DE69804591T2

DE69804591T2 - Positionserkennungssystem für virtuelles studio

Info

Publication number: DE69804591T2
Application number: DE69804591T
Authority: DE
Inventors: Avi Sharir; Michael Tamir
Original assignee: Orad Hi Tec Systems Ltd
Current assignee: Orad Hi Tec Systems Ltd
Priority date: 1997-02-01
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2018-01-28
Also published as: EP0956709A1; US6201579B1; BR9800519A; US20010001242A1; WO1998034410A1; AU5772898A; ZA98722B; GB9702636D0; JP2001509984A; EP0956709B1; US6438508B2; DE69804591D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein virtuelles Studio und inbesondere auf ein System zur Positionserkennung für ein solches Studio.
Bei Systemen für ein virtuelles Studio ist ein einfarbiger Hintergrund vorgesehen, vor dem ein Akteur steht. In dem TV- Bild, wie es sich dem Betrachter darbietet, wird der einfarbige Hintergrund durch eine virtuelle Szene ersetzt. Ein solches System ist in der PCT-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 95/30312 des vorliegenden Anmelders beschrieben (Anmeldung Nr. US 95/05324, anhängig).
Bei dem oben angeführten bekannten System ist die Position der Kamera errechenbar, indem ein codiertes Muster auf dem einfarbigen Hintergrund eingesetzt wird. Dies ermöglicht es, sowohl die Position der Kamera wie auch ihre Orientierung und die Linsenvariation kontinuierlich zu berechnen und dadurch die Perspektive des virtuellen 3D-Satzes korrekt an die Kameraposition anzupassen.
Dieses arbeitet für Kameras perfekt, die einen festen Fokus und Zoom oder eine feste Position aufweisen. Es können jedoch Probleme in Situationen auftreten, in denen der Kameramann gleichzeitig die Position der Kamera und das Zoomen der Linsen ändert. Wenn beispielsweise die optische Achse der Kamera senkrecht (oder weitgehend senkrecht) zu der gemusterten Wand ist, sind die Änderungen in dem eingefangenen Muster infolge Zoomens der Linsen oder Änderung der Distanz der Kamera von der Wand identisch (oder weitgehend identisch) und das System kann keine korrekte Lösung aus dem empfangenen Muster erzielen.
Um dieses Problem zu beseitigen, ist die Kamera erfindungsgemäß mit unabhängigen Mitteln zum Anzeigen der Position der Kamera versehen, die entweder alleine oder in Verbindung mit einem codierten Muster und einer apparativen Einheit zur Erkennung des Musters benutzt werden, um eine korrekte Interpretation der Positionen der Kamera zu ermöglichen.
Die WO-A-96/32697 beschreibt ein Spursystem für eine von Hand geführte Kamera, die ein 3D-Rendering-System aufweist, welches mit einem magnetischen Spursystem gekuppelt ist, welches Informationen über die Position und die Orientierung der von Hand geführten Kamera bereitstellt.
In der "Ferneeh- und Kinotechnik", Vol. 50 No. 1-2, 1996 Seiten 11-16, 18-22 ist ein Bewegungsspursystem beschrieben, welches Sensoren benutzt, die an einem Puppenspieler (puppeteer) angeordnet sind, wobei die 3D-Bewegungen des Puppenspielers durch Sensormittel analysiert werden.
In "EBU Technical Review" No. 268, 1. Juni 1996, Seiten 2-6, ist die Anwendung einer Abstandsmessung beschrieben, die beispielsweise einen Laserultraschall oder Infrarot benutzt, um eine Kameraposition zu bestimmen. Weiterhin wird die Benutzung von Mustern auf einem blauen Schirm oder von Referenzmarken auf realen Objekten und an der blauen Wandung und dem Fußboden für den gleichen Zweck beschrieben.
Die US 5,502,482 beschreibt die Verwendung von Sensoren zur Positionserkennung, die an einer beweglichen Kamera vorgesehen sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio bereit, wie es Gegenstand der Ansprüche 1 und 16 ist.
Dies setzt voraus, dass die Sendeeinrichtung in einer festen und bekannten Höhe angeordnet ist, die einen z-Wert definiert. Vorzugsweise weist die einfarbige Hintergrundtafel eine codierte einfarbige Tafel aus und umfasst weitere Verarbeitungsmittel für die Datenverarbeitung, wie sie von der codierten einfarbigen Tafel gewonnen werden.
Die Information über die Position, die erfindungsgemäß abgeleitet wird, wird dann zusammen mit der Information benutzt, die von dem Mustererkennungssystem bereitgestellt wird, um so eine genaue perspektivische Information des Hintergrundes zu errechnen.
Vorzugsweise ist die Sendeeinrichtung eine Leuchtdiode, die vorzugsweise in dem nicht sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums arbeitet. Vorzugsweise ist die fest angeordnete Detektionseinrichtung eine statische Kamera, die vorzugsweise auch auf den nicht sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums anspricht. Vorzugsweise arbeiten sowohl die Leuchtdiode wie auch die statische Kamera im nahen Infrarotbereich.
Vorzugsweise ist die Leuchtdiode nicht kontinuierlich eingeschaltet, sondern wird für eine definierte Zeitdauer betrieben.
In einer speziellen Ausführungsform wird die Emission der Leuchtdiode codiert, um eine bessere Unterscheidungsmöglichkeit von dem Hintergrundrauschen und der Emission anderer Leuchtdioden zu erzielen.
Vorzugsweise ist die Detektionseinrichtung auch torgesteuert, um Emissionen während einer weiteren definierten Zeitperiode aufzunehmen, und zwar synchron mit einer definierten Zeitdauer.
Vorzugsweise ist die definierte Zeitdauer kürzer als die weitere definierte Zeitperiode und beide Perioden laufen synchron zu der Rahmenkonstruktion der Studioeinrichtung.
In einer speziellen Ausführungsform ist die Leuchtdiode für eine Dauer von ungefähr 200 usek aktiv und die Detektionseinrichtung für eine Zeitdauer von 100 usek. Vorzugsweise ist die feste Detektionseinheit in einer Höhe oberhalb der Hintergrundtafel angeordnet.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist, für den Fall, dass die Höhe der Sendeeinrichtung nicht fix ist, eine zweite Detektionseinheit vorgesehen, die fest angeordnet ist.
Die Erfindung stellt auch Mittel für die Triangulation der Stellungen bereit, die von der ersten und der zweiten Detektionseinheit abgegeben werden, um die x-, y- und z-Positionen der Studiokamera und des Vordergrundobjektes zu determinieren.
Vorzugsweise sendet die Emissionseinrichtung Strahlung im nahen Infrarotbereich aus.
Vorzugsweise sendet die Emissionseinrichtung nicht kontinuierliche Strahlung nur in Pulsen definierter Pulsbreite aus.
Vorzugsweise sind die Detektionsmittel mit einem Spektralfilter versehen, um nur Strahlung in einem Emissionsspektrum der Emissionseinrichtung aufzunehmen. Sie sind weiterhin mit zeitlichen Filtermitteln ausgerüstet, um Strahlung nur in einer definierten Zeitdauer aufzunehmen, wobei diese Zeitdauer synchron zu dem gepulsten Ausgangssignal der Emissionseinrichtung verläuft.
In einer bevorzugten Ausführungsform für den Fall, dass die Höhe der Sendeeinrichtung nicht festgelegt ist, sind zweite Detektionsmittel vorgesehen, die ein zweites Ausgangssignal bereitstellen, wobei das erste und das zweite Ausgangssignal dazu benutzt werden, um die Position des Objektes in der x-, y- und z-Richtung zu definieren.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben, und zwar anhand von Ausführungsbeispielen und unter Hinweis auf die anliegenden Zeichnungen:
Fig. 1 zeigt in schematischer Weise ein Fernsehstudio mit einem Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1A zeigt ein gepulstes Zeitdiagramm für das System nach Fig. 1;
Fig. 1B zeigt diagrammartig die Anordnung der Leuchtdiode nach Fig. 1.
Fig. 1C zeigt diagrammartig die Kameraanordnung der festen Kamera aus Fig. 1.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm der Schaltung des Systems nach Fig. 1;
Fig. 3 verdeutlicht das 3D-Positionssystem;
Fig. 4A und 4B verdeutlichen das Ausgangssignal der zwei Kameras in Fig. 3, die das 3D-System nach der vorliegenden Erfindung wiedergeben;
Fig. 5 zeigt TV-Kamera zur Illustration der Berechnung einer schwenkenden Bewegung;
Fig. 6 zeigt die Kamera in der Illustration der Berechnung einer Rollbewegung; und
Fig. 7 zeigt die Kamera mit der Illustration der Berechnung einer Schwenkbewegung.
Gemäß Fig. 1 umfasst das System ein virtuelles Studio, welches nachfolgend als virtueller Satz bezeichnet wird.
Der virtuelle Satz 10 weist eine mit einem Muster versehene einfarbige Hintergrundtafel 12 und eine TV-Kamera 14 auf, die vor der Tafel 12 in einer definierten Studiofläche 16 vorgesehen ist. Seitlich angeordnete einfarbige Tafeln 18 und 20 gehören zu einer bevorzugten Ausführungsform.
Zusätzlich ist eine Kamera 22 vorzugsweise oberhalb der seitlichen Tafel 18 auf einer Befestigungsstange oder -schiene 24 angeordnet, die auch zur Abstützung der Tafel 18 oder zur Anbringung der Studiobeleuchtung genutzt werden kann. Das Blickfeld der Kamera 22 umfasst mindestens die bezeichnete Studiofläche 16 und den vertikalen Abstand, den die Kamera 14 oberhalb dieser Fläche einnehmen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kamera 22 eine schwarz/weiß-Kamera, das eine Farbkamera für dieses System nicht erforderlich ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist eine zweite zusätzliche Kamera 26, vorzugsweise von der gleichen Art wie die Kamera 22, auf der entgegengesetzten Seite der Fläche 16, ebenfalls auf einer Befestigungsschiene 28 angeordnet, die auch zum Abstützen der Tafel 20 oder der Beleuchtung benutzt werden kann. Die Kameraanordnungen sind genauer in Fig. 1C gezeigt.
Es ist eine Einrichtung 30 mit einer Leuchtdiode in einer festen Relation zu der Kamera 14 vorgesehen, die genauer in Fig. 1B gezeigt ist. Die Leuchtdiode 30 wird durch eine treibende Elektronik 32 angesteuert. Die treibende Elektronik führt dazu, dass die Leuchtdiode 30 in einer gepulsten Weise (s. auch Fig. 1A) synchron mit der Studioausrüstung geschaltet wird. Zu diesem Zweck ist die treibende Elektronik mit einem synchronisierten Puls auf dem Eingang 322 belegt, während sie an dem Eingang 324 mit Spannung versorgt wird. Die Leuchtdiode 30 muss einen großen Strahlungswinkel θ haben. Der Strahlungswinkel θ beträgt vorzugsweise 180º. Vorzugsweise strahlt die Leuchtdiode 30 in dem nicht sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums, typischerweise z. B. im nahen Infrarotbereich, so dass sie keine sichtbare Abstrahlung bewirkt.
Die Abstrahlung der Leuchtdiode 30 kann codiert sein, so dass das System die (oder jede - siehe spätere Beschreibung) emittierende Leuchtdiode orten und identifizieren kann und auch eine größere Robustheit für das Detektionssystem gegenüber Hintergrundreflexion bereitstellt.
Wie in den Fig. 1A und 1C ersichtlich ist, ist die zusätzliche Kamera 22 mit einer Weitwinkellinse 220 und mit einem Spektralfilter 222 ausgestattet, der sichtbares Licht wegfiltert, jedoch die nahe Infrarotstrahlung der Leuchtdiode 30 durchlässt. Die Kamera 22 ist auch mit einem zeitlichen Filter ausgestattet, die auch synchron mit der Studiosynchronisation arbeitet und einen Synchroneingang 224 und einen internen elektronischen Verschluss aufweist. Der Ausgang der Kamera 22 ist, mit einer Analysiereinrichtung zum Erkennen der Position gemäß Fig. 2 verbunden.
Wie in Fig. 1A dargestellt ist die Kamera 22 effektiv durch den Puls 226 torgesteuert und so angeordnet, dass sie mit Sicherheit den Strahlungsimpuls 228 von der Leuchtdiode 30 empfängt. Somit empfängt die Kamera 22 den Leuchtdiodenpuls und sammelt nicht die umgebende Beleuchtung ein, die kontinuierlich betrieben wird. Obwohl auch andere Objekte in der Fläche 16 eine Infrarotstrahlung aussenden oder reflektieren, ist sichergestellt, dass der von der Leuchtdiode 30 ausgehenden Infrarotstrahlung aufgenommen wird, weil die Kamera 22 durch die Infrarotstrahlung aus der Umgebung, die von anderen Objekten ausgeht oder reflektiert wird, nicht anspricht.
Bei einer speziellen Ausführungsform ist der Torpult 226 nur 100 usek lang, im Vergleich zu einer Feldzeit 227 von 20 usek und der Leuchtdiodenpuls beträgt 200 usek oder vorzugsweise 140 usek.
Die zweite zusätzliche Kamera 26 arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Kamera 22.
Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Ausgänge der beiden Kameras 22, 26 mit der Analysiereinrichtung 40 der Positionserkennung verbunden, die aus einem Computer bestehen kann, beispielsweise den Silicon Graphics O&sub2;.
Es wird nun auf die vorerwähnte PCT-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 95/30312 (Virtuelles Studio) Bezug genommen, in welcher die apparative Einrichtung zum Erkennen des Musters beschrieben ist.
Der Ausgang der übertragenden Kamera 14 ist über einen Videoumschalter 42 (der die Benutzung verschiedener Kameras erlaubt) an eine Berechnungseinheit 44 für perspektivische Transformation herangeführt, deren Arbeitsweise in der vorerwähnten PCT- Anmeldung beschrieben ist. Der Ausgang dieser Einheit ist mit einem Grafikcomputer 46 verbunden, zu dem auch eine Verbindung von dem Ausgang der Analysiereinheit 40 für Positionserkennung führt. Durch die Benutzung des Ausgangs der Einheit 40 wird eine Berechnung in der Einheit 44 erzwungen, indem eine genaue perspektivische Transformation für den Hintergrund herbeigeführt wird (s. auch Fig. 3).
Das Vordergrundvideo von der Kamera 14 wird auch über einen Verzögerer 48 an einen Farberkenner 50 geführt, dessen Ausgangssignal 52 das zusammengesetzte Hintergrund- und Vordergrund-TV- Bild umfasst.
Um dies zu erreichen wird der Vordergrund von dem Verzögerer 48 mit dem Hintergrundvideo 54 kombiniert, indem ein Rendering des virtuellen 3D-Satzes von dem errechneten Blickpunkt des Grafikcomputers 46 durchgeführt wird. Das zweite Videoausgangssignal des grafischen Computers ist eine Maske 56, die dem Farberkenner vorgibt, wo in einem "nicht-blauen" Pixel der Hintergrund "geschützt" werden sollte.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann durch Benutzung beider Kameras 22 und 26 die x und die y-Position der Kamera 14 zusammen mit der Höhe Z der Kamera über dem Boden erkannt werden. Dies kann aus den Fig. 4A und 4B ersehen werden. In Fig. 4A wird nur die Kamera 22 eingesetzt, die einen einzelnen Lichtfleck vorgibt, der die x,y-Position der Kamera 14 angibt (für diesen Fall ist der Z-Wert fix und bekannt). In Fig. 4B gibt es zwei Lichtflecke 1 und 2. Wenn die Kamera 14 angehoben wird ergeben sich zwei Lichtflecke 1' und 2', wie dies in Fig. 3 und Fig. 4B dargestellt ist. Somit kann durch Triangulation die x, y-Position und die Höhe der Kamera 14 in der Analysiereinheit 40 für die Positionserkennung festgestellt werden und diese Information kann benutzt werden, um die Berechnung der perspektivischen Transformation in 44 zu erreichen.
Wenn mehr als eine Leuchtdiode vorgesehen ist, können die verschiedenen Lichtflecke in dem Ausgangssignal der Kamera bei Benutzung einer der zwei nachfolgenden Methoden (oder beider Methoden gleichzeitig) identifiziert werden:
1. Manuelle Identifikation jedes Lichtflecks während des Aufbaus des Systems und dann kontinuierlich durch Videoüberwachung jedes Lichtflecks.
2. Aufprägung eines zeitlichen Codes an/aus für jede Leuchtdiode, beispielsweise bei zwei Leuchtdioden kann ein Code [1111], der zweite Code [1110] sein.
In Fig. 2 sind zwei Leuchtdioden 30' und 30" gezeigt. In einem möglichen weiteren Ausführungsbeispiel kann jede Kamera mit zwei oder mehr Leuchtdioden in einem bekannten Muster versehen sein. Unter der Voraussetzung, dass diese Leuchtdioden genügend weit voneinander entfernt sind, um sie separat mit der Kamera 22 detektieren zu können, kann eine weitere Information über die Kamera 14 erzielt werden. Wenn beispielsweise eine Struktur von vier Leuchtdioden eingesetzt wird und jede Leuchtdiode so wie es oben beschrieben wurde, identifizierbar ist, können alle Orientierungspositonen der Kamera im Studio und Zoom-hinsenparameter direkt aus dem Strukturmodell der Leuchtdioden gewonnen werden.
Ein solches Feld von Leuchtdioden kann verschiedene, beispielsweise 6, umfassen, die in Kreisform angeordnet sind und von denen jede sequenziell aktiviert wird.
Das Objekt 14 muss nicht notwendigerweise eine TV-Kamera sein, sondern könnte auch ein Darsteller sein, dessen Position als ein Tiefenschlüssel für ein virtuelles 3D-Studio überwacht werden müsste.
Ein Beispiel des Einsatzes einer Vielzahl von Leuchtdioden ist in den Fig. 5, 6 und 7 ersichtlich.
Bei diesem Beispiel befinden sich drei Leuchtdioden 720, 740 und 760 an der Kamera 14. Die Leuchtdioden können auf einer Platte 780 angeordnet sei, die fest mit der Kamera 14 verbunden ist, so dass sich die Leuchtdioden immer in einer festen Relativanordnung zu der Kamera befinden. Die Leuchtdioden können sequentiell aktiviert sein und die Detektion über die Kameras 22, 26 kann synchronisiert ablaufen oder alternativ können die Leuchtdioden auch ein codiertes Ausgangssignal bereitstellen.
Die Anordnung mit Leuchtdioden 720, 740 und 760 wird in Verbindung mit zwei Detektionskameras 22, 26 eingesetzt, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Kamera und verdeutlicht eine Verschwenkung der Kamera in Richtung des Pfeiles 800, wobei die verschwenkte Position der Kamera mit strichpunktierter Linienführung und mit dem Bezugszeichen 140 versehen wiedergegeben ist.
Die Position der Leuchtdioden, die bezüglich der Kamera 14, 140 statisch ist, wird sich relativ zu den Detektionskameras 22, 26 verändern und eine Position erreichen, die durch 722, 742 und 762 auf der Platte 780 (jetzt 782) wiedergegeben ist. Auf diese Weise sind die Detektorkameras 22, 26 sowie der zugehörige Verarbeitungskreis in der Lage, jede Schwenkbewegung der Kamera ausgehend zu der x,y und Z-Position der Kamera zu errechnen.
In Fig. 6 ist die Kamera 14 in zwei Positionen dargestellt, wobei sich die zweite Position aus einer Rollbewegung der Kamera in Richtung des Pfeiles 802 um ihre Längsachse 142 ergibt (siehe Fig. 7). In der zweiten Position wird die Platte 780 in einer Stellung 784 (in strichpunktierter Darstellung) sein. Die Leuchtdioden 720, 740 und 760 werden in Positionen 724, 744 und 764 sein.
Die Position der Leuchtdioden 720, 740 und 760 wird sich ändern wenn sie sich in Positionen 724, 744 und 764 relativ zu den Kameras 22 und 26 befinden und von diesen überwacht werden, sogar dann, wenn die Leuchtdioden relativ zur Kamera 14 feststehend angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine Rollbewegung der Kamera durch die Benutzung der drei Leuchtdioden 720, 740 und 760 bei Verwendung von zwei Kameras 22 und 26 ausgemessen werden.
In Fig. 7 ist gezeigt, dass die Kamera 14 sich aus einer ersten Stellung in eine verschwenkte Stellung 144 (strichpunktierte Linienführung) bewegen kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei dieser Konfiguration sich die Leuchtdiode 720 hinter der Leuchtdiode 760 befindet und daher nicht sichtbar ist.
Wenn die Kamera 14 in eine Position 144 verschwenkt wurde nehmen die Leuchtdioden 740 und 760 (und 720 nicht dargestellt) Stellungen 746, 766 (und 726) ein und diese neuen Stellungen können von den Kameras 22 und 26 ermittelt werden. Damit ist auch der Winkel der Verschwenkung der Kamera 14 detektierbar.
Die Positionen der Leuchtdioden 720, 740 und '760 sind nicht kritisch, müssen sich allerdings in solchen Stellungen befinden, die für die Kameras 22, 26 erkennbar sind, vorzugsweise in allen Stellungen der Kamera 14. Sie müssen auch in einem nennenswerten Abstand angeordnet sein, damit sie von den Detektorkameras 22, 26 unterscheidbar sind.
Durch die Überwachung von drei (oder mehr) Leuchtdioden an der Kamera 14 enfällt die Notwendigkeit einer gemusterten Platte, weil das Schwenken, Neigen und Wanken sowie auch die x,y und Z- Positionen der Kamera ermittelt werden können.
Damit bleibt es nur noch erforderlich, den Zoom-Fokus zu messen. Dies kann durch den Einsatz von Sensoren für den Zoom-Fokus erreicht werden, die die Information in synchroner Weise mit der vertikalen TV-Synchronisation lesen und übertragen. Diese Information wird in die Steuereinheit 46 eingelesen und das System kann mit einer festen einfarbigen Platte und mit einer Schulterkamera eingesetzt werden.
Für den Fall dass eine Studiokamera auf einem festen Schwenk- und Nickkopf angeordnet ist, genügt es, zwei Leuchtdioden (z. B. 720 und 740) zu haben, um die Schwenk- und Nickposition zu ermitteln, da der Wank- oder Roll-Winkel feststeht und zu Beginn gemessen werden kann.

Claims

1. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio mit einer einfarbigen Hintergrundtafel (12), einer TV-Kamera (14), die in einer definierten Frontstudiofläche (16) vor der Hintergrundtafel (12) zum Abbilden eines Vordergrundobjektes vor der Hintergrundtafel angeordnet ist, mindestens einer fest angeordneten Detektionseinheit (22), die ein Sehfeld zum Abdecken der definierten Frontstudiofläche (16) hat, einer Sendeeinrichtung (30), die in einer festen Relation zu der TV-Kamera oder dem Vordergrundobjekt angeordnet ist, wobei die fest angeordnete Detektionseinheit (22) Signale von der Sendeeinrichtung empfängt und ein Detektionsausgangssignal erzeugt, mit einer Einrichtung (40) zum Verarbeiten des Detektionsausgangssignals der fest angeordneten Detektionseinheit zur Bereitstellung mindestens der x und y Koordinaten der TV-Kamera (14) oder des Vordergrundobjekts entsprechend ihrer Position in der definierten Frontstudiofläche (16), dadurch gekennzeichnet, dass das System als Sendeeinrichtung (30) eine definierte Struktur von mindestens drei Leuchtdioden (720, 740, 760) aufweist, die in einer festen Relation zu der Kamera (14) oder dem Vordergrundobjekt angeordnet sind, um die Berechnung aller Parameter x, y, z, Schwenken, Neigen und Wanken der Kamera bzw. des Vordergrundobjektes zu ermöglichen.

2. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen an der Kamera angeordneten Zoomsensor aufweist und das System den Einsatz einer einfarbigen Hintergrundtafel zur Anzeige eines virtuellen Hintergrundes ermöglicht.

3. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einfarbige Hintergrundtafel (12) eine kodierte einfarbige Tafel und weitere Einrichtungen (44, 46) zur Verarbeitung von Daten, die von der kodierten einfarbigen Tafel gewonnen werden, aufweist und worin die Zoom-Information von der kodierten einfarbigen Tafel bereitgestellt wird.

4. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (720, 740, 760) eine Leuchtdiode ist, die in dem nicht sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums arbeitet.

5. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die fest angeordnete Detektionseinheit (22) eine statische Kamera ist, die auch den, nicht sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums, der von der Leuchtdiode ausgeht, erfasst.

6. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (720, 740, 760) und die statische Kamera im nahen Infrarotbereich arbeiten.

7. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (720, 740, 760) nicht kontinuierlich, sondern über eine definierte Zeitdauer (228) eingeschaltet ist.

8. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstrahlung der Leuchtdiode (720, 740, 760) eine kodierte Strahlung aufweist.

9. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (22) auch Emissionen einer weiteren definierten Dauer (227), die synchron zu der definierten Zeitdauer (228) ist, durchlässt.

10. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Zeitdauer (228) kürzer als die weitere definierte Zeitdauer (227) ist und beide Dauern mit der Rasterbild-Synchronisation der virtuellen Studioausrüstung synchronisiert sind.

11. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (720, 740, 760) über eine Dauer von etwa 20C usec und die Detektionseinrichtung über eine Dauer von 100 usec aktiv ist.

12. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die fest angeordnete Detektionseinheit in einer Höhe über der Hintergrundtafel angeordnet ist.

13. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite fest angeordnete Detektionseinheit (26) vorgesehen ist.

14. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Triangulation der Positionen, die von der ersten und der zweiten Detektionseinheit (22, 26) geliefert werden, vorgesehen sind, um die x, y und z-Positionen der Studiokamera oder des Vordergrundobjekts zu bestimmen.

15. Ein Positionserkennungssystem für ein virtuelles Studio nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das detektierte Ausgangssignal der Sendeeinrichtung (720, 740, 760) zum Berechnen weiterer Einrichtungen zur Verarbeitung (44, 46) genutzt wird, um eine genauere perspektivische Transformation zu erreichen.

16. Ein Positionserkennungssystem für ein TV-Studio mit einer Emissionseinrichtung (30), die in einer festen Relation zu der TV-Kamera oder einem Objekt in einer definierten Fläche angeordnet ist, einer Detektionseinheit (22) zum Erfassen der von der Emissionseinrichtung abgegebenen Strahlung und zur Bereitstellung eines Ausgangssignals, einer Einrichtung (40) zum Verarbeiten des Detektionsausgangssignals der Detektionseinheit zur Bereitstellung der x und y Positionslage der Kamera oder des Objekts in der definierten Fläche, dadurch gekennzeichnet, dass das System als Sendeeinrichtung eine definierte Struktur von mindestens drei Leuchtdioden (720, 740, 760) aufweist, die in einer festen Relation zu der Kamera (14) oder dem Objekt angeordnet sind, um die Berechnung aller Parameter x, y, z, Schwenken, Neigen und Wanken der Kamera bzw. des Objektes zu ermöglichen.

17. Ein Positionserkennungssystem für ein TV-Studio nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (720, 740, 760) Strahlung im nahen Infrarotbereich aussendet.

18. Ein Positionserkennungssystem für ein TV-Studio nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung die Strahlung nicht kontinuierlich nur in definierten Pulsbreiten (228) aussendet.

19. Ein Positionserkennungssystem für ein TV-Studio nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit Spektralfilter zum Aufnehmen nur von Strahlung des Emissionsspektrums der Sendeeinrichtung und auch zeitlich wirkende Filter zum Aufnehmen nur von Strahlung über eine definierte Zeitdauer (227), die mit dem Ausgangspuls der Sendeeinrichtung synchronisiert ist, aufweist.

20. Ein Positionserkennungssystem für ein TV-Studio nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Detektionseinheit (26) vorgesehen ist, die ein zweites Ausgangssignal bereitstellt, und das erste und das zweite Ausgangssignal zum Definieren der Position des Objektes in der x, y und z-Richtung benutzt werden.