專利名稱：一種體育賽事直播的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電視節(jié)目制作的技術領域，特別是涉及一種體育賽事直播的方法。
背景技術：
虛擬體育系統(tǒng)是從由虛擬演播室技術發(fā)展而來，它屬于虛擬演播室技術的很重要 的一個分支。虛擬演播室是近年發(fā)展起來的一種獨特的電視節(jié)目制作技術。它的實質(zhì)是將 計算機制作的虛擬三維模型與攝像機現(xiàn)場拍攝的物體活動圖像進行數(shù)字化的實時合成，使 物體圖像與虛擬背景能夠同步變化，從而實現(xiàn)兩者的融合，以獲得完美的合成畫面。虛擬演 播室技術是在傳統(tǒng)色鍵摳像技術的基礎上，充分利用了計算機三維圖形技術和視頻合成技 術，根據(jù)攝像機的位置與參數(shù)，使三維虛擬場景的透視關系與前景保持一致，經(jīng)過色鍵合成 后，使得前景中的圖像看起來完全處于計算機所產(chǎn)生的三維虛擬場景中，而且能在其中運 動，從而創(chuàng)造出逼真的、立體感很強的電視演播室效果。相應地，虛擬體育技術就是將靜態(tài) 或動畫3D圖像(三維模型)迭加到體育競賽直播節(jié)目的畫面上。不管攝像機是否移動，都 能讓圖形固定在某個位置不動，讓視覺上覺得這些3D圖形是直播畫面的一部份?，F(xiàn)有技術中，色鍵合成通常是將攝像機采集的前景圖像與計算機產(chǎn)生的三維虛擬 場景簡單疊加，即其合成畫面的顯示僅僅有前景圖像和三維場景兩層，然而，在虛擬體育系 統(tǒng)的直播畫面中，往往需要將虛擬三維場景置于兩層前景圖像之間，例如，需要顯示為，運 動員以及裁判等人員在虛擬物體上面，同時這些虛擬物體又是在草地或者水面等場地上 面，而采用現(xiàn)有技術則很難達到這種虛實結(jié)合的效果。此外，當應用虛擬體育系統(tǒng)進行賽事直播時，往往需要相關技術人員針對不同的 比賽修改或重新制作相應的播出模板，不僅使得操作繁瑣，還有可能因為技術人員的誤操
作影響直播。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種體育賽事直播的方法及裝置，以滿足當前 體育賽事直播的需求，獲得更好的虛實結(jié)合度。為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例公開了一種體育賽事直播的方法，包括獲取攝像機定位信息以及傳感器參數(shù)；依據(jù)所述攝像機的定位信息以及傳感器參數(shù)實時渲染三維圖形的播出模板，以 及，實時計算當前賽事直播的相關顯示數(shù)據(jù)，所述播出模板中包括多個描述不同播出屬性 的替換單元；建立播出模板中替換單元與對應直播顯示數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系，獲得已配置好播出屬 性的三維圖形顯示數(shù)據(jù)；接收攝像機的前景信息，將所述三維圖形顯示數(shù)據(jù)及前景信號進行混合輸出；將所述混合輸出信號作為色鍵背景，將相應的前景信號作為色鍵前景進行合成輸
出O
優(yōu)選的，所述播出模板根據(jù)不同種類的比賽設置。優(yōu)選的，所述建立播出模板中替換單元與對應直播顯示數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系的步驟包 括接收預先配置的命令；依據(jù)所述命令將播出模板中的替換單元與相應的直播顯示數(shù)據(jù)進行關聯(lián)。優(yōu)選的，所述合成輸出的顯示形式為三層疊加的畫面，其中，最上層和最底層為攝 像機采集的實時圖像，中間層為虛擬三維圖形數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述虛擬三維圖形數(shù)據(jù)具有固定的顯示位置。優(yōu)選的，其特征在于，所述攝像機定位信息包括當前攝像機的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明采用將渲染的虛擬三維圖形和攝像機信號混合輸出的模式，將混合輸出的 信號作為色鍵的背景，同時將當前攝像機采集的前景信號作為色鍵的前景信號，針對虛擬 三維圖形的體育場地進行摳像，這樣攝像機采集的運動員以及裁判等人員可以在虛擬三維 圖形的上面，同時虛擬三維圖形又可以在場地的上面，即虛擬三維圖形位于兩層攝像機前 景信號的中間，從而達到了 “以假亂真”的虛實結(jié)合效果。再者，本發(fā)明通過自動關聯(lián)預置播出模板中替換單元，以及，對應的依據(jù)攝像機定 位獲得的賽事直播中的相關顯示數(shù)據(jù)，不需要相關技術人員手動修改模板，即可實現(xiàn)直播 顯示數(shù)據(jù)的自動替換，從而大大方便了用戶，同時提高了直播的安全性。


圖1是本發(fā)明的一種體育賽事直播的方法實施例的步驟流程圖；圖2是本發(fā)明的一種體育賽事直播的方法裝置實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實 施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。本發(fā)明實施例主要應用在基于虛擬演播室技術進一步發(fā)展起來的虛擬體育技術 中。虛擬體育技術就是將靜態(tài)或動畫3D圖像迭加到體育競賽直播節(jié)目的畫面上。不管攝 影機是否移動，都能讓圖形固定在某個位置不動，讓視覺上覺得這些3D圖形是直播畫面的 一部份。虛擬體育系統(tǒng)具有實況賽事跟蹤功能，可以展示草地、田徑場、足球場、雪地、水域 或者3D空間內(nèi)的實際距離、高度和速度，同時可以在廣告牌上、運動場內(nèi)和(或)運動場周 邊展示廣告，并且可以將新的電視廣告或動畫電視廣告覆蓋在現(xiàn)場實際廣告上。虛擬體育 系統(tǒng)也可以用于賽事分析，在回放過程增加分析信息，讓觀眾更直觀的看到比賽情況。參考圖1，示出了本發(fā)明的一種體育賽事直播的方法實施例的步驟流程圖，具體可 以包括以下步驟步驟101、獲取攝像機定位信息以及傳感器參數(shù)；在虛擬體育節(jié)目制作過程中，確定攝像機的狀態(tài)信息非常關鍵。虛擬體育系統(tǒng)中 設置的攝像機配有運動檢測和識別系統(tǒng)，即攝像機跟蹤器。其跟蹤方式有光學識別系統(tǒng)和 機械傳感式系統(tǒng)兩種。其原理是將檢測到的攝像機的推、拉、搖、移、聚焦、變焦乃至升降等
4傳感部位的運動數(shù)據(jù)，通過一個“傳感器”裝置傳輸?shù)健靶势鳌?，這樣，理想情況下，現(xiàn)場攝 像機與虛擬演播室中“虛擬”的攝像機被相對地鎖定在一個位置上。當現(xiàn)場演播室攝像機 運動時，虛擬攝像機受跟蹤器的控制可以實時地與現(xiàn)場攝像機保持同步。通過實時計算傳感器返回的數(shù)據(jù)，即可獲得當前的攝像機定位信息。所述攝像機 定位信息包括攝像機成像的幾何模型參數(shù)，具體可以包括攝像機內(nèi)參數(shù)和攝像機外參數(shù)。 外參數(shù)包括攝像機的位置、姿態(tài)等幾何信息，內(nèi)參數(shù)包括攝像機的焦距，主點、以及鏡頭變 形參數(shù)等光學參數(shù)。步驟102、依據(jù)所述攝像機的定位信息以及傳感器參數(shù)渲染三維圖形的播出模板， 以及，實時計算當前賽事直播的相關顯示數(shù)據(jù)，所述播出模板中包括多個描述不同播出屬 性的替換單元；在實際中，為減少重復勞動，通常需要預先生成用于定義播出屬性的三維圖形播 出模板，根據(jù)體育賽事直播的需求，往往在一個播出模板內(nèi)，包括多個針對不同直播顯示 數(shù)據(jù)進行屬性定義的替換單元，例如，對于一場足球賽事，可能需要定義比賽陣容的替換單 元、比分的替換單元、發(fā)球位置及距離的替換單元等。由于同一種類比賽所需直播顯示數(shù)據(jù) 的相似性，在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，所述播出模板可以根據(jù)不同種類的比賽設置，如 針對足球比賽設置一套播出模板、針對乒乓球比賽設置一套播出模板、針對籃球比賽設置 一套播出模板等。并且，這些模板可以存儲在用于渲染三維模型(虛擬場景)的第一圖形 工作站中。步驟103、建立播出模板中替換單元與對應直播顯示數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系，獲得已配置 好播出屬性的三維圖形顯示數(shù)據(jù)；對于所述直播顯示數(shù)據(jù)，在實際中可以用于進行攝像機定位的第二圖形工作站中 計算，即通過其實時定位的攝像機參數(shù)，計算相應模板替換單元的空間位置及具體的標注 信息，如當前發(fā)球區(qū)、世界記錄線以及發(fā)球距離等，作為實時的直播顯示數(shù)據(jù)發(fā)送給用于播 出的相應單元。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，所述第二圖形工作站可以通過預先配置好的命 令，將相應的直播顯示數(shù)據(jù)以及相應模板替換單元的提取路徑發(fā)送給當前播出控制單元， 即本發(fā)明具體可以通過以下子步驟建立播出模板中替換單元與對應直播顯示數(shù)據(jù)的關聯(lián) 關系子步驟Si、接收預先配置的命令；子步驟S2、依據(jù)所述命令將播出模板中的替換單元與相應的直播顯示數(shù)據(jù)進行關 聯(lián)；即所述命令用于將模板替換單元與對應直播顯示數(shù)據(jù)建立關聯(lián)。例如，當前需要播出一場足球比賽中從發(fā)球點到射門位置的箭頭數(shù)據(jù)，在第二圖 形工作站中，通過描繪的當前發(fā)球點的起始位置以及箭頭長度、距離的相關數(shù)據(jù)，然后發(fā)送 當前播出控制單元，同時將已配置好的命令A發(fā)送給當前播出控制單元，當前播出控制單 元依據(jù)該命令從第一圖形工作站中讀取相應的箭頭數(shù)據(jù)及關聯(lián)的模板替換單元，以及，根 據(jù)第二圖形工作站發(fā)送的直播顯示數(shù)據(jù)進行組合，即使得直播顯示數(shù)據(jù)具有相應替換單元 定義的播出屬性，在相關技術人員的控制下，則播出該具有相應播出屬性的直播顯示數(shù)據(jù)。步驟104、接收攝像機的前景信息，將所述三維圖形顯示數(shù)據(jù)及前景信號進行混合輸出；步驟105、將所述混合輸出信號作為色鍵背景，將相應的前景信號作為色鍵前景進 行合成輸出。色鍵技術是虛擬體育系統(tǒng)中的關鍵技術。用攝像機的位置和鏡頭等變化來控制計 算機中的“虛擬攝像機”，使它的位置和鏡頭變化與“實際”同步，這樣它所拍攝的“虛擬場 景”的鏡頭變化和實際攝像機拍攝的物體鏡頭變化一致，通過對它們進行色鍵效果處理之 后，得到的畫面才真實自然。色鍵制作的質(zhì)量對虛擬體育節(jié)目質(zhì)量影響相當大，通過把前景鍵在背景上，即將 生成的背景圖像與前景圖像混合后，才最終完成了虛擬體育的節(jié)目制作。在本發(fā)明實施例 中，色鍵的背景是虛擬三維圖形數(shù)據(jù)及前景信號的混合輸出信號，色鍵的前景是攝像機采 集的前景圖像。前景與背景的混合是通過色鍵合成器來完成的。通常在虛擬體育節(jié)目中，色鍵合成器可以針對虛擬三維圖形的體育場地進行摳 像，這樣攝像機采集的運動員以及裁判等人員可以在虛擬三維圖形的上面，同時虛擬三維 圖形又可以在場地的上面，即虛擬三維圖形位于兩層攝像機前景信號的中間，即所述合成 輸出的顯示形式為三層疊加的畫面，其中，最上層和最底層為攝像機采集的實時圖像，中 間層為虛擬三維圖形數(shù)據(jù)，從而達到了 “以假亂真”的虛實結(jié)合效果。由于虛擬體育系統(tǒng)是將虛擬的物體疊加在當前直播的賽事畫面上，不管攝像機是 否移動，虛擬物體都固定不動，視覺上讓觀眾認為這是賽事的一部分，因而在本發(fā)明的一種 優(yōu)選實施例中，所述虛擬三維圖形數(shù)據(jù)具有固定的顯示位置。需要說明的是，對于前述的方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的 動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為依 據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。上對本發(fā)明所提供的一種體育賽事直播的方法進行了詳細介紹，本文中應用了具 體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā) 明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實 施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限 制。
權(quán)利要求
1.一種體育賽事直播的方法，其特征在于，包括 獲取攝像機定位信息以及傳感器參數(shù)；依據(jù)所述攝像機的定位信息以及傳感器參數(shù)實時渲染三維圖形的播出模板，以及，實 時計算當前賽事直播的相關顯示數(shù)據(jù)，所述播出模板中包括多個描述不同播出屬性的替換 單元；建立播出模板中替換單元與對應直播顯示數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系，獲得已配置好播出屬性的 三維圖形顯示數(shù)據(jù)；接收攝像機的前景信息，將所述三維圖形顯示數(shù)據(jù)及前景信號進行混合輸出； 將所述混合輸出信號作為色鍵背景，將相應的前景信號作為色鍵前景進行合成輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述播出模板根據(jù)不同種類的比賽設置。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立播出模板中替換單元與對應直播 顯示數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系的步驟包括接收預先配置的命令；依據(jù)所述命令將播出模板中的替換單元與相應的直播顯示數(shù)據(jù)進行關聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述合成輸出的顯示形式為三層疊加的畫 面，其中，最上層和最底層為攝像機采集的實時圖像，中間層為虛擬三維圖形數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述虛擬三維圖形數(shù)據(jù)具有固定的顯示位置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述攝像機定位信息包括當前攝像機的內(nèi) 參數(shù)和外參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種體育賽事直播的方法，包括獲取攝像機定位信息以及傳感器參數(shù)；依據(jù)所述攝像機的定位信息以及傳感器參數(shù)實時渲染三維圖形的播出模板，以及，實時計算當前賽事直播的相關顯示數(shù)據(jù)，所述播出模板中包括多個描述不同播出屬性的替換單元；建立播出模板中替換單元與對應直播顯示數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系，獲得已配置好播出屬性的三維圖形顯示數(shù)據(jù)；接收攝像機的前景信息，將所述三維圖形顯示數(shù)據(jù)及前景信號進行混合輸出；將所述混合輸出信號作為色鍵背景，將相應的前景信號作為色鍵前景進行合成輸出。本發(fā)明可以滿足當前體育賽事直播的需求，獲得更好的虛實結(jié)合度。
文檔編號H04N5/262GK102118574SQ200910244320
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者馬菲瑩 申請人:新奧特(北京)視頻技術有限公司