專利名稱：用于虛擬演播室的景置匹配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及所釆集實(shí)景與三維虛擬場(chǎng)景透視關(guān)系匹配技術(shù)領(lǐng)域，尤 其是涉及一種用于虛擬演播室的景置匹配裝置。
背景技術(shù)：
虛擬演播室技術(shù)經(jīng)過(guò)近十多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步，目前已 進(jìn)入普及應(yīng)用階段。但是，作為虛擬演播室系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)之一的攝像機(jī) 所攝取真實(shí)前景(藍(lán)箱中的節(jié)目主持人或物體)與三維虛擬場(chǎng)景的透視關(guān)系 匹配技術(shù)以及三維虛擬場(chǎng)景與攝像機(jī)位置關(guān)系匹配技術(shù)，現(xiàn)如今都尚欠缺有 效的匹配方法及其裝置。實(shí)踐中，從不同位置、不同角度對(duì)同一物體進(jìn)行 觀測(cè)的視覺(jué)透視效果均存在差異，尤其是在虛擬演播室系統(tǒng)中，更是要快 速并準(zhǔn)確解決置于藍(lán)箱中任意位置的攝像機(jī)所攝取前景與三維虛擬場(chǎng)景 透視關(guān)系之間的匹配問(wèn)題，只有有效解決了攝像機(jī)所攝取的實(shí)際前景與三 維虛擬場(chǎng)景的透視關(guān)系匹配問(wèn)題以及三維虛擬場(chǎng)景與攝像機(jī)位置關(guān)系匹 配問(wèn)題，才能使得真實(shí)場(chǎng)景自動(dòng)融入三維虛擬場(chǎng)景的空間適當(dāng)位置之中， 并使得三維虛擬場(chǎng)景位置關(guān)系與攝像機(jī)位置關(guān)系相匹配，才能夠反映正確 的三維虛擬空間遮擋與透視關(guān)系，并最終使得所播出的畫(huà)面更加真實(shí)，畫(huà) 面效果更好、質(zhì)量更高。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提 供一種用于虛擬演播室的景置匹配裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且使用操作簡(jiǎn)便，能 有效解決前景與三維虛擬場(chǎng)景的透視關(guān)系匹配及攝像機(jī)與三維虛擬場(chǎng)景 的位置關(guān)系匹配問(wèn)題，并能反映正確的三維虛擬空間遮擋與透視關(guān)系。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種用于虛擬演
播室的景置匹配裝置，其特征在于包括置于虛擬演播室中任意位置且對(duì)
前景進(jìn)行攝取的攝像機(jī)、安裝在攝像機(jī)上的俯仰傳感器和平搖傳感器、信
號(hào)輸入單元、對(duì)信號(hào)輸入單元所輸入信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理并換算得出攝
像機(jī)所攝取前景位置和攝像機(jī)當(dāng)前位置坐標(biāo)參數(shù)的信號(hào)處理單元以及與
所述虛擬演播室的三維渲染設(shè)備相接的數(shù)據(jù)輸出單元，所述攝像機(jī)、俯仰
傳感器和平搖傳感器均接信號(hào)輸入單元，信號(hào)輸入單元接信號(hào)處理單元， 信號(hào)處理單元接數(shù)據(jù)輸出單元。
所述信號(hào)處理單元為景置識(shí)別板卡。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且使用操作 簡(jiǎn)便；2、實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理運(yùn)算，能夠準(zhǔn)確快速解決置于藍(lán)箱中任意位 置的攝像機(jī)所攝取真實(shí)前景與三維虛擬場(chǎng)景的透視關(guān)系匹配問(wèn)題以及三 維虛擬場(chǎng)景與攝像機(jī)位置關(guān)系匹配問(wèn)題，使得真實(shí)場(chǎng)景能夠自動(dòng)融入三維 虛擬場(chǎng)景的空間適當(dāng)位置之中，并使得三維虛擬場(chǎng)景位置關(guān)系與攝像機(jī)位 置關(guān)系相匹配，因而能夠反映正確的三維虛擬空間遮擋與透視關(guān)系，使得 最終使得所播出的畫(huà)面更加真實(shí)，畫(huà)面效果更好、質(zhì)量更高；2、應(yīng)用范 圍廣泛，能夠有效應(yīng)用于其他等距離跟蹤、尋蹤技術(shù)領(lǐng)域，例如航天、航 海等行業(yè)。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
l一攝像機(jī)； 2—俯仰傳感器； 3—平搖傳感器；
4一信號(hào)輸入單元； 5-信號(hào)處理單元； 6—景置處理裝置； 7—數(shù)據(jù)輸出單元； 8—景置匹配識(shí)別裝置；9一虛擬演播室渲染圖形
工作站。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型包括置于虛擬演播室中任意位置且對(duì)前景進(jìn)
行攝取的攝像機(jī)1、安裝在攝像機(jī)1上的俯仰傳感器2和平搖傳感器3、 信號(hào)輸入單元4、對(duì)信號(hào)輸入單元4所輸入信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理并換算 得出攝像機(jī)1所攝取前景位置和攝像機(jī)1當(dāng)前位置坐標(biāo)參數(shù)的信號(hào)處理單 元5以及與所述虛擬演播室的三維渲染設(shè)備相接的數(shù)據(jù)輸出單元7，其三 維渲染設(shè)備即虛擬演播室渲染圖形工作站9。其中，所述攝像機(jī)l、俯仰傳 感器2和平搖傳感器3均接信號(hào)輸入單元4,信號(hào)輸入單元4接信號(hào)處理 單元5，信號(hào)處理單元5接數(shù)據(jù)輸出單元7。所述信號(hào)處理單元5為景置 識(shí)別板卡。也就是說(shuō)，信號(hào)輸入單元4、信號(hào)處理單元5和數(shù)據(jù)輸出單元 7三者組成景置處理裝置6;而攝像機(jī)l、俯仰傳感器2、平搖傳感器3和 景置處理裝置6組成景置匹配識(shí)別裝置8。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程是首先，假定虛擬演播室藍(lán)箱中一個(gè)適當(dāng)位置 為坐標(biāo)原點(diǎn)O并建立空間三維坐標(biāo)系，先將攝像機(jī)1的鏡頭即其取相框中的 十字線交錯(cuò)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)坐標(biāo)原點(diǎn)O;再將攝像機(jī)l俯仰和平搖移動(dòng)后，使得其 鏡頭正對(duì)XZ平面或YZ平面，俯仰移動(dòng)的角度為a,平搖移動(dòng)的角度為p 。 實(shí)際使用過(guò)程中，既可以先將攝像機(jī)1進(jìn)行俯仰移動(dòng)后，再進(jìn)行平搖移動(dòng)； 也可以先進(jìn)行平搖移動(dòng)，再相應(yīng)進(jìn)行俯仰移動(dòng)，最終將攝像機(jī)l的鏡頭移 動(dòng)至正對(duì)XZ平面或正對(duì)YZ平面；信號(hào)處理單元5在景深位置識(shí)別算法單
元的支持下先經(jīng)內(nèi)部分析處理得出攝像機(jī)l所攝取真實(shí)前景在所述藍(lán)箱中 的位置坐標(biāo)參數(shù)；信號(hào)處理單元5再根據(jù)俯仰傳感器2和平搖傳感器3所 傳入的角度信號(hào)(即俯仰移動(dòng)角度a和平搖移動(dòng)角度P)處理得出攝像機(jī) 1當(dāng)前所處位置A的坐標(biāo)參數(shù)；信號(hào)處理單元5最后經(jīng)數(shù)據(jù)輸出單元7將 經(jīng)其處理的信號(hào)傳輸給所述三維渲染設(shè)備。所述三維渲染設(shè)備再相應(yīng)經(jīng)方 程矩陣計(jì)算，配合景置匹配識(shí)別裝置8，實(shí)現(xiàn)三維虛擬場(chǎng)景和攝像機(jī)1所攝 取真實(shí)前景的透視關(guān)系匹配和景深位置關(guān)系的無(wú)縫匹配，并實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)1位置和三維虛擬場(chǎng)景位置關(guān)系的匹配，使得真實(shí)場(chǎng)景能夠自動(dòng)融入三維虛擬 場(chǎng)景的空間適當(dāng)位置之中，最終反映出正確的三維虛擬空間遮擋與透視關(guān) 系。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限 制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更 以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種用于虛擬演播室的景置匹配裝置，其特征在于包括置于虛擬演播室中任意位置且對(duì)前景進(jìn)行攝取的攝像機(jī)(1)、安裝在攝像機(jī)(1)上的俯仰傳感器(2)和平搖傳感器(3)、信號(hào)輸入單元(4)、對(duì)信號(hào)輸入單元(4)所輸入信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理并換算得出攝像機(jī)(1)所攝取前景位置和攝像機(jī)(1)當(dāng)前位置坐標(biāo)參數(shù)的信號(hào)處理單元(5)以及與所述虛擬演播室的三維渲染設(shè)備相接的數(shù)據(jù)輸出單元(7)，所述攝像機(jī)(1)、俯仰傳感器(2)和平搖傳感器(3)均接信號(hào)輸入單元(4)，信號(hào)輸入單元(4)接信號(hào)處理單元(5)，信號(hào)處理單元(5)接數(shù)據(jù)輸出單元(7)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的用于虛擬演播室的景置匹配裝置，其特征在 于所述信號(hào)處理單元(5)為景置識(shí)別板卡。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于虛擬演播室的景置匹配裝置，包括置于虛擬演播室中任意位置且對(duì)前景進(jìn)行攝取的攝像機(jī)、安裝在攝像機(jī)上的俯仰傳感器和平搖傳感器、信號(hào)輸入單元、對(duì)信號(hào)輸入單元所輸入信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理并換算得出攝像機(jī)所攝取前景位置和攝像機(jī)當(dāng)前位置坐標(biāo)參數(shù)的信號(hào)處理單元以及與所述虛擬演播室的三維渲染設(shè)備相接的數(shù)據(jù)輸出單元，所述攝像機(jī)、俯仰傳感器和平搖傳感器均接信號(hào)輸入單元，信號(hào)輸入單元接信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元接數(shù)據(jù)輸出單元。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且操作簡(jiǎn)便，能有效解決前景與三維虛擬場(chǎng)景的透視關(guān)系匹配及攝像機(jī)與三維虛擬場(chǎng)景的位置關(guān)系匹配問(wèn)題，并能反映正確的三維虛擬空間遮擋與透視關(guān)系。
文檔編號(hào)H04N5/262GK201282512SQ200820221830
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者肖宗坤, 黃民主 申請(qǐng)人:西安宏源視訊設(shè)備有限責(zé)任公司