[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于傳感器的室外攝像機(jī)跟蹤的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310596129.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103729839B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閻鶴凌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新奧特（北京）視頻技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/80
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/80
• 代理公司: 北京潤(rùn)澤恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 趙娟

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于傳感器的室外攝像機(jī)跟蹤的方法，包括：標(biāo)定攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)，所述攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)包括焦距、光心圖像坐標(biāo)、畸變參數(shù)和云臺(tái)參數(shù)；獲取攝像機(jī)外參數(shù)，所述攝像機(jī)外參數(shù)包括正交矩陣和光心世界坐標(biāo)；依據(jù)所述攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和攝像機(jī)外參數(shù)生成投影矩陣；依據(jù)所述投影矩陣，在字幕機(jī)上播出虛擬圖形。本發(fā)明在不增加標(biāo)志板面積的基礎(chǔ)上，提高了攝像機(jī)標(biāo)定的精度，從而提高了攝像機(jī)跟蹤的精度，以適用于高質(zhì)量高效率體育轉(zhuǎn)播信號(hào)的處理與增強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及攝像機(jī)標(biāo)定的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于傳感器的攝像機(jī)標(biāo)定與跟蹤的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在電視轉(zhuǎn)播過(guò)程中，常需要在電視畫(huà)面上疊加虛擬圖形以幫助觀眾更好地理解和欣賞所收看的電視節(jié)目。尤其是在體育賽事的轉(zhuǎn)播過(guò)程中，針對(duì)不同的體育項(xiàng)目，需要因地制宜地在比賽場(chǎng)上展示比賽成績(jī)、場(chǎng)地特征、運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)、贊助商等信息，例如，需要在田徑項(xiàng)目的比賽中展示世界記錄線(xiàn)，在游泳項(xiàng)目的比賽中展示泳道上所鋪設(shè)的國(guó)旗，以及，在足球項(xiàng)目的比賽中展示越位線(xiàn)和罰球9碼線(xiàn)等，這些虛擬圖形往往需要作為實(shí)際場(chǎng)景的一部分，融合到實(shí)際場(chǎng)景之中。

為了實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合的效果，需要解決攝像機(jī)跟蹤的問(wèn)題，即需要解決計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤攝像機(jī)的變化，以求在攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或變焦的同時(shí)，虛擬圖形也能進(jìn)行相應(yīng)地變化，讓虛擬圖形和實(shí)際場(chǎng)景始終貼合。

為了解決攝像機(jī)跟蹤的問(wèn)題，通常采用的技術(shù)主要有兩種方法，傳感器方法和圖像方法。具體而言，傳感器方法是通過(guò)在攝像機(jī)云臺(tái)的齒輪中內(nèi)嵌傳感器，實(shí)時(shí)記錄攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或變焦信息，從而計(jì)算出虛擬圖形的相應(yīng)變化；圖像方法是通過(guò)對(duì)場(chǎng)景的直接識(shí)別，計(jì)算出攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或變焦時(shí)場(chǎng)景在圖像空間的變化，從而計(jì)算出虛擬圖形的相應(yīng)變化。

對(duì)于傳感器方法而言,需要事先進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定以確定攝像機(jī)的基本參數(shù)，攝像機(jī)標(biāo)定的精度將決定攝像機(jī)跟蹤的效果。當(dāng)被拍攝物體到攝像機(jī)距離較長(zhǎng)時(shí)，被拍攝物體在畫(huà)面中較小，在田徑項(xiàng)目和游泳項(xiàng)目比賽中，攝像機(jī)工作的聚焦值通常為50米，當(dāng)標(biāo)志板面積達(dá)到10平方米以上的時(shí)，才能在畫(huà)面中分辨出標(biāo)志板的格點(diǎn)來(lái)進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定。10平方米以上的標(biāo)志板不僅運(yùn)輸困難，而且制作精度難以保證，因此，造成攝像機(jī)標(biāo)定難以完成或者標(biāo)定不夠準(zhǔn)確的情況，從而造成攝像機(jī)跟蹤難以完成或者跟蹤的效果不夠準(zhǔn)確。

對(duì)于圖像方法而言，由于場(chǎng)地容易受到人員或其它物體遮擋或污損，極易造成在實(shí)際中無(wú)法選點(diǎn)或者選點(diǎn)不準(zhǔn)確的情況，對(duì)場(chǎng)地的識(shí)別就難以完成或者識(shí)別不夠準(zhǔn)確，從而虛擬圖形的疊加就難以完成或者疊加不夠準(zhǔn)確。

因此，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題就是：提供一種基于傳感器的攝像機(jī)標(biāo)定與跟蹤的方法及系統(tǒng)，用以在不增加標(biāo)志板面積的基礎(chǔ)上，提高攝像機(jī)標(biāo)定的精度，從而提高攝像機(jī)跟蹤的精度，以適用于高質(zhì)量高效率體育轉(zhuǎn)播信號(hào)的處理與增強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于傳感器的室外攝像機(jī)跟蹤的方法及系統(tǒng)，用以在不增加標(biāo)志板面積的基礎(chǔ)上，提高攝像機(jī)標(biāo)定的精度，從而提高攝像機(jī)跟蹤的精度，以適用于高質(zhì)量高效率體育轉(zhuǎn)播信號(hào)的處理與增強(qiáng)。

為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)公開(kāi)了一種基于傳感器的室外攝像機(jī)跟蹤的方法，包括：

標(biāo)定攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)，所述攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)包括焦距、光心圖像坐標(biāo)、畸變參數(shù)和云臺(tái)參數(shù)；

獲取攝像機(jī)外參數(shù)，所述攝像機(jī)外參數(shù)包括正交矩陣和光心世界坐標(biāo)；

依據(jù)所述攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和攝像機(jī)外參數(shù)生成投影矩陣；

依據(jù)所述投影矩陣，在字幕機(jī)上播出虛擬圖形。

優(yōu)選地，在所述依據(jù)所述攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和攝像機(jī)外參數(shù)生成投影矩陣的步驟之前，還包括：

對(duì)所述攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和攝像機(jī)外參數(shù)按照預(yù)置規(guī)則進(jìn)行調(diào)整，獲得調(diào)整后的攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和攝像機(jī)外參數(shù)。