[发明专利]改进的色度键控系统

说明书

本发明涉及包括色度键控的演播室成象的方法和设备。

在制作电视和录象中，广泛采用了背景色度键控图板，以便于将虚拟的背景形象配在一起。前景形象是在色度键控图板背景上成象的，色度键控图板背景的已知颜色检测出来后用虚拟背景来代替。与这种制作有关的一个问题是，由于摄象机的移动、摇动、倾斜和变焦距而引起的前景图象的改变，没有被自动加到背景景象上。

为了解决该问题而设计的一种系统，是尤提梅特(Ultimatte)开发的“虚拟演播室”。这种“虚拟演播室”需要专用的存储头支座，该支座直接从摄象机支架测量摄象机的摇动和倾斜角。这种方法的一个缺点，是为了获得背景图象的完全透视转换，必须读取透镜的变焦距状态，还必须确定摄象机的瞬时位置。另外，这种方法要求用存储头支座取代每一个摄象机支架，这在采用大量的摄象机时使系统非常不经济，而且操作复杂。另外，对于无接缝前景/背景合并来说，这种方法的准确性也是不够的。

在以下出版物中描述了基于平滑和求方向导数的传统边缘检测方法，该出版物在这里被引作参考文献：

健尼，J.，“边缘检测的运算方法”，IEEE Trans.on PAMI，PAMI-8，No.6，1986，679-697。

在以下出版物中涉及了基于休斯(Hough)变换的传统边缘检测方法，该出版物在此被引作参考文献：

J.依林吾斯和J.凯乐“休斯变换研究”，CVGIP，4，1988，87-116.

图BA-1是现有技术色度键控系统的间化框图。

本发明的目的，是提供改进的色度键控方法和设备。

根据本发明的最佳实施例，提供了一种与具有颜色键控谱的色度键控系统结合使用的色度键控图板，该图板包括载有颜色键控谱中的第一颜色的多个第一区域，以及载有颜色键控谱中的第二颜色的多个第二区域。

根据本发明的最佳实施例，第一颜色和第二颜色具有相同的色调和不同的强度。

根据本发明的最佳实施例，还提供了一种色度键控系统，它包括：一个用于抓取前景图象中的包括至少一个具有已知图形的非均匀色度键控图板和一个对象的帧抓取器，；一个透视变换计算单元，用于通过将所获得的图板的至少一个部分的图象与已知的图形相比较，来计算透视变换；以及，一个背景发生单元，用于接收背景图象，对接收的背景图象进行所算出的透视变换，再用经变换的背景来取代所获得的至少一个图板的那部分，从而产生合成的图象。

根据本发明的另一个最佳实施例，该系统还包括一个三维背景图象源，用于向背景发生单元提供三维表示的背景景象。

根据本发明的最佳实施例，该系统还包括一个背景图象序列源，用于向背景发生单元提供背景景象的时间序列，而其中透视变换计算单元按该时间序列的节奏实时地进行操作。

根据本发明的最佳实施例，该背景图象序列源包括一个图象剪取源，且其中透视变换计算单元与图象同步实时进行操作。

根据本发明的最佳实施例，该系统还包括一个图形动画背景图象源，用于向背景发生单元提供图形动画背景景象。

根据本发明的最佳实施例，该系统还包括照相背景图象源，用于向背景发生单元提供照相背景景象。

根据本发明的最佳实施例，该系统还包括与背景发生单元通信的用户接口，用于对背景图象中的各个虚拟景物的区域判定该虚拟景物区域是处于对象的之前还是处于对象之后，而其中背景发生单元用于将对象重叠在背后的虚拟景物区域上，并将前面的虚拟景物区域重叠在对象上。

根据本发明的最佳实施例，各个单独的虚拟景物区域包括背景图象中的单个象素。

根据本发明的最佳实施例，该系统还包括与使至少一个色度键控图板和对象成象的摄象机对准的测距器，用于测量摄象机视场中的多个区域的距离，而其中背景发生单元用于将重叠的背景图象区域和对象区域合在一起，使具有较小的距离的重叠区域的景象包括在合成图象中。

根据本发明的最佳实施例，该系统还包括使至少一个色度键控图板和对象成象的多个摄象机。

根据本发明的最佳实施例，该至少一个色度键控图板包括多个色度键控图板。

根据本发明的最佳实施例，该背景发生单元还用来在摄象机的瞬时视场大于色度键控图板的视场时用经变换的背景来取代色度键控图板象素。