CN102118574A - 一种体育赛事直播的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体育赛事直播的方法，包括：获取摄像机定位信息以及传感器参数；依据所述摄像机的定位信息以及传感器参数实时渲染三维图形的播出模板，以及，实时计算当前赛事直播的相关显示数据，所述播出模板中包括多个描述不同播出属性的替换单元；建立播出模板中替换单元与对应直播显示数据的关联关系，获得已配置好播出属性的三维图形显示数据；接收摄像机的前景信息，将所述三维图形显示数据及前景信号进行混合输出；将所述混合输出信号作为色键背景，将相应的前景信号作为色键前景进行合成输出。本发明可以满足当前体育赛事直播的需求，获得更好的虚实结合度。

Description

一种体育赛事直播的方法

技术领域

本发明涉及电视节目制作的技术领域，特别是涉及一种体育赛事直播的方法。

背景技术

虚拟体育系统是从由虚拟演播室技术发展而来，它属于虚拟演播室技术的很重要的一个分支。虚拟演播室是近年发展起来的一种独特的电视节目制作技术。它的实质是将计算机制作的虚拟三维模型与摄像机现场拍摄的物体活动图像进行数字化的实时合成，使物体图像与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者的融合，以获得完美的合成画面。虚拟演播室技术是在传统色键抠像技术的基础上，充分利用了计算机三维图形技术和视频合成技术，根据摄像机的位置与参数，使三维虚拟场景的透视关系与前景保持一致，经过色键合成后，使得前景中的图像看起来完全处于计算机所产生的三维虚拟场景中，而且能在其中运动，从而创造出逼真的、立体感很强的电视演播室效果。相应地，虚拟体育技术就是将静态或动画3D图像(三维模型)迭加到体育竞赛直播节目的画面上。不管摄像机是否移动，都能让图形固定在某个位置不动，让视觉上觉得这些3D图形是直播画面的一部份。

现有技术中，色键合成通常是将摄像机采集的前景图像与计算机产生的三维虚拟场景简单叠加，即其合成画面的显示仅仅有前景图像和三维场景两层，然而，在虚拟体育系统的直播画面中，往往需要将虚拟三维场景置于两层前景图像之间，例如，需要显示为，运动员以及裁判等人员在虚拟物体上面，同时这些虚拟物体又是在草地或者水面等场地上面，而采用现有技术则很难达到这种虚实结合的效果。

此外，当应用虚拟体育系统进行赛事直播时，往往需要相关技术人员针对不同的比赛修改或重新制作相应的播出模板，不仅使得操作繁琐，还有可能因为技术人员的误操作影响直播。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种体育赛事直播的方法及装置，以满足当前体育赛事直播的需求，获得更好的虚实结合度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种体育赛事直播的方法，包括：

获取摄像机定位信息以及传感器参数；

依据所述摄像机的定位信息以及传感器参数实时渲染三维图形的播出模板，以及，实时计算当前赛事直播的相关显示数据，所述播出模板中包括多个描述不同播出属性的替换单元；

建立播出模板中替换单元与对应直播显示数据的关联关系，获得已配置好播出属性的三维图形显示数据；

接收摄像机的前景信息，将所述三维图形显示数据及前景信号进行混合输出；

将所述混合输出信号作为色键背景，将相应的前景信号作为色键前景进行合成输出。

优选的，所述播出模板根据不同种类的比赛设置。

优选的，所述建立播出模板中替换单元与对应直播显示数据的关联关系的步骤包括：

接收预先配置的命令；

依据所述命令将播出模板中的替换单元与相应的直播显示数据进行关联。

优选的，所述合成输出的显示形式为三层叠加的画面，其中，最上层和最底层为摄像机采集的实时图像，中间层为虚拟三维图形数据。

优选的，所述虚拟三维图形数据具有固定的显示位置。

优选的，其特征在于，所述摄像机定位信息包括当前摄像机的内参数和外参数。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明采用将渲染的虚拟三维图形和摄像机信号混合输出的模式，将混合输出的信号作为色键的背景，同时将当前摄像机采集的前景信号作为色键的前景信号，针对虚拟三维图形的体育场地进行抠像，这样摄像机采集的运动员以及裁判等人员可以在虚拟三维图形的上面，同时虚拟三维图形又可以在场地的上面，即虚拟三维图形位于两层摄像机前景信号的中间，从而达到了“以假乱真”的虚实结合效果。

再者，本发明通过自动关联预置播出模板中替换单元，以及，对应的依据摄像机定位获得的赛事直播中的相关显示数据，不需要相关技术人员手动修改模板，即可实现直播显示数据的自动替换，从而大大方便了用户，同时提高了直播的安全性。

附图说明

图1是本发明的一种体育赛事直播的方法实施例的步骤流程图；

图2是本发明的一种体育赛事直播的方法装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例主要应用在基于虚拟演播室技术进一步发展起来的虚拟体育技术中。虚拟体育技术就是将静态或动画3D图像迭加到体育竞赛直播节目的画面上。不管摄影机是否移动，都能让图形固定在某个位置不动，让视觉上觉得这些3D图形是直播画面的一部份。虚拟体育系统具有实况赛事跟踪功能，可以展示草地、田径场、足球场、雪地、水域或者3D空间内的实际距离、高度和速度，同时可以在广告牌上、运动场内和(或)运动场周边展示广告，并且可以将新的电视广告或动画电视广告覆盖在现场实际广告上。虚拟体育系统也可以用于赛事分析，在回放过程增加分析信息，让观众更直观的看到比赛情况。

参考图1，示出了本发明的一种体育赛事直播的方法实施例的步骤流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤101、获取摄像机定位信息以及传感器参数；

在虚拟体育节目制作过程中，确定摄像机的状态信息非常关键。虚拟体育系统中设置的摄像机配有运动检测和识别系统，即摄像机跟踪器。其跟踪方式有光学识别系统和机械传感式系统两种。其原理是将检测到的摄像机的推、拉、摇、移、聚焦、变焦乃至升降等传感部位的运动数据，通过一个“传感器”装置传输到“校准器”，这样，理想情况下，现场摄像机与虚拟演播室中“虚拟”的摄像机被相对地锁定在一个位置上。当现场演播室摄像机运动时，虚拟摄像机受跟踪器的控制可以实时地与现场摄像机保持同步。

通过实时计算传感器返回的数据，即可获得当前的摄像机定位信息。所述摄像机定位信息包括摄像机成像的几何模型参数，具体可以包括摄像机内参数和摄像机外参数。外参数包括摄像机的位置、姿态等几何信息，内参数包括摄像机的焦距，主点、以及镜头变形参数等光学参数。

步骤102、依据所述摄像机的定位信息以及传感器参数渲染三维图形的播出模板，以及，实时计算当前赛事直播的相关显示数据，所述播出模板中包括多个描述不同播出属性的替换单元；

在实际中，为减少重复劳动，通常需要预先生成用于定义播出属性的三维图形播出模板，根据体育赛事直播的需求，往往在一个播出模板内，包括多个针对不同直播显示数据进行属性定义的替换单元，例如，对于一场足球赛事，可能需要定义比赛阵容的替换单元、比分的替换单元、发球位置及距离的替换单元等。由于同一种类比赛所需直播显示数据的相似性，在本发明的一种优选实施例中，所述播出模板可以根据不同种类的比赛设置，如针对足球比赛设置一套播出模板、针对乒乓球比赛设置一套播出模板、针对篮球比赛设置一套播出模板等。并且，这些模板可以存储在用于渲染三维模型(虚拟场景)的第一图形工作站中。

步骤103、建立播出模板中替换单元与对应直播显示数据的关联关系，获得已配置好播出属性的三维图形显示数据；

对于所述直播显示数据，在实际中可以用于进行摄像机定位的第二图形工作站中计算，即通过其实时定位的摄像机参数，计算相应模板替换单元的空间位置及具体的标注信息，如当前发球区、世界记录线以及发球距离等，作为实时的直播显示数据发送给用于播出的相应单元。

在本发明的一种优选实施例中，所述第二图形工作站可以通过预先配置好的命令，将相应的直播显示数据以及相应模板替换单元的提取路径发送给当前播出控制单元，即本发明具体可以通过以下子步骤建立播出模板中替换单元与对应直播显示数据的关联关系：

子步骤S1、接收预先配置的命令；

子步骤S2、依据所述命令将播出模板中的替换单元与相应的直播显示数据进行关联；

即所述命令用于将模板替换单元与对应直播显示数据建立关联。

例如，当前需要播出一场足球比赛中从发球点到射门位置的箭头数据，在第二图形工作站中，通过描绘的当前发球点的起始位置以及箭头长度、距离的相关数据，然后发送当前播出控制单元，同时将已配置好的命令A发送给当前播出控制单元，当前播出控制单元依据该命令从第一图形工作站中读取相应的箭头数据及关联的模板替换单元，以及，根据第二图形工作站发送的直播显示数据进行组合，即使得直播显示数据具有相应替换单元定义的播出属性，在相关技术人员的控制下，则播出该具有相应播出属性的直播显示数据。

步骤104、接收摄像机的前景信息，将所述三维图形显示数据及前景信号进行混合输出；

步骤105、将所述混合输出信号作为色键背景，将相应的前景信号作为色键前景进行合成输出。

色键技术是虚拟体育系统中的关键技术。用摄像机的位置和镜头等变化来控制计算机中的“虚拟摄像机”，使它的位置和镜头变化与“实际”同步，这样它所拍摄的“虚拟场景”的镜头变化和实际摄像机拍摄的物体镜头变化一致，通过对它们进行色键效果处理之后，得到的画面才真实自然。

色键制作的质量对虚拟体育节目质量影响相当大，通过把前景键在背景上，即将生成的背景图像与前景图像混合后，才最终完成了虚拟体育的节目制作。在本发明实施例中，色键的背景是虚拟三维图形数据及前景信号的混合输出信号，色键的前景是摄像机采集的前景图像。前景与背景的混合是通过色键合成器来完成的。

通常在虚拟体育节目中，色键合成器可以针对虚拟三维图形的体育场地进行抠像，这样摄像机采集的运动员以及裁判等人员可以在虚拟三维图形的上面，同时虚拟三维图形又可以在场地的上面，即虚拟三维图形位于两层摄像机前景信号的中间，即所述合成输出的显示形式为：三层叠加的画面，其中，最上层和最底层为摄像机采集的实时图像，中间层为虚拟三维图形数据，从而达到了“以假乱真”的虚实结合效果。

由于虚拟体育系统是将虚拟的物体叠加在当前直播的赛事画面上，不管摄像机是否移动，虚拟物体都固定不动，视觉上让观众认为这是赛事的一部分，因而在本发明的一种优选实施例中，所述虚拟三维图形数据具有固定的显示位置。

需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

上对本发明所提供的一种体育赛事直播的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种体育赛事直播的方法，其特征在于，包括：

获取摄像机定位信息以及传感器参数；

依据所述摄像机的定位信息以及传感器参数实时渲染三维图形的播出模板，以及，实时计算当前赛事直播的相关显示数据，所述播出模板中包括多个描述不同播出属性的替换单元；

建立播出模板中替换单元与对应直播显示数据的关联关系，获得已配置好播出属性的三维图形显示数据；

接收摄像机的前景信息，将所述三维图形显示数据及前景信号进行混合输出；

将所述混合输出信号作为色键背景，将相应的前景信号作为色键前景进行合成输出。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述播出模板根据不同种类的比赛设置。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立播出模板中替换单元与对应直播显示数据的关联关系的步骤包括：

接收预先配置的命令；

依据所述命令将播出模板中的替换单元与相应的直播显示数据进行关联。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合成输出的显示形式为三层叠加的画面，其中，最上层和最底层为摄像机采集的实时图像，中间层为虚拟三维图形数据。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述虚拟三维图形数据具有固定的显示位置。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述摄像机定位信息包括当前摄像机的内参数和外参数。

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