PaddleSports：“AI+体育”端到端开发套件及落地实践

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PaddleSports：“AI+体育”端到端开发套件及落地实践

本系列根据WAVE SUMMIT+2022深度学习开发者峰会「开源开放 生态共建」论坛嘉宾分享整理。本文整理自「开源开放 生态共建」百度研究院的资深研究员卢飞翔的主题演讲——PaddleSports：“AI+体育”端到端开发套件及落地实践。
百度3D+AI智慧体育团队针对数据、算法、产品三方面开展工作，基于飞桨框架，面向体育场景打造端到端开发套件PaddleSports，实现AI技术与体育行业的深度融合。


百度智慧体育的发展背景及概览

在新发展阶段，AI技术正驱动着体育实体经济高质量发展。通过以AI技术为箭，自主创新为弦，体育行业为靶，最终实现竞技体育实力提升，全民健身有效落实，体育制造业转型升级，体育服务业提质增效。


如下图所示，百度3D+AI智慧体育团队主要从事以下三个方面的工作。

• 赛事IP数字化。主要以赛事直播、内容生产、体育元宇宙，实现数字化服务。
  
• 智慧场馆2.0。主要将AI技术应用在具体场景中，比如足球、篮球、乒乓球等，最终实现AI导览、AI驻训、AI传播、AI互动等。
  
• 百度智能云智慧体育产业生态圈。通过数据采集和知识沉淀，实现产业升级和价值创造，主要包括科学训练、赛事传播、粉丝互动、智慧场馆。
  

PaddleSports相关简介

如下图所示，PaddleSports是飞桨面向体育场景的端到端开发套件，实现AI技术与体育行业的深度融合，打造“AI+Sports”的标杆案例集。


首先，PaddleSports提供了标注、分割、追踪等功能，实现对海量视频数据的快速处理与高质量标注，再通过飞桨产业级模型库中的模型对标注好的数据进行训练，最后将训练后的结果应用在多场景中，比如足球、乒乓球、花样滑冰等。
PaddleSports采用5W1H产品架构，即从When（时间）、Where（空间）、Who（人物）、What（内容）、Why（探索）、How（执行）六个维度对体育场景所需要的AI技术进行梳理。基于此，PaddleSports能够进行算法模型的整理与开发。同时，能够给客户提供具体软件工具，比如视频拆条、3D姿态等，然后在多场景中进行应用，比如足球、篮球、排球等。


PaddleSports架构设计分为开源工具和产品与解决方案两部分。

• 开源工具：PaddleSports通过开源开放和共享深度学习模型，促进体育生态发展，吸引更多用户从事体育科研。
  
• 产品与解决方案：PaddleSports面向多个客户提供定制化产品，包括国家队、体育总局、科研高校、央视等，具体提供的智能应用产品包括赛事分析、辅助训练、智能剪辑、智能创作等。
  

PaddleSports主要应用

应用1：科学训练，助力跳水梦之队勇夺金牌

百度为中国跳水队打造了一套“3D+AI”跳水训练系统，具有看得清、看得准、看得全、看得懂四大核心亮点。目前，PaddleSports已累计采集分析了9万多条训练视频，队伍日均使用180多分钟，队伍反馈训练效率提升显著。


今年，百度对该跳水训练系统进行了三方面升级。

• 百度为队伍提供跳水运动智能一体机，实现电视转播级别跟拍效果。
  
• 百度对算法工具集进行了升级，使3D姿态估计算法在V100显卡上的推理速度达到400FPS。
  
• 百度为跳水队打造了首个跳水冠军模型解决方案，把专家经验知识与大数据分析进行融合，提高运动成绩，预防运动损伤，助力青训选才，探索冠军运动员的培养模式与训练方式。
  

应用2：助力央视总台北京冬奥会、卡塔尔世界杯节目制作

在冬奥会期间，百度助力央视总台《奥秘无穷》和《荣誉殿堂》两档节目，通过3D+AI技术，对当天或者前一天的比赛进行复盘与技术分析。


下面展示了在自由式滑雪大跳台项目中的同场竞技技术，通过3D还原与虚拟叠加，把单人比赛变成多人同场竞技，冠亚军对比一目了然。


https://www.zhihu.com/video/1593992750189428736
下面展示的是时空定格技术，将奥运冠军的连续动作定格到3D空间，实现360度观看。


https://www.zhihu.com/video/1593992804052680704
下面展示的是结合XR的应用技术，克服了场地、空间、视角的限制，有效增强节目的丰富度。


https://www.zhihu.com/video/1593992852869947392
在卡塔尔世界杯期间，百度助力央视总台《足球盛宴》节目，主要提供3D虚拟还原、量化分析和数字化图片，主要呈现高度、速度、角度等指标，带给观众全新的观赛视角，更好地欣赏比赛的精彩瞬间。


https://www.zhihu.com/video/1593992895362662400
应用3：体育直播，普惠大众比赛的赛事传播诉求

在体育直播领域，百度开发了普惠大众比赛的赛事转播方案。相比于普通转播方案，比如转播车，成本可降低10倍以上，效率可提升200%。同时采用AI无人值守方式提供7×24小时无人直播。


面向长尾赛事（青少年、大众赛事）市场，构建AI摄像机和云导播台智能赛事转播方案，自动进行画面的推、拉、摇、移，实现人球跟踪直播效果。这种直播方案的特色，是无需专业导播和昂贵的转播车，即可让大众体育赛事能够以微小成本，以无人值守的形式，开启一场专业级赛事转播。




AI助力体育，创新价值创造闭环范式

目前，“AI+体育”得益于PaddleSports AI技术工具集和百度智能云体育产业生态圈，通过在科学训练、赛事传播、技术分析、互动体验等方面的相关技术以及产品，进一步推动竞技体育发展，提高健康水平，发展体育经济，发扬体育文化。


最后，百度非常感谢PaddleSports的合作者以及客户，通过开源共享AI技术，用中国技术助力中国体育事业，助力体育强国、健康中国的伟大目标。
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