介紹了虛擬演播室系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)，分析了帶透鏡徑向畸變的小孔攝像機(jī)模型及采用徑向排列約束求解攝像機(jī)參數(shù)的方法；提出基于相鄰特征點(diǎn)間距比較/比值聯(lián)合編碼方案及特征點(diǎn)匹配算法，實(shí)現(xiàn)了高端虛擬演播室視景融合的核心技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用證明，在速度及穩(wěn)定性方面具有較好的性能。
關(guān) 鍵 詞 模式識別; 虛擬演播室; 攝像機(jī)跟蹤; 交叉比

色鍵技術(shù)是電視臺(tái)廣泛應(yīng)用的一種虛擬場景制作手段，它是將演播室藍(lán)背景(或綠背景)前的演員圖像疊加在預(yù)先制作好的二維圖像，但其局限性在于當(dāng)演播室攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，即使靜止不動(dòng)的演員在場景中的位置也會(huì)改變，演員好象是漂浮在背景上，沒有完全融合到虛擬場景中。為產(chǎn)生出逼真視覺效果，用計(jì)算機(jī)場景工作站生成三維圖形替代簡單的二維圖像作為演播室的“虛擬”背景，并跟隨攝像機(jī)作實(shí)時(shí)調(diào)整，與演員圖像同步變換，演員完全融入三維虛擬場景中。除此之外，還可制作出大量傳統(tǒng)演播室無法實(shí)現(xiàn)的效果。這就是應(yīng)用三維圖形學(xué)、人工智能與模式識別、虛擬現(xiàn)實(shí)和計(jì)算機(jī)圖形圖像處理相結(jié)合的“虛擬演播室系統(tǒng)”，它是廣播電視設(shè)備領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[1～3]。
1 虛擬演播室系統(tǒng)原理
一個(gè)典型的虛擬演播室系統(tǒng)組成如圖1所示。在虛擬演播室系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)析取攝像機(jī)參數(shù)是關(guān)鍵。目前用于獲取攝像機(jī)參數(shù)的方法有3種，即：精密機(jī)械/光學(xué)傳感裝置，紅外/超聲定位裝置，模式識別及特征匹配方法計(jì)算攝像機(jī)參數(shù)。由于前兩種方法存在需安裝調(diào)試、使用復(fù)雜、可靠性差、改裝攝像機(jī)和硬件成本較高等問題，使得虛擬演播室至今難以推廣。后一種方法能夠克服上述問題，是虛擬演播室技術(shù)發(fā)展的必基于圖像識別方法計(jì)算攝像機(jī)參數(shù)就是在演播室中放置經(jīng)特別制作的藍(lán)色網(wǎng)格圖形，錄制節(jié)目時(shí)，演播室攝像機(jī)拍攝的圖像中，除演員本身圖像外，還有攜帶攝像機(jī)參數(shù)信息的藍(lán)色網(wǎng)格圖形。該方法就是運(yùn)用圖像處理和模式識別方法從藍(lán)色網(wǎng)格圖形中析取攝像機(jī)參數(shù)。