RU2182507C2 - Способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения и устройства для его осуществления (варианты) - Google Patents
Способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения и устройства для его осуществления (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182507C2 RU2182507C2 RU97115262/12A RU97115262A RU2182507C2 RU 2182507 C2 RU2182507 C2 RU 2182507C2 RU 97115262/12 A RU97115262/12 A RU 97115262/12A RU 97115262 A RU97115262 A RU 97115262A RU 2182507 C2 RU2182507 C2 RU 2182507C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screen
- computer
- image
- signal
- camera
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения и устройства для его осуществления предусматривают ввод в ЭВМ видеосигнала с видеокамеры, сигнала момента удара по мячу футболистом в сторону ворот соперничающей команды, координат местоположения наиближайшего к линии ворот, кроме вратаря, игрока защищающейся команды на экране средства отображения, на котором выведен стоп-кадр из видеосигнала, соответствующий моменту удара по мячу футболистом в сторону ворот защищающейся команды. На выведенный на экран стоп-кадр накладывают с помощью ЭВМ изображение одной линии, параллельной линии ворот и проходящей через местоположение на экране наиближайшего к линии ворот, кроме вратаря, игрока защищающейся команды. Способ и устройства позволяют улучшить определение положения вне игры во время и после игры в футбол, а также могут быть использованы для просмотра других сложных эпизодов матча. 3 с. и 5 з.п.ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а точнее к способу и устройствам для создания изображений на экране средства отображения.
Известны способ и устройство вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения (К. Клещев. Время перемен. - Газета "СПОРТ-ЭКСПРЕСС. Футбол от "СЭ", 34, 1996 г., стр. 2, колонка 7, "Что хочет Пеле". "Видео", Б. Игнатьев. Надо быть волшебником, чтобы подготовить команду за два дня. - Газета "СПОРТ-ЭКСПРЕСС", 21.09.96 г., 174, стр. 2, колонка 1, абзацы 3 и 4 снизу).
Этот способ предусматривает запись футбольной игры на видеомагнитофон и повторный просмотр спорных моментов с видеомагнитофона во время игры и после игры. Повторный просмотр спорных моментов судьей во время игры (при временной остановке игры) и учет полученной информации для решений, принимаемых судьей во время игры, приводят к потере динамики футбола, так как много времени уйдет на рассмотрение сложных ситуаций. Поэтому время просмотра спорных моментов должно быть существенно сокращено.
Известны способ и устройство вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения (патент США 4675816, кл. G 06 F 15/28, 23.01.1987), который характеризуется получением изображения футбольного поля, обработкой полученной информации в вычислительном устройстве передачей его для отображения на его экране.
Однако с помощью известных способа и устройств по изображению футбольного поля, на котором идет игра в футбол, на экране телевизора трудно точно определить положение вне игры, так как по изображению на экране телевизора, созданному с помощью постоянно меняющей угол зрения видеокамеры, затруднительно разобраться во взаимном расположении игроков нападающей команды и последнего игрока, кроме вратаря, игрока защищающейся команды. Кроме того, изображение в этом случае не останавливается для детального просмотра.
Технической задачей при создании изобретения является создание способа и устройств вывода изображения футбольного поля на экран устройства отображения, при которых по выведенному изображению более удобно определять положение вне игры, в которое попадают футболисты в процессе игры. Это полезно для телезрителей, судей и тренеров при разборе действий футболистов и судей после игры и во время игры.
Способ и устройства позволяют при любом положении видеокамеры относительно футбольного поля провести на экране устройства отображения линию, параллельную линии ворот, что облегчает определение положения вне игры.
Кроме того, технической задачей является вывод на устройство отображения такого фиксированного одного кадра изображения футбольного поля, который достаточен для рассмотрения сложной ситуации, в том числе и положения вне игры, а также создание таких условий просмотра выбранного кадра изображения футбольного поля, при которых судья тратит значительно меньше времени на просмотр сложных моментов, чем при выводе изображения с видеомагнитофона.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения характеризуется тем, что получают изображения футбольного поля с помощью по крайней мере одной видеокамеры, выводят видеосигнал изображения футбольного поля на средство отображения, вводят видеосигнал изображения футбольного поля из видеокамеры в ЭВМ, формируют сигнал положения оси объектива видеокамеры относительно футбольного поля и вводят его в ЭВМ, формируют сигнал момента удара по мячу футболистом в сторону ворот команды противника и вводят его в ЭВМ, по сигналу момента удара по мячу футболистом в сторону ворот команды противника формируют в ЭВМ из поступающего с видеокамеры видеосигнала изображения футбольного поля видеосигнал одного стоп-кадра изображения футбольного поля и выводят его на экран средства отображения, на стоп-кадре изображения футбольного поля на экране средства отображения отмечают координаты места положения последнего перед воротами, без учета вратаря, игрока команды, в сторону ворот которой был произведен удар по мячу, и вводят указанные координаты в ЭВМ, с учетом сигнала положения оси объектива видеокамеры формируют в ЭВМ видеосигнал прямой линии, проходящей на экране средства отображения через координаты места положения последнего перед воротами, кроме вратаря, игрока команды, в сторону ворот которой был произведен удар по мячу, и изображающей на экране средства отображения воображаемую на футбольном поле прямую линию, параллельную линии ворот, причем указанный видеосигнал прямой линии накладывают на указанный видеосигнал стоп-кадра изображения футбольного поля на экране средства отображения, а видеосигнал одного стоп-кадра изображения футбольного поля с наложенным на него видеосигналом прямой линии выводят на экран средства отображения.
В другом варианте способа формирование сигнала положения оси объектива видеокамеры относительно футбольного поля производят с помощью формирования сигнала азимута поворота объектива видеокамеры и сигнала угла наклона видеокамеры относительно футбольного поля.
В другом варианте способа формируют сигнал значения фокусного расстояния на объективе видеокамеры и вводят его в ЭВМ.
В другом варианте способа вводят в ЭВМ значения параметров: L - ширину экрана средства отображения, М - ширину мишени видеокамеры, dх, dу, dz - декартовы координаты - проекции на оси координат Х, Y, Z произвольно выбранного отрезка линии ворот на футбольном поле в пространственной системе координат Х, Y и Z с расположением видеокамеры на оси Z, формируют в ЭВМ указанный видеосигнал прямой линии в соответствии с уравнением
v-v0=k(u-u0),
где u, v - координаты экрана средства отображения, начало координат находится в центре экрана средства отображения;
u0, v0 - координаты положения последнего, кроме вратаря, игрока защищающейся команды на стоп-кадре изображения футбольного поля на экране средства отображения в момент удара по мячу игрока нападающей команды в сторону ворот защищающейся команды;
k=(dх•ах+dу•ау-с•u0/h)/(dх•bх+dу•bу+dz•bz-с•v0/h), где ах=sin(f), ау=cos(f),
bх=sin(t)•(cos(f), bу=-sin(t)•(sin(f), bz=cos(t),
с=dх•cos(t)•(cos(f)+dу•cos(t)•(sin(f)+dz•sin(t),
f - азимут поворота объектива видеокамеры,
t - угол наклона видеокамеры,
h=F•L:М, где F - фокусное расстояние объектива видеокамеры.
v-v0=k(u-u0),
где u, v - координаты экрана средства отображения, начало координат находится в центре экрана средства отображения;
u0, v0 - координаты положения последнего, кроме вратаря, игрока защищающейся команды на стоп-кадре изображения футбольного поля на экране средства отображения в момент удара по мячу игрока нападающей команды в сторону ворот защищающейся команды;
k=(dх•ах+dу•ау-с•u0/h)/(dх•bх+dу•bу+dz•bz-с•v0/h), где ах=sin(f), ау=cos(f),
bх=sin(t)•(cos(f), bу=-sin(t)•(sin(f), bz=cos(t),
с=dх•cos(t)•(cos(f)+dу•cos(t)•(sin(f)+dz•sin(t),
f - азимут поворота объектива видеокамеры,
t - угол наклона видеокамеры,
h=F•L:М, где F - фокусное расстояние объектива видеокамеры.
Устройство для вывода изображения футбольного поля на экран содержит направленную на футбольное поле видеокамеру, средство отображения ЭВМ, средство определения положения оптической оси объектива видеокамеры относительно футбольного поля, узел определения момента выбора стоп-кадра из видеосигнала, получаемого с видеокамеры, причем указанные видеокамера, средство отображения, средство определения положения оптической оси объектива видеокамеры относительно футбольного поля и узел определения момента выбора стоп-кадра подключены к ЭВМ.
В другом варианте устройство содержит средство определения положения оптической оси объектива видеокамеры относительно футбольного поля выполнено в виде датчика сигнала азимута поворота видеокамеры с объективом сигнала угла наклона видеокамеры относительно футбольного поля.
В другом варианте устройство содержит направленную на футбольное поле видеокамеру и средство отображения ЭВМ, узел поворота видеокамеры в горизонтальном и/или вертикальном направлении относительно футбольного поля, средство управления указанным узлом поворота видеокамеры, узел определения момента выбора стоп-кадра из получаемого с указанной видеокамеры видеосигнала изображения футбольного поля, причем указанные видеокамера, средство отображения, средство управления указанным узлом поворота видеокамеры, узел определения момента выбора стоп-кадра подключены к ЭВМ.
В другом варианте устройство содержит датчик значения фокусного расстояния объектива видеокамеры, подсоединенный к ЭВМ.
Описание способа и устройств иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг.1 показано устройство для вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения и само футбольное поле;
на фиг.2 - вариант устройства для вывода изображения футбольного поля с узлом поворота видеокамеры;
на фиг.3 - вариант устройства для вывода изображения футбольного поля с узлом поворота видеокамеры, управляемым от ЭВМ;
на фиг.4 - вариант устройства для вывода изображения футбольного поля с датчиком фокусного расстояния;
на фиг.5 - вариант устройства для вывода изображения футбольного поля с дополнительными средствами отображения;
на фиг. 6 - взаимное расположение футбольного поля и объектива видеокамеры;
на фиг. 7 - экран средства отображения с примерным изображением на нем футбольного поля и линии, параллельной линии ворот.
на фиг.2 - вариант устройства для вывода изображения футбольного поля с узлом поворота видеокамеры;
на фиг.3 - вариант устройства для вывода изображения футбольного поля с узлом поворота видеокамеры, управляемым от ЭВМ;
на фиг.4 - вариант устройства для вывода изображения футбольного поля с датчиком фокусного расстояния;
на фиг.5 - вариант устройства для вывода изображения футбольного поля с дополнительными средствами отображения;
на фиг. 6 - взаимное расположение футбольного поля и объектива видеокамеры;
на фиг. 7 - экран средства отображения с примерным изображением на нем футбольного поля и линии, параллельной линии ворот.
На чертежах обозначено:
1 - видеокамера;
2 - объектив видеокамеры;
3 - оптическая ось видеокамеры;
4 - футбольное поле;
5 - выход видеокамеры;
6 - средство определения положения оптической оси видеокамеры относительно футбольного поля;
7 - выход средства определения положения оптической оси;
8 - ЭВМ;
9 - узел определения момента выбора стоп-кадра из видеосигнала, получаемого с видеокамеры;
10 - средство отображения;
11 - вход в ЭВМ видеосигнала;
12 - вход в ЭВМ для сигнала положения оптической оси видеокамеры;
13 - вход в ЭВМ сигнала момента выбора стоп-кадра;
14 - выход из ЭВМ информации для отображения;
15 - вход средства отображения;
16 - узел поворота видеокамеры в горизонтальном и/или вертикальном направлении относительно футбольного поля;
17 - средство управления узлом поворота видеокамеры;
18 - выход управления поворотом видеокамеры;
19 - вход сигнала управления поворотом видеокамеры;
20 - выход сигнала положения видеокамеры;
21 - выход из ЭВМ сигнала управления поворотом видеокамеры;
22 - датчик значения фокусного расстояния объектива видеокамеры;
23 - выход датчика значения фокусного расстояния;
24 - вход в ЭВМ сигнала значения фокусного расстояния;
25 - дополнительное портативное средство отображения;
26 - вход дополнительного портативного средства отображения;
27 - средство ввода координат точки на экране средства отображения;
28 - телевизор;
29 - вход сигнала координат точки на экране средства отображения;
30 - отрезок d на линии ворот;
31 - проекция отрезка d линии ворот на ось Х;
32 - проекция отрезка d линии ворот на ось Y;
33 - азимут f поворота объектива видеокамеры;
34 - угол t наклона видеокамеры;
35 - точка пересечения оптической оси видеокамеры с плоскостью футбольного поля;
36 - экран средства отображения;
37 - изображение футбольного поля на экране;
39 - положение на футбольном поле последнего игрока защищающейся команды, кроме вратаря;
40 - изображение на экране воображаемой линии на футбольном поле, параллельной линии ворот и проходящей через местоположение на футбольном поле последнего, кроме вратаря, игрока защищающейся команды;
41 - линия ворот.
1 - видеокамера;
2 - объектив видеокамеры;
3 - оптическая ось видеокамеры;
4 - футбольное поле;
5 - выход видеокамеры;
6 - средство определения положения оптической оси видеокамеры относительно футбольного поля;
7 - выход средства определения положения оптической оси;
8 - ЭВМ;
9 - узел определения момента выбора стоп-кадра из видеосигнала, получаемого с видеокамеры;
10 - средство отображения;
11 - вход в ЭВМ видеосигнала;
12 - вход в ЭВМ для сигнала положения оптической оси видеокамеры;
13 - вход в ЭВМ сигнала момента выбора стоп-кадра;
14 - выход из ЭВМ информации для отображения;
15 - вход средства отображения;
16 - узел поворота видеокамеры в горизонтальном и/или вертикальном направлении относительно футбольного поля;
17 - средство управления узлом поворота видеокамеры;
18 - выход управления поворотом видеокамеры;
19 - вход сигнала управления поворотом видеокамеры;
20 - выход сигнала положения видеокамеры;
21 - выход из ЭВМ сигнала управления поворотом видеокамеры;
22 - датчик значения фокусного расстояния объектива видеокамеры;
23 - выход датчика значения фокусного расстояния;
24 - вход в ЭВМ сигнала значения фокусного расстояния;
25 - дополнительное портативное средство отображения;
26 - вход дополнительного портативного средства отображения;
27 - средство ввода координат точки на экране средства отображения;
28 - телевизор;
29 - вход сигнала координат точки на экране средства отображения;
30 - отрезок d на линии ворот;
31 - проекция отрезка d линии ворот на ось Х;
32 - проекция отрезка d линии ворот на ось Y;
33 - азимут f поворота объектива видеокамеры;
34 - угол t наклона видеокамеры;
35 - точка пересечения оптической оси видеокамеры с плоскостью футбольного поля;
36 - экран средства отображения;
37 - изображение футбольного поля на экране;
39 - положение на футбольном поле последнего игрока защищающейся команды, кроме вратаря;
40 - изображение на экране воображаемой линии на футбольном поле, параллельной линии ворот и проходящей через местоположение на футбольном поле последнего, кроме вратаря, игрока защищающейся команды;
41 - линия ворот.
Способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения в основном предназначен для использования во время или после игры в футбол для определения "положения вне игры" по изображению футбольного поля на экране средства отображения. Как известно, положение "вне игры" определяется в момент удара по мячу игроком нападающей команды в сторону ворот защищающейся команды, при этом другой игрок нападающей команды в этот момент находится ближе к лини ворот защищающейся команды, чем все игроки защищающейся команды, кроме одного. Обычно последним игроком защищающейся команды, находящимся ближе всего к линии ворот, является вратарь. Чтобы яснее видеть взаимное положение игроков на экране средства отображения проводят на экране одну или несколько прямых линий, отображающих положение на футбольном поле параллельных линии ворот.
Получают видеосигнал изображения футбольного поля 4 с помощью по крайней мере одной видеокамеры 1. Вводят указанный видеосигнал изображения футбольного поля из видеокамеры 1 в ЭВМ 8. Формируют сигнал положения оси 3 объектива 2 видеокамеры 1 относительно футбольного поля 4 и вводят его в ЭВМ 8. Формируют с помощью узла 9 сигнал момента удара по мячу футболистом в сторону ворот команды противника и вводят его в ЭВМ 8. По сигналу момента удара по мячу футболистом в сторону ворот команды противника формируют в ЭВМ 8 из поступающего с видеокамеры 1 видеосигнала изображения футбольного поля 4 видеосигнал одного стоп-кадра изображения футбольного поля и выводят его на экран 36 средства отображения 10.
С помощью средства 27 ввода координат точки (фиг.5) на стоп-кадре изображения футбольного поля 4 на экране 36 (фиг.8) средства отображения 10 отмечают координаты (например, точку 39) места положения последнего перед воротами, кроме вратаря, игрока команды, в сторону ворот которой был произведен удар по мячу, и вводят указанные координаты в ЭВМ 8. С учетом сигнала положения оси 3 объектива 2 видеокамеры 1 формируют в ЭВМ 8 видеосигнал прямой линии 40, проходящей на экране 36 средства отображения 10 через точку 39 (координаты места положения последнего перед воротами, кроме вратаря, игрока команды, в сторону ворот которой был произведен удар по мячу) и изображающей на экране 36 средства отображения 10 воображаемую на футбольном поле прямую линию, параллельную линии ворот 41.
Указанный видеосигнал прямой линии 40 накладывают на указанный видеосигнал стоп-кадра изображения футбольного поля 4 на экране 36 средства отображения 10. Видеосигнал одного стоп-кадра изображения футбольного поля с наложенным на него указанным видеосигналом прямой линии 40 выводят на экран средства отображения 10.
Если между линией 40 и изображением линии ворот 41 находится хотя бы один игрок нападающей команды и не более одного игрока защищающейся команды (например, вратаря), то определяется положение "вне игры".
Формирование сигнала положения оси 3 объектива 2 видеокамеры 1 относительно футбольного поля 4 можно производить с помощью формирования с помощью датчиков сигнала азимута f (33 на фиг.6) поворота объектива 2 видеокамеры 1 и сигнала узла t (34 на фиг.6) наклона видеокамеры 1 относительно футбольного поля 4.
Если во время формирования видеосигнала изображения футбольного поля на видеокамере (для изменения масштаба изображения) меняется фокусное расстояние объектива 24, то формируют сигнал значения фокусного расстояния F на объективе 2 видеокамеры 1 и вводят его в ЭВМ 8.
Если говорить более конкретно, то способ предусматривает выполнение следующих действий. Перед началом работы, например, с клавиатуры ЭВМ для получения на экране одной прямой линии 40 (фиг.7) вводят в ЭВМ 8 значения параметров: L - ширину экрана 36 средства отображения 10; М - ширину мишени видеокамеры 1, dх, dу, dх - декартовы координаты (31 и 32 на фиг.6) - проекции на оси координат Х, Y, Z произвольно выбранного отрезка d (30) линии ворот на футбольном поле в пространственной системе координат Х, Y и Z с расположением видеокамеры на оси Z ( при этом dz=0).
После начала трансляции изображения формируют в ЭВМ 8 (с помощью программы, заранее написанной и введенной в ЭВМ) указанный видеосигнал прямой линии 40 (фиг.8) в соответствии с уравнением
v-v0=k(u-u0),
где u, v - координаты экрана 36 средства отображения 10, начало координат находится в центре экрана средства отображения;
u0, v0 - координаты положения (точка 39) последнего, кроме вратаря, игрока защищающейся команды, на стоп-кадре изображения футбольного поля 4 на экране 36 средства отображения 10 в момент удара по мячу игрока нападающей команды в сторону ворот (линия ворот 41) защищающейся команды;
k=(dх•ах+dу•ау-с•u0/h)/(dх•bх+dу•bу+dz•bz-с•v0/h), где ах=sin(f), ау=cos(f),
bх=sin(t)•(cos(f), bу=-sin(t)•(sin(f), bz=cos(t),
с=dх•cos(t)•(cos(f)+dу•cos(t)•(sin(f)+dz•sin(t),
f - азимут (33 на фиг.6) поворота объектива 2 видеокамеры 1,
t - угол (34) наклона видеокамеры 1,
h=F•L:М, где F - фокусное расстояние объектива 2 видеокамеры 1.
v-v0=k(u-u0),
где u, v - координаты экрана 36 средства отображения 10, начало координат находится в центре экрана средства отображения;
u0, v0 - координаты положения (точка 39) последнего, кроме вратаря, игрока защищающейся команды, на стоп-кадре изображения футбольного поля 4 на экране 36 средства отображения 10 в момент удара по мячу игрока нападающей команды в сторону ворот (линия ворот 41) защищающейся команды;
k=(dх•ах+dу•ау-с•u0/h)/(dх•bх+dу•bу+dz•bz-с•v0/h), где ах=sin(f), ау=cos(f),
bх=sin(t)•(cos(f), bу=-sin(t)•(sin(f), bz=cos(t),
с=dх•cos(t)•(cos(f)+dу•cos(t)•(sin(f)+dz•sin(t),
f - азимут (33 на фиг.6) поворота объектива 2 видеокамеры 1,
t - угол (34) наклона видеокамеры 1,
h=F•L:М, где F - фокусное расстояние объектива 2 видеокамеры 1.
Устройство для вывода изображения футбольного поля на экран, показанное на фиг.1 и реализующее описанный выше способ, содержит видеокамеру 1, установленную стационарно на трибуне стадиона или на мачте и имеющую объектив 2, ось 3 которого направлена на футбольное поле 4. Видеокамера с объективом может поворачиваться вручную с помощью телеоператора или автоматически с помощью управляющих сигналов в горизонтальной плоскости и в вертикальной плоскости. Предлагаемое устройство содержит также средство 6 определения положения оптической оси 3 видеокамеры 1 относительно футбольного поля 4, ЭВМ 8, средство отображения 10 и узел 9 определения момента выбора стоп-кадра из видеосигнала, получаемого с видеокамеры 1. ЭВМ 8, узел 9 и средство отображения 10 могут находиться в кабине комментатора, на трибуне стадиона или у футбольного поля, причем там же должен находится специальный оператор.
Выход 5 видеокамеры 1 подключен ко входу 11 ЭВМ 8. Выход 7 средства 6 определения положения оптической оси подключен ко входу 12 ЭВМ 8. Узел 9 определения стоп-кадра подключен ко входу 13 ЭВМ 18, выход 14 которой подключен ко входу 15 средства отображения 10.
Средство 6 определения положения оптической оси видеокамеры может быть выполнено в виде датчиков углов поворота, установленных на платформе, к которой крепится видеокамера 1, и определяющих углы поворота платформы относительно штатива видеокамеры.
Узел 9 определения момента выбора стоп-кадра может быть выполнен в виде джойстика, а в простейшем случае - в виде возвратной кнопки; в качестве узла 9 может использоваться клавиатура ЭВМ 8; также может использоваться микрофон, если оператор подает сигнал в ЭВМ голосом.
В качестве средства отображения можно использовать обычный или цифровой телевизор или монитор ЭВМ.
Устройство по варианту , показанному на фиг.2, содержит узел 16 поворота видеокамеры 1 в горизонтальном и/или вертикальном направлении и средство 17 управления узлом поворота 16. Выход 18 сигнала управления поворотом видеокамеры подсоединен ко входу 19 узла 16 поворота видеокамеры. Средство 17 управления узлом поворота видеокамеры имеет выход 20 сигнала положения видеокамеры, который подключен ко входу 12 ЭВМ. Средство 17 управления узлом поворота видеокамеры может быть выполнено, например, в виде джойстика или переменных резисторов, задающих ток в электромоторы узла поворота видеокамеры, и может располагаться в кабине комментатора или на трибуне стадиона, причем оператор, управляющий видеокамерой дистанционно, должен располагаться так, чтобы видеть футбольное поле и экран средства отображения. Понятно, что сигнал управления видеокамерой отражает ее положение, поэтому датчики положения видеокамеры в этом варианте не нужны.
На фиг. 3 показан вариант устройства, в котором сигнал управления поворотом видеокамеры поступает с выхода 21 ЭВМ 8 на вход 19 узла поворота 16. Оператор может управлять положением видеокамеры с помощью мыши или клавиатуры, которые входят в комплект ЭВМ 8 и на фиг.3 не показаны.
На фиг. 4 показан вариант устройства с датчиком 22 значения фокусного расстояния F объектива 2 видеокамеры 1. Датчик 22 может быть выполнен в виде датчика угла поворота регулятора фокусного расстояния на объективе видеокамеры. Выход 23 датчика 22 подсоединен ко входу 24 в ЭВМ 8 сигнала значения фокусного расстояния. Фокусное расстояние объектива видеокамеры может быть выбрано и установлено постоянным перед телетрансляцией и тогда значение фокусного расстояния должно быть введено с клавиатуры ЭВМ и его не нужно определять в ходе телетрансляции, при этом датчик 22 не устанавливается.
На фиг. 5 показан вариант устройства с дополнительным средством отображения 25 и средством 27 ввода координат точки на экране 36 средства отображения 10. Вход 26 дополнительного средства отображения 25 подключается к выходу 14 ЭВМ. Средство отображения 25 работает параллельно основному средству отображения 10, выводит то же самое изображение и выполняется в виде портативного монитора, который крепится на шлеме, надетом на голову бокового судьи, при этом предлагаемое устройство можно использовать во время игры в футбол, когда боковой судья будет использовать информацию, наблюдаемую на портативном мониторе, для более качественного принятия решения о положении вне игры. Окончательное решение принимает боковой судья, а устройство выводит для судьи дополнительную информацию. Изображение на портативном мониторе специально и быстро подготовлено оператором в виде стоп-кадра (с увеличением масштаба изображения) в соответствии с настоящим изобретением для быстрого и легкого восприятия. Передача информации на дополнительное средство отображения 25 производится с помощью радиосвязи, т.е. радиопередатчика и радиоприемника (не показаны).
Средство 27 ввода координат точки на экране 36 средства отображения 10 подключено ко входу 29 ЭВМ 8 и может быть выполнено в виде светового пера, компьютерной мыши, клавиатуры ЭВМ или другим образом.
Устройство может содержать дополнительный телевизор 28 или другое средство отображения, которое подключено к выходу 5 видеокамеры 1 и может использоваться для наблюдения операторами за ходом игры в футбол по экрану вместо того, чтобы смотреть на футбольное поле, в частности, при определении момента удара футболистами по мячу.
Устройство может содержать дополнительную видеокамеру, направленную на футбольное поле (не показано), причем дополнительная видеокамера подсоединена к ЭВМ так же, как и основная, но расположена в другом месте. Это улучшает качество изображения футбольной игры. Таких дополнительных камер может быть достаточно много. Все видеокамеры могут быть подсоединены к ЭВМ с помощью коммутатора видеосигнала (не показан), работой которого может управлять оператор-режиссер.
Далее описана работа устройства вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения, которое реализует описанный выше способ.
Перед началом работы в ЭВМ 8 вводятся необходимые постоянные величины, настраивающие устройство на конкретные условия работы, о чем было сказано выше.
Работой устройства управляют по крайней мере два оператора.
Один оператор в ходе игры направляет видеокамеру 1 на определенные участки футбольного поля 4 либо вручную, либо дистанционно с помощью узла 17 или с помощью клавиатуры ЭВМ 8, которая выдает необходимые сигналы управления на узел 16 поворота видеокамеры 1. Сигнал о положении видеокамеры либо формируется средством 6, либо узлом 17, либо с клавиатуры ЭВМ 8, с помощью которой в одном из вариантов предлагаемого устройства управляют положением видеокамеры 1 (фиг.3). В любом случае ЭВМ 8 всегда имеет необходимую информацию о текущем положении видеокамеры 1. С помощью датчика 22 в ЭВМ вводится сигнал о значении фокусного расстояния объектива 2 видеокамеры 1, если фокусное расстояние меняется первым оператором в ходе трансляции игры. В некоторых вариантах выполнения предлагаемого устройства фокусное расстояние постоянно и его значение вводится в ЭВМ 8 в ходе настройки устройства перед игрой.
Второй оператор следит за игрой на футбольном поле либо непосредственно с трибуны, или, например, кабины комментатора, либо по средству отображения 10, или по телевизору 28. Этот оператор с помощью узла 9 определения момента выбора стоп-кадра вводит в ЭВМ сигналы, соответствующие моментам ударов по мячу футболистами в сторону ворот команды противника. По этим сигналам ЭВМ 8 выбирает из видеосигнала, идущего с видеокамеры 1, стоп-кадры и выводит их последовательно на средство отображения 10.
В варианте выполнения устройства в работе участвует третий оператор, который, наблюдая изображение выбранного стоп-кадра на экране средства отображения 10, с помощью узла 27 вводит в ЭВМ 8 координаты u0 и v0 (точка 39 на фиг. 8) последнего, кроме вратаря, игрока защищающейся команды, находящегося ближе всего к линии ворот 41 своей команды. При этом ЭВМ 8, работая по программе, реализующей указанное выше или другое аналогичное уравнение, вычерчивает линию 40 (фиг.8), которая параллельна линии ворот 41 и проходит через место расположения 39 последнего, кроме вратаря, игрока защищающейся команды, находящегося ближе всего к линии ворот 41 своей команды. Таким образом, если игрок атакующей команды находится ближе к линии ворот 41 защищающейся команды, чем указанная линия 40, то нужно фиксировать положение вне игры.
Изобретение улучшает судейство футбольных игр, контроль за судьями и качество телевизионных трансляций.
Claims (8)
1. Способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения, характеризующийся получением изображения футбольного поля и выводом его на средство отображения, при котором с помощью по крайней мере одной видеокамеры получают видеосигнал изображения футбольного поля, формируют сигнал положения оси ее объектива относительно футбольного поля и вводят их в ЭВМ, формируют сигнал момента удара по мячу футболистом в сторону ворот противника и по этому сигналу из поступающего с видеокамеры видеосигнала изображения футбольного поля формируют в ЭВМ видеосигнал одного стоп-кадра изображения футбольного поля и выводят его на экран средства отображения, на стоп-кадре отмечают координаты места положения последнего, без учета вратаря, игрока команды, в сторону которой был произведен удар по мячу, и вводят в ЭВМ, с учетом сигнала положения оси объектива видеокамеры формируют в ЭВМ видеосигнал прямой линии, проходящей на экране средства отображения через эти координаты и изображающей на экране воображаемую на футбольном поле прямую линию, параллельную линии ворот, затем этот видеосигнал прямой линии накладывают на видеосигнал стоп-кадра и выводят их на экран средства отображения.
2. Способ по п. 1, при котором формирование сигнала положения оси объектива видеокамеры относительно футбольного поля производят путем формирования сигнала азимута поворота объектива видеокамеры и сигнала угла наклона видеокамеры относительно футбольного поля.
3. Способ по п. 2, при котором во время формирования видеосигнала изображения футбольного поля для изменения масштаба изображения формируют сигнал значения фокусного расстояния на объективе видеокамеры и вводят его в ЭВМ.
4. Способ по любому из пп. 1-3, при котором для формирования в ЭВМ и вывода на экран средства отображения видеосигнала прямой линии вводят в ЭВМ значения параметров: L - ширину экрана средства отображения, М - ширину мишени видеокамеры, dх, dу, dz - декартовы координаты - проекции на оси координат Х, Y, Z произвольно выбранного отрезка линии ворот на футбольном поле в пространственной системе координат Х, Y, Z с расположением видеокамеры на оси Z, формируют в ЭВМ видеосигнал прямой линии в соответствии с уравнением
v-v0= k(u-u0),
где u, v - координаты экрана средства отображения с началом координат в центре экрана средства отображения;
u0, v0 - координаты положения последнего, без учета вратаря, игрока защищающейся команды на стоп-кадре изображения футбольного поля на экране средства отображения в момент удара по мячу игрока нападающей команды в сторону ворот защищающейся команды;
k= (dх•ах+dу•ау-с•u0/h)/(dх•bх+dу•bу+dz•bz-с•v0/h), где ах= sin(f), ау= cos(f); bх= sin(t)•(cos(f), bу= -sin(t)•(sin(f), bz= cos(t), с= dх•cos(t)•(cos(f)+dу•cos(t)•(sin(f)+dz•sin(t), f - азимут поворота объектива видеокамеры, t - угол наклона видеокамеры, h = F•L : М, где F - фокусное расстояние объектива видеокамеры.
v-v0= k(u-u0),
где u, v - координаты экрана средства отображения с началом координат в центре экрана средства отображения;
u0, v0 - координаты положения последнего, без учета вратаря, игрока защищающейся команды на стоп-кадре изображения футбольного поля на экране средства отображения в момент удара по мячу игрока нападающей команды в сторону ворот защищающейся команды;
k= (dх•ах+dу•ау-с•u0/h)/(dх•bх+dу•bу+dz•bz-с•v0/h), где ах= sin(f), ау= cos(f); bх= sin(t)•(cos(f), bу= -sin(t)•(sin(f), bz= cos(t), с= dх•cos(t)•(cos(f)+dу•cos(t)•(sin(f)+dz•sin(t), f - азимут поворота объектива видеокамеры, t - угол наклона видеокамеры, h = F•L : М, где F - фокусное расстояние объектива видеокамеры.
5. Устройство для вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения, содержащее по крайней мере одну видеокамеру, направленную на футбольное поле, средство определения положения оптической оси ее объектива относительно футбольного поля, узел определения момента выбора стоп-кадра из видеосигнала, получаемого с видеокамеры, причем для вывода на экран средства отображения видеосигнала одного стоп-кадра изображения с наложенным на него видеосигналом прямой линии, параллельной линии ворот и проходящей через координаты места положения последнего перед воротами, без учета вратаря, игрока команды, в сторону ворот которой был произведен удар по мячу, видеокамера, средство отображения, средство определения оптической оси объектива и узел определения момента выбора стоп-кадра связаны с ЭВМ.
6. Устройство по п. 7, в котором средство определения положения оптической оси объектива видеокамеры относительно футбольного поля выполнено в виде датчика сигнала азимута поворота видеокамеры и сигнала угла наклона видеокамеры относительно футбольного поля.
7. Устройство для вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения, содержащее направленную на футбольное поле по крайней мере одну видеокамеру с узлом ее поворота в горизонтальном и/или вертикальном направлениях относительно футбольного поля и средством управления этим поворотом и узел определения момента выбора стоп-кадра из получаемого с видеокамеры видеосигнала изображения футбольного поля, причем для вывода на экран средства отображения видеосигнала одного стоп-кадра изображения с наложенным на него видеосигналом прямой линии, параллельной линии ворот и проходящей через координаты места положения последнего перед воротами, без учета вратаря, игрока команды, в сторону ворот которой был произведен удар по мячу, видеокамера, средство отображения, средство управления узлом поворота и узел определения момента выбора стоп-кадра связаны с ЭВМ.
8. Устройство по любому из пп. 7-9, которое имеет датчик значения фокусного расстояния объектива видеокамеры, связанный с ЭВМ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115262/12A RU2182507C2 (ru) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения и устройства для его осуществления (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115262/12A RU2182507C2 (ru) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения и устройства для его осуществления (варианты) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97115262A RU97115262A (ru) | 1999-07-10 |
| RU2182507C2 true RU2182507C2 (ru) | 2002-05-20 |
Family
ID=20197100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97115262/12A RU2182507C2 (ru) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения и устройства для его осуществления (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2182507C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2751522C1 (ru) * | 2020-11-25 | 2021-07-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова" (ФГБОУ ВО ХГУ им. Н.Ф. Катанова) | Имитатор голкипера |
| RU2776497C2 (ru) * | 2020-11-09 | 2022-07-21 | Владимир Федорович Самосенко | Система автоматического определения положения "вне игры" в футболе |
-
1997
- 1997-09-10 RU RU97115262/12A patent/RU2182507C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776497C2 (ru) * | 2020-11-09 | 2022-07-21 | Владимир Федорович Самосенко | Система автоматического определения положения "вне игры" в футболе |
| RU2751522C1 (ru) * | 2020-11-25 | 2021-07-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова" (ФГБОУ ВО ХГУ им. Н.Ф. Катанова) | Имитатор голкипера |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2018503301A (ja) | 放送において風の特性及び影響を表示するためのシステム及び方法 | |
| JP5806215B2 (ja) | 複数のカメラの相対制御のための方法及び装置 | |
| US6042492A (en) | Sports analysis and testing system | |
| US6304665B1 (en) | System for determining the end of a path for a moving object | |
| CN113873174A (zh) | 用于自动电视制作的方法和系统 | |
| US20080068463A1 (en) | system and method for graphically enhancing the visibility of an object/person in broadcasting | |
| US20150264258A1 (en) | Autonomous camera system for capturing sporting events | |
| US11159854B2 (en) | Systems and methods for tracking and tagging objects within a broadcast | |
| WO2002028093A1 (en) | System for enhancing the televised broadcast of a golf game | |
| US20170366867A1 (en) | Systems and methods for displaying thermographic characteristics within a broadcast | |
| KR102239134B1 (ko) | 드론에 부착된 vr 카메라를 이용하여 촬영한 운동 경기 영상을 제공하는 방송 시스템 | |
| US11758238B2 (en) | Systems and methods for displaying wind characteristics and effects within a broadcast | |
| JPH06105231A (ja) | 画像合成装置 | |
| RU2182507C2 (ru) | Способ вывода изображения футбольного поля на экран средства отображения и устройства для его осуществления (варианты) | |
| WO2019201769A1 (en) | A method and apparatus for user interaction with a video stream | |
| WO2018004354A1 (en) | Camera system for filming sports venues | |
| KR101164894B1 (ko) | 경기 참여자 관점의 야구공 영상생성 장치, 시스템, 및 그 방법의 기록매체 | |
| JP4658391B2 (ja) | 映像補助効果生成装置および映像送信装置ならびに映像受信装置 | |
| JPH10341431A (ja) | 被写体の動き成分検出処理装置およびその処理プログラムを記憶した媒体 | |
| JPH08289179A (ja) | 全方位テレビシステム | |
| JP3629558B2 (ja) | 画像練習装置 | |
| CN111282241A (zh) | 虚拟现实系统及高尔夫球运动方法和计算机可读存储介质 | |
| KR20200030219A (ko) | 볼의 운동에 대한 센싱방법 및 이를 이용한 센싱장치 | |
| GB2559003A (en) | Automatic camera control system for tennis and sports with multiple areas of interest | |
| US20230085988A1 (en) | System and method of capturing and transmitting data from a wearable electronic device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030911 |