[发明专利]演播室中模拟摄像机运动跟踪的视频处理方法及装置

权利要求书

1.一种演播室中模拟摄像机运动跟踪的视频处理方法，其特征在于：包括：

获取拍摄的实拍视频画面，获取平摇、俯仰和镜头变焦的运动参数；

在实拍视频画面上依据平摇、俯仰和镜头变焦的运动参数，产生模拟摄像机运动的动态视频结果画面；

在虚拟场景模型上依据平摇、俯仰和镜头变焦的运动参数，产生模拟摄像机运动的虚拟场景结果画面；或者在增强物件模型上依据平摇、俯仰和镜头变焦的运动参数，产生模拟摄像机运动的增强现实物件结果画面；

将动态视频结果画面和虚拟场景结果画面或增强现实物件结果画面在键混器中合成并输出最终合成结果画面；

所述动态视频结果画面、虚拟场景结果画面和增强现实物件结果画面分别基于计算实拍视频画面、虚拟场景模型和增强物件模型的顶点坐标获得;

所述计算动态视频结果画面、虚拟场景结果画面和增强现实物件结果画面的顶点坐标公式为：V_clip=M_projection· (R_θ·R_φ)^-1·V_world；

V_world为实拍视频画面、虚拟场景模型或增强物件模型顶点在世界坐标系的矢量坐标，R_φ为模拟摄像机平摇旋转矩阵，R_θ为模拟摄像机俯仰旋转矩阵，M_projection为摄像机透视投影矩阵；

上述X为顶点在世界坐标系的X轴的数值；Y为顶点在世界坐标系的Y轴的数值；Z为顶点在世界坐标系的Z轴的数值；φ同参数P为模拟摄像机平摇旋转角度值；θ同参数T为模拟摄像机俯仰旋转角度值；aspect为画面宽高比常数；f为远剪裁平面到摄像机距离常数；n为近剪裁平面到摄像机距离常数；zoom同参数Z为模拟摄像机变焦系数。

2.根据权利要求1所述的演播室中模拟摄像机运动跟踪的视频处理方法，其特征在于：动态视频结果画面和虚拟场景结果画面在键混器中合成的方法包括：

键混器获取动态视频画面Y1的Alpha键；键混器基于公式Y3= Y2 * (1-α) + Y1 *α输出最终合成结果画面；其中Y3为最终合成结果画面，α为Alpha键，Y1为动态视频结果画面，Y2为虚拟场景结果画面；

动态视频结果画面Y1为与平摇角度值P1、俯仰角度值T1、变焦系数Z1和实拍视频画面X1相关的函数；

虚拟场景结果画面Y2为与平摇角度值P2、俯仰角度值T2、变焦系数Z2和虚拟场景模型X2相关的函数；且平摇角度值P1、俯仰角度值T1、变焦系数Z1和平摇角度值P2、俯仰角度值T2、变焦系数Z2为同一组参数。

3.根据权利要求1所述的演播室中模拟摄像机运动跟踪的视频处理方法，其特征在于：动态视频结果画面和增强现实物件结果画面在键混器中合成的方法包括：

键混器获得增强现实物件结果画面Y2的Alpha键，键混器基于公式Y3= Y2 * (1-α) +Y1 *α输出最终合成结果画面；其中Y3为最终合成结果画面，α为Alpha键，Y1为动态视频结果画面，Y2为虚拟场景结果画面；Y2为增强现实物件结果画面；

动态视频结果画面Y1为与平摇角度值P1、俯仰角度值T1、变焦系数Z1和实拍视频画面X1相关的函数；

增强现实物件结果画面Y2为与平摇角度值P2、俯仰角度值T2、变焦系数Z2和增强物件模型X2相关的函数；且平摇角度值P1、俯仰角度值T1、变焦系数Z1和平摇角度值P2、俯仰角度值T2、变焦系数Z2为同一组参数。

4.根据权利要求1所述的演播室中模拟摄像机运动跟踪的视频处理方法，其特征在于：获取实拍视频画面在世界坐标轴中顶点坐标方法：

在世界坐标系的原点处设置摄像机；

在Z轴距原点的单位距离处，以Z轴为中心在XY平面上插入实拍视频画面；

获得实拍视频画面的Y轴张角作为视场角，并基于视场角获得视频画面的四个顶点坐标。

5.根据权利要求4所述的演播室中模拟摄像机运动跟踪的视频处理方法，其特征在于：拍摄视频画面的Y轴现场角基于变焦系数Z增大或缩小。