Sportstars, Teams und Sportveranstalter zählen zu den Hauptnutzern der Bildverarbeitungstechnik (BV). Denn mit deren Hilfe lässt sich viel analysieren: etwa ein Golfschwung oder die Strömungsdynamik bei Schwimmern, um spezielle Badebekleidung zu entwickeln. BV trägt dazu bei, dass Sportler ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern können und der Sport an sich fairer wird.

Der Einsatz der Bildverarbeitungstechnik steigt, da hierdurch in vielen Bereichen mehr Effizienz und Genauigkeit erzielt werden können. Die Anzahl der Branchen, die davon profitieren, ist immens. Im Laufe der Zeit haben sich immer mehr und auch sehr unterschiedliche Einrichtungen für die Vorteile dieser Technik entschieden. Einer der ersten nicht-industriellen Bereiche, die diese Technik nutzten, war der Sport. Top-Athleten sind zielstrebig: Der Erfolgsdruck sowie finanzielle Hintergründe mancher Profis oder Teams ermuntern diese, jedes legale Mittel - manchmal sogar illegale - einzusetzen, um zu gewinnen.
Im Spitzensport werden Rennen meist in Bruchteilen von Sekunden entschieden. Clive Woodward, Trainer des englischen Teams im Rugby World Cup 2003, sagte einmal: „Es geht nicht darum, etwas 100% besser zu machen, sondern darum, 100 Dinge 1% besser zu machen." Im Film „Any Given Sunday" über American Football beschreibt Al Pacinos Rolle den Sport als „Spiel um Zentimeter": „Der Spielraum für Fehler ist klein: Ein halber Schritt zu spät oder zu früh, und es reicht nicht. Eine halbe Sekunde zu langsam oder zu schnell, und man fängt den Ball nicht. Die Zentimeter, die wir brauchen, sind überall um uns herum. Sie sind in jeder Spielunterbrechung, in jeder Minute und in jeder Sekunde."
Genau hier können Bildverarbeitungssysteme helfen, den Sportlern ein paar Zentimeter mehr zu geben - den Bruchteil von einem Prozent, der zwischen Sieg und Niederlage entscheidet.

Bewegungsabläufe verbessern

Im Sportbereich kamen Bildverarbeitungssysteme erstmals bei der Analyse des Golfschwungs zum Einsatz. Mit Hilfe der Videotechnik wurden Haltung, Schwung und Durchzug analysiert und mit Aufzeichnungen anderer Golfer verglichen. Nur eine einfache bildgebende Kamera mit hoher Bildrate war erforderlich. Die Aufzeichnung konnten dann an einen PC übermittelt werden, auf dem eine - nach heutigen Maßstäben - sehr einfache Analysesoftware lief. Diese Technik wurde schnell von anderen Sportlern übernommen, um Verbesserungen im Bewegungsablauf zu erzielen, vor allem bei Läufern (Hürdenlauf), Radfahrern (Tritttechnik, aerodynamische Position) und Ruderern (Reichweite, Körperhaltung und Rudertiefe).

Analyse in Echtzeit

Auch Sportveranstalter setzen immer mehr auf Bildverarbeitungstechnik: Systeme mit mehreren Kameras und hoher Rechenleistung ermöglichen Echtzeitanalysen und genaue Vorhersagen der Flugbahn und können Spiele fairer machen.
Beispielsweise kommt bei der Entscheidungsfindung im Tennis und Cricket die Hawk-Eye-Kamera von Sony zum Einsatz. Dabei wird die Flugbahn des Balls visuell verfolgt und die Aufzeichnung des statistisch wahrscheinlichsten Weges als bewegliches Bild dargestellt. Hawk-Eye bietet eine Genauigkeit von 3,6 mm - selbst wenn die Ballgeschwindigkeit über 260 km/h beträgt. Zusammen mit dem magnetischen Induktionssystem GoalRef des Fraunhofer Instituts laufen derzeit Versuche des Weltfußballverbands FIFA, eine Torlinientechnik zur Weltmeisterschaft 2014 in Brasilien einzuführen.
Hawk-Eye verwendet Bild- und Zeitdaten unterschiedlicher Highspeed-Videokameras, die sich rund um das Spielfeld befinden, zur Bestimmung der Ballposition. Beim Tennis kommen 10 dieser Kameras zum Einsatz. In Echtzeit nutzt das System mindestens zwei Kameras, um eine 3D-Position zu berechnen, den Ball zu verfolgen und die kommende Flugbahn vorherzusagen.

Strömungswiderstand senken

Eine neue Entwicklung kommt aus Dänemark: Die Unternehmen 4DDynamics und Speedo nutzen die Bildverarbeitungstechnik, um Computer-Modelle von Schwimmern zu erstellen, die sie fördern, darunter auch Michael Phelps. Einmal erstellt, lassen sich die Avatare digital handhaben und in ein rechnerisch erzeugtes fluiddynamisches Modell einbinden. Die gewonnenen Daten werden dazu verwendet, spezielle Badebekleidung zu entwickeln, um die Hydrodynamik der Schwimmer zu verbessern. 80% des Strömungswiderstands eines Schwimmers wird durch seine Körperform verursacht. Speziell angepasste Badebekleidung aus Lycra, welche die Oberschenkel, das Gesäß und die Brust umfasst, ermöglichte es dem Sportbekleidungshersteller, den Strömungswiderstand von Sportlern um 16% zu senken.
Speedo entwickelte auch eine Badekappe mit minimaler Faltenbildung, bei der sich das Haar in einer Ausformung zwischen Kopf und Nacken befindet. Das Unternehmen schätzt, dass damit 3,4% weniger Strömungswiderstand als bei herkömmlichen Silikon-Badekappen erreicht werden. Auch hydrodynamische Schwimmbrillen wurden entwickelt, um einen durchgehenden Ablauf des Wassers über dem Kopf und entlang der Augen zu gewährleisten. Damit verringert sich der Strömungswiderstand mit Schwimmbrillen um 2,2%. Immerhin investierte der dänische Hersteller 55.000 Stunden Forschung in dieses Projekt und Millionen von Euro in das Sponsoring von Sportlern. 100% Datengenauigkeit sind daher von hoher Bedeutung, um den Wettbewerbsvorteil zu maximieren.

Ganzkörpermodell in Minuten

Die neueste Version des Body-Scanners von 4DDynamics, IIID Evolution, vereint 29 Kameras vom Typ SX90 von Sony. Sie benötigt keine externe Beleuchtung und keine Nachbearbeitung der Daten. Diese werden an einen Laptop übertragen und die Algorithmen erstellen das Ergebnis in nur fünf Minuten.

Top-Sportler versuchen kleine Verbesserungen in vielen Bereichen zu erzielen, sei es durch genaue technische Analysen oder durch die Entwicklung eigens angepasster Kleidung, die hydrodynamischer ist. Bildverarbeitungssysteme können einen Teil dieser Verbesserungen mitbewirken.