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Marc Schlipsing
privat

Marc Schlipsing

7 Fragen      7 Antworten      53 Upvotes
Abgeschlossen

Hallo, ich bin Marc Schlipsing. Nach meinem Informatik-Studium an der TU Dortmund, war ich ab 2008 wissenschaftliche Mitarbeiter am Institut für Neuroinformatik der Ruhr-Universität Bochum. Von 2012 bis 2014 habe ich die Arbeitsgruppe „Echtzeitfähige Bildverarbeitung“ geleitet. In meiner Doktorarbeit forschte ich zu Methoden des Spieler-Trackings im Fußball und an videobasierten Fahrerassistenzsystemen. Inzwischen habe ich mit meinem langjährigen Kollegen Dr. Jan Salmen die ATHLENS GmbH gegründet, mit der wir unsere Ideen aus der Forschung in Produkte zur computergestützten Sportanalyse umsetzen. Frag mich Alles zu: Maschinellem Lernen, Objektverfolgung durch Kameras und wie Fußball-Vereine mithilfe dieser Techniken ihre Spieler gezielter fördern können.

Antworten

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12 Leute finden das interessant Das interessiert mich auch! – Christoph, 7. Juli 2016, 12:58:

Wie wird ein Fußballspieler eindeutig erkannt? An der Trikotnummer?

1 Person findet das interessant Finde ich auch! – Marc Schlipsing, 7. Juli 2016, 11:11:

Video-Tracking-Systeme im Fußball funktionieren nicht vollautomatisch. Das System ist nicht in allen Situationen in der Lage, die Spieler eindeutig zu identifizieren. Was sie gut können ist, einen Spieler von einem Videobild zum nächsten zu verfolgen („tracking“) und den zugehörigen Pfad auf dem Feld zu berechnen. Eine Identifikation des Tracks erfolgt dann durch einen „Operator“, also einen menschlichen Bediener. In den meisten Situationen kann das System den Spieler über weite Strecken weiter tracken. Bei einer Ecke bspw., wo viele Spieler durcheinander laufen und sich im Bild gegenseitig verdecken, geht die Identifikation verloren und muss erneuert werden. Es gibt jedoch einige Bildinformationen, die das System befähigen, Spieler auseinander zu halten. Die Trikotfarben werden verwendet, um Spieler und Torhüter beider Teams und die Schiedsrichter in logische Gruppen zu unterteilen. Kommt es z.B. zu einem Zweikampf zwei identifizierter Tracks, kann das System sie anschließend über die Trikots automatisch auseinander halten. Die Trikotnummern zu lesen ist eine weitere Idee, die aber z.B. in unserem System nicht umgesetzt ist, da wir mit nur 2 Kameras fürs gesamte Spielfeld arbeiten und die Auflösung dafür nicht ausreicht. Zudem sind die Trikotnummern nicht ständig sichtbar, speziell eher selten, wenn man von einer der langen Spielfeldseiten filmt. Bei Systemen mit mehreren Kameras und Kamerastandorten wäre das erfolgversprechender.

8 Leute finden das interessant Das interessiert mich auch! – Artur, 7. Juli 2016, 12:56:

Gibt es Trikots oder Fußballschuhe mit Tracking-Chips? Wurde sowas schon mal in irgendeiner Liga ausprobiert?

2 Leute finden das interessant Finde ich auch! – Marc Schlipsing, 7. Juli 2016, 11:13:

Ja, es gibt sogenannte Wearables. Also in der Kleidung tragbare Sensoren oder Tags, die getrackt werden können, selbst Bewegungsdaten aufzeichnen oder auch live senden. Bekannt dürfte die GPS-Technik sein. Leider bietet GPS keine besonders hohe Genauigkeit und ermöglicht somit keine detaillierten Analysen der Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Spieler. Dafür werden sog. IMUs (Inertial Measurement Units) verwendet. Diese ermitteln die o.g. Werte deutlich genauer und mit einer hohen Frequenz. Meist zeichnen diese IMUs die Daten nur lokal auf, sodass man sie erst nach dem Spiel auswerten kann. Es gibt auch Lösungen, die diese Daten live senden und gleichzeitig von Antennen, die ums Spielfeld platziert sind,lokalisiert werden können. All diese Technik ist im europäischen Profifußball (noch) nicht erlaubt, sodass diese Systeme in der Jugend bzw. beim Training eingesetzt werden. Die FIFA hat diese Art von Technik jedoch kürzlich prinzipiell freigegen, sodass es nur eine Frage der Zeit ist, bis die Landesverbände dies für ihre Wettbewerbe übernehmen. In der 1. und 2. Bundesliga wird das Tracking aber noch mindestens 4 Jahre videobasiert durchgeführt.

7 Leute finden das interessant Das interessiert mich auch! – Franzi, 7. Juli 2016, 12:54:

was is den maschinelles lernen? wieso brauchst du das?

1 Person findet das interessant Finde ich auch! – Marc Schlipsing, 7. Juli 2016, 12:50:

Maschinelles Lernen wird dazu verwendet, Wissen aus Daten automatisch zu gewinnen. Anstelle eine Programm oder Algorithmus Regeln zur Verarbeitung von Daten vorzugeben, wird eine Beispieldatenmenge verwendet. Das Programm oder der Algorithmus lernt daraus und wendet dieses Wissen auf Erkennungs- oder Entscheidungsprozesse für neue Daten an. Das bedeutet konkret, dass wir z.B. bei der Erkennung des Spielfelds, das im Wesentlichen aus Rasen besteht, die Farbe nicht im System festlegen. Statt den Grünton einzustellen, wird die Farbe automatisch über die Beobachtung des Spielfeldes und einer statistischen Analyse der Pixelwerte bestimmt. Dies ist deutlich robuster und weniger aufwändig für den Benutzer, da sich die Farbe des Rasens im Kamerabild durch äußere Einflüsse (Sonne, Regen, Flutlicht) kurzfristig und stark verändern kann.
Ein weiteres Beispiel ist die Unterscheidung (Klassifikation) der Spieler nach ihren Trikots. Auch diese Farbinformationen werden zuvor automatisch aus einer Menge detektierter Spielerbilder gelernt. Die Spielerbilder dieser Trainingsmenge müssen dafür vom Bediener, vor dem Lernprozess, ihren Klassen manuell zugeordnet werden. Im Lernprozess versucht der Lern-Algorithmus, häufig mithilfe statistischer Datenanalyse, sein Entscheidungsmodell so anzupassen, dass neue Daten korrekt zugeordnet werden.
Ein sehr einfaches Modell wäre in diesem Fall, sich die häufigste Farbe oder einen mittleren Farbwert aller Spielerbilder einer Klasse (z.B. Feldspieler der Heimmannschaft) zu merken und später mit der häufigsten Farbe eines neuen Bildes zu vergleichen. Der Algorithmus ordnet dann die Klasse (z.B. Farbe der Heimmannschaft) dem Farbwert mit der stärksten Ähnlichkeit im neuen Bild zu.

5 Leute finden das interessant Das interessiert mich auch! – anonym, 7. Juli 2016, 12:57:

Könnt ihr den Ball auch mitverfolgen? Was ist, wenn der ins Publikum geht und ein neuer Ball kommt?

1 Person findet das interessant Finde ich auch! – Marc Schlipsing, 7. Juli 2016, 11:17:

Der Ball ist kleiner, schneller und wird häufiger verdeckt als Spieler, was ein robustes Tracking erschwert. Das Tracking des Balls ist in unserem System aktuell nicht vorgesehen. Prinzipiell ist es möglich – gerade mit mehr Kameras und einer höheren Auflösung. Zudem bewegt sich der Ball im Gegensatz zu den Spielern nicht ausschließlich auf dem Rasen, sodass die Umrechnung einer Position vom Kamerabild in Spielfeldkoordinaten schwieriger ist. Wird das Spielfeld aus mindesten 2 Perspektiven beobachtet, ist es möglich, die dreidimensionale Ballposition zu berechnen. Die Voraussetzung der sog. Triangulation ist eine exakte Kalibrierung der Kameras, sodass deren Position und Blickrichtung zum Spielfeld bekannt sind und die Erkennung des Balls in mind. 2 Kamerabildern. Dies erhöht neben dem Rechenaufwand vor allem die Hardwarekosten des Trackingsystems und macht es weniger mobil. Dazu kommt, dass die reine Positionsbestimmung des Balls meist nicht ausreicht, da man üblicherweise mehr über den Status des Balls wissen möchte: Wer ist in Ballbesitz bzw. hat Kontrolle über den Ball? Wer passt zu wem? War der Pass erfolgreich? Diese nachgelagerten Fragen sind zu Zeit noch nicht automatisch zu beantworten. Wird ein Ball ausgetauscht, also z.B. wenn er im Publikum verschwindet, ist das fürs optische Tracking weniger problematisch, da der neue Ball identisch aussieht und das System in der Regel nur Objekte trackt, die sich auf dem Spielfeld befinden. Schwieriger wird es, wenn 2 Bälle auf dem Feld sind, was aber üblicherweise unterbunden wird.

5 Leute finden das interessant Das interessiert mich auch! – Fußballer, 7. Juli 2016, 11:18:

Wie aufwändig ist den das Setting? Braucht man viele Kameras? Geht das auch mit wenig Geld?

1 Person findet das interessant Finde ich auch! – Marc Schlipsing, 7. Juli 2016, 11:18:

Das System, welches in der 1. und 2. Bundesliga im Einsatz ist, besteht aus mindestens 8 Kameras an 2 Standorten und ist fest in jedem Stadion installiert. Einen Preis kann ich nicht nennen, aber unser System, welches im Vergleich insbesondere kostengünstig und mobil ist, besteht aus nur 2 Kameras, einem handelsüblichen PC und etwas Zubehör. Die Kosten für unsere Hardware belaufen sich auf ca. 8.000€. Dafür ist das System der Bundesliga in der Lage, den Ball recht zuverlässig zu tracken und ist sicher etwas stärker automatisiert, aufgrund des höher aufgelösten Bildmaterials.

4 Leute finden das interessant Das interessiert mich auch! – neugierig, 7. Juli 2016, 12:57:

Ist das Analysieren auf andere Sportarten anwendbar? Handball vielleicht oder Basketball?

1 Person findet das interessant Finde ich auch! – Marc Schlipsing, 7. Juli 2016, 11:28:

Im Prinzip macht das optische Tracking ja nichts anderes, als bewegte Menschen im Bild zu lokalisieren und deren Wege in Spielfeldkoordinaten umzurechnen und zu speichern. Auf der Basis (Position der Spieler zu jedem Zeitpunkt des Spiels) lassen sich dann beliebige und auch sportspezifische Statistiken berechnen. Aber: Es gibt Sportarten, bei denen das Tracking, wie es im Fußball durchgeführt wird, schwieriger oder aufwändiger ist. Prinzipiell kann man sagen, je kontaktfreudiger oder räumlich eng das Spiel ist, desto häufiger werden die Spieler sich im Bild verdecken, was potentiell zu Verwechslungen führen kann. Handball und Basketball sind gute Beispiele dafür. Aber auch hier ist es möglich, z.B. durch zusätzliche Kameras über dem Spielfeld, Tracking durchzuführen. Ein Beispiel für eine „einfachere“ Sportart ist Tennis. Wir haben unser System im Tennis bereits mehrfach erfolgreich eingesetzt, hier arbeiten wir mit je einer Kamera hinter den Spielern und können die Positionsdaten vollautomatisch erfassen.

4 Leute finden das interessant Das interessiert mich auch! – Rudi, 7. Juli 2016, 11:27:

Kommen die live statistiken bei ARD und ZDF auch von euch? Geht das auch direkt so live, wenn wir Fußball spielen, alles zu tracken?

1 Person findet das interessant Finde ich auch! – Marc Schlipsing, 7. Juli 2016, 11:27:

Nein, die Spieldaten zu den Bundesligaspielen kommen von Dienstleistern der DFL. Dazu zählen die Tracking-Daten (Tracab, Hego Trac), aber auch manuell erfasste Ereignisdaten (Opta), also z.B. Standards, Fouls, Pässe. Das wird alles live erfasst und ist mit wenigen Sekunden Verzögerung für die Medien, aber prinzipiell auch für die Vereine verfügbar.
Unser Tracking-System ist für den Amateur- und Nachwuchsfußball gedacht (mobil, kostengünstig). Dort gibt es eigentlich keine Nachfrage nach Live-Daten, sodass wir das Tracking und die Analysen „offline“, also nach dem Spiel durchführen.