les procédés actuels: description de l'espace de jeu effectif un, plusieurs ou tous es joueurs d'une équipe, ainsi que la représentation graphique de la densité d'accu ation des diFférents espaces. Les calculs statistiques sur cette base de donnée permettent de fournir des données quantitatives cumulées concernant les distances parcourues par chaque joueur, les pourcentages de distance totale parcourue dans une tranche de vitesse déterminée, la répartition de ces efforts sur une durée donnée. Revendications 1) Procédé d'analyse et de modélisation deséuences de sports collectifs caractérisé en ce qu'il se compose d'un module d'analyse de l'image vidéo, d'un module de calcul des trajectoires, d'un modeleur 2D/3D permettant de reconstruire des séquences animées à partir de séquences de ieu réel, d'un module de gestion de base de données permettant des calculs statistiques sur un ensemble de séquences. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module d'acquisition, le module de calcul et le modeleur 2D/3D ont pour fonction d'effectuer la trajectographie statique ou animée de séquences vidéo de sports collectifs réelles et d'en présenter une visualisation artificielle. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le modeleur 2D/3D a pour fonction de restituer les déplacements des mobiles de séquences de sports collectifs sous la forme de trajectoires qui se construisent au cours du temps. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le modeleur 2D/3D et le module de gestion de base de données ont pour onction de présenter le cumul des déplacements d'un ou plusieurs mobiles de séquences de sports collectifs sur une même visualisation, pour une situation type donnée, pour un match ou pour un ensemble de matches.