[发明专利]一种多对多结构虚拟演播室系统的构建方法

说明书

技术领域

本发明属于电视台虚拟演播室系统技术领域，具体涉及一种多对多结构 虚拟演播室系统的构建方法。

背景技术

虚拟演播室系统是计算机技术与色键技术相结合的一种新的电视节目 制作系统，采用了传统的色键技术，却突破了传统色键系统的限制，消除了 摄像机不能与背景同步运动的致命弱点，做到了真实的演员能深入到虚拟的 三维场景中，并能与其中的虚拟对象实时交互。该系统主要由三个子系统组 成：跟踪子系统、图形绘制子系统、合成子系统，跟踪子系统主要由传感器 和编码盒组成，图形绘制子系统主要由图形工作站组成，合成子系统主要由 抠像合成器组成。工作时，首先由摄像机采集前景信号，将前景信号延时后 送入抠像合成器；同时摄像机上的传感器获取摄像机的运动参数，并将其转 换成电信号后输出至编码盒，再由编码盒将摄像机的运动参数实时的传递给 图形工作站，然后图形工作站根据当前摄像机的位置信息实时绘制出相应的 背景信号和掩膜信号，最后合成系统根据掩膜信号来合成背景和前景，实现 主持人前景信号和虚拟三维背景信号的无缝合成。

目前，虚拟演播室系统的结构有两种：一种是一对一结构，另一种是多 对一结构。

所谓一对一的系统结构，是指每台摄像机对应一个图像处理通道。图像 处理通道是指用于完成对前景图像和背景图像进行处理的一整套设备的统 称，主要包括一套传感系统、一个延时器、一个图形工作站和一个抠像合成 器，其中传感系统包括传感器、编码盒和数据切换器。如图1所示(以两个 摄像机机位为例)，每台摄像机对应的控制器通过延时器与抠像合成器相连， 控制器将摄像机采集的前景图像经延时器延时后送入抠像合成器。每台摄像 机都对应一套传感系统，由镶嵌在云台转轴上的齿轮盘、传感器咬合齿轮和 光电编码盘组成。摇动摄像机时，云台转盘的转动带动咬合齿轮，使得光电 编码盘产生相应的转动，光电编码盘将机械运动转换成电脉冲信号送给编码 盒，编码盒与图形工作站相连。每个图形工作站与一个抠像合成器相连，编 码盒将摄像机的运动参数送入图形工作站，图形工作站根据摄像机的运动参 数制作背景图像，并将其送入抠像合成器，抠像合成器将前景图像和背景图 像进行合成后送入切换台播出或存储，切换台用于对多个抠像合成器的输出 进行切换；所有的图形工作站通过高速以太网与主控机相连，主控机用于对 所有的图形工作站进行控制；每个抠像合成器与一个监视器相连，监视器用 于对合成的效果进行预览。这种结构的优点是每个摄像机机位具备独立的预 监功能，方便进行现场特技切换；每个图形工作站还可以互为热备份，具有 高度的安全性。缺点是当一个图形工作站无法正常工作时，另外一个图形工 作站只有一个摄像机机位，这给节目制作带来了不便。

所谓一对多的系统结构，其主要特征为多台摄像机对应一个图像处理通 道。如图2所示(以两个摄像机机位为例)，两台摄像机对应的控制器通过 延时器与一个视频切换器相连，视频切换器与一个抠像合成器相连，视频切 换器用于对两台摄像机的输出进行切换。两台摄像机对应的编码盒通过数据 切换器与一个图形工作站相连，图形工作站再与抠像合成器相连。数据切换 器用于将两个编码盒的输出送入图形工作站。这种结构的优点是结构简单， 多台摄像机只需要一个图形工作站、一个抠像合成器和一个监视器即可，成 本也较低。其缺点是用于直播的安全系数较低，因为图形工作站一旦出现故 障将直接影响播出，同时由于只有一个机位可以预监，在机位切换的时候只 能盲切，因此这种结构使得节目播出的质量和效率大大降低。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种多对多结构虚拟 演播室系统的构建方法，采用该方法构建的虚拟演播室系统当一个图形工作 站出现故障时，所有的摄像机仍然能够正常工作。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多对多结构虚拟演播 室系统的构建方法，将虚拟演播室系统中的所有摄像机分别与至少两个图像 处理通道相连通，每个图像处理通道均能够获得与其相连通的所有摄像机采 集的前景图像和所有摄像机的运动参数。

如上所述的一种多对多结构虚拟演播室系统的构建方法，所述的将所有 摄像机分别与至少两个图像处理通道相连通采用的具体方法是：将每台摄像 机通过延时器与至少两个视频切换器相连，一个视频切换器连接一个抠像合 成器；将每台摄像机通过编码盒与至少两个数据切换器相连，一个数据切换 器连接一个图形工作站。