CN110276830A - 无限蓝箱功能的实现方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无限蓝箱功能的实现方法、装置、计算机设备及存储介质，该方法包括获取蓝箱信息；根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型；根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像。本发明通过根据实际蓝箱建立相应的三维模型，对该蓝箱模型渲染得到蓝箱区域的alpha信号，输出到抠像合成器以实现遮挡的效果，建模的方式确定蓝箱区域，可实现对任意形状的蓝箱建立无限蓝箱区域，以得到360°不穿帮的效果，且可提高蓝箱区域的利用率。

Description

无限蓝箱功能的实现方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明涉及虚拟演播室，更具体地说是指无限蓝箱功能的实现方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

基于蓝箱抠像技术的虚拟演播室系统作为实时电视节目制作的一种重要手段，目前已广泛应用于各类电视节目制作中，虚拟演播室系统由摄像机获取前景图像，并通过跟踪系统获取摄像机的运动参数；图形工作站根据摄像机的运动参数实时生成三维虚拟场景的背景信号和掩模信号；将摄像机视频信号、三维虚拟场景信号和掩模信号在抠像合成器中进行抠像合成并输出到录像设备。虚拟演播室系统可以自动跟踪摄像机的位置、平摇、俯仰以及镜头的聚焦和变焦等参数变化，根据这些参数实时改变三维虚拟场景，使三维虚拟场景的变化与摄像机的运动保持同步和一致，保证了前景和背景的正确透视关系，前景中的主持人看起来完全沉浸于计算机所产生的三维虚拟场景中，具有逼真的电视演播室效果。

在实际演播室中由于场地的限制，当摄像机进行推拉摇移等运动时蓝箱区域外的景物会进入到前景视频信号，这个前景视频信号在抠像合成器中与三维虚拟场景进行抠像合成时，这些蓝箱区域外的景物也会出现在输出的视频中，达不到所需要的前景图像和虚拟场景融合的效果。因此虚拟演播室系统中必须实现无限蓝箱功能，无限蓝箱功能作用是当摄像机摇出蓝箱，蓝箱区域外景物的视频信号区域用背景填充，防止出现穿帮现象，真正实现了虚拟背景和前景信号的完美融合。抠像合成器一般都有控制键窗口的功能，可以在抠像合成时将前景视频信号中不需要的区域排除在键窗口之外，使得在合成时该区域为三维虚拟场景，达到遮挡前景中部分区域的效果。控制键窗口一般有两种实现方式：一是通过数值直接设置窗口的大小，二是通过输入掩模信号，根据掩模信号中视频像素值确定窗口区域。

对应控制键窗口的这两种实现方式，目前有两种无限蓝箱功能的生成方法：

一种是通过三维渲染引擎控制界面在三维虚拟场景内搭建一个三维虚拟包容体以还原真实演播室，并实时调整包容体的大小，三维渲染引擎根据真实摄像机的位置、角度及变焦参数实时将三维虚拟包容体映射为二维图形并通过α键输出，最后系统通过α键输出的平面图形的最小内含四边形边缘，通过串口实时调整色键器的动态无限蓝箱边缘来完成动态无限蓝箱参数设定。另外一种是在蓝箱的补集区域生成面片结构，构成一个几何体，几何体的每一个面都是平面，每一个平面都作为掩膜，填充的信号为背景信号；当摄像机摇出蓝箱区域时，将这些作为掩膜的平面在Alpha缓存中渲染，同时根据前景、背景以及遮挡关系，将用于遮挡前景的三维物体提取出来在Alpha缓存中渲染，将渲染的图像合成一路视频信号通过Alpha通道输出到色键，作为外键与背景、前景实时合成生成一路体现三维效果的视频图像。

但是，上述的第一种无限蓝箱功能的生成方法并未匹配真实蓝箱尺寸，只能根据初始姿态下摄像机的取景范围生成三维虚拟包容体，使得取景范围外的蓝箱也被当成蓝箱区域外。第二种无限蓝箱功能的生成方法根据蓝箱真实尺寸在蓝箱的补集区域生成面片结构，构成一个几何体，几何体的每一个面都是平面，每一个平面都作为掩膜，填充的信号为背景信号；使得此方法只适合方形的蓝箱：u型，左L型蓝箱，右L型蓝箱。对于扇形，及不规则形状的蓝箱则不能匹配，另外当摄像机大角度平摇时比如180度，超出面片区域时，仍然会造成穿帮现象。

因此，有必要设计一种新的方法，实现对任意形状的蓝箱建立无限蓝箱区域，提高蓝箱区域的利用率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供无限蓝箱功能的实现方法、装置、计算机设备及存储介质。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：无限蓝箱功能的实现方法，包括：

获取蓝箱信息；

根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型；

根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像。

其进一步技术方案为：所述蓝箱信息包括蓝箱的形状和蓝箱的尺寸。

其进一步技术方案为：所述根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像，包括：

对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号；

将蓝箱区域的alpha信号输出到抠像合成器进行处理，以得到视频图像。

其进一步技术方案为：所述对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号，包括：

将蓝箱模型作为掩膜源、填充的信号为前景区域、非填充区域为背景信号进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号。

其进一步技术方案为：所述根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型，包括：

判断蓝箱的形状是否为规则形状；

若是，则根据蓝箱信息采用数值、特征参数输入方式建立三维模型，以得到蓝箱模型；

若否，则根据蓝箱信息采用三维建模方式建立三维模型，以得到蓝箱模型。

本发明还提供了无限蓝箱功能的实现装置，包括：

信息获取单元，用于获取蓝箱信息；

模型获取单元，用于根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型；

处理单元，用于根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像。

其进一步技术方案为：所述处理单元包括：

渲染子单元，用于对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号；

信号处理子单元，用于将蓝箱区域的alpha信号输出到抠像合成器进行处理，以得到视频图像。

其进一步技术方案为：所述模型获取单元包括：

形状判断子单元，用于判断蓝箱的形状是否为规则形状；

第一建立子单元，用于若是，则根据蓝箱信息采用数值、特征参数输入方式建立三维模型，以得到蓝箱模型；

第二建立子单元，用于若否，则根据蓝箱信息采用三维建模方式建立三维模型，以得到蓝箱模型。

本发明还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述的方法。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过根据实际蓝箱建立相应的三维模型，对该蓝箱模型渲染得到蓝箱区域的alpha信号，输出到抠像合成器以实现遮挡的效果，建模的方式确定蓝箱区域，可实现对任意形状的蓝箱建立无限蓝箱区域，以得到360°不穿帮的效果，且可提高蓝箱区域的利用率。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现方法的应用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现方法的子流程示意图；

图4为本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现方法的子流程示意图；

图5为本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现装置的示意性框图；

图6为本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现装置的处理单元的示意性框图；

图7为本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现装置的模型获取单元的示意性框图；

图8为本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现方法的应用场景示意图。图2为本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现方法的示意性流程图。该无限蓝箱功能的实现方法应用于服务器中，该服务器与终端进行交互，服务器根据蓝箱信息建立模型后，根据模型进行渲染，以得到视频图像，并将视频图像输出至终端。

图2是本发明实施例提供的无限蓝箱功能的实现方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤S110至S130。

S110、获取蓝箱信息。

在本实施例中，蓝箱信息包括蓝箱的形状和蓝箱的尺寸，该蓝箱的尺寸包括长、宽、高、弧度等尺寸。

S120、根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型。

在本实施例中，蓝箱模型是指蓝箱的多边形表示的立体模型。

在一实施例中，请参阅图3，上述的步骤S120可包括步骤S121～S123。

S121、判断蓝箱的形状是否为规则形状。

在本实施例中，规则形状是指L型、U型、扇形、弧形等具有具体形状且可用参数表述的形状。

S122、若是，则根据蓝箱信息采用数值、特征参数输入方式建立三维模型，以得到蓝箱模型。

在本实施例中，数值是指蓝箱的尺寸，特征参数是指蓝箱的形状特征以及蓝箱的尺寸特征。

S123、若否，则根据蓝箱信息采用三维建模方式建立三维模型，以得到蓝箱模型。

S130、根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像。

视频图像是指可用于在显示终端进行显示的图像。

在一实施例中，请参阅图4，上述的步骤S130可包括步骤S131～S132。

S131、对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号。

具体地，将蓝箱模型作为掩膜源、填充的信号为前景区域、非填充区域为背景信号进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号。进而达到基于掩膜技术在虚拟演播室系统中实现无限蓝箱功能。

S132、将蓝箱区域的alpha信号输出到抠像合成器进行处理，以得到视频图像。

将蓝箱区域的alpha信号输出到抠像合成器，利用抠像合成器对该信号进行抠像和合成，进而得到可以输出至终端显示的视频图像。

上述的无线蓝箱功能的实现方法，通过根据实际蓝箱建立相应的三维模型，对该蓝箱模型渲染得到蓝箱区域的alpha信号，输出到抠像合成器以实现遮挡的效果，建模的方式确定蓝箱区域，可实现对任意形状的蓝箱建立无限蓝箱区域，以得到360°不穿帮的效果，且可提高蓝箱区域的利用率。

图5是本发明实施例提供的一种无线蓝箱功能的实现装置300的示意性框图。如图5所示，对应于以上无线蓝箱功能的实现方法，本发明还提供一种无线蓝箱功能的实现装置300。该无线蓝箱功能的实现装置300包括用于执行上述无线蓝箱功能的实现方法的单元，该装置可以被配置于服务器中。

具体地，请参阅图5，该无线蓝箱功能的实现装置300包括：

信息获取单元301，用于获取蓝箱信息；

模型获取单元302，用于根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型；

处理单元303，用于根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像。

在一实施例中，如图6所示，所述处理单元303包括：

渲染子单元3031，用于对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号；

信号处理子单元3032，用于将蓝箱区域的alpha信号输出到抠像合成器进行处理，以得到视频图像。

在一实施例中，如图7所示，所述模型获取单元302包括：

形状判断子单元3021，用于判断蓝箱的形状是否为规则形状；

第一建立子单元3022，用于若是，则根据蓝箱信息采用数值、特征参数输入方式建立三维模型，以得到蓝箱模型；

第二建立子单元3023，用于若否，则根据蓝箱信息采用三维建模方式建立三维模型，以得到蓝箱模型。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述无限蓝箱功能的实现装置和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述无限蓝箱功能的实现装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图8所示的计算机设备上运行。

请参阅图8，图8是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。该计算机设备500是服务器，其中，服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。

参阅图8，该计算机设备500包括通过系统总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。

该非易失性存储介质503可存储操作系统5031和计算机程序5032。该计算机程序5032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器502执行一种无限蓝箱功能的实现方法。

该处理器502用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备500的运行。

该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行一种无限蓝箱功能的实现方法。

该网络接口505用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备500的限定，具体的计算机设备500可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

其中，所述处理器502用于运行存储在存储器中的计算机程序5032，以实现如下步骤：

获取蓝箱信息；

根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型；

根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像。

其中，所述蓝箱信息包括蓝箱的形状和蓝箱的尺寸。

在一实施例中，处理器502在实现所述根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像步骤时，具体实现如下步骤：

对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号；

将蓝箱区域的alpha信号输出到抠像合成器进行处理，以得到视频图像。

在一实施例中，处理器502在实现所述根据所述对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号步骤时，具体实现如下步骤：

将蓝箱模型作为掩膜源、填充的信号为前景区域、非填充区域为背景信号进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号。

在一实施例中，处理器502在实现所述根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型步骤时，具体实现如下步骤：

判断蓝箱的形状是否为规则形状；

若是，则根据蓝箱信息采用数值、特征参数输入方式建立三维模型，以得到蓝箱模型；

若否，则根据蓝箱信息采用三维建模方式建立三维模型，以得到蓝箱模型。

应当理解，在本申请实施例中，处理器502可以是中央处理单元303(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。

因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中该计算机程序被处理器执行时使处理器执行如下步骤：

获取蓝箱信息；

根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型；

根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像。

其中，所述蓝箱信息包括蓝箱的形状和蓝箱的尺寸。

在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像步骤时，具体实现如下步骤：

对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号；

将蓝箱区域的alpha信号输出到抠像合成器进行处理，以得到视频图像。

在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号步骤时，具体实现如下步骤：

将蓝箱模型作为掩膜源、填充的信号为前景区域、非填充区域为背景信号进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号。

在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型步骤时，具体实现如下步骤：

判断蓝箱的形状是否为规则形状；

若是，则根据蓝箱信息采用数值、特征参数输入方式建立三维模型，以得到蓝箱模型；

若否，则根据蓝箱信息采用三维建模方式建立三维模型，以得到蓝箱模型。

所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。

该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.无限蓝箱功能的实现方法，其特征在于，包括：

获取蓝箱信息；

根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型；

根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像。

2.根据权利要求1所述的无限蓝箱功能的实现方法，其特征在于，所述蓝箱信息包括蓝箱的形状和蓝箱的尺寸。

3.根据权利要求2所述的无限蓝箱功能的实现方法，其特征在于，所述根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像，包括：

对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号；

将蓝箱区域的alpha信号输出到抠像合成器进行处理，以得到视频图像。

4.根据权利要求3所述的无限蓝箱功能的实现方法，其特征在于，所述对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号，包括：

将蓝箱模型作为掩膜源、填充的信号为前景区域、非填充区域为背景信号进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号。

5.根据权利要求1所述的无限蓝箱功能的实现方法，其特征在于，所述根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型，包括：

判断蓝箱的形状是否为规则形状；

若是，则根据蓝箱信息采用数值、特征参数输入方式建立三维模型，以得到蓝箱模型；

若否，则根据蓝箱信息采用三维建模方式建立三维模型，以得到蓝箱模型。

6.无限蓝箱功能的实现装置，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于获取蓝箱信息；

模型获取单元，用于根据蓝箱信息建立三维模型，以得到蓝箱模型；

处理单元，用于根据所述蓝箱模型进行渲染处理，以得到视频图像。

7.根据权利要求6所述的无限蓝箱功能的实现装置，其特征在于，所述处理单元包括：

渲染子单元，用于对所述蓝箱模型进行渲染，以得到蓝箱区域的alpha信号；

信号处理子单元，用于将蓝箱区域的alpha信号输出到抠像合成器进行处理，以得到视频图像。

8.根据权利要求7所述的无限蓝箱功能的实现装置，其特征在于，所述模型获取单元包括：

形状判断子单元，用于判断蓝箱的形状是否为规则形状；

第一建立子单元，用于若是，则根据蓝箱信息采用数值、特征参数输入方式建立三维模型，以得到蓝箱模型；

第二建立子单元，用于若否，则根据蓝箱信息采用三维建模方式建立三维模型，以得到蓝箱模型。

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。