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Type: Dissertação
Title: Sistema de visão computacional aplicado em análises de jogos de tênis
Author: Rocha, Nayara Maria Sperandio
First Advisor: Marcato, André Luís Marques
Co-Advisor: Pinto, Milena Faria
Referee Member: Drews Junior, Paulo Lilles Jorge
Referee Member: Santos, Alexandre Bessa dos
Resumo: O campo de inteligência artificial tem desempenhado um papel muito importante no desenvolvimento tecnológico atual, fazendo com que as máquinas tenham uma percepção de mundo de forma semelhante à dos humanos e sejam capazes de realizar diversas tarefas difíceis com boa precisão. Neste sentido, uma parte significativa da inteligência artificial lida com sistemas que realizam ações que necessitam de um sistema de visão computacional, que age como um sensor fornecendo informações de alto nível sobre um determinado ambiente. Uma área de pesquisa dentro do campo de visão computacional estuda como reconstruir e compreender uma cena 3D a partir das propriedades presentes em imagens 2D. Os resultados dessa linha de pesquisa se tornam muito valiosos devido ao fato de que alguns lances podem ser muito difíceis de serem analisados somente assistindo fisicamente a uma partida. Assim, ferramentas de visão computacional estão sendo cada vez mais utilizadas em aplicações esportivas, onde as decisões técnicas em um determinado lance podem ser decisivas para a partida. Um esporte que vem sendo altamente explorado em termos de desenvolvimento de pesquisas é o tênis pela sua crescente disseminação e relevância financeira, sendo responsável por movimentar anualmente R$1,8 bilhão só no Brasil. Dessa forma, este trabalho de dissertação de mestrado objetiva o desenvolvimento de um sistema baseado em visão computacional para análise de jogos de tênis. O sistema implementado captura vídeos durante o jogo de tênis por meio de câmeras instaladas na quadra e processa as imagens obtidas, aplicando métodos de aprendizado de máquina e operações morfológicas, a fim de localizar a posição da bola, as linhas da quadra e a localização dos jogadores após o processamento. Além disso, o algoritmo determina o momento do quique da bola durante o jogo e analisa se este ocorreu dentro ou fora do campo. A partir dos resultados obtidos, o sistema demonstrou robustez e confiabilidade. Esses dados são disponibilizados aos jogadores e juízes tanto na quadra durante a realização do jogo quanto por meio de um aplicativo Android, também desenvolvido neste trabalho. O aplicativo tem por objetivo permitir que todos os dados resultantes do processamento sejam acessado a partir de dispositivos móveis, fornecendo os resultados de forma rápida e acessível ao usuário.
Abstract: The field of artificial intelligence has played a very important role in current technological development, making machines have a perception of the world similar to humans and are able to perform many difficult tasks with good precision. In this sense, a significant part of artificial intelligence deals with systems that perform actions that require a computer vision system, which acts as a sensor providing high-level information about a given environment. A research area within the field of computational vision studies how to reconstruct and understand a 3D scene from the properties present in 2D images. The results of this line of research become very valuable due to the fact that some moves can be very difficult to be analyzed just by physically watching a game. Thus, computer vision tools are being increasingly used in sports applications, where technical decisions in a given move can be decisive for the match. A sport that has been highly explored in terms of research development is tennis due to its growing dissemination and financial relevance, being responsible for annual turnover of R$1.8 billion in Brazil alone. Thus, this master’s dissertation work aims to develop a system based on computer vision for analyzing tennis games. The implemented system captures videos during the tennis game through cameras installed on the court and processes the images obtained, applying machine learning methods and morphological operations, in order to locate the position of the ball, the lines of the court and the location of the players after processing. In addition, the algorithm determines the moment the ball bounces during the game and analyzes whether it occurred in or out of the field. From the results obtained, the system demonstrated robustness and reliability. These data are made available to players and judges both on the court during the game and through an Android application, also developed in this work. The application aims to allow all data resulting from processing to be accessed from mobile devices, providing the results quickly and accessible to the user.
Keywords: Análise de partida de tênis
Processamento de Imagens
Visão computacional
Detecção de Linhas
Ponto de inflexão da bola
Tennis match analysis
Image processing
Computer vision
Line detection
Ball point inflection
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13046
Issue Date: 26-Mar-2021
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