此系列文章用于记录和回顾开发越位线系统的过程，平时工作较忙，有空时更新。

越位线技术

越位技术已被用于图形化分析足球中潜在的越位情况。

自 2018 年将视频助理裁判 （VAR） 引入比赛规则以来，人们越来越关注准确确定越位并根据这些越位做出自信决定的能力。国际足联在 2016 年至 2019 年间进行的研究表明，此类虚拟线最常见的误差来源是场地的地形（尤其是场地外倾角）、摄像机角度失真、球员遮挡和跟踪单个身体部位的问题。

虚拟越位线技术归属于裁判技术，另外两项裁判技术是视频助理裁判技术和球门线技术。

下面的视频是FIFA的越位线技术介绍，我在实际开发越位线技术的过程中研究了该视频内容的细节无数次。。

FIFA认证

虚拟越位线技术要想在比赛中使用首先要获得FIFA认证，认证流程如下

这是2023年发布的标准中的认证流程，右边分为Standard和SAOT，SAOT是引入了骨骼跟踪的半自动越位线技术，在23年的测试中SAOT属于可选项，取得Standard认证即可在赛事中使用，实际在现场真正参加SAOT测试的也只有Hawk一家。

那这两个有什么区别呢？看下面两张图，区别就在左上角的图标上，一个是FIFA QUALITY，一个是FIFA QUALITY PRO。

遗憾的事，这项技术曾经也是被国外垄断的，其实基本也就是一家公司-英国鹰眼（Hawk-eye），该公司2011年被索尼收购，现在业内基本都都喊他索尼。

我们从20年启动到23年拿到认证用了3年时间，共参加了3次测试，2次远程（疫情出不去），1次现场，第三次也就是23年在德国现场测试的时候拿到了Standard认证。从23年开始，认证周期也改成了4年一次，也就是说下次认证在27年。

FIFA越位线认证测试内容

项目启动对于技术人来说，最重要的还是要搞清楚认证测试内容，才能开展后续的软件设计开发工作。

简单点说，在一个球场内需要测试20个场景，也就是说需要绘制20次越位线。其中2D场景10次，3D场景10次。那么如何判断绘制越位线的准确度呢，官方会预先使用全站仪在场地中测量出越位线的位置，然后在两侧放置marker标记。如下图所示

评分通过marker标记（直径10cm）评估，越位线经过marker靠内侧区域扣1分、外侧区域2分、超出marker 3分，扣分总分超过10分即考试失败，只要有一次越位线超出marker也是考试失败。

什么是2D测试和3D测试呢，测试中也称为block1和block2。block1视频画面范围较大，越位线长度贯穿整个球场68米，绘制参考是球员踩在地上的脚，不存在找地面投影点的问题，marker内边缘间距50cm。block2视频画面范围相对较小，越位线长度不低于20米，绘制参考是一个悬空的球鞋，marker间距40cm。

block1和block2单独计分。每个block绘制10个场景，20张图像，每个场景绘制两张。如下图，场地至少3个越位线相机，分别是左16米相机、主相机、右16米相机，当球员在左半场时，需要在左16米相机和主相机绘制，在右半场同理。

这里分析一下，block1-2D场景越位线绘制68米，这样的话上下边线都在画面中，画面分辨率为1080p，那么画面高度1080个像素至少拍摄了68米的范围，换算一下平均像素精度低于6.3cm，距离相机较远的上半场精度将更低（尤其是主相机、球员在左上角）,超过10cm。两个marker之间的距离是50公分，则误差允许范围是正负25cm，允许误差在1-2个像素，操作绘制时用鼠标选球员脚尖位置。这时放大后选择脚尖，图像可能是糊的。

这里还有一个线宽的问题，需要交代，由于是提交的是包含越位线的图像，线是由像素点组成的，验收结果时以线前缘为准（靠近球门线的方向）。

block2-3D场景绘制范围较小，大于20米，允许误差正负20cm，困难的是，画面内容少，球鞋悬空，找到球鞋前端的地面投影点比较有挑战，另外相机画面内容少，给相机参数求解带来困难。

相机由摄影师控制跟随比赛移动，对应到CV上代表内参、外参、畸变系数均在实时变化，而能拿到的信息只有过来的视频流，需要在这种条件下完成相机的参数求解工作。这时可参考的信息只有球场的先验参数，比如场地的尺寸，白线的位置。FIFA球场尺寸的标准并非固定数据而是范围，另外球场不平，为了排水会设计坡度，这些也给求解带来的较大的困难。

蓝色未考虑坡度