進球是否有效？讓機器視覺來幫你做“裁判”

多年來，足球裁判一直依靠機器視覺系統來協助他們做出決定。門線技術和視頻助理裁判可以讓足球決策更加公平，但是運動中的高速動作以及不可預測性給系統帶來了許多挑戰。

什么是門線技術(GLT)和視頻助理裁判(VAR)

足球是否完全越過了球門線，能否算作有效進球——這決定的不僅僅是一場比賽這么簡單。有時，它也許會在未來數十年成為專家群體的討論話題和大眾茶余飯后的談資。那次決定了1966年世界杯賽果的"溫布利進球"無疑就是最著名的例子。   

多年來，裁判不僅能依靠自身的感官來做決定，在此基礎上，還可以依靠視覺輔助系統進行準確評估。

門線技術標志著視覺技術開始走進足球場

門線技術(GLT)系統可使用機器視覺來檢查球在球門線上或后面的位置，并向裁判發出判定信號。該系統由德國公司vieww于2013年推出，并于同年獲得了國際足聯(FIFA)認證。這個當時名為GoalControl的系統于次年在2014年巴西世界杯上投入使用。 

為棘手情況提供協助

如今，相機已經不再局限于只在球門線上為裁判提供協助。vieww VAR（視頻助理裁判）系統，包括VOL（虛擬越位線）均已通過了FIFA認證，可為整場比賽采集詳細圖像，從而為裁判提供重要的決策輔助工具。例如在罰球員下場、可能的點球或越位等情況下，可大大減少足球比賽中出現錯誤裁決。  

自2022年以來，vieww GmbH公司及其運營合作伙伴一直在為德國足球聯賽(DFL)配備各種裁判技術。

足球裁判輔助系統面臨的挑戰和需求

足球的重點在于速度和準確度。職業球員需要高速跑動和踢球，但是越位和常規進球的區別往往只有幾厘米或幾毫米之差。更重要的是，體育場內數以萬計的球迷，還有數百萬坐在電視前收看的觀眾，都不希望看到裁判長時間未做出裁決的情況。不言而喻，裁判不僅應該迅速做出裁決，而且裁決結果還應該正確無誤。  

因此，市場和用戶要求使用輔助系統，以高精度和可靠性支持裁判的決策，并快速提供結果。對于VAR系統來說，重要的是能夠實時準確地捕捉和分析球場上出現的各種情形。

門線技術(GLT)和視頻助理裁判(VAR)技術解決方案

在足球場上，門線技術的配置由14臺相機組成，每秒可采集200幀(fps)圖像。因此，最新的vieww GLT系統提供了高水平的球體跟蹤精度，以符合準確足球裁決的要求。國際足聯嚴格把控該系統的可靠性，并且每年均會在各個足球場上對設備進行測試和認證。

包括：Basler ace 2相機

Basler ace 2彩色相機來自Basic系列，配備強大的計算機視覺功能包，借助pylon軟件可實現輕松集成。此外，還可以使用各種Basler固定焦距鏡頭進行圖像采集。Basler ace 2相機是系統的核心，內置于特殊外殼中，與具備功能強大的顯卡和散熱或通風系統的微型計算機配合使用。 

對技術的要求不斷增加

球賽中存在各種高速動作，因此高幀速率是必不可少的要求，但成像質量也是一個重要因素。傳輸到廣播公司的圖像需要具備高質量，以確保清晰可靠地展現賽場情況，預計未來廣播公司對成像質量的要求還將繼續提高。因此，系統必須能夠根據圖像清晰度、對比度、色彩重現等要求調整圖像，保證出色的傳輸效果。

相機系統會根據體育場各自的建筑設計特點進行固定式安裝。這需要事先進行高精度的測量，并考慮相機角度、視場覆蓋范圍以及光線和天氣影響。但是完成校準后，就可以遠程操作系統，為體育場、聯賽和聯盟節省大量成本。 

成像出色，裁決公正

在門線技術(GLT)的基礎上，vieww公司還為視頻助理裁判(VAR)系統提供GLT相機的圖像。為此，vieww公司將SDI信號轉換為高質量的JPEG圖像。每張圖像都是像照片一樣單獨采集的，避免丟失細節。由于ace 2相機以200fps的速度錄制，而非采用電視廣播常見的50fps，因此裁判能掌握有關賽況的更多圖像。同時，vieww公司開發的智能服務器/客戶端設計不需要高數據傳輸率，因此該系統可提供極快的響應時間。

精確到微秒級的相機同步技術可以有效地處理圖像，并將其傳輸到服務器，從而為實時球體跟蹤、電視轉播和比賽數據提供相關數據。如今裁判的手表可準確顯示是否判定進球，傳輸時間不到一秒鐘——圍繞球是否過線而進行數十年的爭論終于成為了歷史。