[發明專利]一種用于體育比賽的圖形生成系統

有效

• 申請號: 200910244300.3
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN102118568A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 馬菲瑩
• 申請（專利權）人: 新奧特（北京）視頻技術有限公司
• 主分類號: H04N5/262
• 分類號: H04N5/262;H04N5/272
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

技術領域

本發明涉及電視節目制作的技術領域，特別是涉及一種用于體育比賽的圖形生成系統。

背景技術

虛擬體育系統是從由虛擬演播室技術發展而來，它屬于虛擬演播室技術的很重要的一個分支。虛擬演播室是近年發展起來的一種獨特的電視節目制作技術。它的實質是將計算機制作的虛擬三維模型與攝像機現場拍攝的物體活動圖像進行數字化的實時合成，使物體圖像與虛擬背景能夠同步變化，從而實現兩者的融合，以獲得完美的合成畫面。虛擬演播室技術是在傳統色鍵摳像技術的基礎上，充分利用了計算機三維圖形技術和視頻合成技術，根據攝像機的位置與參數，使三維虛擬場景的透視關系與前景保持一致，經過色鍵合成后，使得前景中的圖像看起來完全處于計算機所產生的三維虛擬場景中，而且能在其中運動，從而創造出逼真的、立體感很強的電視演播室效果。相應地，虛擬體育技術就是將靜態或動畫3D圖像迭加到體育競賽直播節目的畫面上。不管攝像機是否移動，都能讓圖形固定在某個位置不動，讓視覺上覺得這些3D圖形是直播畫面的一部份。

虛擬體育系統的關鍵技術包括：三維圖形生成技術和攝像機定位技術。現有技術中，這兩個技術通常在一個圖形工作站中完成，即在一個圖形工作站中，通過實時獲取攝像機跟蹤用的傳感裝置返回相關的攝像機參數，將背景圖形的三維圖元按照當前攝像機參數進行渲染，以使當前的虛擬三維圖元就和當前真實攝像機相匹配。

現有技術中，色鍵合成通常是將攝像機采集的前景圖像與計算機產生的三維虛擬場景簡單疊加，即其合成畫面的顯示僅僅有前景圖像和三維場景兩層，然而，在虛擬體育系統的直播畫面中，往往需要將虛擬三維場景置于兩層前景圖像之間，例如，需要顯示為，運動員以及裁判等人員在虛擬物體上面，同時這些虛擬物體又是在草地或者水面等場地上面，而采用現有技術則很難達到這種虛實結合的效果。

然而，在實際中可能出現的一種情形為在賽事直播時，一方面要渲染三維場景播出，另一方面要實時計算當前越位線這些需要人工干預的項目的實時三維數據，從而影響渲染的效率和直播的安全性。

此外，在賽事直播時，往往還需要相關技術人員針對不同的比賽修改相應的顯示模板，不僅使得操作繁瑣，還有可能因為技術人員的誤操作影響直播。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于體育比賽的圖形生成系統，以提高控制的靈活性、渲染的效率，以及，直播的安全性。

為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了一種用于體育比賽的圖形生成系統，包括：

攝像機，用于采集前景圖像的視頻信號，并傳送至色鍵合成器、第一圖形工作站和第二圖形工作站；

傳感裝置，用于獲取攝像機的定位信息以及傳感器參數，并傳送至第一圖形工作站和第二圖形工作站；

第一圖形工作站，包括渲染模塊和信號混合輸出模塊，所述渲染模塊用于依據所述攝像機的定位信息以及傳感器參數渲染三維圖形的播出模板，所述播出模板中包括描述不同播出屬性的多個替換單元；所述信號混合輸出模塊用于依據所述播出控制信息將相應的直播顯示數據及前景信號進行混合輸出；

第二圖形工作站，包括數據處理模塊和數據傳輸模塊，所述數據處理模塊用于依據所述攝像機定位信息以及傳感器參數計算賽事直播中的相關顯示數據；所述數據傳輸模塊用于將所述直播顯示數據傳輸至播出控制模塊；

播出控制模塊，包括與所述第二圖形工作站連接的關聯子模塊和播控信息生成子模塊，所述模板關聯子模塊用于建立模板中替換單元與對應直播顯示數據的關聯關系，獲得已配置好播出屬性的三維圖形顯示數據；所述播控信息生成子模塊，用于在控制播出時，生成相應三維圖形顯示數據的播出控制信息；以及，與所述第一圖形工作站連接的傳送子模塊，用于將所述播出控制信息發送至第一圖形工作站；

色鍵器，與第一圖形工作站連接，用于將所述混合輸出信號作為色鍵背景，將相應的前景信號作為色鍵前景進行合成輸出。

優選的，所述的系統，還包括：

轉換器，連接在所述傳感裝置與第一圖形工作站及第二圖形工作站之間。

優選的，所述傳感裝置與第一圖形工作站及第二圖形工作站之間采用雙軸線傳輸。

優選的，所述播出控制模塊采用以太網與所述第二圖形工作站和第一圖形工作站連接。

優選的，所述色鍵器通過數字視頻線與第一圖形工作站連接。

優選的，所述三維圖形播出模板根據不同種類的比賽設置。

優選的，所述播出控制模塊的關聯子模塊包括：

命令接收單元，用于接收預先配置的命令；