相關(guān)申請

本申請要求2014年8月1日提交的美國臨時專利申請案第62/032,187號的權(quán)益，其內(nèi)容以引用方式并入本文，如同在本文中重寫。

本發(fā)明主要涉及臺球桌照明，具體涉及提供大體上均勻的臺球桌照明，以便于自動化監(jiān)視比賽進行，自動化監(jiān)視包括圖像捕獲和自動化圖像與視頻合并，以及其他相關(guān)特征。

背景技術(shù)：

臺球與相關(guān)桌面比賽多年來已為人所知。這樣的比賽涉及在桌面上移動球。通常，用例如球桿等器械來撞擊球，使球在桌表面移動來定位，從而撞擊并使其他球移動，諸如此類。在一些變化形式中，球被撞入桌面邊緣中或邊緣處的被稱為球袋的孔中。在其它變化形式中，撞擊球以便以特定方式與桌面或襯在桌面上的墊子上的其他球接觸，來使所述球保持在桌面表面上。這些比賽具有多種名稱，包含球桿運動、臺球、桌球、斯諾克、落袋式臺球等等。為了清楚和方便，此類比賽將統(tǒng)稱為臺球。

一般來說，最流行的臺球形式涉及放在桌上的若干彩色球。多年來，這項運動已作為一項吸引眾多觀眾的事件并且作為私人消遣或業(yè)余愛好(類似于高爾夫球和網(wǎng)球)吸引了大量的公眾興趣。由于其精彩的本質(zhì)，施加現(xiàn)代化視頻捕獲技術(shù)以及計算和成像技術(shù)來記錄或分析比賽進行已越來越受到關(guān)注。存在比賽進行的多種可用復(fù)雜視頻記錄方法，例如在錦標(biāo)賽中，或使用長桿話筒或按策略安置的相機來展現(xiàn)，其中導(dǎo)演手動指令其相機饋送在比賽期間使用，且其中將遠(yuǎn)程語音解說饋入到視頻記錄中。還存在從手動安置的相機“自助”視頻記錄的許多實例，其中視野從某一距離且以透視圖覆蓋整張桌子和進行者活動。另外已嘗試將相機直接安置在桌子上方，使用圖像分析來定位球并且執(zhí)行球跟蹤，但忽略桌子周圍的視圖區(qū)域以及進行者的活動，進行者的活動是用攝像機來簡單記錄比賽進行的突出特征。

然而，在視頻記錄和圖像球辨認(rèn)系統(tǒng)處的此類嘗試未能適用于臺球比賽進行者的較廣的一般觀眾。先前嘗試的重要失敗原因在于缺乏一種集成方法來以較低的成本將桌子的照明、視頻記錄以及球聲音和進行者語音的音頻記錄這兩種形式合并到一種方法中，且與單個集成設(shè)備有關(guān)的使用又較容易。

舉例來說，為了捕獲球的足夠高品質(zhì)圖像來允許通過計算機化的圖像分析實現(xiàn)高級比賽進行，臺球桌表面應(yīng)被大體上均勻地照明。為了通過圖像分析實現(xiàn)快速球辨認(rèn)，通過具有平坦的均勻照明的背景來最高效地完成圖像分析程序的場景分段部分。然而，通常使用安置在桌子的中心部分上方的一個或多個光源來照明臺球桌，使得桌子邊緣處的照明明顯比中心處差。盡管世界花式臺球協(xié)會提供以下照明設(shè)備規(guī)范，但此類規(guī)范并未提出對物體進行成像通常所需的均勻光照水平：“15.燈，桌子的臺面和邊在每一點必須接收至少520勒克司(48英尺燭光)的光。屏幕或反射鏡配置經(jīng)過設(shè)計，使得桌子的中心并不比桌子的邊和角接收顯著更多的照明。如果桌子上方的燈具可向旁邊移動(裁判)，那么燈具的最小高度應(yīng)不低于在桌子的臺面上方40英寸(1.016米)。如果桌子上方的燈具是不可移動的，那么燈具應(yīng)在桌子的臺面上方不低于65英寸(1.65米)。照在桌子邊上的進行者身上的任何方向的光的強度不應(yīng)是刺眼的。刺眼的光開始于直視5000勒克司(465英尺燭光)。場內(nèi)的其它部分(露天看臺等)應(yīng)接收至少50勒克司(5英尺燭光)的光”。在此類規(guī)范下，對成像分析來說充分的均勻照明無法輕易獲得。因此，對桌子邊緣處的球的自動圖像分析可導(dǎo)致不準(zhǔn)確的球識別或不夠準(zhǔn)確的球位置確定。因此，無法用常規(guī)的臺球桌照明來高效且成本有效地完成球移動和定位的快速自動圖像分析。

另外，需要具有可同時允許準(zhǔn)確球移動和定位的比賽進行的一種視頻記錄，例如可通過桌子表面的平面中的圖像分析來完成，但同時，在同一視頻記錄中，提供桌子的近周邊周圍的進行者活動的視頻視圖。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一般來說，依據(jù)這些各種實施方案，描述一種臺球桌面照明設(shè)備，其提供對臺球桌表面的大體上均勻的照明，但還任選地包含作為與嵌入燈結(jié)構(gòu)本身中的用于記錄和觀看比賽進行的多個裝置集成的組件。在一種形式中，所述照明設(shè)備包含框架，其支撐并非位于中心的燈，使得沒有燈支撐在臺球桌表面的中間部分上方。其它照明配置是可能的。

經(jīng)過這樣配置，所述框架可具有有吸引力的輪廓，且進一步在臺球桌表面上方包含額外物品來實現(xiàn)多種其它特征。舉例來說，所述框架可支撐一個或多個相機、一個或多個運動傳感器、一個或多個麥克風(fēng)和/或一個或多個計算裝置，以實現(xiàn)多種創(chuàng)新特征中的任一者。此類特征可包含由多個相機從一個或多個角度的自動比賽進行記錄；來自多個相機視圖的自動重構(gòu)、合并的視頻軌存儲，以供重放、回顧和分析；自動照明和調(diào)光控制；來自任意移動裝置的對所述設(shè)備的控制，等等。在對以下詳細(xì)描述進行全面回顧和研究后，這些和其它益處可變得更清楚。

附圖說明

通過提供如下所詳述的臺球桌照明和比賽進行監(jiān)視器，特別是當(dāng)結(jié)合附圖進行研究時，能至少部分滿足上述的需求，其中：

圖1包括如根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案來配置的安置在臺球桌上方的實例照明設(shè)備的透視圖；

圖2包括臺球桌的俯視圖，用以說明桌子標(biāo)記對確定光照測量位點的用途；

圖3包括臺球桌的俯視圖，用以說明桌子標(biāo)記對確定光照測量位點的另一用途；

圖4包括使用現(xiàn)有技術(shù)照明設(shè)備照明的臺球桌上的光照測量的三維圖；

圖5包括使用如根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案配置的照明設(shè)備照明的臺球桌上的光照測量的三維圖；

圖6包括使用如根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案配置的照明設(shè)備照明的臺球桌上的光照測量的模擬的三維圖；

圖7包括如根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案配置的實例照明設(shè)備的俯視圖；

圖8包括如根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案配置的圖7的實例照明設(shè)備的仰視圖；

圖9包括如根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案使用的光源的平面圖；

圖10包括如根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案配置的實例照明設(shè)備的光源的電路圖；

圖11包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的用于安裝在臺球桌上方的實例照明設(shè)備的框架的一個實例的橫截面圖；

圖12包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的安裝在臺球桌上方的實例照明設(shè)備的頭端透視圖圖片；

圖13a包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的從安裝在臺球桌表面的中間部分上方的相機捕獲的實例圖像；

圖13b包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的在來自圖13a的圖像之后，從安裝在臺球桌表面的中間部分上方的相機的依序?qū)嵗龍D像捕獲；

圖14包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的從安裝在臺球桌表面的腳端部分上方的相機捕獲的實例圖像；

圖15包括根據(jù)本發(fā)明各種實施方案的與其它裝置通信的實例照明設(shè)備的框圖；

圖16包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的用來接通或斷開照明設(shè)備并控制光級的實例網(wǎng)頁操作者接口；

圖17a包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的從安裝在臺球桌的中間部分上方的相機和安裝在臺球桌的頭端的相機實時構(gòu)造的實例復(fù)合圖像視頻幀；

圖17b包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的類似于圖17a的從安裝在臺球桌的中間部分上方的相機和安裝在臺球桌的腳端的相機實時構(gòu)造的實例復(fù)合圖像視頻幀；

圖18a包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的由照明設(shè)備執(zhí)行以在一個線程上異步地捕獲視頻幀且在另一線程上異步地對所捕獲圖像的場景中的移動執(zhí)行圖像處理的兩個線程化過程的實例；

圖18b包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的類似于圖18a的那些過程的，由照明設(shè)備執(zhí)行以在兩個額外線程上異步地從兩個額外相機捕獲視頻幀且在另外兩個額外線程上異步地對所捕獲圖像的場景中的移動執(zhí)行圖像處理的四個額外線程化過程的實例；

圖18c包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的由照明設(shè)備執(zhí)行以在一個線程上從三個相機異步地選擇視頻的個別幀，創(chuàng)建復(fù)合單個輸出視頻流以供顯示，且在另一線程上記錄具有對應(yīng)音頻的所創(chuàng)建輸出視頻的兩個線程化過程的實例；

圖19包括根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的供照明設(shè)備執(zhí)行以合并來自多個來源的視頻流的實例方法的流程圖；

熟練的技術(shù)人員將了解，為了簡單和清楚而說明圖中的元件，且未必已按比例繪制。舉例來說，圖中的一些元件的尺寸和/或相對定位可能相對于其它元件夸大，以有助于增強對本發(fā)明的各種實施方案的理解。并且，為了促進這些各種實施方案的較清楚的視圖，通常不描繪在商業(yè)上可行的實施方案中有用或必要的常見但熟知的元件。將進一步了解，某些動作和/或步驟可以特定發(fā)生次序描述或描繪，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，相對于序列的這種特殊性實際上是不需要的。還將理解，本文所使用的術(shù)語和表達具有如上文所陳述的技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員賦予此類術(shù)語和表達的一般技術(shù)含義，除了本文已另外陳述不同的特定含義的情況。

具體實施方式

現(xiàn)在參看圖式，且具體參看圖1，現(xiàn)在將呈現(xiàn)用于照明臺球桌表面110且與這些教示中的許多教示兼容的例示性照明設(shè)備100。臺球桌表面110由桌子115支撐，且由界定臺球桌表面的邊緣的墊子117定界。照明設(shè)備100包含框架120，其被配置來以間隔距離z將一個或多個燈130支撐在臺球桌表面110上方。為了實現(xiàn)比賽進行圖像捕獲和分析特征中的某一些，一個或多個燈130包含以為臺球桌表面110提供大體上均勻的光照的配置安裝在框架120中的一個或多個光源。盡管本發(fā)明中所論述的實例涉及各種外圍照明方法，但預(yù)期可應(yīng)用用于提供均勻光照的任何照明布置，例如以按策略安置的燈、透鏡、反射器、遮光器、漫射器等的任何組合來使用。

將進一步相對于圖2到6來論述均勻光照的概念。進行不同的若干組光照測量，來證實所公開的照明方法的均勻光照。圖2示出如何使用在腳端210處標(biāo)記為1、2和3以及在桌邊220處標(biāo)記為1到7的桌子標(biāo)記來在桌子表面上建立測量點230，其中來自所述桌子標(biāo)記的投影240相交。將extech英尺燭光/勒克司照度計防止在被由鉆石臺球(diamondbilliards)制造的典型的頭頂中心臺球桌燈照明的標(biāo)準(zhǔn)臺球桌上的測量點中的每一者處，其它周圍光源關(guān)閉。下文在表1中以英尺燭光和勒克司兩者列出圖2中示出的測量點處的光照測量。表1進一步注明平均光照(avg)、測量的變化系數(shù)(cv)(其為可能性分布或頻率分布的經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的散布量度，且定義為標(biāo)準(zhǔn)偏差與均值或平均值的比率)，以及測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差(std)。表1

鉆石臺球燈(以尺燭光為單位)

鉆石臺球燈(以勒克司為單位)

表2列出在其它周圍光源關(guān)閉的情況下，使用根據(jù)圖1以及7到12的方法配置的燈在臺球桌的相同測量點處取得的光照測量結(jié)果。

表2智能臺球燈(以尺燭光為單位)

智能臺球燈(以勒克司為單位)

圖3示出建立光照測量點x的類似方法，不同之處在于擴大點x以包含標(biāo)記投影與墊子117的相交部分，來為更多的臺球桌表面110確定照明均勻性。使用這些測量點來重新測量具有標(biāo)準(zhǔn)鉆石臺球燈的桌子的光照，結(jié)果顯示在下文的表3中以及圖4中。并且，可在芝加哥區(qū)域的兩個商業(yè)桌球機構(gòu)中具有其它常用中心桌燈的若干其它桌球臺上進行測量，測量結(jié)果類似于下文的表3中示出的那些結(jié)果。

表3

鉆石臺球燈(史蒂夫茨維爾(stevensville)，2014年7月15日)

用上文列出對其的第一測量結(jié)果的原型燈照明的臺球桌的光照也重新測量，但將調(diào)光器設(shè)定為使用圖3的測量點，將平均照明輸出調(diào)整為較接近市售的鉆石臺球燈。在下文的表4中列出且在圖5中示出結(jié)果。

表4

為了進一步說明此方法，使用市售照明、光線跟蹤、模擬程序(來自ltioptics的光適應(yīng)軟件)來產(chǎn)生根據(jù)表4和圖5的數(shù)據(jù)照明的臺球桌的模擬光照級。下文在表5中列出且在圖6中示出的模擬結(jié)果與分開取得的物理光照測量結(jié)果大體一致。

表5

sbl模擬桌球_08(原型1，2014年7月19日)

因此，本文所描述的布置示范示范臺球桌表面的介于約50英尺燭光與115英尺燭光之間的大體上均勻的光照。簡而言之，代替于僅使用中間桌子讀數(shù)時15％或在墊子處包含光照時28％的變化，所公開的照明設(shè)備具有使用中間桌子讀數(shù)時僅3％和在墊子處使用光照時僅7％的變化系數(shù)。簡而言之，所公開的照明設(shè)備的墊子到墊子總光照均勻性比標(biāo)準(zhǔn)臺球桌燈的中間桌子光照均勻性好。因此，所述桌子的大體上均勻的光照將包含如圖3中所示的上文所述的位置處所測得的從墊子到墊子的約14％或以下，更優(yōu)選10％或以下的光照變化系數(shù)。

返回到上文測量的實例照明方法，且參考圖7到8，框架120安裝在臺球桌表面上方，一個或多個光源130安裝在框架120中。所述光源可包含以在臺球桌表面110的周邊周圍的配置安裝在框架120中的光源130。所述周邊將通常對應(yīng)于投影在臺球桌表面110的墊子或邊緣上方的區(qū)域。舉例來說，框架120可被配置來將一個或多個燈130安裝在距臺球桌110的邊緣給定水平距離內(nèi)，例如在墊子117的邊緣的垂直突出部分的十英寸內(nèi)，且更優(yōu)選在五英寸內(nèi)。在一種方法中，所述一個或多個燈不是安置在中心，使得無光源安置在臺球桌表面110的中間部分的大約正上方。臺球桌表面110的中間部分將通常理解為對應(yīng)于表面110的圖3的腳端210標(biāo)記2和4的投影之間以及從圖3的桌邊220標(biāo)記的約標(biāo)記2到約標(biāo)記8的區(qū)域。

在一種方法中，框架120被配置來將若干對710一個或多個燈130以大體上垂直的配置安裝在臺球桌表面110的每個角上方。在另一方面中，框架120被配置來將一個或多個燈130中的兩個沿臺球桌表面110的每一長邊大體上相等地隔開，如圖1中示出?？蚣?20可進一步包含橫跨框架120的中間部分160的中間框架部分720，其在安裝在臺球桌表面110上方時，對應(yīng)于臺球桌表面110的中間部分。

光源130可包括任何合適的光源。在示出的實例中，光源130各自包含以線性配置安裝的一組發(fā)光二極管(led)燈930，例如圖9中示出。在此實例中，光源130是由philips制造的現(xiàn)成的燈條，其具有l(wèi)ed燈930安裝在上面的安裝表面940，此處僅以線性配置，盡管除呈線性配置的那些組合之外，還可安裝額外的led燈。安裝表面940中的安裝孔950促進將光源130安裝到框架120。電連接件960允許到電源或驅(qū)動器或到另一光源130的有線連接，使得一個電源或驅(qū)動器可為一個以上光源130供電并驅(qū)動一個以上光源130。

圖10示出用于為照明設(shè)備的光源130供電的實例驅(qū)動器或電力電路，在此實例中，philipsxitanium75w，0.7到2.0a，0到10v調(diào)光裝置。此處，將光源130分為兩組，其中每一組具有其自己的完全相同的電路1010和1012。每一電路又包含與光源130串聯(lián)連接的電源1020、電阻器1030和變阻器1040。變阻器1040控制流經(jīng)led光源130的電流的量，從而整組控制燈的亮度?；蛘?，且如此項技術(shù)中眾所周知，可使用脈沖寬度調(diào)制(pwm)電路來調(diào)制光強度。

一般來說，框架120進一步支撐遮光器、反射器等，以將光從光源130引導(dǎo)到臺球桌表面，并保護選手的眼睛，使其免于直接曝光于led。或者或另外，可添加一個或多個反射器和/或漫射器元件，以使來自led的光漫射，且提供更均勻的美學(xué)。在圖11中示出的框架1120的內(nèi)部部分的實例設(shè)計中，框架1120呈暗燈槽(即，狹窄的倒置槽)的形狀，充當(dāng)光源支撐、反射器以及漫射器的固持件。暗燈槽框架1120的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中是大體上中空的，其被配置來通過頂部部分或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的與暗燈槽框架的在安裝時最接近臺球桌表面的部分相對的上支撐構(gòu)造1124來支撐一個或多個燈。暗燈槽框架1120的相對側(cè)從頂部部分向下延伸，從而包圍所述燈并支撐反射性表面。示出的實例是從擠制鋁構(gòu)造，且沿著頂部表面和內(nèi)部表面的長度具有連續(xù)t形槽，以為支撐件提供附接點，來將框架安裝到房間天花板，且用于附接攝像機750或其它裝置。所述t形槽容納t形槽螺母和螺絲/螺栓1122，其沿著t形槽軌道滑動以輔助各種附接?？蚣艿纳喜恐螛?gòu)造1124支撐照明元件(此處led電路板1140支撐led1130)，使其面向桌子表面的方向。在此實例中，支撐led1130使其基本上面朝下，換句話說，使得支撐led1130的平面基本上與桌子表面水平，但其它布置是可能的。然而，來自led1130的光在多個方向上發(fā)射，且可能在某人的視野中太亮而令人走神。

為了使所述光擴散，且允許選手比賽而無來自的led1130的分心，框架1120支撐一個或多個漫射器。在圖11的示出實例中，示出特定漫射器布置，其重新引導(dǎo)來自led1130的光線，所述光線將以其它方式被框架吸收，或以不撞擊桌子的方式引導(dǎo)，以便適當(dāng)?shù)卣彰髋_球桌表面，且仍漫射來自led1130的光，且以便不使選手分心。在此實例中，第一裝有鏡子的漫射器1150安置在光源(例如led1130)與框架1120的背對臺球桌表面的中心的外壁1126之間。背表面1155裝有鏡子，且漫射器1150的較厚部分的其余部分是由在裝有鏡子的表面1155進行反射之前和之后，使反射的光漫射的物質(zhì)構(gòu)造。漫射器1150的寬度基本上與臺球桌表面垂直定向，使得漫射器1150的裝有鏡子的表面1155使光朝臺球桌的中心反射，以幫助提供桌子表面的充足照明。在一種方法中，此漫射器1150是市售漫射器(evonikplatinumiceom001x1)，且厚度為0.34英寸。對于圖11中示出的設(shè)計的鋁擠制，裝有鏡子的漫射器在圖11的橫截面中從頂部到底部為1.8英寸，且對于標(biāo)準(zhǔn)大小9英尺袋式臺球桌，沿著框架的側(cè)邊為95.8英寸，且沿著框架的端部為45.8英寸。其它長度是可能的。

支撐底部漫射器1160，以安置在光源(例如led1130)與臺球桌表面之間。在此實例中，底部漫射器1160是市售漫射器(evoniksatiniceod002df)，其厚度為0.08英寸，且寬度為2.125英寸。此漫射器1160使led1130的光漫射，使得比賽選手不會因為可從個別led發(fā)出的強光而分心。代替地，使所觀察的光漫射，以提供看起來更均勻的光。此漫射還使光以更均勻的方式在桌子表面上擴散。另外，底部漫射器1160保護led1130，使其免受球桿撞擊。

第二裝有鏡子的漫射器1170安置在光源(例如led1130)與框架1120的面向臺球桌表面的中心的內(nèi)壁1128之間。內(nèi)壁1128可定義t形槽通道1129，其任選地支撐額外元件，例如一個或多個相機、運動傳感器，或照明設(shè)備的中間區(qū)段160。在此實例中，第二裝有鏡子的漫射器1160是市售漫射器(evonikplatinumiceom001x1)，其厚度為0.118英寸，寬度為1.3英寸，且對于標(biāo)準(zhǔn)大小的9英尺袋式臺球桌，沿著框架的側(cè)邊為95.8英寸，且沿著框架的端部為45.8英寸。其它長度是可能的。第二裝有鏡子的漫射器1170安置成一角度，使得其裝有鏡子的表面1175將光大體上朝底部漫射器1160和第一裝有鏡子的漫射器1150反射，以通過底部漫射器1160且經(jīng)由離開第一裝有鏡子的漫射器1140的額外反射，來影響臺球桌表面處的更多光的方向。漫射器1150、1160和1170至少延伸框架1120的對應(yīng)于led130沿著其支撐的框架的長度的長度，但漫射器1150、1160和1170可沿著所述框架延伸任何長度。通常，例如，底部漫射器1160將在整個框架1120周圍延伸，以為框架1120提供更均勻的美學(xué)。

圖12中示出如安裝在臺球桌上方的框架1120的實例實施方式，其中組合的內(nèi)部框架鏡和漫射器配置使來自led的光平滑，從而產(chǎn)生桌子表面上的有美感的均勻光照。

再次參看圖7和8，中間框架部分720可被配置來支撐多種其它元件，以將多種特征添加到照明設(shè)備。舉例來說，提供多種功能所需的電氣和/或計算元件中的所有或一些可安裝在中間框架部分720的頂部側(cè)，從而不被選手看見。在一種應(yīng)用中，a/c電源插排722安裝到中間框架部分720，以將插座電力提供給各種元件。a/c開關(guān)724提供照明設(shè)備100的主要電力開關(guān)。

在一個方面，框架120的中間部分720支撐中間相機730，其被引導(dǎo)來記錄臺球桌表面110的圖像。相機730可安裝成使得圖像傳感器處于基本上與桌子表面平行且在桌子上方足夠高的平面內(nèi)，使得相機透鏡將整個桌子表面區(qū)域投影到其圖像傳感器上。如果必要，取決于相機透鏡和圖像傳感器大小，且為了使圖1中的距離z保持在優(yōu)選高度內(nèi)，從桌子到相機的光徑可與45度鏡或類似的光學(xué)布置偏離，使得圖像傳感器垂直于桌子表面。實際上，使光徑距離在框架720的中間部分內(nèi)可水平調(diào)整，以便不改變框架在桌子上方的優(yōu)選高度，但仍獲得完整的桌子表面區(qū)域到圖像傳感器上的映射。在任一配置中，來自中間相機730的一個視頻幀將整個桌子表面映射到圖像傳感器上，以達到快速且高效圖像處理的目的。通過照明設(shè)備所提供得受控均勻光照，使桌子表面單個幀的圖像處理更加高效。

圖13a到13b示出中間相機730所捕獲的實例圖像。如本文進一步描述的照明設(shè)備可包含處理裝置745，其處于操作通信以接收中間相機730所記錄的圖像。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到并了解，此類處理器裝置可包括固定目的硬連線平臺，或可包括部分或完全可編程的平臺。所有的這些架構(gòu)選項都是此項技術(shù)眾所周知且理解的，且此處不需要進一步描述。通過這樣配置，且如本文進一步描述，處理裝置745還可被配置來基于中間相機730所記錄的圖像，例如通過使用圖像借助于圖像比較技術(shù)，或通過使用在逐幀基礎(chǔ)上對臺球的目標(biāo)識別以跟蹤幀之間的球運動，來確定臺球桌表面110上的球是否在運動中。接著，處理裝置745可至少部分地基于球在運動或非運動中來自動控制照明設(shè)備100的設(shè)置。舉例來說，響應(yīng)于確定球在臺球桌表面上不運動，處理裝置745實現(xiàn)停止記錄或提供來自中間相機730的圖像。因此，處理裝置745和中間相機730可一起工作來高效地操作，因為當(dāng)圖像不變化時，即，在選手擊球之間，沒有理由繼續(xù)傳輸或記錄臺球桌表面110的圖像。在一種方法中，處理裝置745實現(xiàn)提供來自中間相機730且來自端部相機750的圖像，以如本文所描述，重構(gòu)來自相機組合的實時或記錄的視頻記錄。

類似地，在一個實例中，處理裝置745被配置來檢測中間相機730的視野中的特定圖像，響應(yīng)于此，處理裝置745可實現(xiàn)開始、停止或暫停圖像的記錄或提供。舉例來說，可將具有特定圖像的卡片安置在臺球桌表面上，使其在中間相機730的視野中，或在桌子表面上方做出特定手勢。取決于檢測到哪一特定圖像，處理裝置745可特定對應(yīng)方式作出反應(yīng)。舉例來說，響應(yīng)于檢測到一個特定圖像(例如卡片上的大紅點或其它唯一指示物)，處理裝置745可自動停止與所監(jiān)視的比賽有關(guān)的程序的執(zhí)行。以此方式，選手可在比賽進行的中間輕易地“暫停”程序，因為處理裝置740可響應(yīng)于檢測到特定圖像的去除而自動地重新啟動所述程序。類似地，處理裝置745可響應(yīng)于檢測與所述動作相關(guān)聯(lián)的例如卡片上的大綠點等特定圖像而自動啟動“新”比賽的記錄。

在另一個方面，當(dāng)安裝在臺球桌表面110上方時，對應(yīng)于臺球桌表面110的頭或腳端部分的框架120的端部分可支撐端部相機750，其被引導(dǎo)來記錄臺球桌表面110的至少一部分以及臺球桌表面110的與上方安裝有端部相機750的部分相對的頭或腳端部分周圍的區(qū)域的圖像。圖14示出端部相機750所捕獲的圖像的實例。如圖7和8中所說明，框架120可在頭和腳端部兩者支撐端部相機750，以捕獲桌子兩端的圖像。端部相機750提供桌子周圍的選手移動以及選手的擊球方法的視頻圖像。此類圖像可對實時觀看、記錄或傳輸有用。如本文進一步描述，所述圖像還可用于將復(fù)合視頻幀與中間相機730同時獲得的桌子視圖圖像幀構(gòu)造在一起。

可使用運動傳感器760來促進照明設(shè)備的操作。在這點上，處理裝置740可與運動傳感器760操作通信，以響應(yīng)于檢測到運動而自動控制照明設(shè)備的設(shè)置。在一個實例中，處理裝置740可被配置來響應(yīng)于運動傳感器760在閾值設(shè)定時間周期內(nèi)未能檢測到運動，而通過與a/c開關(guān)電路724電子通信，來自動使多個燈130斷電。類似地，處理裝置740可被配置來通過與脈沖寬度調(diào)制電路1040通信來增加照明等級，從昏暗變?yōu)樽阋詫崿F(xiàn)如本文所描述的圖像捕獲和記錄的亮度。在另一實例中，處理裝置740可被配置來響應(yīng)于從第一運動傳感器檢測到運動而提供來自第一相機的圖像，且響應(yīng)于從第二運動傳感器檢測到運動而提供來自第二相機的圖像。舉例來說，視頻或圖像將從經(jīng)定向來從從中檢測到運動的區(qū)域捕獲圖像的相機記錄或傳輸，以確保選手移動被自動記錄或傳輸。

在又另一方面，處理裝置745可被配置來監(jiān)視麥克風(fēng)770所捕獲的聲音，以檢測具有球桿撞擊臺球的特征的撞擊聲，且響應(yīng)于檢測到撞擊聲，自動控制照明設(shè)備100的設(shè)置。麥克風(fēng)770可安裝到框架120，或作為與處理裝置745通信的另一裝置(例如攝像機中的一者)。此外，處理裝置可被配置來響應(yīng)于檢測到撞擊聲，啟動來自安裝在框架120的中間框架部分720上的中間相機730的圖像的記錄或提供，以自動捕獲移動著的球的圖像。

上述元件可以多種方式組合，以提供自動化和/或遙控特征的許多組合。一種此類特征是從與照明設(shè)備100無線通信的移動裝置完全控制照明設(shè)備并記錄來自相機730和750的圖像的能力。一般來說，處理裝置被配置來與用戶通信裝置通信，此處為移動裝置1510，但可使用其它裝置，以提供來自一個或多個相機730和750的圖像，所述相機經(jīng)安置來捕獲臺球桌表面110和/或臺球桌表面110周圍的區(qū)域的圖像。在其它方法中，處理裝置可直接與用戶通信裝置通信。處理裝置可接著與一個或多個相機730和750中的至少兩個相機通信，以協(xié)調(diào)圖像的存儲，并將所述圖像提供給用戶通信裝置1510。圖15中示出一種此類實例布置，其利用第一和第二處理裝置740和745(在圖15中分別為計算機1和計算機2)，其中第一處理裝置740正操作照明設(shè)備來接通調(diào)整亮度，并開始比賽進行，且其中第二處理裝置745專用于與相機730和750通信，以促進相機的選擇，來自所述相機的個別視頻流將存儲和/或提供給用戶通信裝置1510。第二處理裝置745經(jīng)由有線連接742(例如以太網(wǎng)或類似方法)與第一處理裝置740操作通信，以接收相對于開始和停止圖像的觀看或記錄的命令。此處，通?？捎玫穆酚善餮b置1520可協(xié)調(diào)無線通信，例如通過移動裝置1510與照明設(shè)備100的處理裝置740之間的wifi。在此實例中，處理裝置745操作服務(wù)器，其托管從移動裝置1510操作的網(wǎng)頁。圖16中示出網(wǎng)頁的一個實例。路由器1520為服務(wù)器指派本地ip地址，且所述ip地址在lcd面板1560中顯示。移動裝置1510通過網(wǎng)頁交互來控制燈，且允許用戶通過點擊按鈕1720來接通或斷開燈。網(wǎng)頁接口還允許用戶通過在接口中的一系列條1730中的一者上點擊來調(diào)整光級。在屏幕上點擊較高提供通過條1740向上移動來指示的較高光級。圖16的網(wǎng)頁允許通過在經(jīng)由網(wǎng)頁介接的處理裝置1641上運行的背景程序，或在調(diào)整強度的情況下，通過控制到燈電源1020的脈沖寬度調(diào)制電路接口，來控制燈開/關(guān)和強度，以通過從處理裝置1641到燈電路的a/c開關(guān)724來將電力接通或關(guān)斷。

另外，背景程序監(jiān)視運動檢測器760，并根據(jù)運動檢測器的視野中是否存在運動來調(diào)整光強度。只要存在運動，燈就保持在用戶所設(shè)定的等級。如果在預(yù)設(shè)周期內(nèi)不存在運動，那么所述燈使用脈沖寬度調(diào)制控制來自動變暗道較低等級。如果在額外的預(yù)設(shè)周期內(nèi)仍沒有運動，那么所述燈通過通電/斷電開關(guān)來斷開。

在圖15的組件的各種用途的另一實例中，通過顯示屏、鍵盤和鼠標(biāo)1685來操作第二處理器745，以運行軟件程序來實時顯示(例如，每秒30幀)自動產(chǎn)生的復(fù)合視頻，其組合來自所有三個攝像機730和750的輸出?？扇芜x地記錄所述復(fù)合視頻，供以后檢索和回顧。所述視頻是在時間上循序地捕獲的場景的以數(shù)字方式制作的視覺圖像的記錄、再現(xiàn)或顯示，使得它們可被視為移動視覺圖像，即使在某些周期內(nèi)并無明顯運動。通過一種方法，創(chuàng)建從多個攝像機同時記錄的臺球比賽進行的視頻的方法包含以相同時間間隔異步地操作至少三個獨立圖像捕獲線程，其個別地與單獨的相機相關(guān)聯(lián)。所述獨立圖像捕獲線程使用共享存儲器資源和事件完成旗標(biāo)來彼此通信。所述獨立圖像捕獲線程異步地捕獲來自單獨相機的個別圖像幀。使用來自單獨相機的所捕獲的個別圖像幀的圖像分析來比較來自所述單獨相機中的給定相機的個別圖像幀，以確定所述個別圖像幀中的哪一者正記錄來自所述單獨相機中的相應(yīng)一者的相應(yīng)記錄序列中的運動?；谒鰡为毾鄼C中的哪一者正記錄運動，來選擇、顯示某些幀，并將其保存在單個視頻存儲器中。所述方法包含以特定時間間隔(例如每秒30幀)將選定的幀記錄到臺球比賽進行的視頻文件中。記錄到視頻文件中的選定幀包括單個視頻存儲器中在那時出現(xiàn)的任何東西。

再次參看圖15的實例，在一個實例實施方式中，來自三個相機730和750的視頻流通過usb端口連接到第二處理裝置745(在圖15中標(biāo)記為計算機2)。來自三個攝像機的視頻流通過usb端口連接到處理裝置745，也標(biāo)記為計算機2。在此實例中，處理裝置745具有帶超線程的英特爾四核cpu，即，八個單獨的邏輯cpu。計算機2的操作系統(tǒng)是烏班圖(ubuntu)系統(tǒng)。所述八個邏輯cpu可在多線程、多處理器環(huán)境中同時和異步地運行，使得單獨軟件線程可在所述八個邏輯cpu中的每一者中同時運行。在圖15中所示且圖18a、18b和18c以及下文的表6中進一步詳述的實例中，將每一視頻流輸入到在其自己的線程上運行的單獨軟件模塊，共享表6中列出的存儲器分配。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖18a、18b和18c，示出八個流程圖1810、1820、1830、1840、1850、1860、1870和1880，其中每一流程圖表示單獨的軟件線程。主要母軟件過程從處理裝置745運行，其異步地啟動所有這些線程。然而，它們通過使用在母進程中分配的共享存儲器資源來共享圖像和數(shù)據(jù)。這些共享資源在表6中命名并列出，以實現(xiàn)不同線程的動作的呈現(xiàn)和理解的清楚性。

存在三個圖像幀捕獲線程1810、1830和1850，其通過幀圖像輸入接收來自三個相機視頻流的幀。舉例來說，在1810中，捕獲線程0接收來自圖7中的中間相機730的視頻輸入。視頻的每一連續(xù)框架在33.3毫秒(30幀/秒)內(nèi)在所述相機的內(nèi)部硬件圖像緩沖器中可用。在步驟1812，所述線程將圖像幀從cam0內(nèi)部移動到處理裝置745的用于所述視頻流的進程分配的存儲器cfb0。在步驟1814，所述線程將其幀捕獲旗標(biāo)cflg0設(shè)定為1，其接著在1822處允許同伴進程線程0計算當(dāng)前幀與先前幀pfb0之間的差異量度dif0。進程線程0接著在步驟1824處繼續(xù)復(fù)制cfb0中的當(dāng)前圖像來代替先前幀緩沖器pfb0中的圖像，且接著將其pflg0設(shè)定為1，從而允許異步地運行引導(dǎo)器線程使用圖18c中的dif0值來更新avgdif。同時，圖像捕獲線程11830和21850正類似地操作，以從圖7中的其相應(yīng)攝像機750獲取圖像幀，且處理器線程11840和21860正操作來分別計算其當(dāng)前和先前圖像幀之間的差異量度dif1和dif2。因此，在此實例中，在六單獨的邏輯cpu上操作的六個線程以此方式操作，來實現(xiàn)從三個視頻流的圖像幀輸入。

在捕獲線程正運行來獲取圖像的同時，兩個其它線程，引導(dǎo)器線程1870和寫入器線程1880正運行來構(gòu)造復(fù)合視頻流，從而將所述三個單獨的視頻流組合成一個最終復(fù)合流。此復(fù)合視頻由引導(dǎo)器線程顯示，且引導(dǎo)器線程1870確定將使用視頻的哪些幀來從所述三個輸入構(gòu)造復(fù)合視頻。如果設(shè)定記錄旗標(biāo)rflg，那么復(fù)合視頻也以30幀/秒存儲，且在進程結(jié)束時，還記錄與復(fù)合視頻流組合的音頻文件。在此實例中，使用在烏班圖操作系統(tǒng)上運行的sox聲音交換程序來將所記錄的.wav文件與所記錄的由寫入器線程創(chuàng)建的.avi文件合并。

在逐幀基礎(chǔ)上收集的用于經(jīng)重構(gòu)的復(fù)合視頻的主要輸入來自相機0，其為圖7中的中間相機730，且其提供桌子表面的概觀。復(fù)合視頻的目的之一是在每次擊球之前以及后來的球移動期間，獲得球定位的準(zhǔn)確記錄。然而，在球停止移動之后，存在其中發(fā)生比賽的其它有趣且富含信息的方面的周期。經(jīng)重構(gòu)的復(fù)合視頻通過利用3個相機以及重構(gòu)一個復(fù)合視頻記錄來捕獲這兩種活動。只要在中間相機730視圖中發(fā)生運動，來自相機750的其它兩個端部桌子視頻流不包含在重構(gòu)中。此實例中的運動確定是通過監(jiān)視來自相機0的連續(xù)幀之間的差異dif0來確定，且在進程線程01820中在1822處計算。引導(dǎo)器線程計算avgdif，最后30個連續(xù)dif0值的運行平均值，并將此值與固定閾值thrs進行比較，以決定是否發(fā)生運動。

還可利用確定運動的開始的其它方法，例如使用球桿擊打母球的撞擊聲(如美國臨時專利申請案第62/032,187號中所描述，且以引用的方式包含于本文中)，或通過具體地跟蹤目標(biāo)球運動，如此項技術(shù)中眾所周知，來確定或定義來自多個相機的哪些幀包含在復(fù)合視頻中。

再次返回到引導(dǎo)器線程1870，如果在1871處，所有的pflg0、pflg和pflg2等于1，表明新的圖像幀在當(dāng)前幀緩沖器cfb0、cfb1和cfb2中，那么在1872處，所述線程進行到將cfb0復(fù)制到dfb。dfb是顯示當(dāng)前圖像幀的存儲器緩沖器，且在無修改的情況下，將為當(dāng)前cfb0視頻幀，或稍后將在線程中用pip圖像在角落覆蓋。在1873處，通過將電流dif0求平均為運行平均值來更新avgdif值，且接著在1874處，將經(jīng)更新的avgdif與thrs進行比較，以決定中間相機桌子視圖中是否存在運動。圖13a和13b說明在檢測到運動的情況下包含的幀類型。這些圖是來自視頻幀序列，其示出較暗的“4號球”正由白色母球擊打，從而將“4號”球朝邊袋推進。因為來自這些和先前循序幀的球運動導(dǎo)致高于閾值thrs的avgdif值，所以僅將這些幀添加到經(jīng)重構(gòu)的復(fù)合視頻流，不計及端部相機視圖。

如果在1874處不存在運動，那么在1875處，所述線程將dif1與dif2進行比較，來看哪一端視圖具有正進行的最多運動。在步驟1876或1877處，將選擇如由較高差異值dif1或dif2反映的具有最多運動的視頻流，來提供端視圖幀以使其大小減小，并在步驟1879處，在dfb的角落中被覆蓋，以創(chuàng)建畫中畫經(jīng)重構(gòu)圖像幀。如果用于視頻流1的差異值dif1比用于視頻流2的差異值dif2大，那么從來自視頻流0和1的視頻幀構(gòu)造(1870)pip幀。如果用于視頻流2的差異值dif2比用于視頻流1的差異值dif1大，那么從來自視頻流0和2的視頻幀構(gòu)造(1876)pip幀。所得視頻幀對應(yīng)于圖17a和17b中示出的那些視頻幀，其中所選的端視圖幀是具有最多運動的一個幀。因此，引導(dǎo)器線程的操作是確定是否存在運動，且為所顯示的視頻選擇適當(dāng)?shù)南乱粋€連續(xù)圖像幀。如果桌子上不存在運動，那么經(jīng)重構(gòu)的視頻應(yīng)示出桌子的周邊周圍的活動，其通常是選手在為下一個擊球作準(zhǔn)備。pip幀示出此畫面，但在運動停止之前，仍在桌子表面上的球的概觀的上下文中。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖18c中的步驟1880，寫入器線程控制記錄復(fù)合視頻記錄的過程的同步化。所述設(shè)備的操作者任選地激活寫入器線程，且在所述情況下，引導(dǎo)器線程創(chuàng)建并啟動寫入器線程。引導(dǎo)器線程還在其初始化期間啟動音頻記錄，并啟動毫秒時鐘來精確地測量所記錄的幀時間間隔。因為正實時記錄音頻信號，所以必須產(chǎn)生完全對應(yīng)于關(guān)于其視覺內(nèi)容的音頻記錄的復(fù)合視頻流。因此，可在捕獲線程0、1和2中異步地啟動和操作三個單獨攝像機流，且其所捕獲的圖像可在處理器線程0、1和2中異步地經(jīng)受圖像處理，以計算運動分析量度。且接著，引導(dǎo)器線程可進一步異步地選擇，且如果有必要，添加pip幀來包含。然而，無時間方差的寫入器線程必須以一秒正好1/30的速度記錄顯示緩沖器dfm的內(nèi)容，以獲得和構(gòu)造復(fù)合視頻。不管在所述精確時間dfm顯示中將發(fā)生什么都寫入到所記錄的視頻輸出文件。

可以若干替代方式來實現(xiàn)上文所述的關(guān)于所提供的圖像的控制。在不具有球運動的時間期間，將顯示哪一端部相機視圖的確定課可使用來自安置在框架上的運動傳感器的信息來進行，以檢測桌子周圍的對應(yīng)于相應(yīng)端部相機的相應(yīng)視野的區(qū)域中的運動。在另一方法中，一個或多個處理裝置可對相應(yīng)相機所提供的視頻饋送執(zhí)行圖像分析，以確定哪一相機正捕獲最多的運動?？赏ㄟ^檢測球桿撞擊球的聲音、來自中心相機的視頻饋送的圖像分析，或兩者的組合，來進行何時將覆蓋的視頻饋送從端部相機去除的確定。舉例來說，有時，中心相機可捕獲不同于桌子上的球的運動的運動，例如球桿的移動，其可能與球的運動混淆。將球的圖像分析與撞擊球桿的聲音檢測組合允許響應(yīng)于撞擊球桿的聲音檢測來去除覆蓋的視頻幀，且在檢測球運動時，維持覆蓋的視頻幀的去除。實現(xiàn)這些動作所需的處理可在處理裝置的任何組合上完成。

參看圖19，將描述照明設(shè)備所執(zhí)行的用以基于比賽進行條件來自動提供來自不同相機的圖像存儲和/或顯示的另一實例過程。在此實例中，處理裝置與以下各項通信：圖7中的中間相機730，以將桌子表面的圖像捕獲到視頻存儲器vm2中；以及所述框架的兩端處的相機750，以分別將來自臺球桌的相對端以及所述桌子的相應(yīng)端周圍的第一和第二區(qū)域的圖像捕獲到視頻存儲器vm1或vm3中；以及圖7中的運動傳感器760(在圖19中標(biāo)記為ms1和ms2)，其安置成檢測桌子的相對端周圍的區(qū)域中的運動；以及麥克風(fēng)。除桌子兩端上方的相機之外或代替所述相機，相機和運動檢測器可安裝在桌子的邊上方，和/或捕獲桌子的邊周圍的圖像或感測桌子的邊周圍的運動。

首先，處理裝置醒來，或以初始化過程1910來復(fù)位。接著，假定桌子上沒有球的運動，處理裝置通過使用上文所述的一個或多個運動檢測器或?qū)崟r圖像分析技術(shù)，來監(jiān)視來自臺球桌表面周圍的第一區(qū)域和第二區(qū)域的運動。接著，處理裝置在步驟1920處，相對于檢測到的運動來確定應(yīng)將來自哪一相機的圖像存儲或顯示在視頻存儲器vm4(所輸出或顯示/記錄視頻存儲器)。更具體地說，響應(yīng)于檢測到來自第一區(qū)域的運動(或在兩個區(qū)域中均有運動的情況下，其中運動信號在第一區(qū)域中較高)，處理裝置實現(xiàn)停止將來自第二邊/端部相機的圖像存儲或提供到vm4中，且實現(xiàn)存儲或提供來自第一邊/端部相機的圖像1933，以將來自第一區(qū)域的圖像存儲或提供到vm4中。舉例來說，這包含存儲或提供可在顯示器上顯示的視頻或視頻文件。響應(yīng)于檢測到來自第二區(qū)域的運動(或在兩個區(qū)域中均有運動的情況下，其中運動信號在第二區(qū)域中較高)，處理裝置實現(xiàn)停止將來自第一邊/端部相機的圖像存儲或提供到vm4中，且實現(xiàn)存儲或提供來自第二邊/端部相機的圖像1936，以存儲或提供來自第二區(qū)域的圖像。在任一情況下(針對兩個步驟為同一程序，標(biāo)記為1940)，處理裝置接下來監(jiān)視球擊打；通過檢測運動，例如通過實時圖像分析，和/或通過球的撞擊，例如通過檢測具有球桿撞擊臺球的特征的撞擊聲。響應(yīng)于檢測到球擊打，處理裝置實現(xiàn)停止將來自相應(yīng)邊/端部相機的圖像存儲或提供到vm4中，且在步驟1950處，實現(xiàn)將來自中間相機的存儲器vm2的圖像vm2存儲或提供到vm4中，使得捕獲視野的圖像，所述視野捕獲桌子和球的運動。

處理裝置接著監(jiān)視(1960)球的運動的停止，例如通過使用一個或多個運動檢測器或上文所述的實時圖像分析技術(shù)。響應(yīng)于檢測到臺球桌表面上的球運動的停止，處理裝置實現(xiàn)停止存儲或提供來自中間相機的圖像，且實現(xiàn)存儲或提供來自邊/端部相機中的一者的圖像，如上文所論述。處理裝置可通過相對于正進行的比賽跟蹤哪些球在桌子上，或通過接收指示比賽完成的用戶起始的信號，來確定(1970)比賽完成。響應(yīng)于確定比賽完成，圖像捕獲和其它比賽過程結(jié)束(1980)。

在另一替代實施例中，功能或邏輯在圖18a、18b、18c和19表述，可以以在單獨的處理器電路中執(zhí)行的代碼的形式實現(xiàn)。如果以軟件實現(xiàn)，則每個塊可以表示包括實現(xiàn)指定的邏輯功能程序指令的模塊、段或代碼部分，程序指令可以以源代碼的形式實現(xiàn)，包括以編程語言編寫的人類可讀語句或機器代碼，包括可由合適的執(zhí)行系統(tǒng)(例如計算機系統(tǒng)或其他系統(tǒng)中的處理器)識別的數(shù)字指令的。機器代碼可以從源代碼等轉(zhuǎn)換。如果以硬件實現(xiàn)，每個塊可以表示電路或多個互連電路，以實現(xiàn)特定的邏輯功能。因此，計算機可讀介質(zhì)(非暫時的或有形的)可以存儲這樣的指令，其被配置為使處理裝置執(zhí)行這里所述的操作。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，相對于上文所描述的實施方案來進行各種各樣的修改、更改和組合，且此類修改、更改和組合將被視為在發(fā)明概念的范圍內(nèi)。