专利名称：用于虚拟演播室的景置匹配装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及所釆集实景与三维虛拟场景透视关系匹配技术领域，尤 其是涉及一种用于虛拟演播室的景置匹配装置。
背景技术：
虛拟演播室技术经过近十多年的发展，已经取得了巨大进步，目前已 进入普及应用阶段。但是，作为虛拟演播室系统中关键技术之一的摄像机 所摄取真实前景(蓝箱中的节目主持人或物体)与三维虛拟场景的透视关系 匹配技术以及三维虛拟场景与摄像机位置关系匹配技术，现如今都尚欠缺有 效的匹配方法及其装置。实践中，从不同位置、不同角度对同一物体进行 观测的视觉透视效果均存在差异，尤其是在虛拟演播室系统中，更是要快 速并准确解决置于蓝箱中任意位置的摄像机所摄取前景与三维虛拟场景 透视关系之间的匹配问题，只有有效解决了摄像机所摄取的实际前景与三 维虛拟场景的透视关系匹配问题以及三维虛拟场景与摄像机位置关系匹 配问题，才能使得真实场景自动融入三维虛拟场景的空间适当位置之中， 并使得三维虛拟场景位置关系与摄像机位置关系相匹配，才能够反映正确 的三维虛拟空间遮挡与透视关系，并最终使得所播出的画面更加真实，画 面效果更好、质量更高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提 供一种用于虛拟演播室的景置匹配装置，其结构简单且使用操作简便，能 有效解决前景与三维虛拟场景的透视关系匹配及摄像机与三维虛拟场景 的位置关系匹配问题，并能反映正确的三维虛拟空间遮挡与透视关系。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是 一种用于虛拟演
播室的景置匹配装置，其特征在于包括置于虛拟演播室中任意位置且对
前景进行摄取的摄像机、安装在摄像机上的俯仰传感器和平摇传感器、信
号输入单元、对信号输入单元所输入信号进行实时分析处理并换算得出摄
像机所摄取前景位置和摄像机当前位置坐标参数的信号处理单元以及与
所述虛拟演播室的三维渲染设备相接的数据输出单元，所述摄像机、俯仰
传感器和平摇传感器均接信号输入单元，信号输入单元接信号处理单元， 信号处理单元接数据输出单元。
所述信号处理单元为景置识别板卡。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、结构简单且使用操作 简便；2、实时进行数据处理运算，能够准确快速解决置于蓝箱中任意位 置的摄像机所摄取真实前景与三维虛拟场景的透视关系匹配问题以及三 维虛拟场景与摄像机位置关系匹配问题，使得真实场景能够自动融入三维 虛拟场景的空间适当位置之中，并使得三维虛拟场景位置关系与摄像机位 置关系相匹配，因而能够反映正确的三维虛拟空间遮挡与透视关系，使得 最终使得所播出的画面更加真实，画面效果更好、质量更高；2、应用范 围广泛，能够有效应用于其他等距离跟踪、寻踪技术领域，例如航天、航 海等行业。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的整体结构示意图。 附图标记说明
l一摄像机； 2—俯仰传感器； 3—平摇传感器；
4一信号输入单元； 5-信号处理单元； 6—景置处理装置； 7—数据输出单元； 8—景置匹配识别装置；9一虛拟演播室渲染图形
工作站。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括置于虛拟演播室中任意位置且对前景进
行摄取的摄像机1、安装在摄像机1上的俯仰传感器2和平摇传感器3、 信号输入单元4、对信号输入单元4所输入信号进行实时分析处理并换算 得出摄像机1所摄取前景位置和摄像机1当前位置坐标参数的信号处理单 元5以及与所述虛拟演播室的三维渲染设备相接的数据输出单元7，其三 维渲染设备即虛拟演播室渲染图形工作站9。其中，所述摄像机l、俯仰传 感器2和平摇传感器3均接信号输入单元4,信号输入单元4接信号处理 单元5，信号处理单元5接数据输出单元7。所述信号处理单元5为景置 识别板卡。也就是说，信号输入单元4、信号处理单元5和数据输出单元 7三者组成景置处理装置6;而摄像机l、俯仰传感器2、平摇传感器3和 景置处理装置6组成景置匹配识别装置8。
本实用新型的工作过程是首先，假定虛拟演播室蓝箱中一个适当位置 为坐标原点O并建立空间三维坐标系，先将摄像机1的镜头即其取相框中的 十字线交错点对准坐标原点O;再将摄像机l俯仰和平摇移动后，使得其 镜头正对XZ平面或YZ平面，俯仰移动的角度为a,平摇移动的角度为p 。 实际使用过程中，既可以先将摄像机1进行俯仰移动后，再进行平摇移动； 也可以先进行平摇移动，再相应进行俯仰移动，最终将摄像机l的镜头移 动至正对XZ平面或正对YZ平面；信号处理单元5在景深位置识别算法单
元的支持下先经内部分析处理得出摄像机l所摄取真实前景在所述蓝箱中 的位置坐标参数；信号处理单元5再根据俯仰传感器2和平摇传感器3所 传入的角度信号(即俯仰移动角度a和平摇移动角度P)处理得出摄像机 1当前所处位置A的坐标参数；信号处理单元5最后经数据输出单元7将 经其处理的信号传输给所述三维渲染设备。所述三维渲染设备再相应经方 程矩阵计算，配合景置匹配识别装置8，实现三维虛拟场景和摄像机1所摄 取真实前景的透视关系匹配和景深位置关系的无缝匹配，并实现摄像机1位置和三维虛拟场景位置关系的匹配，使得真实场景能够自动融入三维虛拟 场景的空间适当位置之中，最终反映出正确的三维虛拟空间遮挡与透视关 系。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限 制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更 以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1. 一种用于虚拟演播室的景置匹配装置，其特征在于包括置于虚拟演播室中任意位置且对前景进行摄取的摄像机(1)、安装在摄像机(1)上的俯仰传感器(2)和平摇传感器(3)、信号输入单元(4)、对信号输入单元(4)所输入信号进行实时分析处理并换算得出摄像机(1)所摄取前景位置和摄像机(1)当前位置坐标参数的信号处理单元(5)以及与所述虚拟演播室的三维渲染设备相接的数据输出单元(7)，所述摄像机(1)、俯仰传感器(2)和平摇传感器(3)均接信号输入单元(4)，信号输入单元(4)接信号处理单元(5)，信号处理单元(5)接数据输出单元(7)。
2. 按照权利要求1所述的用于虛拟演播室的景置匹配装置，其特征在 于所述信号处理单元(5)为景置识别板卡。
专利摘要本实用新型公开了一种用于虚拟演播室的景置匹配装置，包括置于虚拟演播室中任意位置且对前景进行摄取的摄像机、安装在摄像机上的俯仰传感器和平摇传感器、信号输入单元、对信号输入单元所输入信号进行实时分析处理并换算得出摄像机所摄取前景位置和摄像机当前位置坐标参数的信号处理单元以及与所述虚拟演播室的三维渲染设备相接的数据输出单元，所述摄像机、俯仰传感器和平摇传感器均接信号输入单元，信号输入单元接信号处理单元，信号处理单元接数据输出单元。本实用新型结构简单且操作简便，能有效解决前景与三维虚拟场景的透视关系匹配及摄像机与三维虚拟场景的位置关系匹配问题，并能反映正确的三维虚拟空间遮挡与透视关系。
文档编号H04N5/262GK201282512SQ200820221830
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月14日 优先权日2008年10月14日
发明者肖宗坤, 黄民主 申请人:西安宏源视讯设备有限责任公司