Futbol maç analizi için maç yayın görüntüsünden kamera kalibrasyonu
Camera calibration from match broadcasting image for football match analysis
Yazar: RAMAZAN SEYFELİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERDAR ARITAN
Hacettepe Üniversitesi / Bilişim Enstitüsü / Bilgisayar Grafiği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Analiz = Analysis ; Futbol = Football ; Kamera Kalibrasyonu = Camera Calibration ; Kare = Square ; Konum = Location

Özet:
Dijital kamera kalibrasyonu, görüntü karelerindeki bilinen noktaların pozisyonları kullanılarak konum dönüşümü için gerekli olan matrisin elde edilmesini sağlar. Bu matris kullanılarak görüntü kareleri sahaya üstten dik açıyla bakan görüntü karelerine dönüşmektedir ve bu sayede konumlar arasında ilişki kurulabilmektedir.

Futbolda saha içi analizleri ilk olarak futbolcuların saha içerisinde yaptıkları her türlü aksiyonu veriye dönüştürmektedir. Elde edilen veriler kullanılarak takımların ve futbolcuların eksik yönlerini geliştirilmesinde bu analizler büyük bir öneme sahiptir. Takımlar daha önce oynadıkları maçların detaylı analizleri ile sonraki maçlarına hazırlanmaktadır. Bu noktada doğruluk oranı yüksek ve hızlı sonuç alınabilecek saha içi analizleri takımların oyun kalitesi olarak daha iyiye gitmelerini ve saha içerisinde gerçekleştirilen her türlü hareketin daha verimli bir şekilde gerçekleştirilmesini sağlayacaktır.  

Sunulan çalışmada, tek kamera ile çekilmiş olan futbol video görüntülerinden elde edilen karelerde belirlenen noktaların, bilgisayarla görü algoritmaları kullanılarak, dijital kamera kalibrasyonu için perspektif dönüşüm matrisinin elemanlarını ve gerçek futbol sahasındaki konumunu tahmin eden bir matematiksel model yer almaktadır. Amaç, elde edilen son noktadaki konum bilgisi ile futbol saha içi analizlerinin hızlı bir şekilde yapılabilmesini sağlayacak bir ortam oluşturmaktır.

Abstract:
Digital camera calibration provides the matrix required for position conversion using the positions of known points in the image frames. By using this matrix, the image frames are transformed into image frames that look at the field from the top at vertical angle, and thus a relationship can be established between the positions.

In-field analysis in football first converts all kinds of actions performed by the players on the field into data. These analyzes have a great importance in development of the deficiencies of the teams and football players by using the obtained data. Teams are preparing for their next matches with detailed analyzes of the matches they have played before. At this point, on-field analyzes with high accuracy and fast results will enable the teams to improve their game quality and to perform all kinds of movements in the field more efficiently.

In the presented study, there is a mathematical model that predicts the elements of the perspective transformation matrix for digital camera calibration and the position on the real football field of the points determined in the frames obtained from the football video images taken with a single camera, using computer vision algorithms. The aim is to create an environment that will enable rapid on-field analysis of football with the location information at the last point obtained.