[发明专利]一种使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的方法及系统

说明书

本申请公开了一种使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的方法及系统，包括：获取摄像机图像与虚拟场景投影图像；依据匹配上的特征点计算所述摄像机图像与虚拟场景投影图像单应变换矩阵，使用计算出的单应变换矩阵将虚拟场景投影图像转到摄像机成像平面上以拼接图像。在虚拟演播室下，解除因屏幕面积大小而受限的摄制区域，使用虚拟场景与现实摄像机拍摄区域相结合的方式，将虚拟场景完全投影到摄像机的投影平面上，成功将现实屏幕所围成的空间与虚拟场景空间相结合，从而做到将有限的现实空间拓展到无限的虚拟空间。

技术领域

本发明涉及一种使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的方法及系统。

背景技术

使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的是基于摄像机的姿态将已有的虚拟场景投影到屏幕上，在摄制过程中不需要额外的场景道具，就可以让使用者置身于虚拟场景中。区别于传统的道具场景布局或绿幕布场景，使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的在不使用道具场景的同时可以为使用者提供场景的互动与反馈。

近几年来，使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的在节目制作，广告行业有着越来越广泛的应用。使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的使用多块屏幕搭建出立方体舞台。依据摄像机的位置和投影模型计算出虚拟场景在屏幕位置的投影图像，在不耗费资源搭建出现实场景的同时让使用者和观众有身临其境的互动体验。

而受限于演播室屏幕的面积，如果想要使虚拟场景充满整个摄像机采集的图像，摄像机的活动范围(光学变焦)将被限制在一定的范围内。同时摄像机采集到的虚拟场景范围也将受限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的方法及系统，解决延伸虚拟演播室空间的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的方法，其特征在于，包括：获取摄像机图像与虚拟场景投影图像；依据匹配上的特征点计算所述摄像机图像与虚拟场景投影图像单应变换矩阵，使用计算出的单应变换矩阵将虚拟场景投影图像转到摄像机成像平面上以拼接图像。

进一步地，依据匹配上的特征点计算是根据ORB特征点检测方法。

进一步地，还包括：通过迭代处理使得每一帧的摄像机都与前一帧投影到摄像机成像平面上的虚拟场景投影图像进行匹配。

本发明的另一目的在于提供一种使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的系统，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取摄像机图像与虚拟场景投影图像；

处理单元，用于依据匹配上的特征点计算所述摄像机图像与虚拟场景投影图像单应变换矩阵，使用计算出的单应变换矩阵将虚拟场景投影图像转到摄像机成像平面上以拼接图像。

本发明的有益效果为：

实现简单，包括：获取摄像机图像与虚拟场景投影图像；依据匹配上的特征点计算所述摄像机图像与虚拟场景投影图像单应变换矩阵，使用计算出的单应变换矩阵将虚拟场景投影图像转到摄像机成像平面上以拼接图像。在虚拟演播室下，解除因屏幕面积大小而受限的摄制区域，使用虚拟场景与现实摄像机拍摄区域相结合的方式，将虚拟场景完全投影到摄像机的投影平面上，成功将现实屏幕所围成的空间与虚拟场景空间相结合，从而做到将有限的现实空间拓展到无限的虚拟空间。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明的使用虚拟场景与现实摄制图像进行拼接的方法的流程图。

具体实施方式