KR20050079275A - 스포츠 방송 시스템 및 스포츠 방송 방법 - Google Patents

스포츠 방송 시스템 및 스포츠 방송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스포츠 방송 시스템 및 스포츠 방송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라가 촬영한 화면을 바탕으로 경기장 및 선수들의 위치를 파악하여 방송 화면에 경기장 및 선수들의 위치에 대한 축소 화면을 내보내는 스포츠 방송 시스템 및 스포츠 방송 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. 전술된 본 발명의 목적을 달성하기 위한 스포츠 방송 시스템은, 스포츠 방송 시스템에 있어서, 경기장과 선수들의 움직임을 촬영하는 카메라와, 상기 카메라로부터 받은 영상 정보로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 파악하는 제1 영상 처리 수단과, 상기 제1 영상 처리 수단으로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 받아 가상의 경기장 평면도에 표시하여 방송 화면에 나타내는 제2 영상 처리 수단을 포함한다.

Description

스포츠 방송 시스템 및 스포츠 방송 방법 {SPORTSCAST SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 스포츠 방송 시스템 및 스포츠 방송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라가 촬영한 화면을 바탕으로 경기장 및 선수들의 위치를 파악하여 방송 화면에 경기장 및 선수들의 위치에 대한 축소 화면을 내보내는 스포츠 방송 시스템 및 스포츠 방송 방법에 관한 것이다.
요즘 컴퓨터나 게임기로 하는 스포츠 게임이 많이 보급되어 있다. 이러한 스포츠 게임은 예를 들어 축구 게임이 있을 수 있다. 이러한 축구 게임에서는 경기장에서의 축구공 주변의 선수들 움직임을 보여주는 화면 외에도, 전체 경기장 및 선수들의 위치를 보여주는 서브 화면이 있다. 이러한 선수들의 위치 정보는 감독이 작전을 짤때나, 모든 선수들의 움직임을 체크할 때나, 시청자가 선수들의 움직임을 판단할 때 좋은 정보가 된다. 그러나, 실제의 축구 경기를 중계 방송할 때에는 대부분 공이 있는 장소의 부분만을 촬영하여 그 화면만을 보여주기 때문에 이러한 화면 만으로는 전체적인 선수들의 위치나 움직임을 파악하기 힘들다.
본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 카메라에 잡힌 화면을 바탕으로 경기장 및 선수들의 위치를 파악하여 방송 화면에 경기장 및 선수들의 위치에 대한 축소 화면을 내보내는 스포츠 방송 시스템 및 스포츠 방송 방법을 제공하는 데에 있다.
전술된 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 태양은, 스포츠 방송 시스템에 있어서, 경기장과 선수들의 움직임을 촬영하는 카메라와, 상기 카메라로부터 받은 영상 정보로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 파악하는 제1 영상 처리 수단과, 상기 제1 영상 처리 수단으로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 받아 가상의 경기장 평면도에 표시하여 방송 화면에 나타내는 제2 영상 처리 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 시스템에 관한 것이다.
상기 제1 영상 처리 수단은 카메라에 촬영된 화면에서의 선수들의 위치 좌표(x, y)를 실제 경기장에서의 선수들의 위치 좌표(u, y)로 매핑하기 위하여 수식 및 을 이용할 수 있다(단, 여기서 a 내지 i는 경기장의 모서리에 대한 알려진 위치 값으로부터 미리 계산된다.).
상기 카메라는 경기장의 마주보는 양단에 설치되고, 제1 영상 처리 수단은 경기장의 마주보는 양단에서 각 카메라가 촬영하는 선수들의 위치 정보를 평균하여 최종 위치로 설정할 수 있다.
상기 제1 영상 처리 수단은 촬영된 화면 중 특정 색깔의 덩어리를 검출하면 상기 색깔의 덩어리를 하나의 선수로 인식하고, 각 색깔 덩어리에서 각각의 화소의 평균 위치를 계산하여 선수의 위치를 계산할 수 있다.
전술된 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 태양은, 스포츠 방송 방법에 있어서, 카메라가 경기장과 선수들의 움직임을 촬영하는 단계와, 상기 카메라로부터 받은 영상 정보로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 파악하는 제1 영상 처리 단계와, 상기 제1 영상 처리 단계로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 받아 가상의 경기장 평면도에 표시하여 방송 화면에 나타내는 제2 영상 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 방법에 관한 것이다.
상기 제1 영상 처리 단계는 카메라에 촬영된 화면에서의 선수들의 위치 좌표(x, y)를 실제 경기장에서의 선수들의 위치 좌표(u, y)로 매핑하기 위하여 수식 및 을 이용할 수 있다(단, 여기서 a 내지 i는 경기장의 모서리에 대한 알려진 위치 값으로부터 미리 계산된다.).
상기 카메라는 경기장의 마주보는 양단에 설치되고, 제1 영상 처리 단계는 경기장의 마주보는 양단에서 각 카메라가 촬영하는 선수들의 위치 정보를 평균하여 최종 위치로 설정할 수 있다.
상기 제1 영상 처리 단계는 촬영된 화면 중 특정 색깔의 덩어리를 검출하면 상기 색깔의 덩어리를 하나의 선수로 인식하고, 각 색깔 덩어리에서 각각의 화소의 평균 위치를 계산하여 선수의 위치를 계산할 수 있다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 스포츠 방송 시스템의 구성도이다. 도1에 도시된 스포츠 방송 시스템은, 실제 경기장(110) 및 선수들을 촬영하는 카메라(120a, 120b, 121a, 121b)와, 상기 카메라(120a, 120b, 121a, 121b)로부터 받은 영상 정보를 선수들의 위치 및 소속 정보를 확인하는 제1 영상 처리 수단(130)과, 상기 제1 영상 처리 수단(130)으로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 받아 가상의 경기장 평면도에 표시한 서브 화면(160)을 방송 화면(150)에 나타내는 제2 영상 처리 수단(140)을 포함한다.
상기 카메라(120a, 120b, 121a, 121b)는 경기장 및 선수들을 촬영한다. 본 실시예에서는 4대의 카메라(120a, 120b, 121a, 121b)를 사용하며, 경기장의 일측면에서 2대의 카메라(120a, 121a)가 각각 경기장을 반씩 나누어 촬영한다. 또한, 경기장의 타측면에서도 역시 2대의 카메라(120b, 121b)가 각각 경기장의 반씩을 촬영한다. 즉, 1대의 카메라는 경기장의 반을 일측면에서 촬영하게 되는데, 이 경우의 경기장의 외곽선의 모양이 도2a 및 도2b의 (a)부분에 도시되어 있다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 실시예에 의한 스포츠 방송 시스템에서 1대의 카메라에 잡힌 경기장 좌표를 실제의 경기장 좌표로 매핑하는 과정을 도시한 그래프이다. 카메라에서 촬영한 화면에 나타난 경기장 반의 모습은 도2a의 (a)와 같이 사다리꼴의 모양을 하고 있고, 실제 경기장의 모습은 (b)의 모습과 같다.
제1 영상 처리 수단(130)은 카메라의 촬영 화면을 입력받아, 선수들의 위치 및 소속을 파악한다. 우선, 선수들을 소속팀 별 특정 색깔을(예를 들어 유니폼의 색깔) 정한다. 바람직하게는 상기 제1 영상 처리 수단(140)에는 제어 수단이 포함되고, 상기 제어 수단은 경기장의 모서리를 지정하거나, 선수들의 소속팀의 유니폼 색깔 등을 지정할 수 있다. 선수들의 소속팀 및 특정 색깔이 지정된 후에, 촬영된 화면에서 특정한 색깔이 검출되면, 상기 하나의 색깔의 덩어리를 한명의 선수로 인식한다. 상기 색깔의 덩어리를 본 실시예에서는 오브젝트라고 정의한다. 카메라(120a, 120b, 121a, 121b)에서 새로운 화면이 들어오면 모든 화소(畵素, Pixel)를 검사하여 미리 설정한 각 소속팀 별 특정 색깔을 검출하여 저장한다. 이 후, 각 색깔 덩어리에서 각각의 화소의 평균 위치를 계산하여 오브젝트의 위치로 정한다. 그러나, 하나의 카메라로 오브젝트의 위치를 정하게 되면 오차가 클 수 있기 때문에, 경기장의 타 측면에서 촬영한 화면에서 위와 같은 방법으로 오브젝트의 위치를 계산하여 오브젝트의 위치를 구한 후 두개의 카메라에서 촬영하여 계산한 오브젝트 위치의 평균값을 계산한다.
이때, 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 카메라에 잡힌 경기장 좌표(x, y)에서 실제 경기장 좌표(u, v)로 매핑을 해야 한다. 상기 (x, y)에서 (u, v)로 매핑을 시킬때, 기본적으로 각 모서리에 나타나 있는 4개의 점에 대한 매핑 위치는 알 수 있기 때문에, 상기 4개의 점에 대한 매핑 위치를 이용하여 매핑에 관한 수식에 대한 변수를 구한다. 여기서 매핑을 하는 식은 수식1과 같다.
[수식 1]
여기서 (x, y)=(x'/w, y'/w), (u, v)=(u'/q, v'/q)라고 한다면, 상기 x 및 y에 대한 수식1을 다음과 같이 행렬식으로 나타낼 수 있다.
[수식 2]
현재 이 수식2에서 u', v' 값을 구하기 위하여 상기 행렬식에 나타난 3×3의 a 내지 i에 관한 행렬의 역행렬을 각각의 항에 곱하여서 a 내지 i의 값을 구한다. 단, 여기서 i는 1이라고 가정한다. 즉, 4개의 점의 매핑 위치는 결정되어 있기 때문에, 결정된 4개의 점과 위의 수식2를 이용하여 a 내지 h의 값을 구할 수 있다.
이와 같이 구해진 a 내지 h의 수를 이용하여 각각의 오브젝트의 위치를 구한 후에 실제 경기장에서의 오브젝트의 위치 좌표를 정한다. 이렇게 하여 도2a 및 도2b와 같이 제1 영상 처리 수단(130)은 하나의 카메라가 촬영한 화면에 대한 선수들의 위치 좌표(x, y)를 실제 경기장에 대한 선수들의 위치 좌표(u, v)로 변환한다. 또한 반대편의 카메라가 촬영한 화면에 대한 선수들의 위치 좌표(X, Y)를 실제 경기장에 대한 선수들의 위치 좌표(U, V)로 변환한다. 상기 (u, v)와 (U, V)의 평균값을 낸 후, 이렇게 계산된 실제 오브젝트에 대한 유니폼의 색깔 및 위치 데이터를 제2 영상 처리 수단(140)으로 보낸다.
제2 영상 처리 수단(140)은 제1 영상 처리 수단(130)으로부터 받은 오브젝트에 대한 유니폼의 색깔 및 위치를 받아 실제 방송 화면(150)에 서브 화면(160)으로 선수들의 소속 및 위치 데이터를 뿌려주는 역할을 한다. 상기 제2 영상 처리 수단(140)은 데이터 큐(Queue)를 가지고 있어서, 상기 제1 영상 처리 수단(130)으로부터 들어온 데이터를 들어온 순서대로 처리한다. 즉, 상기 4대의 카메라가 보내온 데이터를 시간의 순서대로 데이터 큐에 넣고 들어온 순서대로 처리하여 서브 화면을 제작, 전송하게 된다.
도3에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 스포츠 방송 방법을 나타낸 과정이 순차적으로 도시되어 있다.
우선, 카메라(120a, 120b, 121a, 121b)가 경기장 및 선수들의 움직임을 촬영한다. 이때, 제2 영상 처리 수단(140)에 포함된 제어 수단으로부터 경기장의 모서리를 지정하거나, 선수들의 소속팀의 유니폼 색깔 등을 지정할 수 있다(S100).
다음으로 제1 영상 처리 수단(130)이 상기 카메라(120a, 120b, 121a, 121b)가 촬영한 영상 정보로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 파악한다. 이 과정은 상기 수식1 및 수식2를 사용한다(S200).
상기 제2 영상 처리 수단(140)은 제1 영상 처리 수단(130)으로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 받아서 가상의 축소된 경기장 평면도에 표시한다(S300).
상기 가상의 축소된 경기장 평면도 화면을 일반 방송화면에 보낸다(S400).
비록, 본 발명이 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 카메라가 촬영한 화면을 바탕으로 경기장 및 선수들의 위치를 파악하여 방송 화면에 경기장 및 선수들의 위치에 대한 축소 화면을 내보내어 스포츠 방송에 있어서 시청자가 선수들의 위치 정보를 파악할 수 있다.
도1은 본 발명의 양호한 실시예에 의한 스포츠 방송 시스템의 구성도.
도2a는 본 발명의 양호한 실시예에 의한 스포츠 방송 시스템에서 카메라에 잡힌 경기장 좌표를 실제의 경기장 좌표로 매핑하는 과정을 도시한 그래프.
도2b는 본 발명의 양호한 실시예에 의한 스포츠 방송 시스템에서 또 다른 카메라에 잡힌 경기장 좌표를 실제의 경기장 좌표로 매핑하는 과정을 도시한 그래프.
도3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 스포츠 방송 방법을 나타낸 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 실제의 경기장
120a, 120b, 121a, 121b: 카메라
130: 제1 영상 처리 수단
140: 제2 영상 처리 수단
150: 방송 화면
160: 서브 화면

Claims (8)

  1. 스포츠 방송 시스템에 있어서,
    경기장과 선수들의 움직임을 촬영하는 카메라와,
    상기 카메라로부터 받은 영상 정보로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 파악하는 제1 영상 처리 수단과,
    상기 제1 영상 처리 수단으로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 받아 가상의 경기장 평면도에 표시하여 방송 화면에 나타내는 제2 영상 처리 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 영상 처리 수단은 카메라에 촬영된 화면에서의 선수들의 위치 좌표(x, y)를 실제 경기장에서의 선수들의 위치 좌표(u, y)로 매핑하기 위하여 수식 및 을 이용하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 시스템. (단, 여기서 a 내지 i는 경기장의 모서리에 대한 알려진 위치 값으로부터 미리 계산된다.)
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 카메라는 경기장의 마주보는 양단에 설치되고, 제1 영상 처리 수단은 경기장의 마주보는 양단에서 각 카메라가 촬영하는 선수들의 위치 정보를 평균하여 최종 위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 시스템.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 영상 처리 수단은 촬영된 화면 중 특정 색깔의 덩어리를 검출하면 상기 색깔의 덩어리를 하나의 선수로 인식하고, 각 색깔 덩어리에서 각각의 화소의 평균 위치를 계산하여 선수의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 시스템.
  5. 스포츠 방송 방법에 있어서,
    카메라가 경기장과 선수들의 움직임을 촬영하는 단계와,
    상기 카메라로부터 받은 영상 정보로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 파악하는 제1 영상 처리 단계와,
    상기 제1 영상 처리 단계로부터 선수들의 위치 및 소속 정보를 받아 가상의 경기장 평면도에 표시하여 방송 화면에 나타내는 제2 영상 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 영상 처리 단계는 카메라에 촬영된 화면에서의 선수들의 위치 좌표(x, y)를 실제 경기장에서의 선수들의 위치 좌표(u, y)로 매핑하기 위하여 수식 및 을 이용하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 방법. (단, 여기서 a 내지 i는 경기장의 모서리에 대한 알려진 위치 값으로부터 미리 계산된다.)
  7. 청구항 5 에 있어서, 상기 카메라는 경기장의 마주보는 양단에 설치되고, 제1 영상 처리 단계는 경기장의 마주보는 양단에서 각 카메라가 촬영하는 선수들의 위치 정보를 평균하여 최종 위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 방법.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 영상 처리 단계는 촬영된 화면 중 특정 색깔의 덩어리를 검출하면 상기 색깔의 덩어리를 하나의 선수로 인식하고, 각 색깔 덩어리에서 각각의 화소의 평균 위치를 계산하여 선수의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 스포츠 방송 방법.
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