一种直播系统的制作方法

本实用新型涉及多媒体技术领域，尤其涉及一种直播系统。

背景技术：

目前市场上没有包括毫秒级的曝光精度、多种曝光方式、系统扩展性及相机电源供电控制等功能的直播系统。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种直播系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种直播系统，包括：

控制器，所述控制器为单片机；

触发器模组，连接所述控制器，包括多个触发器；

图像采集模组，连接所述触发器模组，包括围绕预定拍摄目标以预定拍照位置安装的多个相机，所述预定拍照位置包括以所述预定拍摄目标位中心以预定间隔和预定距离安装所述相机，所述预定间隔为所述相机之间的间隔，所述预定距离为所述相机与所述预定拍摄目标之间的距离，每个所述触发器分别连接至少一个所述相机；

视频采集模组，连接所述控制器，包括围绕所述预定拍摄目标以预定拍摄位置安装的首摄像机和尾摄像机。

优选的，所述触发器模组中的所有所述触发器设置于一CAN总线；

所述控制器通过所述CAN总线连接所述触发器模组、所述图像采集模组以及所述视频采集模组。

优选的，所述触发器模组中的触发器数量为10个。

优选的，所述图像采集模组中的相机数量为80个。

优选的，所述触发器与所述相机的触发电路包括：

地址锁存器芯片，所述地址锁存器芯片采用74LS373芯片，所述地址锁存器芯片的D0-D7引脚接入触发信息，所述地址锁存器芯片的D0-D7引脚分别通过与排阻的一引脚连接接地，所述地址锁存器芯片的LE引脚和OE引脚分别连接所述控制器，所述地址锁存器芯片的所述LE引脚还通过第一电阻接地，所述地址锁存器芯片的所述OE引脚还通过第二电阻接电源；

电源芯片，所述电源芯片采用SDM4953芯片，所述SDM4953芯片的S1引脚和S2引脚分别连接所述电源，所述SDM4953芯片的G1引脚连接所述地址锁存器芯片的D0引脚，所述所述SDM4953芯片的G2引脚连接所述地址锁存器芯片的D1引脚，所述SDM4953芯片的两个D1引脚分别连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接第一光电耦合器，所述所述SDM4953芯片的两个D2引脚分别连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接第二光电耦合器；

所述第一光电耦合器，所述第一光电耦合器的1引脚连接所述第三电阻，所述第一光电耦合器的2引脚接地，所述第一光电耦合器的3引脚和4引脚分别连接所述相机；

所述第二光电耦合器，所述第二光电耦合器的1引脚连接所述第四电阻，所述第二光电耦合器的2引脚接地，所述第二光电耦合器的3引脚和4引脚分别连接所述相机。

优选的，所述触发器与所述相机的触发电路包括：

地址锁存器芯片，所述地址锁存器芯片采用74LS373芯片，所述地址锁存器芯片的D0-D7引脚接入触发信息，所述地址锁存器芯片的D0-D7引脚分别通过与排阻的一引脚连接接地，所述地址锁存器芯片的LE引脚和OE引脚分别连接所述控制器，所述地址锁存器芯片的所述LE引脚还通过第一电阻接地，所述地址锁存器芯片的所述OE引脚还通过第二电阻接接地；

电源芯片，所述电源芯片采用SDM4953芯片，所述SDM4953芯片的S1引脚和S2引脚分别连接所述电源，所述SDM4953芯片的G1引脚连接所述地址锁存器芯片的D0引脚，所述所述SDM4953芯片的G2引脚连接所述地址锁存器芯片的D1引脚，所述SDM4953芯片的两个D1引脚分别连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接第一光电耦合器，所述所述SDM4953芯片的两个D2引脚分别连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接第二光电耦合器；

所述第一光电耦合器，所述第一光电耦合器的1引脚连接所述第三电阻，所述第一光电耦合器的2引脚接地，所述第一光电耦合器的3引脚和4引脚分别连接所述相机；

所述第二光电耦合器，所述第二光电耦合器的1引脚连接所述第四电阻，所述第二光电耦合器的2引脚接地，所述第二光电耦合器的3引脚和4引脚分别连接所述相机。

优选的，所述控制器采用stm32单片机。

优选的，所述触发器通过Jack3.5连接线控制所述相机触发。

本实用新型的有益效果：以相机拍摄照片序列工具，与首尾摄像机视频连接，实现360度环绕拍摄，由常用图像视频编辑软件最终形成起始视频、相机照片序列和末尾视频相衔接的完整的直播视频并输出。

附图说明

图1为本实用新型的一种优选实施例中，直播系统的功能模块示意图；

图2为本实用新型的一种优选实施例中，直播系统的结构示意图；

图3为本实用新型的一种优选实施例中，同时触发方式下直播视频的拼接示意图；

图4为本实用新型的一种优选实施例中，顺序触发方式下直播视频的拼接示意图；

图5为本实用新型的一种优选实施例中，触发电路的结构示意图之一；

图6为本实用新型的一种优选实施例中，触发电路的结构示意图之二；

图7为本实用新型的一种优选实施例中，触发电路的结构示意图之三；

图8为本实用新型的一种优选实施例中，触发电路的结构示意图之四。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明：

如图1-2所示，一种直播系统，包括：

控制器1(Controll)，用于接收上位机软件(TrigBox)发送的拍摄申请命令，根据拍摄申请指令处理得到对应同一拍摄时间段的图像采集指令和视频采集指令并输出；

触发器模组2，连接控制器1，包括多个触发器(CAN1～CANn)，用于接收图像采集指令，根据图像采集指令处理得到操作指令，并由每个触发器输出操作指令；

图像采集模组3，连接触发器模组2，包括多个相机，每个触发器分别连接至少一个相机，图像采集模组3用于接收操作指令，根据操作指令采集目标区域的目标图像并输出；

时间解码器4(TCDecode)，连接控制器1和视频采集模组5，用于接收视频采集指令，根据视频采集指令输出相应的时间码；

视频采集模组5，连接控制器1和时间解码器4，包括首摄像机和尾摄像机，用于接收视频采集指令和时间码，首摄像机根据视频采集指令采集关联于时间码的目标区域的起始视频并输出，尾摄像机根据视频采集指令采集关联于时间码的目标区域的末尾视频并输出；

视频合成模块6，连接图像采集模组3、时间解码器4以及视频采集模组5，用于接收目标图像、时间码、起始视频以及末尾事件，视频合成模块6截取时间码前预设第一时间段的起始视频作为第一视频、截取对应时间码的图像采集模组3采集的所有目标图像为第一图像以及截取时间码后预设第二时间段的末尾视频作为第二视频，并将第一视频、第一图像以及第二视频顺序合成为直播视频并输出。

在本实施例中，TF1～TFn是PC，用usb线与相机连接，获取拍摄到的照片；

PC-win7是操作人员用于控制CAN总线上的设备，并监看TF1～TFn拍摄照片的数量和构图；

TrigBox是stm32单片机，用于向Controller发送同时拍摄和顺序拍摄的申请命令；

Controller是stm32单片机，用于将RS232命令转换成CAN命令。所有触发执行命令由该设备发出，其他设备发出的仅仅是请求；

TCDecode通过RS232向PC-linux发送获取的时间码信息；

PC-linux是linux视频工作站，用于时间码读取和视频记录；

CAN1～CANn是独立开发的触发器，具有相机电源控制、相机锁定和相机触发，通过CAN总线，接收命令后，执行相机开关机、相机锁定、相机触发等操作；

CAN1～CANn是触发器，包括ATmega32处理器、相机锁定电路、相机电源控制电路、相机触发电路、CAN总线的驱动电路和存储器。通过Jack3.5连接线控制相机触发。

架设在CAN总线上的10台触发控制器1，对80台相机的电源控制、触发电路控制。触发方式分为同时触发和顺序触发。上位机软件以命令方式控制相机触发、首尾摄像机视频记录。最终把首尾摄像机视频和照片序列拼接成一个完整视频。还可以拍摄3D版的360度三维旋转效果。

Timefreeze系统帧同步，从时钟或广播级录像机的时间码输出(TC out)里，实时的获取时间码，并通过串口发送到视频工作站。上位机程序通过调用动态文件可以在程序中实时获取时间码，并在视频中记录。视频合成时，以时间码为参考点，找到照片拍摄时刻与摄像机视频的位置，然后截取视频。

本实用新型的直播系统是用80台相机跟5台电脑相连数据传输，通过专用的控制线触发快门，实现图像采集。经常用图像视频软件生成，可以得到360°三维旋转特技静止视频和1秒钟的360度三维旋转特技视频。这个系统非常适合拍摄角度和空间的变化，如汽车展示，运动对象不同角度的冻结画面等。在直播应用过程中，要使相机的照片序列与摄像机的帧同步，以便于生成照片与视频合成一个连续输出视频，做到空间变化的效果。独创性的开发出这种用法，具有毫秒级的曝光精度、多种曝光方式、系统扩展性及相机电源供电控制等优点。

如图5-6所示，上述触发器与上述相机的触发电路包括：

地址锁存器芯片，上述地址锁存器芯片采用74LS373芯片，上述地址锁存器芯片的D0-D7引脚接入触发信息，上述地址锁存器芯片的D0-D7引脚分别通过与排阻的一引脚连接接地，上述地址锁存器芯片的LE引脚和OE引脚分别连接上述控制器，上述地址锁存器芯片的上述LE引脚还通过第一电阻接地，上述地址锁存器芯片的上述OE引脚还通过第二电阻接电源；

电源芯片，上述电源芯片采用SDM4953芯片，上述SDM4953芯片的S1引脚和S2引脚分别连接上述电源，上述SDM4953芯片的G1引脚连接上述地址锁存器芯片的D0引脚，上述上述SDM4953芯片的G2引脚连接上述地址锁存器芯片的D1引脚，上述SDM4953芯片的两个D1引脚分别连接第三电阻的一端，上述第三电阻的另一端连接第一光电耦合器，上述上述SDM4953芯片的两个D2引脚分别连接第四电阻的一端，上述第四电阻的另一端连接第二光电耦合器；

上述第一光电耦合器，上述第一光电耦合器的1引脚连接上述第三电阻，上述第一光电耦合器的2引脚接地，上述第一光电耦合器的3引脚和4引脚分别连接上述相机；

上述第二光电耦合器，上述第二光电耦合器的1引脚连接上述第四电阻，上述第二光电耦合器的2引脚接地，上述第二光电耦合器的3引脚和4引脚分别连接上述相机。

如图7-8所示，上述触发器与上述相机的触发电路包括：

地址锁存器芯片，上述地址锁存器芯片采用74LS373芯片，上述地址锁存器芯片的D0-D7引脚接入触发信息，上述地址锁存器芯片的D0-D7引脚分别通过与排阻的一引脚连接接地，上述地址锁存器芯片的LE引脚和OE引脚分别连接上述控制器，上述地址锁存器芯片的上述LE引脚还通过第一电阻接地，上述地址锁存器芯片的上述OE引脚还通过第二电阻接接地；

电源芯片，上述电源芯片采用SDM4953芯片，上述SDM4953芯片的S1引脚和S2引脚分别连接上述电源，上述SDM4953芯片的G1引脚连接上述地址锁存器芯片的D0引脚，上述上述SDM4953芯片的G2引脚连接上述地址锁存器芯片的D1引脚，上述SDM4953芯片的两个D1引脚分别连接第三电阻的一端，上述第三电阻的另一端连接第一光电耦合器，上述上述SDM4953芯片的两个D2引脚分别连接第四电阻的一端，上述第四电阻的另一端连接第二光电耦合器；

上述第一光电耦合器，上述第一光电耦合器的1引脚连接上述第三电阻，上述第一光电耦合器的2引脚接地，上述第一光电耦合器的3引脚和4引脚分别连接上述相机；

上述第二光电耦合器，上述第二光电耦合器的1引脚连接上述第四电阻，上述第二光电耦合器的2引脚接地，上述第二光电耦合器的3引脚和4引脚分别连接上述相机。

较佳的实施例中，以160W的电源向80个相机供电(电流2A/个)，做节目时可以方便连接。能远程控制相机重启，特别针对安装在不易攀爬位置的相机，遇到死机或异常时可以快速远程控制重启。用74LS373芯片锁存继电器状态，控制继电器闭合与断开。还把74LS373的输出下拉，让它始终保持输出状态。即使单片机出现无故重启时，也不会致使相机断电。触发和电源控制线做成一根连接线，便于系统搭建。

远距离触发相机。总线选择125Kbps波特率，实现300米(已实测)的距离。如果体育类节目(足球)中需要更长距离，可以调节波特率为50Kbps，达到1千米左右。相机选用长焦镜头后，可以获得更多的信息。CAN总线距离变长，不但不影响到相机触发，还充分发挥出相机电源远程控制的优势。波特率为：72M/2/36/(1+6+1)＝0.125即125K。

较佳的实施例中，触发器模组2中的所有触发器设置于一CAN总线；

控制器1通过CAN总线将图像采集指令发送至图像采集模组3。

在本实施例中，CAN总线实现10个触发器、触发盒、时间码解码器和控制器1进行通讯。控制器1从串口收到PC命令后，在CAN总线上实时发出命令，设置或读取触发器参数、锁定或触发相机、控制相机电源。触发盒与控制器1使用同样程序，只是设置状态不同。将按键信息以命令请求方式发向控制器1，由控制器1统一发出指令。触发盒和控制器1采用STM32F103VET6芯片，其他设备都用Atmega32芯片。CAN控制芯片采用MCP2515+TJA1050T。较佳的实施例中，时间编码器设置于CAN总线；

控制器1通过CAN总线将视频采集指令发送至时间编码器。

较佳的实施例中，视频收录时，用高清采集卡对首尾两个相机视频采集，编码成MXF格式，记录到硬盘。PC端的控制程序，通过socket端口号(socket)连接到视频工作站上的服务器，然后，以命令方式，控制2路视频收录程序同时开始与停止。这样就可以只在拍照时间段记录视频，节省硬盘空间。截取视频时，提高查找效率。

时间码解码器获取实时时间码时，视频收录工作站读取时间码，用于视频收录。每次(同时或顺序)触发时，时间码解码器会收到CAN总线上的命令，将当前时刻的时间码通过串口传到工作站socket服务线程。视频收录程序和视频截取程序都以这个时间码作为定位信息。

上位机软件通讯界面，把好镜头做标记，这样只需要截取好镜头的视频片断。

较佳的实施例中，触发器模组2中的触发器数量为10个。

较佳的实施例中，图像采集模组3中的相机数量为80个.

较佳的实施例中，图片采集命令包括：

同时采集命令，用于控制图像采集模组3中的所有相机同时采集目标图像；以及

顺序采集命令，用于控制图像采集模组3中的所有相机根据预设策略顺序采集目标图像。

较佳的实施例中，顺序采集命令为以预设第三时间段为间隔控制图像采集模组3中的所有相机顺序采集目标图像；

第三时间段的范围为7ms～65ms。

在本实施例中，相机触发以单条命令实现同时触发。相机被触发后，相机的快门就被触发一次或相机处于半按快门状态。

因为所有触发器会同时收到总线每一个bit。顺序触发时，采用每一条命令触发某个指定相机。控制器1顺序发出命令，实现相机依次曝光。由于用SPI串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写读取CAN芯片状态时等待响应有差异，造成相机之间会出现2ms误差。

同时触发第5、6、7、8号相机，如果命令是T R G C 05 FF FF FF，则只触发第5个相机。如果依次发送的命令为T R G C 05 06 FF FF，T R G C 07 08 FF FF，…。每次触发2个相机，那么就可以实现3D版的360环绕拍摄。

同时触发波形时，测量相邻的两路输出波形，上升沿是相同的，没有误差。说明相机被同时触发了，也可以认为CAN总线上的设备都是同时收到每一个bit数据，并做出响应。

顺序触发波形时，以触发间隔20ms，电平持续时间60ms为例。测量相邻的两路输出波形，如图所示，上升沿相差20ms，说明每个相机顺延20ms触发，电平持续时间60ms。相邻两个通道有高电平重叠区域，但没有相互干扰。

相机顺序触发间隔可调。PC通过串口调整控制器1里的触发间隔参数，实现7毫秒～65秒间隔可调。7毫秒间隔时，按帧率来计算，最高可以实现约140帧/秒。像这样接近6倍速拍摄，对于抓拍快速运动的画面是很有吸引力的。如果节目中仅仅需要空间转换效果，而不要求快速拍摄，那么，就可以把间隔调整为40毫秒,这样就像正常拍摄一样，只是空间发生了变换，由节目需求而定。

间隔可调功能主要是用Stm32的定时器3实现的。定时器设置到1ms溢出一次，再对设置的间隔参数计数。如果设置10ms，就计数10次，然后向指定触发器发送命令，触发相应相机。

较佳的实施例中，视频采集指令用于控制首摄像机和尾摄像机同时采集起始视频和末尾视频。

较佳的实施例中，操作指令包括相机电源控制指令、相机锁定指令以及相机触发指令。

较佳的实施例中，视频截取时，PC-linux工作站以时间码解码器为基准，截取指定时间码处的首尾两段时间。截取长度可以调节。视频截取软件如上图。

相机照片获取时，相机拍摄到的照片通过基于相机的开发包开发的软件获取。照片序列先存入本地，需要时再拷贝到服务器生成视频。

视频拼接时，将首机位处截取的视频、相机照片序列和末尾截取的视频拼接成一个完整视频，通过HDSDI视频输出到转播车。

如图3所示，同时触发方式中，首尾视频是活动图像，而照片序列是静止瞬间。有时间冻结的效果。

如图4所示，顺序触发方式中，首尾视频是活动图像，而照片序列是顺序曝光的，属于高速拍摄的活动图像。由正常速度变到慢放，再由慢放谈到正常速度。如果10毫秒间隔曝光，就是4倍速慢放，有慢动作的效果。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本实用新型精神，还可作其他的转换。尽管上述实用新型提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。