CN114500773B

CN114500773B - 一种转播方法、系统和存储介质

Info

Publication number: CN114500773B
Application number: CN202111627250.4A
Authority: CN
Inventors: 李炎
Original assignee: Tianyi Cloud Technology Co Ltd
Current assignee: Tianyi Cloud Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2023-10-13
Anticipated expiration: 2041-12-28
Also published as: CN114500773A

Abstract

本申请公开一种转播方法、系统和存储介质，该方法基于，设置于冰球中的电磁感应模块；以及设置与球场中的信号感应模块确定冰球在冰球场中的位置坐标，并采集冰球场的视频信息，基于所述冰球定位装置同步获取所述冰球在冰球场中的位置坐标；基于所述冰球的位置坐标在输出所述视频信息时，在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像。本申请公开的方法和装置使用图像元素对视频进行处理后在转播视频中予以实时增强显示冰球位置，以达到更好的观赛体验。

Description

一种转播方法、系统和存储介质

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种转播方法、系统和存储介质。

背景技术

近现代，由于新闻报道的渐渐崛起，越来越多的新闻报道转向了体育赛事，出现了各种赛事转播。

在赛事转播过程中，受限于体育用具的体积、运动员的数量、场地的大小、转播工具的显示屏面积等等因素，用户在观看赛事时候对于很多项目并不能达到很好的观赏效果。如果球的体积小、速度快、运动员数量多，而且用户还使用小屏幕的手机观看赛事，则会导致在比赛过程中观众很难追踪到球的运行，并不能达到好的观赏体验。

例如符合上述观赏体验不佳效果的冰球运动，标准冰球场地最大规格为长61米，宽30米；最小规格为长26米，宽15米；四角圆孤的半径为7—8.5米。除场地正式标记外，全部冰面和界墙内壁应为白色。在比赛进行中每队场上不得超过6名运动员，比赛过程中在赛场上跑动的运动员数量大概是10人。比赛用球一般用硬橡胶制成，厚2.54厘米，直径7.62厘米，球重为156－170克；以比赛用球的直径与比赛场地比较来看，场地面积是冰球表面积的万倍以上。而且冰球比赛中冰球的时速快时可达183公里。结合上述冰球运动的各项特点，观众在使用电子设备观赏比赛转播的时候，想从相对小的屏幕中实时追踪一个在大场地高速运动的冰球是一件特别困难的事情，所示导致观众对赛事转播的观看感受度很差。

发明内容

本发明实施例提供一种转播方法、系统和存储介质，用于解决现有球赛转播中球速快场地大导致观众对赛事转播的观看感受度很差的技术问题。

第一方面，提供一种冰球定位装置，该装置包括：

电磁感应模块，设置于冰球中；

信号感应模块，设置于冰球场的冰面下设定距离处；当冰球在冰球场冰面上移动时，检测所述冰球中设置的电磁感应设备产生的电磁信号，基于所述电磁信号确定冰球在冰球场中的位置坐标。

在一种可能的实施方式中，信号感应模块包括：

传感器阵列，该传感器阵列中包括多个按照预设阵列排布规则排布的传感器，并且该传感器阵列设置于冰球场的冰面下设定距离处；每个传感器分别采集所述冰球中电子感应设备所产生的电磁信号；

处理单元，用于获取传感器所采集到的电磁信号；基于所述排布规则和所述电磁信号确定所述冰球在冰球场中的位置坐标。

第二方面，提供一种包括第一方面提供的装置的转播系统，该系统还包括：

转播设备，用于采集冰球场的视频信息，并基于所述冰球定位装置同步获取所述冰球在冰球场中的位置坐标；基于所述冰球的位置坐标在输出所述视频信息时，在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像。

在一种可能的实施方式中，所述信号感应模块还用于获取位置坐标中的平面坐标和空间坐标，所述空间坐标指示所述冰球距离所述冰球场冰面的高度：

所述转播设备，还用于基于所述平面坐标在所述显示画面中定位所述冰球的增强显示图像的显示位置；基于所述空间坐标确定所述增强显示图像的透明度；所述透明度与所述高度成正比。

在一种可能的实施方式中，所述转播设备还用于根据采集所述视频信息的采集设备建立第一坐标系，基于所述冰球场中传感器阵列排布规则建立第二坐标系；设置世界坐标系，基于所述世界坐标系将基于所述第二坐标系确定的所述位置坐标映射到所述第一坐标系，得到第一位置坐标；并基于第一坐标系与所述视频信息中图像的图像坐标系之间的对应关系，将所述第二位置坐标映射到所述图像坐标系得到所述第三位置坐标；基于所述第三位置坐标在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像。

在一种可能的实施方式中，所述转播设备还用于若所述视频信息存在成像畸变，则基于修正矩阵对所述第三位置坐标进行修正；基于修正后的位置坐标在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像。

在一种可能的实施方式中，所述转播设备还用于显示画面中添加所述冰球的增强显示图像之前，确定采集所述视频信息的帧率，并基于所述帧率获取所述电磁信号，生成每个电磁信号对应的位置坐标。

第三方面，本申请实施例提供一种基于第一方面所述的装置实现的转播方法，方法包括：

采集冰球场的视频信息，并基于所述冰球定位装置同步获取所述冰球在冰球场中的位置坐标；

基于所述冰球的位置坐标在输出所述视频信息时，在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像。

在一种可能的实施方式中，所述位置坐标中包括平面坐标和空间坐标，所述空间坐标指示所述冰球距离所述冰球场冰面的高度，所述在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像包括：

基于所述平面坐标在所述显示画面中定位所述冰球的增强显示图像的显示位置；

基于所述空间坐标确定所述增强显示图像的透明度；所述透明度与所述高度成正比。

在一种可能的实施方式中，基于所述冰球的位置坐标在输出所述视频信息时，在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像包括：

根据采集所述视频信息的采集设备建立第一坐标系，基于所述冰球场中传感器阵列排布规则建立第二坐标系；

设置世界坐标系，基于所述世界坐标系将基于所述第二坐标系确定的所述位置坐标映射到所述第一坐标系，得到第一位置坐标；

并基于第一坐标系与所述视频信息中图像的图像坐标系之间的对应关系，将所述第二位置坐标映射到所述图像坐标系得到所述第三位置坐标；

基于所述第三位置坐标在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像。

在一种可能的实施方式中，方法还包括：

若所述视频信息存在成像畸变，则基于修正矩阵对所述第三位置坐标进行修正；

基于修正后的位置坐标在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像。

在一种可能的实施方式中，显示画面中添加所述冰球的增强显示图像之前，还包括：

确定采集所述视频信息的帧率，并基于所述帧率获取所述电磁信号，生成每个电磁信号对应的位置坐标。

第四方面，提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行第三方面中的任一方法包括的步骤。

本发明的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

针对现有球赛转播中出现的问题本申请实施例首先提供一种冰球定位装置，基于该装置再进一步提供一种提高冰球转播观赏效果的转播系统。该方案中通过电磁感应模块和信号感应模块对冰球在球场上的位置进行定位，将位置信息转换为电视视频图像坐标，使用图像元素对视频进行处理后在转播视频中予以实时增强显示冰球位置，以达到更好的观赛体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本发明实施例中一种冰球定位装置的结构是示意图；

图2为本发明实施例中一种转播方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

为便于理解本发明实施例提供的技术方案，这里先对本发明实施例相关的背景技术进行介绍。

结合冰球运动球速快、场地面积大、球体面积小、参赛人员多的各项特点，观众在使用电子设备(电子设备的屏幕的面积远小于场地面积)观赏比赛转播的时候，想从相对小的屏幕中实时追踪一个在大场地高速运动的冰球是一件特别困难的事情，所示导致观众对赛事转播的观看感受度很差。即使在转播的时候有摄像机实时的追踪球的运动，但是因为球员遮挡以及摄像机机位固定等原因摄像设备在一些时候也不能实时的追踪到球，所以现有技术并没有提供很好的冰球定位方法。

针对上述问题本申请实施例首先提供一种冰球定位装置，基于该装置再进一步提供一种提高冰球转播观赏效果的转播系统。该方案中通过电磁感应模块和信号感应模块对冰球在球场上的位置进行定位，将位置信息转换为电视视频图像坐标，使用图像元素对视频进行处理后在转播视频中予以实时增强显示，以达到更好的观赛体验。

介绍完本发明实施例的设计思想之后，下面对本发明实施例中的技术方案适用的应用场景做一些简单介绍，需要说明的是，本发明实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

如图1所示，本申请提供一种冰球定位装置，结合冰球运动的特点本申请实施例提供了一种贴合冰球与冰球场特性的定位装置，该装置可以包括：

电磁感应模块100，设置于冰球中；

为了保证植入电磁感应模块100后冰球符合比赛用球的要求，将该电磁感应模块100植入冰球中时，将该电磁感应模块100固定于冰球内部，使得制成的冰球的重量、体积、转动惯量、击打效果、运动性质与普通冰球无异。该电磁感应模块100可以是特制的金属感应线圈或磁性物质等。

信号感应模块200，设置于冰球场的冰面下设定距离处；当冰球在冰球场冰面上移动时，检测所述冰球中设置的电磁感应设备产生的电磁信号，基于所述电磁信号确定冰球在冰球场中的位置坐标。

为了定位冰球在冰球场中的位置的同时还不影响正常的冰球比赛，该实施例中将信号感应模块200设置在冰球场的冰面下设定距离处，当然该设定距离在设置的时候会兼顾到信号感应模块200与电磁感应模块100之间的信号响应，以及信号感应模块200与冰面之间冰层厚度对比赛的影响。

在该实施例中，所述信号感应模块200具体可以包括：

传感器阵列201，该传感器阵列中包括多个按照预设阵列排布规则排布的传感器，并且该传感器阵列设置于冰球场的冰面下设定距离处；每个传感器分别采集所述冰球中电子感应设备所产生的电磁信号；

冰球场冰面下设置传感器阵列，使其传感器阵列201的检测范围覆盖整个冰球场平面以及冰面上空设定距离的整个区域，传感阵列中传感器的密度(即间距)可根据单个传感器的精度和灵敏度而定，且设置的传感器还满足：能感应冰球中的电磁感应模块100但不会对球员冰刀、球杆上的金属物质发生感应。该传感器阵列，可视精度和灵敏度差别每隔2-5米固定一个传感器，传感器线路汇总至处理单元202统一处理。

传感器阵列中的所有传感器通过信号与处理单元202连接，并且每个传感器所采集到的信号通过设定的方式进行区分；

处理单元202，用于获取传感器所采集到的电磁信号；基于所述排布规则和所述电磁信号确定所述冰球在冰球场中的位置坐标。

为了达到定位冰球的效果，在设置传感器阵列的时候，就可以对每个传感器进行定位，并确定以冰球场为基准建立的世界坐标系中每个传感器的坐标。

当处理单元获取到传感器所采集到的电磁信号之后，可以根据该电磁信号确定冰球在球场上所在位置附近的就近传感器，以及每个就近传感器所检测到的信号的强弱，从而就可以计算得到每时每刻冰球和每个就近传感器之间的第一距离，继而根据每个就近传感器的坐标以及第一距离计算得到任意时刻冰球在世界坐标系中的坐标p，即冰球在球场平面的位置投影的坐标p(u,v)、以及冰球距离冰面的高度h。

该方法基于冰球运动中冰球场表面光滑，并且冰球一般都贴冰面运行，所以采用信号感应模块200与电磁感应模块100相结合的方式能够达到很好的定位冰球的效果。

进一步，为了解决现有比赛转播过程中观赏效果不佳的问题，本申请基于上述图1所示的冰球场地，还提供一种转播方法，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本发明实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本发明实施例提供的执行顺序。所述方法在实际的处理过程中或者装置执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的应用环境)。

以下结合图2所示的方法流程图对本发明实施例中一种转播方法进行说明，下面对本发明实施例的方法流程进行介绍。

步骤301，采集冰球场的视频信息，并基于所述冰球定位装置同步获取所述冰球在冰球场中的位置坐标；

步骤302，基于所述冰球的位置坐标在输出所述视频信息时，在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像。

因为现有的视频呈现效果都是二维的，所以针对球飞离冰面的情况，很多时候只能通过裸眼观察，但是显示效果以及人眼观察能力等因素影响，很多时候观众并不能很好的观察到这一现象，所以为了达到更好的显示效果，本申请实施例所提供的方法中所述位置坐标中包括平面坐标和空间坐标，所述空间坐标指示所述冰球距离所述冰球场冰面的高度，所述在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像包括：

该实施例中，可以以冰球场中心为原点建空间笛卡尔坐标系为世界坐标系，根据汇总后的各传感器信号的强弱计算得到冰球和各传感器对应坐标点之间的距离，继而计算得到任意时刻冰球在世界坐标系中的坐标p＝(u,v,h)。

根据冰球距离冰面的高度h的不同，在转播视频中可使用不同的α通道值的增强显示图像对冰球所在位置予以增强显示，如当冰球紧贴冰面滑行时，使用α通道大(即透明度小)的增强显示图像表征冰球位置；当冰球在空中飞行时，使用α通道小(即透明度大)的增强显示图像表征冰球在冰面上的铅垂投影的位置。

在具体的使用中，根据冰球距冰面高度h的不同而使用不同的α通道值的绿色椭圆对冰球所在位置进行增强显示可以是：当冰球紧贴冰面运动时，α通道值＝50％的显示效果；当冰球在空中运动时，α通道值<50％，此处为当冰球位于大约一人高的空中时使用α通道值＝20％的显示效果。

在一种可实现实施例中，因为在转播过程中涉及到多个流程环节冰球场、摄像头、采集到的视频、显示画面，每个显示环节都可能有各自独立的坐标系，所以为了保证最后显示的冰球位置与实际场景中冰球能尽量保持一致，则基于所述冰球的位置坐标在输出所述视频信息时，在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像的具体实现方式可以是：

针对冰球场各个直播机位(即固定世界坐标系原点和各个摄像机坐标系原点的相对位置)，选取摄像机三个姿态角(roll,pitch,yaw)、变倍(zoom)、冰球在世界坐标系中的坐标p的u和v分量，通过世界坐标系→摄像机坐标系→图像坐标系→像素坐标系的变换，得到冰球在转播画面中的像素坐标x和y关于上述各参数的变换关系。

当然基于上述多个环节的处理可能最终显示内容可能会出现图像畸变的情况，针对畸变本申请实施例还提供了进行校正的方式，该方法还可以包括：

如摄像头存在成像畸变，还需引入修正矩阵进行修正，最终得到冰球在转播画面中的像素坐标x和y关于上述各参数的变换关系

另外，因为信号传输过程中都涉及到时延问题，所以为了保证显示效果本申请实施例中还对视频显示的时间轴进行对齐。则显示画面中添加所述冰球的增强显示图像之前，还包括：

例如：由于国内赛事直播都采取15秒-1分钟不等的延时直播方式，可通过调试以实现冰球在转播画面中的像素坐标a的变化和转播视频的时间轴的对齐。由于中国采用的是帧率为25Hz的Pal电视信号制式，故可使用和该制式相同的频率进行采样计算，即每隔40ms采集一次传感器信号总成并计算一次冰球坐标p，且和视频帧时刻基本保持同步，如此可以节省和有效利用计算资源，充分保证实时性。

本申请实施例所提供的方法通过传感器阵列对冰球在球场上的位置进行定位，将位置信息转换为电视视频图像坐标，使用图像元素对视频进行处理后在转播视频中予以实时增强显示，以达到更好的观赛体验。

本申请实施例还提供一种转播系统，首先该系统包括所述图1所述的装置，该系统还可以包括转播设备，具体各功能模块具体功能为：

电磁感应模块100，设置于冰球中；

在一种可实现方式中，所述信号感应模块还用于获取位置坐标中的平面坐标和空间坐标，所述空间坐标指示所述冰球距离所述冰球场冰面的高度：

该转播设备，还用于根据采集所述视频信息的采集设备建立第一坐标系，基于所述冰球场中传感器阵列排布规则建立第二坐标系；

在一种可实现方式中，该转播设备还用于若所述视频信息存在成像畸变，则基于修正矩阵对所述第三位置坐标进行修正；基于修正后的位置坐标在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像。

在一种可实现方式中，该转播设备还用于显示画面中添加所述冰球的增强显示图像之前，确定采集所述视频信息的帧率，并基于所述帧率获取所述电磁信号，生成每个电磁信号对应的位置坐标。

本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令，当该计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如前述的转播方法的步骤。

在一些可能的实施方式中，本发明提供的转播方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在转播设备上运行时，所述程序代码用于使该转播设备执行本说明书上述描述的根据本发明各种示例性实施方式的转播方法中的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种包括冰球定位装置的转播系统，其特征在于，所述冰球定位装置包括：

电磁感应模块，设置于冰球中；

信号感应模块，设置于冰球场的冰面下设定距离处；当冰球在冰球场冰面上移动时，检测所述冰球中设置的电磁感应设备产生的电磁信号，基于所述电磁信号确定冰球在冰球场中的位置坐标；

所述信号感应模块，还用于获取位置坐标中的平面坐标和空间坐标，所述空间坐标指示所述冰球距离所述冰球场冰面的高度；

该系统还包括：

转播设备，用于采集冰球场的视频信息，并基于所述冰球定位装置同步获取所述冰球在冰球场中的位置坐标；基于所述冰球的位置坐标在输出所述视频信息时，在显示画面中添加所述冰球的增强显示图像；

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，信号感应模块包括：

3.一种基于冰球定位装置实现的转播方法，其特征在于，方法包括：

采集冰球场的视频信息，并基于所述冰球定位装置同步获取所述冰球在冰球场中的位置坐标，所述位置坐标中包括平面坐标和空间坐标，所述空间坐标指示所述冰球距离所述冰球场冰面的高度；

基于所述冰球的位置坐标在输出所述视频信息时，基于所述平面坐标在显示画面中定位所述冰球的增强显示图像的显示位置；基于所述空间坐标确定所述增强显示图像的透明度；所述透明度与所述高度成正比；

其中，所述冰球定位装置包括：

电磁感应模块，设置于冰球中；

所述信号感应模块，还用于获取位置坐标中的平面坐标和空间坐标，所述空间坐标指示所述冰球距离所述冰球场冰面的高度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述冰球的位置坐标在输出所述视频信息时，基于所述平面坐标在显示画面中定位所述冰球的增强显示图像的显示位置；基于所述空间坐标确定所述增强显示图像的透明度，包括：

并基于第一坐标系与所述视频信息中图像的图像坐标系之间的对应关系，将第二位置坐标映射到所述图像坐标系得到第三位置坐标；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，方法还包括：

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在基于所述平面坐标在显示画面中定位所述冰球的增强显示图像的显示位置；基于所述空间坐标确定所述增强显示图像的透明度之前，还包括：

7.一种可读存储介质，其特征在于，包括存储器，

所述存储器用于存储指令，当所述指令被处理器执行时，使得包括所述可读存储介质的装置完成如权利要求3～6中任一项所述的方法。