[发明专利]一种基于足球比赛视频的足球传球的可视化分析系统

说明书

本发明公开基于足球比赛视频的足球传球的可视化分析系统，该系统包括数据获取及处理模块、传球模式可视化模块、传球模式动态变化可视化模块、防守效果可视化模块、传球结果可视化模块、传球阶段缩略可视化模块、传球阶段详细可视化模块、传球指标可视化模块共八个模块。本发明的系统能够快速掌握比赛中一支球队使用过的传球模式的概览，快速定位使用频率高且有效的传球模式，找出传球模式随着比赛进程演变的变化特征，评估某一时间段内的传球效果，找出球员在传球过程中扮演的战术角色；发现感兴趣的传球模式和变化模式后，能够使用视图内的交互和视图间的联动进行进一步的分析，结合自身领域知识，理解和解释对应现象模式发生的原因。

技术领域

本发明涉及足球传球变化分析领域，具体涉及一种基于足球比赛视频的足球传球的可视化分析系统。

背景技术

现有的足球传球分析是根据传球记录构建球员间的传球网络，通过网络分析手段，如连通性分析和拓扑结构分析寻找球队和球员的传球模式。这种分析常见于体育分析的比赛报告中，如Opta和STATS。

传球网络分析会将不同时间段的传球全部聚合到一个传球网络中，因此不支持细粒度的分析。一批研究者由此使用了基于序列的方法，将每个进攻回合内的传球转化为一段序列，通过序列挖掘的手段获取传球模式。比如曾经有研究者将传球转化为球员类别的序列并通过频繁子序列挖掘提取出前锋、中场、后场球员间的配合模式。但是这些基于频繁子序列的方法无法进行精确到具体球员的分析，也没有考虑到传球的动态变化。

近年来可视化技术已被广泛运用于足球分析中。例如，研究者们有将运动轨迹嵌入到比赛视频中帮助专家分析；有设计不同可视化视图展示分析各项表现指标的工作；也有专门针对足球阵型的时空变化进行分析的可视化工作等等。在这些工作中，足球传球往往都是作为辅助数据进行分析，其展示也仅限于全场的传球网络或者是一个进攻回合内的传球细节展示，缺少深入分析足球传球这一重要足球技术的可视化工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于足球比赛视频的足球传球的可视化分析系统，该系统可以使用户查看一场比赛中某支球队采用过的传球模式和传球模式随着比赛进程的变化，同时提供不同的传球结束事件和球队及球员表现的统计指标，配合一定的交互方式和多视图的联动，帮助用户寻找传球模式变化的规律和理解变化的原因。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种基于足球比赛视频的足球传球的可视化分析系统，其特征在于，该系统包括如下模块：

(1)数据获取及处理模块，该模块获取的数据包括：

两队每帧的位置数据：包括两队每位球员每帧在场上的位置信息；

球每帧的位置数据：球每帧在场上的位置信息；

进攻方的传球事件数据：包括每次传球的传球人和接球人的位置信息和时间信息；

进攻方整场比赛的传球结束事件数据：包括抢断、犯规、射门、越位以及进球；

该模块进一步处理得到的数据包括：

进攻方每秒钟的阵型数据：包括每个阵型中各个球员所担任的位置；

防守方每秒防守效果数据：计算两队每秒钟场上除守门员外十人围成的面积大小，面积却小，防守效果越好；

进攻方整场比赛出现过的传球模式数据：其形式为一组经常进行传球配合的球员；

对球的压迫值：通过计算离持球人最近的四名防守球员所构成的多边形的面积得到；

(2)传球模式可视化模块：每个传球模式都用一个球场图标表示并在纵向上进行排布。通过点线图的形式将传球模式与对应的球员图标相连来展示每个传球模式包含的球员，并通过在球场图标上放置热力图表现每个传球模式的空间信息；