英特爾3DAT三維運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(xiàng)目奧運(yùn)紀(jì)錄。潮水般的歡呼聲響徹整個(gè)場館，見證著中國速滑隊(duì)創(chuàng)造歷史的時(shí)刻。通往金牌的道路并不容易，運(yùn)動(dòng)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(dòng)作背后，是長年累月的科學(xué)訓(xùn)練。體育運(yùn)動(dòng)中，訓(xùn)練時(shí)提高發(fā)力、姿態(tài)等要素的精準(zhǔn)度，是提升訓(xùn)練效率的關(guān)鍵，更對運(yùn)動(dòng)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(gè)人經(jīng)驗(yàn)對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)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(zhǔn)訓(xùn)練。隨著視頻采集和分析技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)處理和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)分析已經(jīng)成為運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練階段競爭的制高點(diǎn)。

英特爾 3DAT三維運(yùn)動(dòng)員追蹤技術(shù)就是一個(gè)可以精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)地采集分析運(yùn)動(dòng)員生物力學(xué)數(shù)據(jù)，幫助運(yùn)動(dòng)員高效訓(xùn)練的工具。這項(xiàng)技術(shù)早已被中國速度滑冰隊(duì)?wèi)?yīng)用于訓(xùn)練中。3DAT把先進(jìn)的人工智能和計(jì)算機(jī)視覺運(yùn)動(dòng)追蹤能力從實(shí)驗(yàn)室?guī)У搅梭w育競技。這一解決方案利用攝像機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練的過程，而運(yùn)動(dòng)員不必佩戴傳感器等影響運(yùn)動(dòng)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(qiáng) 可擴(kuò)展處理器上進(jìn)行分析，直接通過人工智能計(jì)算機(jī)視覺算法，從視頻源中，提取運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵骨骼點(diǎn)信息、身體關(guān)鍵部位的姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡和位置信息等，并進(jìn)行三維重建。在三維模型重建的同時(shí)生成生物力學(xué)數(shù)據(jù)，輸出精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員的日常訓(xùn)練提供切實(shí)有用的技術(shù)支持。

在速滑運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵骨骼點(diǎn)信息、關(guān)鍵部位姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡等進(jìn)行三維重建，再通過人工智能分析數(shù)據(jù)，生成運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員進(jìn)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(yùn)動(dòng)員的步頻、蹬冰(Push off)時(shí)間、懸空(Air time)和地面(Ground time)時(shí)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(yùn)動(dòng)員的質(zhì)心的軌跡和加速度，這就可以幫助運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練至關(guān)重要。我們可以分析一些發(fā)揮卓越的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員和教練一個(gè)個(gè)活生生的參考目標(biāo)和比較對象。

英特爾 3DAT之所以能成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)員高效率訓(xùn)練的重要工具，得益于3DAT系統(tǒng)時(shí)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(zhǔn)確率。

時(shí)效快。滯后的數(shù)據(jù)本身已不具備分析的價(jià)值，為了保證數(shù)據(jù)發(fā)揮其最大價(jià)值，需要提高時(shí)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(shí)出數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)具有實(shí)效性。第三代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展平臺，支持8通道DDR4，64條PCI EXPRESS 4.0通道，全面增強(qiáng)I/O吞吐量，實(shí)時(shí)處理、校驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)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(shí)，以低延時(shí)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(jìn)行高效編碼，確保生成報(bào)告或者視頻播放的低延時(shí)。

無干擾。由于運(yùn)行在第三代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器上的3DAT技術(shù)先進(jìn)的人工智能和計(jì)算機(jī)視覺算法，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中無需穿戴傳感器等影響運(yùn)動(dòng)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(jìn)行分析，對于正常訓(xùn)練完全不干擾。

高精度?；谟⑻貭?至強(qiáng) 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(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)生成等圖像處理更精準(zhǔn)、高效，測量達(dá)像素級精度。3DAT基于英特爾 OpenVINO 視覺工具套件進(jìn)行開發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、流暢、實(shí)時(shí)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(zhǔn)。

大范圍和輕量化。運(yùn)行在第三代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器上的3DAT技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大視野數(shù)據(jù)采集。拿花滑運(yùn)動(dòng)為例，運(yùn)動(dòng)員滑行范圍非常大，得益于先進(jìn)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(duì)伍轉(zhuǎn)場訓(xùn)練和比賽。

作為奧運(yùn)會全球 TOP 合作伙伴，英特爾一直致力于在奧運(yùn)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(yùn)動(dòng)員打造創(chuàng)新解決方案。在英特爾前沿技術(shù)的加持下，運(yùn)動(dòng)員們得以在訓(xùn)練中充分發(fā)揮潛力，鑄就精彩的奧運(yùn)表現(xiàn)。但創(chuàng)新遠(yuǎn)不止于奧運(yùn)。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(biāo)題：英特爾? 3DAT三維運(yùn)動(dòng)員追蹤技術(shù)，助力速滑運(yùn)動(dòng)員贏在起跑線之前

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審核編輯：湯梓紅