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title: 适用于运动成像的相机：机器视觉相机在体育赛事中的应用
description: 适用于运动成像的JAI面阵扫描相机
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[JAI Blog](https://news.jai.com/blog/cn)

# [适用于运动成像的相机：机器视觉相机在体育赛事中的应用](https://news.jai.com/blog/cn/cameras-for-sports-imaging-machine-vision-cameras-get-in-the-game)

 作者：[JAI](https://news.jai.com/blog/cn/author/jai) | April 9, 2020

自从电视出现以来，相机技术一直是体育世界的重要组成部分。用于转播的摄像机已成为众多体育赛事中不可或缺的一项元素，它让体育迷们能够在数千英里之外欣赏精彩的比赛。

同时，机器视觉相机在工业、医疗、科学、监控以及其他许多在我们日常生活中也非常重要的领域中，都得到了广泛的应用。多年来，运动和机器视觉这两个看起来似乎没有任何交集的领域，现在却完全不一样了。

如今，为了更广泛地支持相关功能和应用，机器视觉相机已经逐渐开始用于配合广播电视的工作。在某些时候，甚至很自然地成为了电视广播中的一部分。

全新的3D回放系统是利用部署在体育场四周的多达42个机器视觉相机，将图像传送给强大的图像处理器，以使处理器得以构建立体3D动作视图后，将其再添加回现场直播中。而其他一般的系统则是把多台机器视觉相机组成一套相机组，来把动作本身模拟生成360度视图，进而通过VR头罩将这些信息展现给观众，使他们能够沉浸于观赛体验中。

*足球比赛中进行3D回放的示例。*

除了实况转播外，机器视觉相机技术还广泛应用于运动员和比赛时对球的跟踪、运动训练、比赛监控以及体育场和人群管理等方面。密切监控运动员的动作和相关参数，可以帮助裁判在微妙时刻做出正确的判断，也可以对个人技术和比赛策略进行记录，对教练（有时也可以为电视转播员）进行全面分析比赛是非常有价值的。诸如上场时间和跑动距离这样的图像数据和结构化数据，您现在就可以在电视转播中随时关注场上球员们的表现。

*超级碗比赛中，* *Intel系统就使用了安置的在体育馆上层周围的36个JAI Spark系列2000万像素相机SP-20000，从每个角度连续捕捉比赛场景。*

除了以上的应用，使用机器视觉相机来对体育场和观众人群进行管理方面的用途也在逐渐增多。通过相机拍摄，高效地管理观众的座位安排、避免人群拥挤、研究人群流动和监控人群行为来帮助管理体育场内部。像足球这种球迷骚乱频繁发生的比赛项目中，使用视觉技术有助于识别人群的行为模式，以在特殊环境下能有效地实施安全程序（例如，在紧急情况下疏散人群）。另外还有，为高质量成像添加后端智能有助于统计量化人群满意度，支持面部识别，也有助于大幅改善观众体验。

*本视频帮您了解利物浦足球俱乐部是如何使用Intel的3D回放系统的，该系统采用JAI的技术。*

为体育应用选择合适的相机是一项巨大挑战，如何选择适当的相机分辨率和帧速率便是首先要面对的难题。如果要很高效地在比赛中实现对运动员和对球的跟踪，以及对人群和体育场的管理，尽可能多地去捕捉细节是重中之重。这无疑问，完成这个任务通常需要很高的分辨率。

4K分辨率站在这个舞台已经有十多年的历史了。4K也称为超高清，像素分辨率为4,096 x 2,160像素。当将视频流从4K压缩到高清流媒体视频时，图像会更清楚、更清晰、更“干净”。以如此高的分辨率拍摄给图像编辑人员和图像处理工程师提供一个机会，使他们能够在不丢失数据信息的情况下对图像进行放大或再建。而通过使用8K水平分辨率（也称为全超高清），可以让用户在将图像放大两倍时仍然可以获得4K图像。以如此高的分辨率进行拍摄，给了工作人员在图像制作、处理和后期再制作过程中可以获得比以往任何时候都更出众的控制和自由。但是其中重要的一点，是要在分辨率和帧速率之间做出正确的权衡。速率为60 fps的8K分辨率是今后一些最新机器视觉相机需要能支持的新趋势。

另外，如果我们考虑发送这种高分辨率视频进行电视转播，则必须与电视转播所要求的帧速率进行同步。全球电视广播使用的帧速率是每个地区各自确定的，在美国和日本为29.97帧/秒（与旧的NTSC标准相同），在欧洲和中国为25帧/秒（与旧的PAL标准相同）。 使用逐行扫描视频信号传输的当今广播系统需要每秒59.94帧（北美和日本）和每秒50帧（欧洲和中国）。即使相机的图像传感器本身具有高分辨率，如果它只能以每秒一帧的速度拍摄，或者说拍了也无法输出，那么它自然也就无法根据广播视频标准进行同步，更不能集成为视频资料。所以要求我们在分辨率和帧速率之间进行权衡取舍，显然，较高的分辨率通常会导致较低的帧速率。如果要求是高分辨率，帧率低一些也无所谓的话，那么根据而您的应用，分辨率和帧速率之间的平衡便是您选择摄像机的关键。在这方面，JAI的SPARK系列相机可以说是结合了高分辨率和高帧频的最佳解决方案。

用于运动和体育馆管理的相机的另一个关键要求，是需要在低噪声水平下提供可靠的长距离数据传输。体育场馆通常都很巨大，多台相机需要在场馆的各个角落放置。CXP和光信号接口（例如SFP+）是可靠并被广泛应用的接口，用于应对户外应用的距离和环境上的要求。

大多数运动是在室外进行，这也意味着相机必须能够适应变化的照明条件。即使曝光条件十分完美，有些场景也总是会存在过曝的亮点，或者是平面阴影，或者两者都有。相机上的高动态范围（HDR）可以帮助平衡这些差异，并在所有灰度等级之间以良好线性条件输出图像。这项功能可以大大减少您为了生成可接受图像所需的图像处理资源。户外环境对相机的另一个要求是要能够动态控制到达图像传感器上的光量，以及根据与运动员和比赛观看环境的距离进行变焦的能力。许多用于运动员跟踪、人群监控和3D回放的相机都是位于固定位置，不需要人工操作，因此是否能够通过相机的控制程序远程发送镜头控制命令是一项非常大的优势。

**更多信息:**

[观看网络直播：](https://www.jai.com/technology/webinars)[了解全新Spark系列4500万像素相机的关键成像功能](https://www.jai.com/technology/webinars)<https://www.jai.com/technology/webinars>

[详细了解用于运动成像的Spark SP-45000-CXP4面阵扫描相机并下载数据表](https://www.jai.com/cn/products/sp-45000c-cxp4)

**有任何疑问？**  
如果对体育运动成像中的机器视觉有任何疑问，或需要了解JAI用于运动和户外应用的高速、高分辨率相机的有关详细信息，请联系JAI。

 

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