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：
本實用新型涉及所釆集實景與三維虛擬場景透視關(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)過近十多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了巨大進步，目前已 進入普及應(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 所攝取真實前景(藍箱中的節(jié)目主持人或物體)與三維虛擬場景的透視關(guān)系 匹配技術(shù)以及三維虛擬場景與攝像機位置關(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。實踐中，從不同位置、不同角度對同一物體進行 觀測的視覺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 速并準確解決置于藍箱中任意位置的攝像機所攝取前景與三維虛擬場景 透視關(guān)系之間的匹配問題，只有有效解決了攝像機所攝取的實際前景與三 維虛擬場景的透視關(guān)系匹配問題以及三維虛擬場景與攝像機位置關(guān)系匹 配問題，才能使得真實場景自動融入三維虛擬場景的空間適當位置之中， 并使得三維虛擬場景位置關(guān)系與攝像機位置關(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面更加真實，畫 面效果更好、質(zhì)量更高。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(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)簡單且使用操作簡便，能 有效解決前景與三維虛擬場景的透視關(guān)系匹配及攝像機與三維虛擬場景 的位置關(guān)系匹配問題，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)問題，本實用新型采用的技術(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
前景進行攝取的攝像機、安裝在攝像機上的俯仰傳感器和平搖傳感器、信
號輸入單元、對信號輸入單元所輸入信號進行實時分析處理并換算得出攝
像機所攝取前景位置和攝像機當前位置坐標參數(shù)的信號處理單元以及與
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、俯仰
傳感器和平搖傳感器均接信號輸入單元，信號輸入單元接信號處理單元， 信號處理單元接數(shù)據(jù)輸出單元。
所述信號處理單元為景置識別板卡。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)簡單且使用操作 簡便；2、實時進行數(shù)據(jù)處理運算，能夠準確快速解決置于藍箱中任意位 置的攝像機所攝取真實前景與三維虛擬場景的透視關(guān)系匹配問題以及三 維虛擬場景與攝像機位置關(guān)系匹配問題，使得真實場景能夠自動融入三維 虛擬場景的空間適當位置之中，并使得三維虛擬場景位置關(guān)系與攝像機位 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面更加真實，畫面效果更好、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)。
下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。


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

如圖1所示，本實用新型包括置于虛擬演播室中任意位置且對前景進
行攝取的攝像機1、安裝在攝像機1上的俯仰傳感器2和平搖傳感器3、 信號輸入單元4、對信號輸入單元4所輸入信號進行實時分析處理并換算 得出攝像機1所攝取前景位置和攝像機1當前位置坐標參數(shù)的信號處理單 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l、俯仰傳 感器2和平搖傳感器3均接信號輸入單元4,信號輸入單元4接信號處理 單元5，信號處理單元5接數(shù)據(jù)輸出單元7。所述信號處理單元5為景置 識別板卡。也就是說，信號輸入單元4、信號處理單元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組成景置匹配識別裝置8。
本實用新型的工作過程是首先，假定虛擬演播室藍箱中一個適當位置 為坐標原點O并建立空間三維坐標系，先將攝像機1的鏡頭即其取相框中的 十字線交錯點對準坐標原點O;再將攝像機l俯仰和平搖移動后，使得其 鏡頭正對XZ平面或YZ平面，俯仰移動的角度為a,平搖移動的角度為p 。 實際使用過程中，既可以先將攝像機1進行俯仰移動后，再進行平搖移動； 也可以先進行平搖移動，再相應(yīng)進行俯仰移動，最終將攝像機l的鏡頭移 動至正對XZ平面或正對YZ平面；信號處理單元5在景深位置識別算法單
元的支持下先經(jīng)內(nèi)部分析處理得出攝像機l所攝取真實前景在所述藍箱中 的位置坐標參數(shù)；信號處理單元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(即俯仰移動角度a和平搖移動角度P)處理得出攝像機 1當前所處位置A的坐標參數(shù)；信號處理單元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 程矩陣計算，配合景置匹配識別裝置8，實現(xiàn)三維虛擬場景和攝像機1所攝 取真實前景的透視關(guān)系匹配和景深位置關(guān)系的無縫匹配，并實現(xiàn)攝像機1位置和三維虛擬場景位置關(guān)系的匹配，使得真實場景能夠自動融入三維虛擬 場景的空間適當位置之中，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，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限 制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更 以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(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前景進行攝取的攝像機(1)、安裝在攝像機(1)上的俯仰傳感器(2)和平搖傳感器(3)、信號輸入單元(4)、對信號輸入單元(4)所輸入信號進行實時分析處理并換算得出攝像機(1)所攝取前景位置和攝像機(1)當前位置坐標參數(shù)的信號處理單元(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(1)、俯仰傳感器(2)和平搖傳感器(3)均接信號輸入單元(4)，信號輸入單元(4)接信號處理單元(5)，信號處理單元(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 于所述信號處理單元(5)為景置識別板卡。
專利摘要本實用新型公開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前景進行攝取的攝像機、安裝在攝像機上的俯仰傳感器和平搖傳感器、信號輸入單元、對信號輸入單元所輸入信號進行實時分析處理并換算得出攝像機所攝取前景位置和攝像機當前位置坐標參數(shù)的信號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、俯仰傳感器和平搖傳感器均接信號輸入單元，信號輸入單元接信號處理單元，信號處理單元接數(shù)據(jù)輸出單元。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單且操作簡便，能有效解決前景與三維虛擬場景的透視關(guān)系匹配及攝像機與三維虛擬場景的位置關(guān)系匹配問題，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H04N5/262GK201282512SQ200820221830
公開日2009年7月29日 申請日期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 申請人:西安宏源視訊設(shè)備有限責(zé)任公司