TWI566596B - 鏡頭拍攝範圍確定方法及系統 - Google Patents

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Description

鏡頭拍攝範圍確定方法及系統
本發明涉及一種鏡頭拍攝範圍確定方法及系統，尤其涉及一種高階視訊鏡頭的拍攝範圍確定方法及系統。
現有的高階視訊鏡頭可實現上下角度及左右水準角度的調整，但在調整時均需經由遙控器進行控制。所述高階視訊鏡頭的轉動速度快(高達300度每秒)且未提供定位功能，因此在需利用該高階視訊鏡頭進行拍攝時，無法提供即時真實的互動。
鑒於以上內容，有必要提供一種鏡頭拍攝範圍確定方法及系統，以確定高階視訊鏡頭的拍攝範圍。
所述鏡頭拍攝範圍確定方法，包括以下步驟：第一接收步驟：在視訊鏡頭啟動後，接收定位裝置發送的多個定位點的位置資訊；第一控制步驟：透過視訊鏡頭中的位置調整模組控制視訊鏡頭依次拍攝各定位點，並獲得拍攝各定位點時視訊鏡頭垂直移動的上下角度及水準移動的水準角度，並同時獲得視訊鏡頭中距離偵測晶片偵測得到的各定位點與視訊鏡頭之間的定位距離；計算步驟：根據各定位點對應的上下角度、水準角度、定位距離及主講人對應的人體計測值，計算視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動 的角度，所述人體計測值指視訊鏡頭要拍攝的每個主講人與該多個定位點形成的桌面之間的垂直距離；確定步驟：從所述視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度中取出水準向左轉動的最大角度及水準向右轉動的最大角度來確定視訊鏡頭的拍攝範圍。
所述鏡頭拍攝範圍確定系統，包括：接收模組，用於在視訊鏡頭啟動後，接收定位裝置發送的多個定位點的位置資訊；控制模組，用於透過視訊鏡頭中的位置調整模組控制視訊鏡頭依次拍攝各定位點，並獲得拍攝各定位點時視訊鏡頭垂直移動的上下角度及水準移動的水準角度，並同時獲得視訊鏡頭中距離偵測晶片偵測得到的各定位點與視訊鏡頭之間的定位距離；計算模組，用於根據各定位點對應的上下角度、水準角度、定位距離及主講人對應的人體計測值，計算視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度，所述人體計測值指視訊鏡頭要拍攝的每個主講人與該多個定位點形成的桌面之間的垂直距離；確定模組，用於從所述視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度中取出水準向左轉動的最大角度及水準向右轉動的最大角度來確定視訊鏡頭的拍攝範圍。
相較於習知技術，本發明所述之鏡頭拍攝範圍確定方法及系統，可以透過定位裝置(如遙控器)確定四個定位點，並在利用該四個定位點進行計算後確定高階視訊鏡頭的拍攝範圍，並可實現拍攝位置的定位。
1‧‧‧高階視訊鏡頭
10‧‧‧鏡頭拍攝範圍確定系統
11‧‧‧處理器
12‧‧‧儲存器
13‧‧‧距離偵測晶片
14‧‧‧聲控晶片
15‧‧‧位置調整模組
2‧‧‧線纜
3‧‧‧指向性麥克風
4‧‧‧定位裝置
100‧‧‧接收模組
101‧‧‧控制模組
102‧‧‧計算模組
103‧‧‧確定模組
104‧‧‧設置模組
S10‧‧‧在視訊鏡頭啟動後，接收定位裝置發送的多個定位點的位置資訊
S12‧‧‧透過位置調整模組控制視訊鏡頭依次拍攝各定位點，並獲得拍攝各定位點時視訊鏡頭垂直移動的上下角度及水準移動的水準角度，並同時獲得距離偵測晶片偵測得到的各定位點與視訊鏡頭之間的定位距離
S14‧‧‧根據各定位點對應的上下角度、水準角度、定位距離及主講人對應的人體計測值，計算視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度
S16‧‧‧從所述水準轉動的角度中取出水準向左轉動的最大角度及水準向右轉動的最大角度來確定視訊鏡頭的拍攝範圍
圖1係為本發明鏡頭拍攝範圍確定系統較佳實施方式之架構圖。
圖2係為本發明鏡頭拍攝範圍確定系統較佳實施方式之功能模組圖。
圖3係為本發明鏡頭拍攝範圍確定方法較佳實施方式之流程圖。
圖4係為本發明之拍攝示例圖。
參閱圖1所示，係為本發明鏡頭拍攝範圍確定系統較佳實施方式之架構圖。
鏡頭拍攝範圍確定系統10運行於高階視訊鏡頭1中，該高階視訊鏡頭1是可左右旋轉、上下調整的高規格視訊鏡頭。所述高階視訊鏡頭1透過線纜2連接至一個或多個指向性麥克風3(圖中僅畫出一個)。當指向性麥克風3被主講人使用時，所述高階視訊鏡頭1調整至該主講人所在位置拍攝該主講人。所述高階視訊鏡頭1還可拍攝定位裝置4發送的定位點，所述定位裝置4可為遙控器、鐳射發射器或紅外線發射器等裝置。所述高階視訊鏡頭1有一個初始位置，在拍攝完所有物件後，該高階視訊鏡頭1會回到該初始位置，所述物件包括主講人和定位點。
所述高階視訊鏡頭1中還包括透過資料匯流排相連的處理器11、儲存器12、距離偵測晶片13、聲控晶片14及位置調整模組15。所述儲存器12用於儲存所述鏡頭拍攝範圍確定系統10的程式碼等資料。所述距離偵測晶片13用於偵測定位裝置4發送的定位點與高階視訊鏡頭1之間的距離。所述聲控晶片14用於接收指向性麥克風3產生的聲音訊號。所述位置調整模組15包括鏡頭裝置、調整裝置等，用於將高階視訊鏡頭1調整至定位裝置4發送的定位點或指向性麥克風3產生的聲音訊號所在的方位。
在本實施方式中，所述鏡頭拍攝範圍確定系統10可以被分割成一 個或多個模組，所述一個或多個模組被儲存在所述儲存器12中並被配置成由一個或多個處理器(本實施方式為一個處理器11)執行，以完成本發明。例如，參閱圖2所示，所述鏡頭拍攝範圍確定系統10被分割成接收模組100、控制模組101、計算模組102、確定模組103及設置模組104。本發明所稱的模組是完成一特定功能的程式段，比程式更適合於描述軟體在高階視訊鏡頭1中的執行過程。各模組的功能將結合圖3之流程圖進行詳細介紹。
參閱圖3所示，係為本發明鏡頭拍攝範圍確定方法較佳實施方式之流程圖。
步驟S10，在所述高階視訊鏡頭1啟動後，所述接收模組100接收定位裝置4發送的多個定位點的資訊。所述定位點的資訊包括：各個定位點在一個空間直角座標系中的位置座標值。參閱圖4所示，有一張會議桌ABCD，在會議桌ABCD的CD一側間隔一定的距離擺放有一個高階視訊鏡頭1，用戶使用定位裝置4在會議桌的四個角上各定位一個定位點，接收模組100接收該四個定位點的位置座標值，該會議桌可以認為是該四個定位點形成的桌面。
所述空間直角座標系定義如下：將高階視訊鏡頭1所處的點設為F，將高階視訊鏡頭1所在的垂直線與會議桌ABCD所在的平面之間的交點設為E，以E作為該空間直角座標系的原點，EF所在直線作為該空間直角座標系的Z軸，在ABCD平面上做一條直線EI，該直線EI垂直於直線CD，以該直線EI作為該空間直角座標系的X軸，再從E點在ABCD平面上做一條平行於直線CD的直線作為該空間直角座標系的Y軸。
在圖4中，高階視訊鏡頭1的初始位置為平行於ABCD平面且與 C1平面垂直的位置，所述CDD1C1平面垂直於會議桌ABCD的平面。參閱圖4中所示的線段FG所標識的位置為平行於會議桌ABCD所在平面且與CDD1C1平面垂直的位置，該線段FG為高階視訊鏡頭1的初始位置。
步驟S12，所述控制模組101透過位置調整模組15控制高階視訊鏡頭1依次拍攝各定位點，並獲得拍攝各定位點時高階視訊鏡頭1垂直移動的上下角度及水準移動的水準角度，並同時獲得距離偵測晶片13偵測得到的各定位點與高階視訊鏡頭1之間的定位距離。該上下角度指高階視訊鏡頭1相對於初始位置垂直向上或垂直向下移動的角度，該水準角度指高階視訊鏡頭1相對於初始位置水準向左或水準向右移動的角度。
參閱圖4所示，在拍攝會議桌ABCD上的定位點C時，位置調整模組15調整高階視訊鏡頭1由初始位置(線段FG位置)移動至定位點C。此時高階視訊鏡頭1水準方向由線段FG位置移動至線段FH位置(水準角度為∠GFH對應的角度θ1)，在上下方向由線段FH位置垂直向下移動至線段FC位置(上下角度為∠HFC對應的角度θ)。由此可知，位置調整模組15調整的高階視訊鏡頭1的上下角度為θ、水準角度為θ1，距離偵測晶片13偵測得到的定位點C與高階視訊鏡頭1之間的定位距離為高階視訊鏡頭1所處的點F與定位點C之間的距離，如為L。
步驟S14，所述計算模組102根據各定位點對應的上下角度、水準角度、定位距離及主講人對應的人體計測值，利用三角函數計算得到高階視訊鏡頭1定位到每個主講人需水準轉動的角度。該人體計測值是指高階視訊鏡頭1要拍攝的每個主講人與多個定位點 形成的會議桌面之間的垂直距離。所述水準轉動的角度包括水準向左轉動的角度或水準向右轉動的角度，所述水準向左轉動的角度指相對於高階視訊鏡頭1的初始位置水準向左轉動而得到的角度，所述水準向右轉動的角度指相對於高階視訊鏡頭1的初始位置水準向右轉動而得到的角度。
需要說明的是，所述設置模組104設置每個主講人對應的人體計測值及與每個主講人臨近的定位點。參閱圖4所示，在會議桌ABCD的BC一側安放有座位M和座位N，座位M和座位N上分別坐有主講人M1和主講人N1，假設每個座位與會議桌ABCD均距離60cm，則設置模組104設置該兩個主講人對應的人體計測值均為60cm，同時設置模組104可設置主講人M1臨近的定位點為B和主講人N1臨近的定位點為C。如果有定位點沒有臨近的主講人時，設置模組104對該定位點設置一個虛擬的主講人，且該虛擬的主講人對應的人體計測值為0。參閱圖4所示，在會議桌ABCD的AD一側沒有主講人，則定位點A、D沒有臨近的主講人，設置模組104為定位點A、D分別設置一個人體計測值為0的虛擬的主講人。
以定位點C為例來介紹計算模組102計算高階視訊鏡頭1定位到臨近定位點C的主講人N1需水準轉動的角度的過程。參閱圖4所示，交點E、I、C構成一個直角三角形ECI。在直角三角形ECI中，EI為線段FG映射至會議桌ABCD所在平面的線段，EC為線段FH映射至會議桌ABCD所在平面的線段，則∠IEC為水準角度∠GFH在會議桌ABCD所在平面映射得到的角度，也為θ1。所述EC與FC的銳角夾角∠ECF與上下角度∠HFC相等，為θ。線段DC沿著DC的方向延長一個人體計測值的長度至點K，則定位點C對應的水準轉動的角度 為∠IEK。假設∠IEK對應的角度為θ2，則θ2的正切值tan θ2=(IC+人體計測值)÷IE，其中，人體計測值為已知，IC=EC×sin θ1，IE=EC×cos θ1。所述sin θ1為θ1的正弦值，cos θ1為θ1的余弦值，θ1為已知的水準角度，則sin θ1與cos θ1均已知，且EC=FC×cos θ，該cos θ為θ的余弦值，FC與θ均已知，則可由此求得高階視訊鏡頭1定位到臨近定位點C的主講人N1時需水準轉動的角度∠IEK，該∠IEK為水準向左轉動的角度。
步驟S16，所述確定模組103從高階視訊鏡頭1定位到每個主講人時需水準轉動的角度中取出水準向左轉動的最大角度及水準向右轉動的最大角度來確定高階視訊鏡頭1的拍攝範圍。該水準向左轉動的最大角度及水準向右轉動的最大角度即構成高階視訊鏡頭1的拍攝範圍。
在本發明中，所述高階視訊鏡頭1的最終目的是要拍攝使用指向性麥克風3的主講人，但因主講人不是唯一的，可以是多個主講人，從而導致拍攝位置是可變動的，因此先對固定的幾個定位點進行定位。之後，根據主講人的人體計測值對主講人的位置進行估算，來求得高階視訊鏡頭1的拍攝範圍，從而防止高階視訊鏡頭1因轉速過快而錯過主講人所在位置並影響定位的準確度。
在確定高階視訊鏡頭1的拍攝範圍後，當指向性麥克風3偵測到主講人在演講時，所述接收模組100透過聲控晶片14接收指向性麥克風3的聲音訊號從而確定主講人的位置，然後所述控制模組101透過位置調整模組15控制高階視訊鏡頭1調整至該主講人所在位置進行拍攝，此時該位置調整模組15定位主講人的眼睛。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟 ，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
S10‧‧‧在視訊鏡頭啟動後，接收定位裝置發送的多個定位點的位置資訊
S12‧‧‧透過位置調整模組控制視訊鏡頭依次拍攝各定位點，並獲得拍攝各定位點時視訊鏡頭垂直移動的上下角度及水準移動的水準角度，並同時獲得距離偵測晶片偵測得到的各定位點與視訊鏡頭之間的定位距離
S14‧‧‧根據各定位點對應的上下角度、水準角度、定位距離及主講人對應的人體計測值，計算視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度
S16‧‧‧從所述水準轉動的角度中取出水準向左轉動的最大角度及水準向右轉動的最大角度來確定視訊鏡頭的拍攝範圍

Claims (8)

  1. 一種鏡頭拍攝範圍確定方法，該方法包括以下步驟：第一接收步驟：在視訊鏡頭啟動後，接收定位裝置發送的多個定位點的位置資訊；第一控制步驟：透過視訊鏡頭中的位置調整模組控制視訊鏡頭依次拍攝各定位點，並獲得拍攝各定位點時視訊鏡頭垂直移動的上下角度及水準移動的水準角度，並同時獲得視訊鏡頭中距離偵測晶片偵測得到的各定位點與視訊鏡頭之間的定位距離；設置步驟：設置每個主講人對應的人體計測值及與每個主講人臨近的定位點，其中，如果有定位點沒有臨近的主講人，對該定位點設置一個虛擬的主講人，且該虛擬的主講人對應的人體計測值為0；計算步驟：根據各定位點對應的上下角度、水準角度、定位距離及主講人對應的人體計測值，計算視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度，所述人體計測值指視訊鏡頭要拍攝的每個主講人與該多個定位點形成的桌面之間的垂直距離；確定步驟：從所述視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度中取出水準向左轉動的最大角度及水準向右轉動的最大角度來確定視訊鏡頭的拍攝範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭拍攝範圍確定方法，其中，該方法還包括：第二接收步驟：透過視訊鏡頭中的聲控晶片接收與視訊鏡頭連接的指向性麥克風的聲音訊號從而確定主講人的位置；第二控制步驟：透過所述位置調整模組控制視訊鏡頭調整至指向性麥克 風的主講人所在位置進行拍攝。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭拍攝範圍確定方法，其中，所述計算步驟包括：在計算視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度θ2時，該水準轉動的角度θ2的正切值tan θ2=(L×cos θ×sin θ1+人體計測值)÷(L×cos θ×cos θ1)，其中，L為臨近該主講人的定位點的定位距離，θ為臨近該主講人的定位點的上下角度，θ1為臨近該主講人的定位點的水準角度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之鏡頭拍攝範圍確定方法，其中，所述θ為臨近該主講人的定位點的上下角度，該上下角度指視訊鏡頭相對於初始位置垂直向上或垂直向下移動的角度，θ1為臨近該主講人的定位點的水準角度，該水準角度指視訊鏡頭相對於初始位置水準向左或水準向右移動的角度。
  5. 一種鏡頭拍攝範圍確定系統，其中，該系統包括：接收模組，用於在視訊鏡頭啟動後，接收定位裝置發送的多個定位點的位置資訊；控制模組，用於透過視訊鏡頭中的位置調整模組控制視訊鏡頭依次拍攝各定位點，並獲得拍攝各定位點時視訊鏡頭垂直移動的上下角度及水準移動的水準角度，並同時獲得視訊鏡頭中距離偵測晶片偵測得到的各定位點與視訊鏡頭之間的定位距離；設置模組：設置每個主講人對應的人體計測值及與每個主講人臨近的定位點，其中，如果有定位點沒有臨近的主講人，對該定位點設置一個虛擬的主講人，且該虛擬的主講人對應的人體計測值為0；計算模組，用於根據各定位點對應的上下角度、水準角度、定位距離及主講人對應的人體計測值，計算視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動 的角度，所述人體計測值指視訊鏡頭要拍攝的每個主講人與該多個定位點形成的桌面之間的垂直距離；確定模組，用於從所述視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度中取出水準向左轉動的最大角度及水準向右轉動的最大角度來確定視訊鏡頭的拍攝範圍。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之鏡頭拍攝範圍確定系統，其中，該系統還包括：所述接收模組，還用於透過視訊鏡頭中的聲控晶片接收與視訊鏡頭連接的指向性麥克風的聲音訊號從而確定主講人的位置；所述控制模組，還用於透過所述位置調整模組控制視訊鏡頭調整至指向性麥克風的主講人所在位置進行拍攝。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之鏡頭拍攝範圍確定系統，其中，所述計算模組透過以下步驟計算視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度：在計算視訊鏡頭定位到每個主講人需水準轉動的角度θ2時，該水準轉動的角度θ2的正切值tan θ2=(L×cos θ×sin θ1+人體計測值)÷(L×cos θ×cos θ1)，其中，L為臨近該主講人的定位點的定位距離，θ為臨近該主講人的定位點的上下角度，θ1為臨近該主講人的定位點的水準角度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之鏡頭拍攝範圍確定系統，其中，所述θ為臨近該主講人的定位點的上下角度，該上下角度指視訊鏡頭相對於初始位置垂直向上或垂直向下移動的角度，θ1為臨近該主講人的定位點的水準角度，該水準角度指視訊鏡頭相對於初始位置水準向左或水準向右移動的角度。
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