CN102713969B - 用于获得影像的变换结构的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于获得影像的变换结构(30)的系统，所述系统包括：用于捕获影像比例的装置；用于捕获变换结构宽度的装置；用于捕获影像虚拟表现物高度的装置；用于在视点被正交投射到的表面上的点处建立坐标轴的装置；通过以下参数中至少两种而获得第一变换结构角度(α)：在视点被投射到的表面上的点与变换结构最远的上端之间的距离，与变换结构相对于所述视点最远的上端的坐标对应的距离，和与变换结构相对于所述视点最远的上端的坐标对应的距离；通过第一变换结构角度和变换结构宽度而获得侧向变换结构长度(L3)；通过捕获到的比例和虚拟表现物高度而获得变换结构(30)的长度(L4)；通过以下参数中的至少两种而获得第二变换结构角度(λ)：在所述视点被投射到的表面上的点与变换结构最近的所述下端之间的距离，与变换结构最近的下端的坐标对应的距离。

Description

用于获得影像的变换结构的系统

技术领域

本发明在此涉及一种获得影像(20)的变换结构(30)的系统，使得：当所述变换结构布置在形成水平面的表面上而且由观看者从至少一个适合视点看到时，所述影像的虚拟表现物显现为位于与所述变换结构布置到的所述表面垂直的位置。

本发明主要适合于体育竞技场或商业场地的广告媒介。

背景技术

现今，广告的存在已变为我们每日生活的一体部分。始终存在由特定公司进行广告投入以进入看起来最具利益有利可图的市场以获得更大的利益。

在这些市场中，与广告相关的增长最快的部分是体育界，这是因为，俱乐部预算中的主要收入项基于来自广告的财务贡献。

大多数广告被布置在俱乐部体育设施中；甚至一些体育竞技场根据俱乐部官方赞助者的身份而改变其名称。在体育竞技场中可发现的广告中，最相关的(以及提供更大利益的)是布置在比赛场实际表面之处或近处的广告，在体育竞技场电视播放的情况下，所述广告被数千或甚至数百万观众看到。

利用任何手段，广告公司不断探索能够更有效进行广告的新方式。

例如，这些方式之一基于：利用直接位于表面上的帆布条幅或类似物而将广告布置在比赛场表面上，但这种解决方案的主要缺点在于，对于体育竞技场中的观众和观看者而言，观看广告都相当复杂。

另一方式基于：将广告布置在围绕比赛场的竖直媒介上，体育赛事的参加者和观看者(例如在家观看)均能够正确观看广告。所述解决方案具有的缺点在于，参加体育赛事的运动员如果碰撞到所述媒介则可能会遭遇小事故，也就是说，所述竖直媒介对运动员造成物理安全风险。随着这种解决方案的改进，开发出竖直LED(发光二极管)，其中广告通过电子方式实现，不过其缺点仍与前述解决方案中所述相同。

针对这些缺点基于几何技术应用(更具体地为透视结构几何形状)采取了许多解决方案。所述解决方案，采用用于获得将被显示的广告影像变换结构的方法，目的在于通过水平布置在体育竞技场中的比赛场的表面上的媒介而模拟存在更多或更少竖直媒介。因此，这些解决方案将布置在比赛场表面上的广告媒介(其不会对运动员造成物理安全风险)的优点和涉及竖直媒介(主要对于观众具有优良的广告可视性)的优点结合到一起。

这些解决方案之一在名称为“Applying an inverse perspective transformationof an image to a surface,for subsequent image pick-up”(西班牙文为“Aplicaciónde una transformación en perspectiva inversa de una imagen a una superficie,paratomar la imagen a continuación”)的欧洲专利EP 0599920B2中描述。所述欧洲专利描述一种表现影像的方法，其中基于：通过获得其颠倒透视变换结构获得影像变换结构，和将所述变换结构应用于比赛场表面上，使得当沿与已经用于颠倒透视变换结构的视线对应的视线看到变换结构时，影像显示为位于与前述视线形成直角的平面上，也就是说，影像显示为每对适合观看者(例如便携式影像相机)。显然，视线是在观看者与影像之间建立的视线(这可被理解为一虚拟影像)

如图1中所示，所述解决方案的主要缺点在于，由于执行影像的颠倒透视变换，固有地使变换结构10的底线应垂直于视线11而布置，如在欧洲专利中所述，这意味着，将颠倒透视变换结构“应用”于比赛场表面上(例如当其中一个布置在比赛场表面端部之一处且接近于球门或篮筐时)所需的空间应具有相对较大的尺度，且并非适用于所有体育竞技场。

名称为“Figurative print and a plane print carrier and use of such figurativeprint”(西班牙文为“Cartel publicitario Impreso en un portacarteles plano y uso dedicho cartel”)的欧洲专利EP 0968495B2描述了另一种用于表现广告(例如在体育竞技场中)的可行的解决方案。

在所述欧洲专利文献中，描述造形印刷物，其包括以第一维度和第二维度表现广告的第一造形元素，其当沿在观看者与造形印刷物之间的斜向被看到时显示出第一和第二维度以形成广告平面，广告平面向前倾斜朝向且优选地垂直于印刷物载体。此外，造形印刷物进一步包括第二造形元素联合体(cartel)，其以第三维度表现广告，使得当其沿在观看者与造形印刷物之间的特定斜向被看到时，显示出垂直于造形印刷物平面朝向的第三维度。

所述解决方案存在的主要优点在于，获得造形印刷物或广告媒介的复杂性。基本上，由于将被解决的问题是造形印刷物应以对所选择观看者而言最佳的方式显现以使造形印刷物作为其它观看者环境的构成部分而保持显现，因而有必要使第二造形元素与第一维度和第二维度形成特定角度，此外，所述角度的值在特定区间内。因此，关键的是，将被显示的广告影像具有三个限定维度(x-y-z)。

而且，所描述的使用广告影像变换结构的任何解决方案要求观看者和媒介的位置与用于获得将被显示的影像的变换结构的位置相同。

观看者(例如电视相机)或广告媒介相对于预定位置的任何移动导致影像不正确显示。

发明内容

如前所述，本文中本发明的目的在于，提供一种以简单有效方式获得影像变换结构的系统。

用于获得影像变换结构的系统容易地实现，实现变换结构，而无论视点布置相对于竖直布置如何，也就是说，即使观看者的位置可能不同于所述竖直位置，也可正确看到开始影像的虚拟表现物(影像的虚拟表现物将显现处于与布置有变换结构的表面垂直的位置)。

根据另一方面，本发明利用一种计算机程序，包括程序指令，所述程序指令在计算机上执行用于获得影像变换结构。

所述计算机程序可存储在物理存储媒介中，例如记录媒介、计算机记忆体、或只读记忆体，并可通过载波(例如电波或光波)承载。所述存储装置不是本发明的目的。

根据本发明，提供一种用于获得影像的变换结构的系统，使得：当所述变换结构布置在形成水平面的表面上而且由观看者从至少一个适合视点看到时，所述影像的虚拟表现物显现为位于与所述变换结构布置到的所述表面垂直的位置，所述系统利用：用于捕获将被变换的影像比例的装置；用于捕获所述影像的变换结构应具有的宽度的装置；用于捕获所述影像的虚拟表现物应具有的高度的装置；用于在所述视点被正交投射到的所述表面上的点处建立坐标轴的装置，其中所述坐标轴处于与对应于布置有所述影像的变换结构的表面的相同的水平面上；并且包括配有程序的计算机，用于获得用于通过以下参数中的至少两种而获得所述影像的第一变换结构角度：在所述视点被投射到的所述表面上的点与所述影像的变换结构相对于所述视点最远的上端之间的距离，在所述坐标轴的第一轴线上与所述影像的变换结构相对于所述视点最远的上端的坐标对应的距离，和在所述坐标轴的第二轴线上与所述影像的变换结构相对于所述视点最远的上端的坐标对应的距离；用于通过所述影像的第一变换结构角度和所述影像的变换结构应具有的宽度而获得所述影像的侧向变换结构长度(lateral transformation length)的装置；用于通过捕获到的所述影像的比例和捕获到的所述影像的虚拟表现物的高度而获得所述影像的变换结构的长度的装置；用于通过以下参数中的至少两种而获得所述影像的第二变换结构角度的装置：在所述视点被投射到的所述表面的点与所述影像的变换结构相对于所述视点最近的所述下端之间的距离，在所述坐标轴的第一轴线上与所述影像的变换结构相对于所述视点最近的下端的坐标对应的距离，和在所述坐标轴的第二轴线上与所述影像的变换结构相对于所述视点最近的下端的坐标对应的距离。

根据本发明的一个实施例，所述观看者是电视相机，从而可以捕获影像变换结构，使得其虚拟表现物对观众显示，其布置为与布置有变换结构的表面垂直。

通过所述系统获得的广告媒介可布置在例如体育竞技场中比赛场的表面的任何期望位置，而不需要大尺度的装设。这样，其可布置在比赛场的表面的侧线上或端部处，其中媒介(或变换结构)的底线布置为平行于所述线。类似地，媒介也可被布置在比赛场本身内(在比赛场的边界线内，例如在比赛场的中央)。

而且，所获得的媒介除了不会对运动员造成安全风险以外，还允许用于捕获在所述比赛场上的比赛赛事的相机也捕获影像变换结构(影像变换结构将被观众看到)以及垂直于比赛场表面布置的影像虚拟表现物。

重要的是，虚拟表现物的正确显示不依赖于相机被布置的高度；仅应考虑影像的虚拟表现物的期望高度。

根据本发明的此优选实施例，印刷有广告影像变换结构的媒介是帆布旗帜/条幅或类似物，但也可为比赛场的实际表面或类似物(例如商业场地的表面)，即，变换结构可直接印刷到比赛场的表面上。

而且，本发明还涉及一种用于获得广告媒介或类似物的系统，包括：前述的用于获得影像的变换结构的系统，由此获得广告影像的变换结构；和用于将所述广告影像的变换结构印刷到媒介上的媒介。

根据本发明的另一方面，提供一种广告媒介或类似物，其包括：通过前述的用于获得影像变换结构的系统获得的广告影像的变换结构；和印刷有所述广告影像的所述变换结构的媒介。

附图说明

为了更好地理解所公开的内容，提供各附图以示意性地且仅通过非限制性示例呈现出实用实施例。

在图中，

图1是根据现有技术的广告媒介解决方案或类似方式的示意图；

图2是根据本发明的用于获得影像变换结构的系统适用的影像的示意图；

图3是篮球场的示意图，其中将在场地一侧上布置通过根据本发明的用于获得广告媒介或类似物的系统而获得的广告媒介；

图4是对于图2的影像的第一变换结构角度的与图3中的篮球场相关所需的距离的示意图；

图5是在视点透射到的表面上的点与影像变换结构相对于所述视点最远的上端之间的距离、影像侧向变换结构长度、和影像虚拟表现物高度的示意图；

图6是与图3中的篮球场相关的、获得图2中的影像的第二变换结构角度所需的距离的示意图。

图7是通过根据本发明的用于获得影像的变换结构的系统而获得的图2中的影像的变换结构的示意图；

图8是包括图7中的影像的变换结构的广告媒介的示意图，其中一个元件利用媒介且一个元件利用变换结构的阴影；

图9是篮球场的示意图，其中意在在场地的一端处提供通过根据本发明的用于获得广告媒介或类似物的系统而获得的广告媒介；

图10是篮球场的三维示意图，其中显示出通过影像变换结构生成的广告影像(ANAMORFIC 3D)的虚拟表现物，例如在图8中所示。

具体实施方式

在下文中，描述根据本发明的用于获得影像的变换结构(transformation)的系统的优选实施例，其中虑及所述影像是广告影像，且所述变换结构因而应能够用于获得应布置在体育竞技场表面上(更特别地例如布置在篮球场表面上)的广告媒介(medium)。

此外，在所述优选实施例中，观看者31是电视相机，可能通过电视相机播放正在篮球场上进行的比赛。目的在于，在所述播放过程中，当广告媒介被电视相机捕获时，广告影像的虚拟表现物(virtual representation)显现在与比赛场表面垂直的位置。

在本文中的实施例中，电视相机相对于篮球场侧线之一对中地布置，并与其分开特定距离，且根据每个体育竞技场的情况而处于特定高度(通常，电视相机布置在看台/立柱(stand)中)。如将进一步可见，获得广告影像变换结构不取决于电视相机布置的高度(也就是说，观看者31)；无论相机被布置的高度如何，广告影像的虚拟表现物都将被正确看到。

在适合的视点被正交地投射到的表面的点(point)处(无论相机被布置的高度如何)，布置两个虚拟正交坐标轴，其中，一个轴线(X轴)沿与比赛场侧线相同的方向延伸，而另一轴线(Y轴)沿与中线或底线相同的方向延伸。

而且，在本文中优选实施例中获得的广告媒介适于布置在与相机所处位置相反的比赛场侧边上并相对于侧边向右倾斜。更特别地，影像变换结构相对于视点最远的上端必须布置在比赛场底线的延长线上。此外，广告媒介应布置为与侧线相距预定距离。不过，媒介可通过如下方式获得：其可布置在比赛场的其它位置，例如，相对于相机的左侧，或者比赛场的端部(见图9)。

广告媒介布置在篮球场上和影像变换结构的最远的上端布置在场地底线延长线上的事实，从而能够利用一些已知的距离，例如场地宽度或者在中场线和底线之间的距离。

根据本文中的优选实施例的另一特征，广告媒介被布置为使其底线(baseline)平行于比赛场的侧线。

在下文中，将描述用于获得影像的变换结构的系统，如图2中的广告影像20所示。用于获得所述广告影像变换结构的系统利用计算机程序，负责通过一些输入参数获得用于获得影像变换结构所需的输出参数。所述变换后的影像必须位于水平表面上方，从而对于观看者31(在这种情况下，是电视相机)而言，所述变换后的影像显现为位于相对于水平表面(在这种情况下，是球场)明显处于垂直位置。

基本上，用于系统的计算机程序需要以下输入参数以获得变换结构的输出参数：

－对在比赛场表面上的影像垂直表现的观看者31而言的虚拟表现物的期望高度H3(见图5)；

－变换结构之前的初始广告影像20的比例P(见图2)，即，在影像高度H1与长度L1之间的比率；

－变换后的影像的期望宽度H2(见图3、4和6)；

－在Y轴(沿与比赛场上中线相同的方向延伸)上在适合视点正交投射到的比赛场表面上的点与影像变换结构的最远上端的投射部之间的距离A(见图3)。因此，所述距离对应于在适合视点投射到的比赛场上的点与边线(touchline)之间的分离距离的和，所述距离对应于场地的宽度、在相反的侧线与变换结构底线之间的距离、和影像变换结构的宽度(已知在通过在侧线(sideline)与看台/立柱(stand)之间的可用空间获得变换结构之前)；

－在X轴(沿与比赛场上侧线相同的方向延伸)上在适合视点正交投射到的比赛场表面上的点与影像变换结构的最远上端的投射部之间的距离B(见图3)。因此，所述距离对应于在中线与任意底线之间的距离。

距离A和B由观看者31(在这种情况下，是篮球场的电视相机)的最终位置引起。

根据本发明的系统，通过所有所描述的参数，现在可获得广告影像的变换结构。

这样，用于获得图2中的广告影像的变换结构的系统包括以下步骤：

－捕获广告影像20的比例P；

－捕获广告影像的虚拟表现物垂直表现相对于比赛场表面的期望高度H3；

－捕获用于确定在Y轴上在适合视点正交投射到的比赛场表面上的点与影像变换结构的最远上端的投射部之间的距离A所必要的参数。因此，在本文的优选实施例中，其应为在适合视点投射到的比赛场上的点与边线之间的分离距离、对应于比赛场宽度的距离、在相反的侧线与变换结构的底线之间的距离、和影像变换结构的宽度H2。显然，所有这些值是事先已知的；

－捕获用于确定在X轴上在适合视点投射到的表面上的点与影像变换结构的最远上端的投射部之间的距离B所必要的参数。因此，在本文的优选实施例中，其对应于在比赛场中线与任意底线之间的距离；

－获得广告影像10的第一变换结构角度α(也就是说，在变换结构的右侧上的变换结构角度)，从距离A至距离B。更特别地，如图4中所示，所述角度通过以下表达式获得，其中基于这样的事实：在适合视点投射到的表面上的点(见距离A和B)与变换结构的与相机最远的上端之间(应注意，此点布置在底线的延长线上)确定向右倾斜的三角形：

tanα＝B/A

由于参数A和B是已知的，因而获得角度α的值，其为广告影像从右侧的变形角度。

－通过变换结构(见图4)的角度α和宽度H2，获得影像变换结构的右侧的长度L3。因此，变换结构的右侧的长度可通过以下表达式获得：

sinα＝H2/L3

L3＝H2/sinα

由于变换结构的角度α和宽度H2是已知的，因而可获得变换结构的右侧上的长度L3的值；

－通过所使用的广告影像的比例P和影像虚拟表现物的高度H3，获得变换结构(见图4和6)的底边的长度L4。

P＝L4/H3

L4＝P x H3

－获得影像变换结构的第二角度λ(也就是说，变换结构左侧的变换结构角度)。在图6中可见，所述变换结构角度通过在适合视点投射到的表面上的点以及在X和Y坐标上在所述点与变换结构的最近下端之间距离之间的新的向右倾斜三角形的视点获得。由此，角度λ通过以下表达式获得：

tanλ＝Bl/A1

其中，A1是与变换结构的最近的下端的Y轴坐标对应的距离，B1是变换结构的最近下端的X轴坐标对应的距离。更特别地，A1是适合视点投射到的比赛场上的点与边线之间的分离的距离、对应于比赛场宽度的距离、在相反的侧线与变换结构底线之间的距离(或与小于变换结构宽度H2的距离A相等)；而B1对应于先前获得的距离B，即B减去变换结构30的底边长度L4和参数Z，其中Z仅为在X轴上在变换结构最远上端与其底部最近下端之间的距离，因此，

tanα＝Z/H2

Z＝H2*tanα

通过这些获得的值，本发明系统的计算机或个人计算机利用计算机程序并生成原始广告影像的变换结构，并确保所述变换结构印刷到适合媒介(例如帆布)上，所述媒介将随后布置在比赛场表面上的适合位置。

而且，如图8中可见，广告媒介可包括(印刷在媒介上)、以及广告影像30的变换结构、用作基底的元素71和用作阴影的元素70，使得当影像的虚拟表现物显现在与布置有影像变换结构的表面垂直的位置中时，作为基底的元素显现作为支撑影像虚拟表现物的基底，而作为阴影的元素显现为提供影像三维虚拟表现物。

显然，可获得广告媒介，其仅包括作为基底的元素71，或仅包括作为影像变换结构阴影的元素70，或不包括任何这些元素。影像变换结构30足以实现期望结果。

图9通过示例显示出前述的本发明的系统还可用于获得图2中的广告影像20的变换结构30，其将被布置在位于相机右侧的比赛场端部。更特别地，在这种情况下，影像变换结构相对于适合视点更远的上端应布置在与视点最远的比赛场侧线的延长线上。此外，广告媒介布置为与底线相距预定距离。

此外，图9显示出本发明的用于获得可被布置在比赛场底部的适合媒体的系统涉及的一些主要水平尺度(距离和角度)。

－影像的第一变换结构角度(α)；

－在坐标轴中的第一轴线(Y)上与影像变换结构相对于所述视点最远的上端的坐标对应的距离(A)；

－在坐标轴中的第二轴线(X)上与影像变换结构相对于所述视点最远的上端的坐标对应的距离(B)；

－影像的第二变换结构角度(λ)；

－与坐标轴中的第一轴线(Y)上与影像变换结构相对于所述视点最近的下端的坐标对应的距离(A1)；

－在坐标轴中的第二轴线(X)上与影像变换结构相对于所述视点最近的下端的坐标对应的距离(B1)；

广告媒介布置在篮球场上和影像变换结构的最远的上端布置在场地侧线延长线上的事实，从而能够利用一些已知的距离，例如场地宽度或者在中场线和底线之间的距离。

在媒介布置在缺乏已知距离的区域(例如商业场地)中时，可通过人工而获得所需距离。

图10显示出广告影像(ANAMORFIC 3D)的虚拟表现物20’，如将会在电视(当影像由电视相机捕获时)所见或者如由体育竞技场中的特定观众所见。

虽然已经在本文中的本发明的一个具体实施例中进行了描述和例示，不过显然，在不背离由所附权利要求书限定的保护范围的情况下，本领域技术人员可引入变化和修改，或者以其它技术等同方式细节进行替换。

所使用的计算机程序可采用源代码、目标代码(object code)或者在源代码与目标代码之间的中间代码(例如采用部分编译形式)的形式、或者适用于实施根据本发明的过程的任何其它形式。载体媒介可为能够承载所述程序的任何实体或器件。所述计算机程序不是本发明的目的。

例如，载体媒介可包括用于存储的媒介，例如ROM(例如CD ROM或半导体ROM)、或者磁记录媒介(例如软盘或硬盘驱动器)。此外，载体媒介可为可传送的载体，例如可通过光缆或电缆或者通过无线电或其它媒介传送的电信号或光信号。

当计算机程序包含在一信号中，所述信号可直接通过缆线或者其它装置或媒介而传送，载体媒介可由所述缆线或者其它装置或媒介构成。

可替代地，载体媒介可为集成电路，其中嵌入计算机程序，所述集成电路适于执行或用于执行相关过程。

Claims (4)

1.一种用于获得影像(20)的变换结构(30)的系统，使得：当所述变换结构布置在形成水平面的表面上而且由观看者(31)从至少一个适合视点看到时，所述影像的虚拟表现物显现为位于与所述变换结构布置到的所述表面垂直的位置，其特征在于，所述影像(20)的所述变换结构(30)不依赖于所述观看者(31)相对于所述水平面的高度位置，并且所述系统包括：

用于捕获将被变换的影像比例(P)的装置；

用于捕获所述影像的变换结构应具有的宽度(H2)的装置；

用于捕获所述影像的虚拟表现物应具有的高度(H3)的装置；

用于在所述视点被正交投射到的所述表面上的点处建立坐标轴(X,Y)的装置，其中所述坐标轴处于与对应于布置有所述影像(20)的变换结构(30)的表面的相同的水平面上；

-通过以下参数中的至少两种而获得所述影像的第一变换结构角度(α)：在所述视点被投射到的所述表面上的点与所述影像的变换结构相对于所述视点最远的上端之间的距离(L2)，在所述坐标轴的第一轴线(Y)上与所述影像的变换结构相对于所述视点最远的上端的坐标对应的距离(A)，和在所述坐标轴的第二轴线(X)上与所述影像的变换结构相对于所述视点最远的上端的坐标对应的距离(B)；

-通过所述影像的第一变换结构角度(α)和所述影像的变换结构应具有的宽度(H2)而获得所述影像的侧向变换结构长度(L3)；

-通过所使用的所述影像的比例(P)和所使用的所述影像的虚拟表现物的高度(H3)而获得所述影像(20)的变换结构(30)的长度(L4)；

-通过以下参数中的至少两种而获得所述影像的第二变换结构角度(λ)：在所述视点被投射到的所述表面的点与所述影像的变换结构相对于所述视点最近的下端之间的距离(C1)，在所述坐标轴的第一轴线(Y)上与所述影像的变换结构相对于所述视点最近的下端的坐标对应的距离(A1)，和在所述坐标轴的第二轴线(X)上与所述影像的变换结构相对于所述视点最近的下端的坐标对应的距离(B1)。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述观看者(31)是电视相机。

3.一种用于获得广告媒介的系统，其特征在于，其包括：

如权利要求1所述的用于获得影像的变换结构的系统，由此获得广告影像的变换结构；和

用于将所述广告影像的变换结构印刷到媒介上的装置。

4.一种广告媒介，其特征在于，所述媒介包括：

通过权利要求1中的系统获得的所述广告影像的变换结构；和印刷有所述广告影像的所述变换结构的媒介。