英特爾3DAT三維運動員追蹤技術(shù)助力體育事業(yè)發(fā)展

2月12日夜晚，燈火通明的“冰絲帶”內(nèi)，隨著發(fā)令槍響，銀光閃耀的冰刀劃過冰面……經(jīng)過激烈角逐，中國速度滑冰運動員高亭宇最終以34秒32的成績贏得北京冬奧會速度滑冰男子500米比賽金牌，并刷新該項目奧運紀錄。潮水般的歡呼聲響徹整個場館，見證著中國速滑隊創(chuàng)造歷史的時刻。通往金牌的道路并不容易，運動員的每一次蹬冰、每一次擺臂，都凝聚著對速度與精確的不懈追求。

完美的技術(shù)動作背后，是長年累月的科學(xué)訓(xùn)練。體育運動中，訓(xùn)練時提高發(fā)力、姿態(tài)等要素的精準度，是提升訓(xùn)練效率的關(guān)鍵，更對運動表現(xiàn)起到?jīng)Q定性作用。傳統(tǒng)的競技訓(xùn)練一直以來都受到缺少數(shù)據(jù)的制約，教練通常是通過肉眼觀察和個人經(jīng)驗對運動員進行指導(dǎo)，存在很大誤差。缺少數(shù)據(jù)，就意味著缺少模型來指導(dǎo)精準訓(xùn)練。隨著視頻采集和分析技術(shù)的發(fā)展，運動姿態(tài)數(shù)據(jù)處理和運動表現(xiàn)分析已經(jīng)成為運動員訓(xùn)練階段競爭的制高點。

英特爾 3DAT三維運動員追蹤技術(shù)就是一個可以精準、實時地采集分析運動員生物力學(xué)數(shù)據(jù)，幫助運動員高效訓(xùn)練的工具。這項技術(shù)早已被中國速度滑冰隊應(yīng)用于訓(xùn)練中。3DAT把先進的人工智能和計算機視覺運動追蹤能力從實驗室?guī)У搅梭w育競技。這一解決方案利用攝像機拍攝運動員進行訓(xùn)練的過程，而運動員不必佩戴傳感器等影響運動效果的裝備，系統(tǒng)將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，在內(nèi)置英特爾 深度學(xué)習(xí)加速技術(shù)的第三代英特爾 至強 可擴展處理器上進行分析，直接通過人工智能計算機視覺算法，從視頻源中，提取運動員的關(guān)鍵骨骼點信息、身體關(guān)鍵部位的姿態(tài)、運動軌跡和位置信息等，并進行三維重建。在三維模型重建的同時生成生物力學(xué)數(shù)據(jù)，輸出精準的運動表現(xiàn)分析。這些數(shù)據(jù)及分析可以幫助教練員制定科學(xué)正確的訓(xùn)練方法，為運動員的日常訓(xùn)練提供切實有用的技術(shù)支持。

在速滑運動員訓(xùn)練過程中，以起跑及直道加速階段為例。3DAT會從訓(xùn)練視頻源中，提取速滑運動員的關(guān)鍵骨骼點信息、關(guān)鍵部位姿態(tài)、運動軌跡等進行三維重建，再通過人工智能分析數(shù)據(jù)，生成運動員生物力學(xué)數(shù)據(jù)的參數(shù)集。這些參數(shù)集就是對運動員進行評估、指導(dǎo)調(diào)整的重要依據(jù)。

在起跑階段，通過3DAT技術(shù)可以生成運動員的步頻、蹬冰(Push off)時間、懸空(Air time)和地面(Ground time)時間、膝關(guān)節(jié)角速度、起跑角速度等一組參數(shù)集。這些數(shù)據(jù)的分析可以了解起跑姿態(tài)對速度的影響;

在直道階段，通過3DAT可以得到核心關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度和角速度，以及運動員的質(zhì)心的軌跡和加速度，這就可以幫助運動員分析姿態(tài)對蹬冰質(zhì)量和效率的影響;

這些數(shù)據(jù)的積累對于體育科研和運動員訓(xùn)練至關(guān)重要。我們可以分析一些發(fā)揮卓越的運動員的數(shù)據(jù)，陸續(xù)生成一批數(shù)據(jù)模型，而這些表現(xiàn)優(yōu)異的數(shù)據(jù)模型將成為運動員和教練一個個活生生的參考目標和比較對象。

英特爾 3DAT之所以能成為一個運動員高效率訓(xùn)練的重要工具，得益于3DAT系統(tǒng)時效快、無干擾、高精度、大范圍的四大優(yōu)勢，這大大提高了數(shù)據(jù)生成的效率和準確率。

時效快。滯后的數(shù)據(jù)本身已不具備分析的價值，為了保證數(shù)據(jù)發(fā)揮其最大價值，需要提高時效性，為數(shù)據(jù)“保鮮”。英特爾3DAT技術(shù)可以做到當(dāng)日視頻當(dāng)日出數(shù)據(jù)，教練有需要現(xiàn)場即時出數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)具有實效性。第三代英特爾 至強 可擴展平臺，支持8通道DDR4，64條PCI EXPRESS 4.0通道，全面增強I/O吞吐量，實時處理、校驗、統(tǒng)計和分析復(fù)雜而龐大的訓(xùn)練數(shù)據(jù)信息。英特爾 傲騰 技術(shù)提供充足的數(shù)據(jù)存儲容量的同時，以低延時確保數(shù)據(jù)處理效率。英特爾 Scalable Video Technology支持對攝像設(shè)備采集的大量視頻進行高效編碼，確保生成報告或者視頻播放的低延時。

無干擾。由于運行在第三代英特爾 至強 可擴展處理器上的3DAT技術(shù)先進的人工智能和計算機視覺算法，運動員訓(xùn)練中無需穿戴傳感器等影響運動效果的裝備，系統(tǒng)可以直接從訓(xùn)練視頻中提取數(shù)據(jù)進行分析，對于正常訓(xùn)練完全不干擾。

高精度。基于英特爾 至強 集成的AI加速技術(shù)，讓視頻數(shù)據(jù)讀取、預(yù)處理、缺失幀修復(fù)、運動數(shù)據(jù)生成等圖像處理更精準、高效，測量達像素級精度。3DAT基于英特爾 OpenVINO 視覺工具套件進行開發(fā)，進而實現(xiàn)精準、流暢、實時的視頻數(shù)據(jù)讀取、預(yù)處理、人臉監(jiān)測及ReID。英特爾 深度學(xué)習(xí)加速技術(shù)，顯著提升了深度學(xué)習(xí)推理和訓(xùn)練的性能，讓模型生成更精準。

大范圍和輕量化。運行在第三代英特爾 至強 可擴展處理器上的3DAT技術(shù)可實現(xiàn)大視野數(shù)據(jù)采集。拿花滑運動為例，運動員滑行范圍非常大，得益于先進的AI分析模型，僅需2部攝像設(shè)備就可覆蓋1800㎡花滑訓(xùn)練場地，所采集的視頻素材完全能夠支持生物力學(xué)數(shù)據(jù)模型的生成。這讓設(shè)備的部署變得非常容易，也可以很便捷地跟隨隊伍轉(zhuǎn)場訓(xùn)練和比賽。

作為奧運會全球 TOP 合作伙伴，英特爾一直致力于在奧運賽事中加速新技術(shù)的落地，攜手生態(tài)伙伴為競技體育和運動員打造創(chuàng)新解決方案。在英特爾前沿技術(shù)的加持下，運動員們得以在訓(xùn)練中充分發(fā)揮潛力，鑄就精彩的奧運表現(xiàn)。但創(chuàng)新遠不止于奧運。在未來，我們希望能把英特爾的智能應(yīng)用帶到更廣闊的賽事中，持續(xù)助力體育事業(yè)的發(fā)展。

原文標題：英特爾? 3DAT三維運動員追蹤技術(shù)，助力速滑運動員贏在起跑線之前

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審核編輯：湯梓紅