FootyTracker — フットボール選手トラッキング&分析

AI/ML

概要

本リポジトリは、YOLOv8を検出器として利用し、フットボールの試合映像から選手を検出・追跡して選手の軌跡、移動距離、ヒートマップなどの解析成果を作成するワークフローを提供します。CPUでも動く軽量設計を意識しており、環境に応じてGPU化してリアルタイム処理へ移行可能。分析結果は可視化された画像や数値出力(CSV等)として得られ、戦術解析や選手評価の下地を作るツールチェーンになっています。

GitHub

リポジトリの統計情報

  • スター数: 1
  • フォーク数: 0
  • ウォッチャー数: 1
  • コミット数: 5
  • ファイル数: 8
  • メインの言語: Python

主な特徴

  • YOLOv8ベースの高精度な選手検出とトラッキング(ByteTrack等のトラッカー設定を含む)
  • 選手ごとの軌跡(trajectory)生成、移動距離計測、ピッチ上のヒートマップ出力
  • CPUでの運用を考慮した実装と、GPU移行によるリアルタイム化対応
  • 出力は可視化画像および数値データ(CSV等)で二次解析やダッシュボード連携が容易

技術的なポイント

本プロジェクトのコアは「検出(YOLOv8)」→「追跡(ByteTrack等トラッカー)」→「解析(軌跡・距離・ヒートマップ)」というパイプライン設計にあります。YOLOv8はUltralytics実装の軽量・高性能な検出モデルであり、プレイヤー検出の高速化と精度向上を両立できます。追跡には位置情報とフレーム間の関連付けを行うトラッカーを用い、ID継続性を保持しながら軌跡を生成します。距離計測では画素空間から実世界距離への変換(ホモグラフィや既知ピッチ大きさのスケーリング)を想定しており、これにより選手ごとの走行距離を算出します。ヒートマップは各選手の位置分布を累積し、2D確率密度として生成。CPU環境向けには推論バッチサイズやモデルサイズの調整、OpenCV中心の処理でオーバーヘッドを削減する工夫が見られます。設定はbytetrack.yamlなどのコンフィグで分離されており、トラッカーの閾値や検出スコア、IOU基準などをプロジェクト外から調整可能です。出力は可視化画像(軌跡表示・ヒートマップ)、CSVによる時系列位置データなどで、後処理や可視化ツールへの流用が容易です。拡張点としてはマルチカメラの同時再投影、プレイヤーのID再識別(ReID)、戦術イベント(パス・ボール位置)との結合などが考えられます。

プロジェクトの構成

主要なファイルとディレクトリ:

  • .gitignore: file
  • README.md: file
  • bytetrack.yaml: file(トラッカー設定)
  • data: dir(入力動画やサンプルデータ置き場)
  • outputs: dir(生成された軌跡画像やCSVの出力先)

…他 3 ファイル

補足(リポジトリから読み取れる想定内容):

  • bytetrack.yaml によってトラッカーのパラメータ(スコア閾値、max age 等)を管理し、追跡の挙動を制御します。
  • outputs フォルダは軌跡画像、個別選手の移動ログ、ヒートマップ画像などの保存に使われます。これにより解析結果を外部ツールで可視化・共有できます。
  • data フォルダには解析対象のビデオやテスト用の短いクリップが置かれる想定で、前処理(リサイズ、フレーム抽出)はスクリプト内で行えるよう設計されています。

使い方(想定)

  1. 環境構築:requirements.txtやREADMEに従いPython環境を用意。CPUのみでも動作するよう依存を最小化。
  2. 設定調整:bytetrack.yamlでトラッカー、検出スコア等を調整。ピッチスケール情報を設定すれば距離計測が可能。
  3. 実行:動画をdataに置き、解析スクリプトを実行するとoutputsに結果が出力されます。GPUがある場合はYOLOv8をGPUで動かすことで処理時間を短縮できます。
  4. 出力確認:生成された軌跡図やヒートマップ、CSVを用いてさらに戦術解析やダッシュボードに組み込み可能。

改善・拡張ポイント

  • プレイヤーのID保持(長時間のIDスイッチを減らすReID導入)
  • カメラ歪み補正やホモグラフィ推定を含むより正確なピッチ座標変換
  • ボール検出やイベント(得点、パス)検出との統合で戦術解析を強化
  • マルチスレッド/バッチ処理やONNX化でCPUでのリアルタイム性能改善

まとめ

実運用に近い形で選手の検出・追跡と基礎的な移動解析を提供する軽量なフットボール解析ツールチェーン。

リポジトリ情報: