[發(fā)明專利]攝影機(jī)自動(dòng)瞄準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110202488.2
• 申請(qǐng)日: 2011-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN102231800A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳逸夫;洪均庭;張鶴薰;陳偉修
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中華電信股份有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/232
• 分類號(hào): H04N5/232;G06T7/00
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香;曾旻輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種以單一或多攝影機(jī)拍攝環(huán)境為基礎(chǔ)的攝影機(jī)自動(dòng)瞄準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

在本發(fā)明之前并無確切的技術(shù)可達(dá)到此效果，傳統(tǒng)拍攝活動(dòng)進(jìn)行時(shí)，僅使用數(shù)臺(tái)攝影機(jī)捕捉場(chǎng)景，每一部攝影機(jī)皆依靠人為方式操控，觀眾在同一時(shí)間僅能收看到預(yù)先安排好的特定角度畫面，但此拍攝模式取得的影像，無法應(yīng)用于多視角互動(dòng)電視系統(tǒng)。

多視角互動(dòng)電視系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)與觀眾進(jìn)行更彈性的互動(dòng)，觀眾可在每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)任意切換到不同的角度欣賞特定畫面，為了達(dá)到視角切換的效果，在攝影機(jī)取像時(shí)，必須于拍攝場(chǎng)景架設(shè)多部攝影機(jī)，同時(shí)同步擷取不同角度的畫面，若是以傳統(tǒng)方式操作攝影機(jī)，每次拍攝前，都必須以手動(dòng)方式重新瞄準(zhǔn)攝影機(jī)，將每臺(tái)攝影機(jī)的畫面中心對(duì)準(zhǔn)至拍攝場(chǎng)景的某一參考點(diǎn)，所耗時(shí)間甚巨，且以人為方式瞄準(zhǔn)，用人眼來調(diào)整瞄準(zhǔn)物的位置，每次判斷準(zhǔn)則不一，容易造成瞄準(zhǔn)結(jié)果誤差。

現(xiàn)有技術(shù)中，中華臺(tái)灣專利I303012“排除環(huán)場(chǎng)攝影機(jī)安裝角度限制的環(huán)場(chǎng)影像處理方法及系統(tǒng)”，其系統(tǒng)僅提供架設(shè)的方法，用以排除傳統(tǒng)環(huán)場(chǎng)攝影機(jī)的安裝限制，并無提出可快速瞄準(zhǔn)多部攝影機(jī)的方法，雖可擷取360度視野的影像，但此拍攝模式取得的影像無法應(yīng)用于多視角互動(dòng)電視系統(tǒng)，由于多視角互動(dòng)電視系統(tǒng)可呈現(xiàn)同一時(shí)間點(diǎn)不同角度的畫面，為了達(dá)到視角切換的效果，必須使拍攝物體在每臺(tái)攝影機(jī)畫面中的相對(duì)位置保持一致，因此拍攝前須對(duì)每部攝影機(jī)進(jìn)行瞄準(zhǔn)的步驟。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種使多部攝影機(jī)自動(dòng)瞄準(zhǔn)的方法，有別于傳統(tǒng)每次拍攝之前須以人力瞄準(zhǔn)每一部攝影機(jī)，以自動(dòng)化的方式提供使用者快速瞄準(zhǔn)多部攝影機(jī)，并提高瞄準(zhǔn)的精確度。

達(dá)成上述發(fā)明目的攝影機(jī)自動(dòng)瞄準(zhǔn)方法，是采用樣板采集和樣板比對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)，當(dāng)多攝影機(jī)環(huán)境需要做瞄準(zhǔn)時(shí)，先利用手動(dòng)瞄準(zhǔn)方式瞄準(zhǔn)每一臺(tái)攝影機(jī)，并將瞄準(zhǔn)好的畫面各自儲(chǔ)存為樣板，每次欲拍攝前，須確保攝影機(jī)影像中心與手動(dòng)瞄準(zhǔn)時(shí)的參考點(diǎn)畫面一致，若畫面與原先不同，需將攝影機(jī)移動(dòng)至原來位置，以確保參考點(diǎn)在每臺(tái)攝影機(jī)的相對(duì)位置相同，在瞄準(zhǔn)時(shí)每臺(tái)攝影機(jī)即以各自儲(chǔ)存的樣板為基準(zhǔn)，將參考點(diǎn)置于畫面中的相同位置。除第一次須手動(dòng)瞄準(zhǔn)外，每次重新拍攝時(shí)，每臺(tái)皆以電腦程式執(zhí)行瞄準(zhǔn)程序，從攝影機(jī)所捕捉的影像畫面里，尋找與樣板最相似的模板，并移動(dòng)攝影機(jī)角度，使模版置于攝影機(jī)擷取畫面的最佳位置上，不同于以往以手動(dòng)方式輪流瞄準(zhǔn)每一部攝影機(jī)，以此演算法則，拍攝前只需將目標(biāo)物放至場(chǎng)景中60秒，即可自動(dòng)瞄準(zhǔn)完畢。

本攝影機(jī)自動(dòng)瞄準(zhǔn)方法主要架構(gòu)于多視角互動(dòng)電視服務(wù)系統(tǒng)上，多視角互動(dòng)電視服務(wù)系統(tǒng)利用多視角取像技術(shù)，呈現(xiàn)不同角度的觀賞畫面，為了達(dá)到視角切換的效果，需采用多部攝影機(jī)同時(shí)在不同角度拍攝同一物體，取得同一時(shí)間點(diǎn)不同面向的畫面，而多部攝影機(jī)拍攝時(shí)，除具備同步功能外，每部攝影機(jī)需在拍攝之前指向同一拍攝物體，且該拍攝物體在每臺(tái)攝影機(jī)畫面中的相對(duì)位置必須一致，當(dāng)觀眾欲切換到下一個(gè)視角時(shí)，拍攝物體在畫面中的位置不會(huì)呈現(xiàn)不規(guī)則的移動(dòng)，使畫面的轉(zhuǎn)變能達(dá)到平順且無突兀的跳動(dòng)感，自動(dòng)瞄準(zhǔn)方法透過程式尋找拍攝物體位置，不僅統(tǒng)一搜尋過程的精確度，且可快速完成瞄準(zhǔn)步驟，其主要核心技術(shù)包含樣板采集、樣板比對(duì)和快速收斂法三大類，分別敘述如下：

1.樣板采集是以手動(dòng)方式設(shè)定一瞄準(zhǔn)樣板，將每臺(tái)攝影機(jī)影像中心對(duì)準(zhǔn)至拍攝場(chǎng)景的某一參考點(diǎn)后，從攝影機(jī)所捕捉到的瞄準(zhǔn)過后畫面，以拍攝物體為中心取一個(gè)正方形的畫面區(qū)塊，將之各自儲(chǔ)存為樣板，作為攝影機(jī)自動(dòng)瞄準(zhǔn)時(shí)的參考。

2.樣板比對(duì)是利用電腦程式將捕捉到的影像由左上角開始尋找，以由左至右、由上至下的規(guī)則擷取與樣板相同大小的影像，與由樣板采集步驟中所取得的樣版采用以相似度量測(cè)為基礎(chǔ)的比對(duì)方法進(jìn)行比對(duì)，尋找與儲(chǔ)存樣板相似度最高的畫面區(qū)塊作為移動(dòng)目標(biāo)，在瞄準(zhǔn)的過程中需多次重復(fù)樣板比對(duì)及攝影機(jī)移動(dòng)步驟，才可將參考點(diǎn)自動(dòng)移動(dòng)至原先手動(dòng)瞄準(zhǔn)所取得的參考位置上，節(jié)省重復(fù)瞄準(zhǔn)所花的時(shí)間。比對(duì)樣板時(shí)常用的相似度量測(cè)的方法有正規(guī)化相關(guān)系數(shù)法(normalized?correlation)、均方差(mean?square?difference)、絕對(duì)差值合(sum?of?absolute?differences)、交叉相關(guān)系數(shù)法(cross-correlation?coefficient)與像素比標(biāo)準(zhǔn)差(standard?deviation?of?pixel?ratio)，本發(fā)明的最佳實(shí)施例為正規(guī)化相關(guān)系數(shù)法（normalized?correlation)。