基于Kinect的天气预报导播方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于Kinect的天气预报导播方法，属于图像处理与计算机视觉技术领域。
【背景技术】
[0002]天气预报节目作为一个专项服务信息类节目于1981年10月I日登录央视荧屏，此后地方电视台也纷纷在本地新闻节目之后加播了当地天气预报，天气预报节目逐渐成为广大电视观众喜爱的电视栏目之一。通过收看每日的天气预报节目，大众可以及时了解天气变化情况，加减衣物，从而预防疾病。
[0003]天气预报节目的制作系统主要由蓝箱灯光系统、摄像抠像系统、非线性编辑系统、语音合成系统和节目传输系统共五个子系统组成，其中非线性编辑系统的功能是将视频和音频文件编辑合成为完整的电视天气预报节目。20世纪90年代，地市级电视天气预报节目很少有主持人出镜，因此天气预报节目制作系统比较简单，主要由一台非编主机和一台录像机构成，节目主要由站点预报构成，简单配音即可，录制成模拟或数字带送电视台播放即可。21世纪初，地市级开始逐步有主持人电视天气预报节目出现。主持人会站在一块绿色的幕布前，一边用手指向地图上的不同区域，一边解说未来24小时的天气情况，录制完节目后，将绿色背景抠除并替换成天气预报的幕布，因而，主持人在播报时身后并没有我们看到的地形图，全部的位置都要自己记下来，比如哪个地方有暴雨或者出现泥石流。这样一来，不仅电视天气预报节目的设备系统增加，系统集成度提高，操作步骤增多，节目制作量加大，节目开销成本提高了，而且对主持人的播报能力提出了更高的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于Kinect的天气预报导播方法，解决现有技术中天气预报节目成本高且对天气预报主持人播报能力要求较高的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所提供的基于Kinect的天气预报导播方法，包括以下步骤，
步骤一:将所需的天气预报解说背景图片放在当前工程的images目录下，天气预报主持人站在Kinect设备正前方；
步骤二:通过Kinect设备获取深度图像；
步骤三:根据用户索引标志，从深度图像中分离出前景图片“天气预报主持人”；
步骤四:遍历被分离出来的“天气预报主持人”深度图像上的每一个像素，将深度图像中像素点的坐标映射到彩色图像中像素点的坐标上，获得“天气预报主持人”的透明前景图；
步骤五:将“天气预报主持人”的透明前景图与解说背景图片合成；
步骤六:通过Kinect音频数据流采集音频对象，即采集天气预报主持人的语音命令； 步骤七:利用Kinect设备的语音识别引擎，对语音命令进行识别处理，结合识别信心度，切换对应城市的天气预报解说背景图片。
[0006]步骤一种所述天气预报主持人应当站在距离Kinect设备正前方2.5-3米处。
[0007]步骤三具体做法是，对获得的深度图像上的每一个像素进行遍历，如果用户索引标志不为0，则代表该处属于人体部位；如果用户索引标志为0，则代表该处不属于人体部位，那么丢弃该像素，遍历判断下一个像素。
[0008]步骤四中获取“天气预报主持人”的透明前景图的具体方法是:启用Kinect设备的红外摄像头和彩色摄像头，将彩色摄像头的分辨率设置为红外摄像头分辨率的2倍，Kinect设备将深度图像帧中属于“天气预报主持人”的像素点映射到彩色图像帧中，创建主持人的透明前景图。
[0009]步骤七中仅当识别信心度大于70%时，切换对应城市的天气预报解说背景图片；当识别信心度小于等于70%时，Kinect不做任何处理。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是:
本发明利用Kinect深度数据的用户索引标志特性，进行数据分割；通过深度图像像素循环遍历和深度图像坐标到彩色图像坐标的映射转换，获得主持人的透明前景图、实现“画中画”效果，实时地将天气预报主持人与解说背景图片合成在一起；此外，本发明还利用Kinect的音频数据流采集和语音识别引擎，实现通过语音命令方式切换导播不同城市的天气预报；本发明提出的基于Kinect的天气预报导播方法，硬件设备只需要一台Kinect，精简了系统设备，降低了系统集成度要求，简化了操作步骤，从而能够降低节目制作量，节省节目的成本开销。此外，主持人可以通过语音命令方式实现自动切换导播不同城市的天气预报，比传统的方式更加智能、便捷。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的流程图。
[0011]图2是深度图像帧到彩色图像帧的映射转换示意图。
[0012]图3是天气预报主持人与解说背景图片合成的示意图。
[0013]图4是本发明的基于Kinect的天气预报导播方法的测试结果截图(背景幕布为默认的解说背景图)。
[0014]图5是根据语音命令“北京”，切换为北京市天气预报解说背景图片的测试结果截图。
[0015]图6是根据语音命令“上海”，切换为上海市天气预报解说背景图片的测试结果截图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0017]如图1至图3所示，基于Kinect的天气预报导播方法，包括以下步骤:
步骤一:将所需的天气预报解说背景图片放在当前工程的images目录下，天气预报主持人需站在距离Kinect正前方2.5米一3米处。
[0018]步骤二:通过Kinect设备获取深度图像。
[0019]步骤三:根据用户索引标志，从深度图像中分离出前景图片“天气预报主持人”。具体做法是，对获得的深度图像上的每一个像素进行遍历，如果用户索引标志不为0，则代表该处属于人体部位；如果用户索引标志为0，则代表该处不属于人体部位，那么丢弃该像素，遍历判断下一个像素。
[0020]步骤四，遍历被分离出来的“天气预报主持人”深度图像上的每一个像素，将深度图像中像素点的坐标映射到彩色图像中像素点的坐标上，获得“天气预报主持人”的透明前景图。其中，启用Kinect的红外摄像头和彩色摄像头，将彩色摄像头的分辨率设置为红外摄像头分辨率的2倍，Kinect会将深度图像帧中属于“天气预报主持人”的像素点映射到彩色图像帧中，创建主持人的透明前景图。
[0021]步骤五，将天气预报主持人的透明前景图与解说背景图片合成。
[0022]步骤六，通过Kinect音频数据流采集音频对象，即采集天气预报主持人的语音命令。
[0023]步骤七，利用Kinect的语音识别引擎，对语音命令进行识别处理，判断语音内容是“上海”还是“北京”或是其他城市，当识别信心度大于70%时，切换对应城市的天气预报解说背景图片。
[0024]上述基于Kinect的天气预报导播方法，利用Kinect深度数据的用户索引标志特性，进行数据分割；通过深度图像像素循环遍历和NUL坐标映射，获得主持人的透明前景图、实现“画中画”效果，实时地将天气预报主持人与解说背景图片合成在一起。此外，本发明还利用Kinect的音频数据流采集和语音识别引擎，实现通过语音命令方式切换导播不同城市的天气预报。
[0025]为了进一步说明该方法，做了以下试验。
[0026]找I名被测者担当“天气预报主持人”，被测者站立在Kinect正前方2.5米左右距离的位置。被测者可以根据当前默认的天气预报解说背景图片进行解说，试验结果如图4所示。当被测者说“北京”时，背景图片立即切换为北京市天气预报解说背景图，试验结果如图5所示。当被测者下达的语音命令为“上海”时，背景图片立即切换为上海市天气预报解说背景图，试验结果如图6所示。
[0027]根据试验可以看出，本发明提出的基于Kinect的天气预报导播方法，硬件设备只需要一台Kinect，精简了系统设备，降低了系统集成度要求，简化了操作步骤，从而能够降低节目制作量，节省节目的成本开销。此外，主持人可以通过语音命令方式实现自动切换导播不同城市的天气预报，比传统的方式更加智能、便捷。
[0028]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.基于Kinect的天气预报导播方法，其特征在于:包括以下步骤， 步骤一:将所需的天气预报解说背景图片放在当前工程的images目录下，天气预报主持人站在Kinect设备正前方； 步骤二:通过Kinect设备获取深度图像； 步骤三:根据用户索引标志，从深度图像中分离出前景图片“天气预报主持人”； 步骤四:遍历被分离出来的“天气预报主持人”深度图像上的每一个像素，将深度图像中像素点的坐标映射到彩色图像中像素点的坐标上，获得“天气预报主持人”的透明前景图； 步骤五:将“天气预报主持人”的透明前景图与解说背景图片合成； 步骤六:通过Kinect音频数据流采集音频对象，即采集天气预报主持人的语音命令； 步骤七:利用Kinect设备的语音识别引擎，对语音命令进行识别处理，结合识别信心度，切换对应城市的天气预报解说背景图片。2.根据权利要求1所述的基于Kinect的天气预报导播方法，其特征在于: 步骤一种所述天气预报主持人应当站在距离Kinect设备正前方2.5-3米处。3.根据权利要求1所述的基于Kinect的天气预报导播方法，其特征在于: 步骤三具体做法是，对获得的深度图像上的每一个像素进行遍历，如果用户索引标志不为O，则代表该处属于人体部位；如果用户索引标志为O，则代表该处不属于人体部位，那么丢弃该像素，遍历判断下一个像素。4.根据权利要求1所述的基于Kinect的天气预报导播方法，其特征在于: 步骤四中获取“天气预报主持人”的透明前景图的具体方法是:启用Kinect设备的红外摄像头和彩色摄像头，将彩色摄像头的分辨率设置为红外摄像头分辨率的2倍，Kinect设备将深度图像帧中属于“天气预报主持人”的像素点映射到彩色图像帧中，创建主持人的透明前景图。5.根据权利要求1所述的基于Kinect的天气预报导播方法，其特征在于: 步骤七中仅当识别信心度大于70%时，切换对应城市的天气预报解说背景图片；当识别信心度小于等于70%时，Kinect不做任何处理。
【专利摘要】本发明公开了一种基于Kinect的天气预报导播方法，包括：将所需的天气预报解说背景图片放在当前工程的images目录下，天气预报主持人站在Kinect设备正前方；通过深度图像像素循环遍历和深度图像坐标到彩色图像坐标的映射转换，获得主持人的透明前景图；将“天气预报主持人”的透明前景图与解说背景图片合成；通过Kinect音频数据流采集天气预报主持人的语音命令；利用Kinect设备的语音识别引擎，对语音命令进行识别处理，结合识别信心度，切换对应城市的天气预报解说背景图片。本发明能够降低天气预报节目成本和对系统集成度的要求，简化操作步骤，比传统的方式更加智能便捷。
【IPC分类】H04N5/45
【公开号】CN105120189
【申请号】CN201510548329
【发明人】仇金娟, 曹頔, 王腾腾, 雷丹丹, 费峻涛
【申请人】河海大学常州校区
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月31日