CN101742096A - 多视角互动电视系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多视角互动电视系统与方法，是利用多部摄影机组成的环绕摄影机模组，连接取像服务器同时同步拍摄不同视角的技术，将内容经多视角视讯处理器及串流媒体服务器进行适当分类、处理及储存后，通过网路传送至用户端，用户端再以机上盒控制所欲接收的视讯内容。本发明相较于以往的视讯内容服务技术，可允许使用者可选择不同的观看角度以及场景深度，而非被动地接收单一视讯内容，因此可提供更多元化的服务方式。
Description
技术领域
本发明是关于多视角互动电视系统与方法，特别是指利用多视角拍摄及视讯处理技术，提供多视角影片来源，令使用者拥有更完整的主控权操作模式，可通过不同视角及景深来欣赏同一场景。
背景技术
在本发明之前并无完整系统可达成此服务，目前的数位电视服务仅提供频道转换，并且由于播放的内容在影片制作初期就已被决定，无法临时更改，因此使用者在同一播放频道中仅能观赏到固定内容，不具有选择性，亦无法参与互动。
在进行拍摄工作时，同一场景通常只利用数台摄影机捕捉关键镜头，拍摄结束后再通过后制剪辑成一部影片，而只有导演一人有权决定哪些镜头才具有关键性，值得被保留。故在同一场景中若同时存在多位角色，使用者通常只会看到某一角色的特写画面，或是包含多位角色的远拍画面，并无法随心所欲地选择此时此刻最想观赏的人物或场景，而只能被动地接受事先安排好的内容。
在转播球赛中，当裁判的判决具有争议性时，若在此瞬间有数十个观赏角度可以选择，则除了裁判外，观众也可切换到最适合自己的角度来判断结果，相较于以往只能接收固定资料画面，多视角互动电视系统将大幅增加临场感与参与感。
综上所述，传统的数位电视服务互动性较低，使用者仅能选择频道，并无法锁定特定频道再更进一步地进行互动，即使采用随选视讯(Video on Demand；VOD)的服务方式，目前能提供的互动模式仍非常有限。
由此可见，上述现有方式仍有诸多不足，实非良好的设计，而亟待加以改良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多视角互动电视系统与方法，除了传统的服务功能外，搭配多视角拍摄技术提供多视角影片来源，除了可提供切换视角的功能，亦可切换场景深度(Zoom In and Zoom Out)，使用者可通过机上盒(Set-TopBox，STB)及遥控器进行操作。
达成上述发明目的的多视角互动电视系统，包含：
a.环绕摄影机模组，由数台摄影机组成环场的拍摄环境，将拍摄画面传送至取像服务器；
b.取像服务器，由环绕摄影机模组取得实际拍摄画面，经分类储存后，将带有时间及空间资讯的多媒体档案传送至多视角视讯处理器；
c.多视角视讯处理器，对接收的多媒体档案进行压缩处理及多视角处理，并将经讯号处理过的多媒体档案传送至串流媒体服务器；
d.串流媒体服务器，接收硬件播放器的指令，并依照使用者的需求传送多媒体档案至硬件播放器；以及
e.硬件播放器，接收串流媒体服务器传送的多媒体档案传并通过显示器播放。
达成上述发明目的的多视角互动电视的方法是采用同时同步拍摄技术，将取得的数位影音档案储存于资料库中，每一笔档案分别带有时间及空间的资讯，因此当使用者通过机上盒(STB)切换视角时，便可立即由串流媒体服务器(Streaming Server)提取相对应的多媒体资料。有别于以往以群播(Multicast)的方式进行播放，本发明采用即时串流的模式传送多媒体内容，并通过StreamingServer即时处理使用者的请求，而将多项控制模式顺利地应用于STB之上。相较于以往的视讯服务技术，多视角互动电视系统与方法不仅在STB上可兼具以往的服务技术，例如快转及倒转等，并可提供使用者更多元化的操作模式，例如视角的切换、景深的切换、环场预览(View-Sweeping)以及时间冻结(TimeFrozen)等，而提供服务的频道数目并不会随着摄影机数量而增加，总共只需要利用一个频道传送多媒体内容，与传统的服务模式相同。
视角的切换即为使用者可通过不同的角度来观赏同一场景，每一个瞬间的每一个视角都确实存在于资料库中，通过串流媒体服务器以提供使用者可随时取用。使用者可通过STB的遥控器来转换想观赏的角度，在切换视角的过程中，并可通过虚拟拍摄角度合成(Rendering)相关技术以达到更平顺的切换效果。景深的切换即为使用者可在同一观赏角度下，再更进一步地缩放观赏的场景深度，拉远(Zoom Out)时可观赏到较大的视野，拉近(Zoom In)时可观赏到较多的细节。切换景深的功能亦可通过STB的遥控器来执行，在切换的过程中，通过Interpolation相关技术可达到更平顺的缩放效果。
环场预览(View-Sweeping)可提供使用者通过STB的遥控器快速预览每一个可切换的视角及景深，在预览的同时，多媒体可为静止或是维持播放状态，播放状态可为正常播放、快转或倒转。时间冻结(Time Frozen)是提供使用者在同一时间点的静止状态下，使用者通过STB的遥控器切换不同的观赏角度及景深，或是进行环场预览。
本发明所提供的多视角互动电视系统与方法，具有下列的优点：
1.多部摄影机同时同步拍摄技术可提供更多的观赏视角以及景深；
2.提供播放中即时切换角度功能；
3.提供环场预览(View-Sweeping)功能；
4.应用Rendering技术令转换过程更平滑；
5.利用现有的STB架构作为播放器，配合自行开发的视讯服务器，提供多视角互动电视系统与方法；以及
6.易整合在未来的3D环境中。
附图说明
请参阅有关本发明的详细说明及其附图，将可进一步了解本发明的技术内容及其目的功效；有关附图为：
图1为本发明多视角互动电视方法的运作方式示意图；
图2为多视角互动电视系统的架构图；
图3为多视角互动电视方法中取像服务器及视讯处理运作方式示意图；以及
图4为多视角互动电视方法中用户端操作方式示意图；
附图标记：1、多视角视讯服务内容提供者；2、多视角视讯内容撷取暨服务管理平台；3、用户及相关使用设备；11、环绕摄影机模组；12、取像服务器；21、多视角视讯处理器；22、串流媒体服务器；31、硬件播放器；32、电视或平面显示器；33、三D立体显示器；4、遥控器。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明提供多视角互动电视方法的运作方式示意图。多视角视讯服务内容提供者1，以拍摄物体为中心，同时架设多部摄影机成环绕的拍摄环境，且同时对准欲拍摄的物体，拍摄时摄影机需同时同步进行取像，并将取得的画面储存后，交由多视角视讯内容撷取暨服务管理平台2进行多视角视讯影片制作，由摄影机取得的画面进行影像压缩处理，两部摄影机画面间隔的每一个角度画面，利用虚拟拍摄角度合成(Rendering)技术来产生视讯资料，再将所有视讯资料适当分类储存，以提供用户及相关使用设备3进行多视角视讯画面存取，详细架构图如图2所示。
请参阅图2，为本发明提供多视角互动电视系统的架构示意图。首先需架设数台摄影机组成具有环场拍摄环境的环绕摄影机模组11，每台摄影机需具备自动校正及同步转向的功能，自动校正可使摄影机自动将拍摄中心对准至拍摄物体的正中央；同步转向可在拍摄物体移动时，将所有摄影机同时转动镜头，重新调整拍摄中心令拍摄物体位在画面中央的位置。摄影机拍摄取得的画面储存至数台取像服务器12，再经多视角视讯处理器21压缩处理(Compression)及虚拟拍摄角度合成(Rendering)后，存放于串流媒体服务器22中。当用户端利用硬件播放器31(在该实施例中，硬件播放器为STB)点选多视角视讯时，点选的内容再通过串流媒体服务器22将影片内容传送至用户端。若用户端使用电视或平面显示器32(二维平面显示器)，则可利用硬件播放器31观看画面，并搭配环场预览以及时间冻结的功能切换到想观赏的视角以及景深；若用户端使用三D立体显示器33，则不仅可利用硬件播放器31观赏到不同的视角及景深，更可观赏到立体影像。
请参阅图3，为该多视角互动电视方法中取像服务器及视讯处理运作方式示意图。首先取像服务器12将由多台摄影机取得实际拍摄画面，经分类储存后，将带有时间及空间资讯的档案传送至多视角视讯处理器21，此设备使用Rendering技术，利用现有的实际拍摄画面产生出虚拟拍摄角度的电脑模拟画面。取像服务器12所具备的功能包含控制多部摄影机同时同步进行拍摄以及将多视角影音档案分类储存。多视角视讯处理器21所具备的功能包含压缩多视角影音档案及Rendering演算法。
请参阅图4，为该多视角互动电视方法中用户端操作方式示意图。串流媒体服务器22由多视角视讯处理器21接收实际拍摄画面以及计算机模拟画面，并根据用户端的操作以串流(Streaming)的方式提供相对应的影音档案。用户利用硬件播放器31(在该实施例中，硬件播放器为STB)选择欲观赏的视角及景深或是选择环场预览以及时间冻结的模式，通过遥控器与后端服务平台互动。硬件播放器31所具备的功能包含提供使用者向左或向右切换视角及向前或向后切换景深，并提供选择环场预览或时间冻结模式，以及提供使用者切换频道、控制音量、快转及倒转等基本控制。硬件播放器31可接收由串流媒体服务器22发送的多视角视讯讯号，并将内容传送至二维或三维显示器，且可接收摇控器控制讯号，将用户的切换指令通过网路传送至串流媒体服务器22，以实践多视角互动电视服务系统。
上列详细说明是针对本发明的可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。
Claims (16)
1.一种多视角互动电视系统，其特征在于：所述系统包含：
a.环绕摄影机模组，由数台摄影机组成环场的拍摄环境，将拍摄画面传送至取像服务器；
b.取像服务器，由环绕摄影机模组取得实际拍摄画面，经分类储存后，将带有时间及空间资讯的多媒体档案传送至多视角视讯处理器；
c.多视角视讯处理器，对接收的多媒体档案进行压缩处理及多视角处理，并将经讯号处理过的多媒体档案传送至串流媒体服务器；
d.串流媒体服务器，接收硬件播放器的指令，并依照使用者的需求传送多媒体档案至硬件播放器；以及
e.硬件播放器，接收串流媒体服务器传送的多媒体档案并通过显示器播放。
2.如权利要求1所述的多视角互动电视系统，其特征在于：所述环绕摄影机模组所架设的拍摄环境是将摄影机以待拍摄的物体为中心环绕架设，同时同步进行拍摄，每台摄影机需具备同步拍摄及自动转向的功能。
3.如权利要求1所述的多视角互动电视系统，其特征在于：所述取像服务器的取像过程是发出同步讯号控制环绕摄影机模组进行同步拍摄，并由环绕摄影机模组取得拍摄画面后，将不同角度以及不同时间的影像分类储存后，传送至多视角视讯处理器。
4.如权利要求1所述的多视角互动电视系统，其特征在于：所述多视角视讯处理器进行多视角处理是使用虚拟拍摄角度合成演算法，模拟出两台摄影机间未拍摄到的画面，以产生出虚拟拍摄角度的多视角视讯画面，令转换视角的过程更平顺。
5.如权利要求1所述的多视角互动电视系统，其特征在于：所述串流媒体服务器传送多媒体档案至硬件播放器是由多视角视讯处理器收到压缩过的拍摄画面后，并根据用户端的操作情况，将多视角视讯以串流的形式通过网路传送至用户端硬件播放器。
6.如权利要求1所述的多视角互动电视系统，其特征在于：所述硬件播放器接收由串流媒体服务器发送的多视角视讯讯号，并将内容传送至显示器，且接收遥控器控制讯号，将用户指令通过网路传送至串流媒体服务器，其为STB。
7.如权利要求1所述的多视角互动电视系统，其特征在于：所述显示器接收由硬件播放器发送的多视角视讯讯号，并依照用户具备的设备，显示平面影像或3D立体影像。
8.一种多视角互动电视方法，是利用多视角互动电视系统提供互动电视服务，其特征在于：所述方法包含：
a.互动电视视讯拍摄方式；
b.互动电视视讯制作方式；
c.互动电视视讯递送方式；以及
d.互动电视视讯播放方式。
9.如权利要求8所述的多视角互动电视方法，其特征在于：所述互动电视视讯拍摄方式包含：
a.利用多部摄影机，以拍摄物体为中心，架设环场的拍摄环境；
b.将每台摄影机连接至取像服务器，且同时对准欲拍摄的物体；
c.拍摄时由取像服务器发出同步讯号控制环绕摄影机模组进行同步拍摄，并将取得的画面以不同角度及不同时间的影像分类储存于取像服务器中。
10.如权利要求8所述的多视角互动电视方法，其特征在于：所述互动电视视讯制作方式包含：
a.将取像服务器取得的画面传送至多视角视讯处理器；
b.由多视角视讯处理器将摄影机取得的画面进行压缩处理，两部摄影机间隔的每一角度画面，利用虚拟拍摄角度合成技术来产生视讯资料；
c.再将所有视讯资料适当分类储存，在360度环场环境中，每个角度都有视讯资料。
11.如权利要求8所述的多视角互动电视方法，其特征在于：所述互动电视视讯递送方式包含：
a.多视角视讯处理模组制作完成的视讯资料，传送至串流媒体服务器；
b.串流媒体服务器负责接收来自使用者端的收视讯息，经过处理后，将使用者端所选择的多视角视讯内容以串流方式传送至用户端。
12.如权利要求8所述的多视角互动电视方法，其特征在于：所述互动电视视讯播放方式包含：
a.使用者以STB进行多视角视讯画面选取，提出切换视角或景深的需求；
b.串流媒体服务器在收到使用者端的讯息后，进行分析处理，将使用者要求的影片传送至用户端的STB，再由用户端的显示器呈现多视角视讯画面。
13.如权利要求12所述的多视角互动电视方法，其特征在于：所述互动电视视讯播放方式中切换视角或景深，包含：
a.向左或向右切换邻近视角，即在影片播放中进行向左或向右视角切换，以切换至左边或右边邻近视角的播放画面；
b.环场预览，即在影片播放中，提供使用者快速浏览360度环场画面；以及
c.景深切换，即在影片播放中，提供使用者切换远拍画面或近拍画面。
14.如权利要求13所述的多视角互动电视方法，其特征在于：所述向左或向右切换邻近视角包含：
a.在影片播放进行中，切换向左或向右视角的同时，影片会继续播放；
b.使用时间冻结功能，切换向左或向右视角时，只会播放同一瞬间的360度拍摄画面，影片为暂停状态，不会继续播放。
15.如权利要求13所述的多视角互动电视方法，其特征在于：所述环场预览包含：
a.在影片播放进行中，执行环场预览的同时，影片会继续播放；
b.使用时间冻结功能，执行环场预览时，只会播放同一瞬间的360度拍摄画面，影片为暂停状态，不会继续播放。
16.如权利要求13所述的多视角互动电视方法，其特征在于：所述景深切换包含：
a.在影片播放进行中，执行景深切换的同时，影片会继续播放；
b.使用时间冻结功能，执行景深切换时，影片为暂停状态，不会继续播放。
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