2022 冬奧 | 花樣滑冰比賽背后的“AI裁判”

“阿克塞爾四周”“后內(nèi)點(diǎn)冰三周”刀刃劃過冰面，騰空旋轉(zhuǎn)，足尖點(diǎn)冰落地，像這樣的花樣滑冰跳躍動(dòng)作，正在北京首都體育館冬奧會(huì)比賽現(xiàn)場(chǎng)不斷上演。2022北京冬奧會(huì)正在如火如荼地進(jìn)行，花樣滑冰是當(dāng)之無愧的熱門項(xiàng)目。

科技冬奧引領(lǐng)下，技術(shù)的腳步遍布冬奧賽場(chǎng)上的各個(gè)角落，這其中就包括AI與3D動(dòng)作捕捉。

“AI裁判”輔助打分花滑比賽

“冰上貴公子”羽生結(jié)弦又一次出征冬奧，吸引全世界人民目光聚焦花滑冰場(chǎng)。羽生結(jié)弦曾在賽前訓(xùn)練中，成功挑戰(zhàn)花滑最高跳躍難度“阿克塞爾四周跳”，成為花滑歷史上第一個(gè)在公開場(chǎng)合完成這一動(dòng)作的花滑選手。“阿克塞爾跳”是花滑中難度與基礎(chǔ)分值最高的一項(xiàng)跳躍動(dòng)作，“阿克塞爾四周跳”也稱4A，目前還沒有人能夠在正式比賽中完成這一動(dòng)作。

4A意味著選手起跳后需要完成四周半的空中旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，用羽生結(jié)弦的話來說，相當(dāng)于跳遠(yuǎn)6米的同時(shí)再旋轉(zhuǎn)1620度。選手在進(jìn)行跳躍動(dòng)作時(shí)好似一只高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，作為普通觀眾來說，動(dòng)作完成度如何，可謂是肉眼難辨。

花滑比賽傳統(tǒng)評(píng)分機(jī)制分為評(píng)分組和裁判組，首先是技術(shù)組通過現(xiàn)場(chǎng)錄像判別選手動(dòng)作的加減分項(xiàng)，然后給到裁判組做最終打分。“中國花樣滑冰，包括國際賽事很多都在用國外的評(píng)分產(chǎn)品。”中關(guān)村數(shù)智人工智能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)賈昊對(duì)《中國電子報(bào)》記者表示。今年一月，中國花樣滑冰協(xié)會(huì)與中關(guān)村數(shù)智人工智能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)布自研“花樣滑冰AI輔助評(píng)分系統(tǒng)1.0”，據(jù)了解，這套系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)算法與深度學(xué)習(xí)方法，可以對(duì)運(yùn)動(dòng)員的整體運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，根據(jù)專業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)視頻數(shù)據(jù)的人體骨骼、形體動(dòng)作進(jìn)行捕捉識(shí)別，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性可視化的比賽評(píng)判。

記者在采訪中了解到，這套系統(tǒng)更多的功能是為技術(shù)組評(píng)分做輔助，最終分?jǐn)?shù)仍需交由裁判組決定，目前主要應(yīng)用于賽前訓(xùn)練的評(píng)分和檢測(cè)。賈昊指出，花樣滑冰輔助評(píng)分系統(tǒng)采用云計(jì)算架構(gòu)，分為基礎(chǔ)設(shè)施層、應(yīng)用平臺(tái)層、支撐平臺(tái)層、應(yīng)用終端等，涉及人體姿態(tài)估計(jì)、目標(biāo)跟蹤算法、ReID算法、視頻動(dòng)作識(shí)別等技術(shù)。目前還沒有大量的花樣滑冰數(shù)據(jù)集可供AI學(xué)習(xí)使用，中關(guān)村數(shù)智人工智能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟與數(shù)動(dòng)達(dá)觀科研團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行1.0版本開發(fā)時(shí)，花費(fèi)大量的時(shí)間學(xué)習(xí)了幾百條視頻，進(jìn)行了成千上萬條的數(shù)據(jù)標(biāo)注。

中國花樣滑冰協(xié)會(huì)主席申雪在接受媒體采訪時(shí)表示，希望利用這套系統(tǒng)更精準(zhǔn)地幫助教練員以及裁判人員，也希望通過每一次系統(tǒng)升級(jí)展現(xiàn)給整個(gè)轉(zhuǎn)播團(tuán)隊(duì)以及所有的觀眾更清晰的花樣滑冰。

賈昊告訴記者，花樣滑冰在所有運(yùn)動(dòng)中復(fù)雜度排在前三位，如果AI技術(shù)可以成熟地應(yīng)用在評(píng)分環(huán)節(jié)，那么此后將逐步應(yīng)用到跳水、體操、花樣游泳等多項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中。

3D動(dòng)捕+AI讓冬奧更具科技范兒

“花樣滑冰AI輔助評(píng)分系統(tǒng)2.0”正在開發(fā)中，由AI企業(yè)第四范式提供人工智能算法及平臺(tái)，將引入一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——3D動(dòng)作捕捉技術(shù)。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展，在元宇宙概念的帶動(dòng)下，3D動(dòng)作捕捉技術(shù)受到更多行業(yè)的關(guān)注。3D動(dòng)作捕捉已經(jīng)廣泛應(yīng)用于娛樂、影視、動(dòng)畫、游戲等領(lǐng)域中。在2022北京冬奧會(huì)開幕式《雪花》節(jié)目中，600多位小朋友揮舞著和平鴿燈童聲合唱。當(dāng)鴿群向中心聚攏時(shí)，一只手舉和平鴿的小演員逆流跑出隊(duì)伍，接回掉隊(duì)的小鴿子，這一幕給觀眾留下了深刻印象。

節(jié)目編排別出心意，其中的技術(shù)運(yùn)用也為節(jié)目錦上添花。每一個(gè)小演員的腳下都有一片雪花形影不離，據(jù)悉，這是對(duì)超過600人進(jìn)行集體實(shí)時(shí)人工智能動(dòng)作捕捉、渲染。這背后是通過英特爾3DAT計(jì)算機(jī)視覺動(dòng)作捕捉技術(shù)、北京電影學(xué)院聲音學(xué)院師生團(tuán)隊(duì)AI實(shí)時(shí)視頻特效等技術(shù)工作共同支持完成的。

在體育賽事領(lǐng)域，3D動(dòng)作捕捉可以克服高度、光線等復(fù)雜因素，捕捉運(yùn)動(dòng)員的細(xì)微動(dòng)作，通過回放和分解動(dòng)作，幫助裁判對(duì)動(dòng)作細(xì)節(jié)進(jìn)行判別，還可以在賽前為運(yùn)動(dòng)員提供定制方案。2022北京冬奧會(huì)贊助商英特爾的3DAT技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)員的日常訓(xùn)練中，該項(xiàng)技術(shù)可以幫助教練員整理并提出科學(xué)訓(xùn)練計(jì)劃和專業(yè)策略，有效提升訓(xùn)練效率，幫助運(yùn)動(dòng)員釋放運(yùn)動(dòng)潛力，提升競(jìng)技表現(xiàn)。據(jù)悉，英特爾已與中華全國體育總會(huì)達(dá)成合作，將3DAT技術(shù)應(yīng)用于速度滑冰和越野滑雪的運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和教練員指導(dǎo)中，以支持冬奧會(huì)備戰(zhàn)中更科學(xué)、更高效的訓(xùn)練。

隨著AI、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷演講，兩項(xiàng)技術(shù)融合應(yīng)用遍地開花，在科技冬奧理念引導(dǎo)下，AI與虛擬現(xiàn)實(shí)通過在體育領(lǐng)域的實(shí)踐，將會(huì)得到更多公眾的認(rèn)知度和認(rèn)可度，進(jìn)一步升級(jí)發(fā)展。

作者丨張壹迪

編輯丨連曉東

美編丨馬利亞