CN1777295A - 一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置 - Google Patents
一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1777295A CN1777295A CN 200510127965 CN200510127965A CN1777295A CN 1777295 A CN1777295 A CN 1777295A CN 200510127965 CN200510127965 CN 200510127965 CN 200510127965 A CN200510127965 A CN 200510127965A CN 1777295 A CN1777295 A CN 1777295A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- video image
- digital media
- video
- media processor
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
本发明涉及一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置，属于多媒体虚拟现实技术领域。本方法首先拍摄正前方景观，并将视频图像编号；然后连续播放1、2、3……n视频图像，生成视点平移速度为V的实景视频图像，最后根据设定的视点平移速度，以与视点平移速度相对应的视频图像播放顺序生成虚拟实景视频图像。本装置包括硬盘驱动器、速度传感器、通用串行接口、视频显示器、音频播放器和控制按键，并分别与数字媒体处理器相连接。本发明方法无需对采集到的图像进行拼接处理，无需使用PC机，装置中使用嵌入式系统生成虚拟空间图像，具有响应速度快、画面逼真、体积小、成本低、可靠性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置属于多媒体虚拟现实技术领域。
背景技术
基于实景图像的虚拟场景是利用照相机采集的离散图象或摄象机采集的连续视频图象作为基础数据，经过图象处理生成具有空间操纵能力的虚拟环境。基于实景图象构造的虚拟信息空间避开了复杂的场景建模与绘制，直接利用照相机或摄象机拍摄得到的实景图象来构造虚拟信息空间，这种基于实景的方法具有快速、简单、逼真的优点，正在越来越多地应用于旅游景点、虚拟场馆介绍以及远地空间再现等方面。
1994年6月，Apple公司开始推出全景视频商用产品QuickTime VR，第一次使人们领略了具有照片质量的虚拟现实环境。它把环绕观察者的若干张边缘稍有重叠的照片图像，利用软件消除重叠，进行拼接处理，最后卷绕成一个圆柱形，组合成一张平滑的360度全景图像。观察者可以站在圆柱形中央位置，在水平方向上，任意环视四周。在某一个角度进行观察时，用户可利用图像的放大或缩小来实现近视、远视观察效果(类似于摄像机的镜头推拉)。
上述从圆柱形360度全景图像内部观察图像的方法称为内环视。内环视可使观察者在一个固定的位置观看周围的环境，就好像在真实空间里一样，具有身临其境的感受。这对表达建筑内部空间以及城市街道、广场等室外空间十分有效。
和内环视相对应的是外环视，它是以一个物体为中心，围绕它旋转360度产生图像，好象是从外部球面上的众多视点来看同一物体，从而生成一个物体各个侧面的图像信息。外环视的主要效果是让观察者从不同的角度围绕对象来观察一个物体，通常用于网上商品展示，也适合对单体建筑外观的观察和群体建筑的鸟瞰。
全景图像在虚拟现实中的应用特点是视点固定不动(不能平移、只能旋转)，观察者站在视点环顾四周。M.Hirose，S.Watanabe，T.Endo在《1998年IEEE虚拟现实国际年会(Rroceedings of the 1998 IEEE Virtual Reality Annal Interational Symposium)》第234-241页发表的论文“使用图像的宽范围虚拟空间生成(Generation of Wide-RangeVirtual Spaces Using Photographic Images)”中，介绍了一种视点即可平移、又能旋转的虚拟现实方法。该方法利用安装在汽车上的8台摄像机和位置传感器，沿路进行拍摄，将模拟图像数字化后与相应的位置信息分别存入图像数据库和位置数据库。系统中任一地点的8张图像可生成一个360度全景图像。
综上所述，已有技术还存在以下缺点：广泛使用的全景图像虚拟现实方法只能在非行进状态下生成虚拟景观，用户只能在原地旋转观察周围场景；视点即可平移、又能旋转的虚拟现实方法由于拍摄系统和浏览系统过于复杂，目前尚未实际使用；已有的虚拟现实平台必须要借助于PC机和Windows操作系统，来生成和浏览虚拟景观，设备成本较高。
发明内容
本发明的目的是一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置，通过电视机屏幕，为键身房跑步机和自行车上锻练的健身者提供户外虚拟自然实景，使室内健身者在跑步机上跑步或骑车时犹如置身于户外一般，将枯燥的健身运动变为享受自然美景的有趣活动，激发健身者的兴趣，使其持之以恒，最终达到真正健身的目的。
本发明提出的视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法，包括以下步骤：
(1)拍摄正前方景观，将拍摄到的视频图像从1、2、3……n进行编号；
(2)连续播放1、2、3……n视频图像，生成视点平移速度为V的实景视频图像，或按1、3、5、7、9……n顺序，每隔一帧播放一帧，生成视点平移速度为2V的实景视频图像，依此类推，每隔m帧播放一帧，生成视点平移速度为mV的实景视频图像；
(3)根据设定的视点平移速度，以与视点平移速度相对应的视频图像播放顺序生成虚拟实景视频图像。
本发明提出的视点平移的虚拟空间实景视频图像生成装置，包括：
(1)用于存储拍摄的视频图像的硬盘驱动器，与数字媒体处理器相连接；
(2)用于获取设定的视点平移速度的速度传感器，与数字媒体处理器相连接；
(3)用于下载拍摄的视频图像，并将视频图像传输至硬盘驱动器的通用串行接口，与数字媒体处理器相连接；
(4)用于显示虚拟实景图像的视频显示器，与数字媒体处理器相连接；
(5)用于播放虚拟实景图像伴音的音频播放器，与数字媒体处理器相连接；
(6)用于播放视频图像的数字媒体处理器，与数字媒体处理器相连接；
(7)用于装置的设置和控制的控制按键，与数字媒体处理器相连接。
本发明提出的视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置，具有如下特点和优点：
1、视点平移但不旋转的，视点平移速度可以控制，可在室内再现与室外跑步或骑自行车时看到的相同自然景色，使健身者具有身临其境的感觉。
2、使用本发明的方法和装置，以25帧/秒的视频播放速度再现高分辨率(720×576)虚拟空间图像(DVD画质)。
3、本发明方法无需对采集到的图像进行拼接处理，装置中使用嵌入式系统生成虚拟空间图像，无需使用PC机、Windows操作系统和虚拟现实软件，具有响应速度快、画面逼真、体积小、成本低、可靠性高等优点。
附图说明
图1是本发明方法中拍摄的视频图像序列。
图2是本发明装置的结构框图。
具体实施方式
本发明提出的视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法，首先拍摄正前方景观，并将拍摄到的视频图像从1、2、3……n进行编号，如图1所示；连续播放1、2、3……n视频图像，生成视点平移速度为V的实景视频图像，或按1、3、5、7、9……n顺序，每隔一帧播放一帧，生成视点平移速度为2V的实景视频图像，依此类推，每隔m帧播放一帧，生成视点平移速度为mV的实景视频图像；最后根据设定的视点平移速度，以与视点平移速度相对应的视频图像播放顺序生成虚拟实景视频图像。
本发明提出的视点平移的虚拟空间实景视频图像生成装置，其结构如图2所示，包括：
(1)用于存储拍摄的视频图像的硬盘驱动器，与数字媒体处理器相连接；
(2)用于获取设定的视点平移速度的速度传感器，与数字媒体处理器相连接；
(3)用于下载拍摄的视频图像，并将视频图像传输至硬盘驱动器的通用串行接口，与数字媒体处理器相连接；
(4)用于显示虚拟实景图像的视频显示器，与数字媒体处理器相连接；
(5)用于播放虚拟实景图像伴音的音频播放器，与数字媒体处理器相连接；
(6)用于播放虚拟实景图像的数字媒体处理器，与数字媒体处理器相连接；
(7)用于装置的设置和控制的控制按键，与数字媒体处理器相连接。
本发明的一个实施例中，获得视频图像的方法为：在汽车上安装摄像机，摄像机距地面的垂直高度为1.7米。汽车以每小时2.7公里的步行速度沿预定线路匀速前进，摄像机按25帧/秒的速度拍摄正前方景观，1小时可获得90000帧视频图像，相当于沿预定线路每隔3厘米拍一帧图像，或每隔1/25秒拍一帧图像。给拍摄到的90000帧视频图像从1、2、3……90000编号(如图1)，以25帧/秒的速度播放，则：
1、连续播放1、2、3……90000视频图像，可生成视点平移速度为2.7公里/小时的实景视频图像。
2、若按1、3、5、7、9……顺序，每隔一帧播放一帧，可生成视点平移速度为5.4公里/小时的实景视频图像。
3、若按1、4、7、10……顺序，每隔二帧播放一帧，可生成视点平移速度为8.1公里/小时的实景视频图像。
4、若按1、5、9、13……顺序，每隔三帧播放一帧，可生成视点平移速度为10.8公里/小时的实景视频图像。
在跑步机上安装速度传感器，测量健身者的实际移动速度。根据测速传感器提供的速度测量值，选择与之接近的视点平移速度，然后使用与视点平移速度对应的视频图像播放顺序生成虚拟实景视频图像，就可使健身者获得身临其境的感觉。
本发明的虚拟空间图像的生成不借助于计算机机，而是利用嵌入式实景图像虚拟现实装置生成。
嵌入式实景图像虚拟现实装置(如图2)的核心部件为美国Sigma Designs公司生产的EM8510数字媒体处理器芯片。EM8510数字媒体处理器片内集成有200MHz 32位RISCCPU和硬件MPEG解码器，硬件MPEG解码器含有专用的硬件逻辑，可高效完成MPEG2压缩文件的解压和播放，32位RISC CPU完成速度传感器信号检测、视频图像播放顺序控制、系统管理等功能。转速传感器使用上海擎宇仪表电子有限公司的SGD18光电转速传感器，硬盘驱动器使用日立Travelstar 20GB笔记本硬盘。
嵌入式实景图像虚拟现实装置通过通用串行接口，将MPEG2压缩视频文件从MPEG2视频工作站下载到装置内的硬盘驱动器中。数字媒体处理器从硬盘驱动器读取将MPEG2压缩视频文件解码，并按指定的播放顺序播放视频图像，并将音、视频信号直接输出到音频播放器播放和视频显示器显示。
数字媒体处理器内的RISC CPU可根据速度传感器检测到的实际速度，选择相应的视频图像播放顺序，控制数字媒体处理器按指定的播放顺序播放视频图像，生成虚拟实景视频图像。
硬盘驱动器内存储有多种场景的MPEG2压缩视频文件，用户可通过控制按键选取自己喜欢的场景。
本发明装置所用的摄像机为，广播级标清电视摄录一体机，图像质量可达到450电视线的垂直分辨率。利用MPEG视频压缩工作站将摄像机拍摄的录像带模拟视频信号数字化，并按MPEG2标准压缩为分辨率为720×576的数字视频文件，最后将压缩数字视频文件通过计算机通用串行接口下载到本发明装置中的硬盘驱动器内。
MPEG的全称是运动图像专家组(Moving Picture Experts Group)，是ISO国际标准化组织中专门制定多媒体标准的工作组。MPEG-2标准的全称是“运动图像及有关声音信息的通用编码(Generic Coding of Moving Pictures Associated Audio Information)”，编号为ISO/IEC 13818。MPEG-2主要针对高清晰度电视(HDTV)的需要，传输速率为10Mbps，适用于图像质量要求较高的广播和娱乐应用。
本发明装置中所用的音频播放器为普通音箱，视频显示器为普通电视显示屏。
Claims (2)
1、一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)拍摄正前方景观，将拍摄到的视频图像从1、2、3……n进行编号；
(2)连续播放1、2、3……n视频图像，生成视点平移速度为V的实景视频图像，或按1、3、5、7、9……n顺序，每隔一帧播放一帧，生成视点平移速度为2V的实景视频图像，依此类推，每隔m帧播放一帧，生成视点平移速度为mV的实景视频图像；
(3)根据设定的视点平移速度，以与视点平移速度相对应的视频图像播放顺序生成虚拟实景视频图像。
2、一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成装置，其特征在于该直至包括：
(1)用于存储拍摄的视频图像的硬盘驱动器，与数字媒体处理器相连接；
(2)用于获取设定的视点平移速度的速度传感器，与数字媒体处理器相连接；
(3)用于下载拍摄的视频图像，并将视频图像传输至硬盘驱动器的通用串行接口，与数字媒体处理器相连接；
(4)用于显示虚拟实景图像的视频显示器，与数字媒体处理器相连接；
(5)用于播放虚拟实景图像伴音的音频播放器，与数字媒体处理器相连接；
(6)用于播放视频图像的数字媒体处理器，与数字媒体处理器相连接；
(7)用于装置的设置和控制的控制按键，与数字媒体处理器相连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510127965 CN1777295A (zh) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | 一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510127965 CN1777295A (zh) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | 一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1777295A true CN1777295A (zh) | 2006-05-24 |
Family
ID=36766547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510127965 Pending CN1777295A (zh) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | 一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1777295A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101552865B (zh) * | 2009-03-25 | 2013-01-23 | 广州英码信息科技有限公司 | 一种基于嵌入式的多媒体数字平台 |
| CN105898138A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-08-24 | 乐视致新电子科技（天津）有限公司 | 全景视频播放方法及装置 |
| CN106060475A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-26 | 北京利亚德视频技术有限公司 | 一种通过vr方式进行视频预监及控制的系统和方法 |
-
2005
- 2005-12-09 CN CN 200510127965 patent/CN1777295A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101552865B (zh) * | 2009-03-25 | 2013-01-23 | 广州英码信息科技有限公司 | 一种基于嵌入式的多媒体数字平台 |
| CN105898138A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-08-24 | 乐视致新电子科技（天津）有限公司 | 全景视频播放方法及装置 |
| CN106060475A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-26 | 北京利亚德视频技术有限公司 | 一种通过vr方式进行视频预监及控制的系统和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2619761B1 (en) | Enriching digital photographs | |
| US10063848B2 (en) | Perspective altering display system | |
| CN201168449Y (zh) | 一种互动影院 | |
| CN107105315A (zh) | 直播方法、主播客户端的直播方法、主播客户端及设备 | |
| US20120120201A1 (en) | Method of integrating ad hoc camera networks in interactive mesh systems | |
| US20020075295A1 (en) | Telepresence using panoramic imaging and directional sound | |
| CN102473172A (zh) | 改进的音频/视频方法和系统 | |
| US7173672B2 (en) | System and method for transitioning between real images and virtual images | |
| CN101877767A (zh) | 一种六通道视频源生成三维全景连续视频的方法和系统 | |
| CN2667827Y (zh) | 一种准全景环绕式影视播放系统 | |
| CN113891117B (zh) | 沉浸媒体的数据处理方法、装置、设备及可读存储介质 | |
| CN107197135B (zh) | 一种视频生成方法及视频生成装置 | |
| CN106993177A (zh) | 一种双目720度全景采集系统 | |
| CN106658032A (zh) | 一种多摄像头直播方法及系统 | |
| KR101388265B1 (ko) | 2ｄ 영상 미디어 표준을 기반으로 3ｄ 입체영상 파일을생성 및 재생하기 위한 시스템 및 방법 | |
| CN202836578U (zh) | 全景视频地图导航系统 | |
| CN115103138A (zh) | 一种基于时空一致的虚实融合图像的生成方法和系统 | |
| CN1777295A (zh) | 一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成方法及其装置 | |
| CN112532963B (zh) | 一种基于ar的三维全息实时互动系统及方法 | |
| CN200969658Y (zh) | 一种视点平移的虚拟空间实景视频图像生成装置 | |
| CN109862385B (zh) | 直播的方法、装置、计算机可读存储介质及终端设备 | |
| Kuchelmeister et al. | Affect and place representation in immersive media: The Parragirls Past, Present project | |
| JP2019020845A (ja) | 画像処理装置及び方法、及び、画像処理システム | |
| CN206117889U (zh) | 一种双目720度全景采集系统 | |
| CN115002470A (zh) | 一种媒体数据处理方法、装置、设备以及可读存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |