專利名稱：一種全景視頻的展示與交互系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全景視頻展示于交互技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)操作功能的全景視頻的展示與交互系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
視頻(Video)泛指將一系列靜態(tài)影像以電信號(hào)方式加以捕捉，紀(jì)錄，處理，儲(chǔ)存，傳送，與重現(xiàn)的各種技術(shù)。連續(xù)的圖像變化每秒超過24幀(frame)畫面以上時(shí)，根據(jù)視覺暫留原理，人眼無法辨別單幅的靜態(tài)畫面；看上去是平滑連續(xù)的視覺效果，這樣連續(xù)的畫面叫做視頻。視頻技術(shù)最早是為了電視系統(tǒng)而發(fā)展，但現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為各種不同的格式以利消費(fèi)者將視頻記錄下來。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)達(dá)也促使視頻的紀(jì)錄片段以流媒體的形式存在于因特網(wǎng)之上并可被電腦接收與播放。隨著科技的快速發(fā)展，人們對(duì)視頻的要求也是越來越高，這不僅體現(xiàn)在對(duì)視頻的質(zhì)量方面，更多的體現(xiàn)在視頻的覆蓋范圍上，即視頻所包含的信息量上。 全景視頻作為一種新的視頻領(lǐng)域，它是一個(gè)擁有360°視場角的球形視頻(也可是圓柱型或其它形狀的非平面視頻)，將整個(gè)空間的信息都包羅在視頻當(dāng)中。如果站在球的外面看，全景視頻呈現(xiàn)出來的是一種水晶球一樣的效果；如果站在球的里面看，就好像處在現(xiàn)實(shí)空間中一樣。通過對(duì)球形視頻的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了 360°的空間想看哪里就看哪里，打破了傳統(tǒng)視頻對(duì)視場角的限制，可以完全沉浸在視頻所展現(xiàn)的環(huán)境當(dāng)中。全景視頻的每一幀都是一幅全景圖，它與普通視頻的區(qū)別就是該視頻包括了更多的信息。同傳統(tǒng)視頻不同，全景視頻是一種可交互的視頻，因此需要相應(yīng)的人機(jī)交互方式與之進(jìn)行交互。又因?yàn)槿耙曨l是一種全新的概念，所以沒有現(xiàn)成的系統(tǒng)或方法來為之提供友好的交互。目前可使用的方法主要是依賴傳統(tǒng)的鍵盤、鼠標(biāo)來實(shí)現(xiàn)使用者與全景視頻的交互。由于全景視頻具有無法比擬的真實(shí)現(xiàn)場再現(xiàn)能力，同時(shí)具有沉浸式體驗(yàn)的屬性，因此可以讓使用者參與到視頻所講述的故事中來?，F(xiàn)有的全景視頻交互方式主要有兩種一、通過鼠標(biāo)或者是鍵盤來實(shí)現(xiàn)全景視頻的人機(jī)交互；二、利用單一平面標(biāo)識(shí)來實(shí)現(xiàn)全景視頻的人機(jī)交互。但是通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，上述兩種方式的全景視頻人機(jī)交互存在如下的缺陷
一、由于鼠標(biāo)或者是鍵盤的數(shù)據(jù)線長度有限，因此其可移動(dòng)的范圍較小，這些部件一般僅限于在操作系統(tǒng)的附近位置移動(dòng)，因此操作使用極不方便，給操作者帶來極大的空間限制；
二、由于單一平面標(biāo)識(shí)的可監(jiān)控范圍僅為負(fù)90度到正90度的范圍，而當(dāng)上述標(biāo)識(shí)點(diǎn)超出負(fù)90度到正90度的范圍時(shí)，比如平面標(biāo)識(shí)背對(duì)圖像采集設(shè)備，視頻處理設(shè)備將無法搜索到上述標(biāo)識(shí)的信息，因此就無法實(shí)現(xiàn)對(duì)全景視頻的交互。

發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，本發(fā)明的第一發(fā)明目的是克服在傳統(tǒng)全景視頻展示與交互的過程中，單一平面標(biāo)識(shí)的可監(jiān)控范圍僅限于負(fù)90度到正90度的缺陷，采用一個(gè)至少具有兩個(gè)標(biāo)識(shí)來實(shí)現(xiàn)對(duì)全景視頻的360°旋轉(zhuǎn)操作控制；本發(fā)明的第二發(fā)明目的是克服傳統(tǒng)鼠標(biāo)或者是鍵盤在實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互過程中使用不方便的缺陷，采用一種可移動(dòng)的控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)全景視頻的自由展示與交互過程。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種全景視頻的展示與交互方法，包括如下步驟選取一個(gè)至少具有兩個(gè)面的參考物，在所述參考物的每個(gè)面上設(shè)置一個(gè)標(biāo)識(shí)；將全景視頻作為紋理渲染到3D幾何模型上；在所述標(biāo)識(shí)與所述3D幾何模型之間建立映射關(guān)系；采集所述參考物的信息，提取所述標(biāo)識(shí)的信息，并利用所述映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)所述參 考物與所述3D幾何模型之間的展示與交互。進(jìn)一步所述每個(gè)標(biāo)識(shí)由位置探測標(biāo)識(shí)和信息編碼標(biāo)識(shí)組成；更進(jìn)一步所述位置探測標(biāo)識(shí)為矩形、正方形、或者是正多邊形。進(jìn)一步所述參考物為正六面體。進(jìn)一步所述映射關(guān)系為線性關(guān)系。進(jìn)一步所述映射關(guān)系為非線性關(guān)系。一種全景視頻的展示與交互系統(tǒng)，包括全景視頻播放設(shè)備、與所述全景視頻播放設(shè)備連接的視頻處理裝置、與所述視頻處理設(shè)備連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備；以及與所述視頻處理設(shè)備連接的控制設(shè)備；所述控制設(shè)備包括參考物和圖像采集設(shè)備；其中所述參考物不少于兩個(gè)面，且每個(gè)面上設(shè)置至少一個(gè)標(biāo)識(shí)。進(jìn)一步所述參考物為正六面體。進(jìn)一步所述每個(gè)標(biāo)識(shí)由位置探測標(biāo)識(shí)和信息編碼標(biāo)識(shí)組成。進(jìn)一步所述位置探測標(biāo)識(shí)為“ 口”字結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是一、本發(fā)明通過采用一個(gè)至少具有兩個(gè)標(biāo)識(shí)的參考物替代傳統(tǒng)的鼠標(biāo)或者是鍵盤或者是單一平面標(biāo)識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)全景視頻的展示與交互過程，將單個(gè)標(biāo)識(shí)的可監(jiān)控范圍僅限于負(fù)90度到正90度的范圍擴(kuò)展到了 O度到360度的無縫連接范圍，克服了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)或者是鍵盤或者是單一平面標(biāo)識(shí)在實(shí)現(xiàn)對(duì)全景視頻的展示與交互過程存在盲區(qū)的缺陷；二、本發(fā)明通過采用一個(gè)至少具有兩個(gè)標(biāo)識(shí)的參考物替代傳統(tǒng)的鼠標(biāo)或者是鍵盤實(shí)現(xiàn)對(duì)全景視頻的展示與交互過程，克服了傳統(tǒng)鼠標(biāo)或者是鍵盤容易受到位置空間的限制，具有使用方便、靈活的特點(diǎn)，同時(shí)具有操作更加自由的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明一種全景視頻的展示與交互方法的第一具體實(shí)施例流程圖；圖2是本發(fā)明一種全景視頻的展示與交互方法的第二具體實(shí)施例流程圖；圖3是本發(fā)明一種全景視頻的展示與交互方法的第三具體實(shí)施例流程圖；圖4是本發(fā)明一種全景視頻的展示與交互方法中使用到的一個(gè)標(biāo)識(shí)示意圖，主要用于顯示單個(gè)標(biāo)識(shí)的信息；圖5是本發(fā)明一種全景視頻的展示與交互系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖6是本發(fā)明一種全景視頻的展示與交互系統(tǒng)的一個(gè)參考物示意圖，主要用于顯示參考物每個(gè)面的標(biāo)識(shí)信息。其中1、標(biāo)識(shí)；1_1、位置探測標(biāo)識(shí)；1_2、信息編碼標(biāo)識(shí)；2、參考物；3、圖像采集設(shè)備；4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備；5、視頻處理設(shè)備；6、全景視頻播放設(shè)備。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下請(qǐng)參閱圖1，一種全景視頻的展示與交互方法的第一具體實(shí)施例，包括如下步驟步驟101、選取一個(gè)至少具有兩個(gè)面的參考物2，在參考物2的每個(gè)面上設(shè)置一個(gè)標(biāo)識(shí)I ;步驟102、使用多相機(jī)采用同步拍攝方式采集全景數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些原始全景數(shù)據(jù)進(jìn)行校正、拼接融合、視頻壓縮編碼處理，生成全景視頻；步驟103、將全景視頻作為紋理渲染到3D幾何模型(3D幾何模型一般選取球體、圓柱體或者是其他立體模型)上，暫存于視頻處理設(shè)備5中，以備步驟105使用；步驟104、在標(biāo)識(shí)I與上述3D幾何模型之間建立映射關(guān)系；步驟105、利用圖像采集設(shè)備3采集步驟101中參考物的信息，將采集到的參考物圖像導(dǎo)入視頻處理設(shè)備5，利用視頻處理設(shè)備5提取上述標(biāo)識(shí)I的坐標(biāo)、姿態(tài)信息，并利用步驟104所建立的映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)參考物I與上述全景視頻之間的展示與交互。請(qǐng)參閱圖2、圖4，一種全景視頻的展示與交互方法的第二具體實(shí)施例，包括如下步驟步驟201、選取一個(gè)正六面體的參考物2，在參考物2的每個(gè)面上設(shè)置一個(gè)標(biāo)識(shí)I ;在這里，如圖4所示，標(biāo)識(shí)I由位置探測標(biāo)識(shí)1-1和信息編碼標(biāo)識(shí)1-2組成，其中位置探測標(biāo)識(shí)1-1為一個(gè)具有一定寬度的黑色方塊，呈現(xiàn)“ 口 ”字結(jié)構(gòu)，信息編碼標(biāo)識(shí)1-2為一個(gè)特定的圖案、數(shù)值、、字母或者是漢字，在本具體實(shí)施例中，信息編碼標(biāo)識(shí)1-2為一個(gè)大寫的字母“A”；步驟202、使用多相機(jī)同步拍攝方式采集全景數(shù)據(jù)，后對(duì)這些原始全景數(shù)據(jù)進(jìn)行校正、拼接融合、視頻壓縮編碼處理，生成全景視頻；步驟203、將全景視頻作為紋理渲染到3D幾何模型上，暫存于視頻處理設(shè)備5中，以備步驟205使用；步驟204、在標(biāo)識(shí)I與上述3D幾何模型之間建立線性映射關(guān)系；進(jìn)一步在本具體實(shí)施例中，所采用的線性映射關(guān)系可以通過下面函數(shù)方程表述
權(quán)利要求
1.一種全景視頻的展示與交互方法，其特征在于包括如下步驟 選取一個(gè)至少具有兩個(gè)面的參考物，在所述參考物的每個(gè)面上設(shè)置一個(gè)標(biāo)識(shí)； 將全景視頻作為紋理渲染到3D幾何模型上； 在所述標(biāo)識(shí)與所述3D幾何模型之間建立映射關(guān)系； 采集所述參考物的信息，提取所述標(biāo)識(shí)的信息，并利用所述映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)所述參考物與所述3D幾何模型之間的展示與交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全景視頻的展示與交互方法，其特征在于所述每個(gè)標(biāo)識(shí)由位置探測標(biāo)識(shí)和信息編碼標(biāo)識(shí)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全景視頻的展示與交互方法，其特征在于所述位置探測標(biāo)識(shí)為矩形、正方形、或者是正多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全景視頻的展示與交互方法，其特征在于所述參考物為正六面體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全景視頻的展示與交互方法，其特征在于所述映射關(guān)系為線性關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全景視頻的展示與交互方法，其特征在于所述映射關(guān)系為非線性關(guān)系。
7.—種全景視頻的展示與交互系統(tǒng)，包括全景視頻播放設(shè)備、與所述全景視頻播放設(shè)備連接的視頻處理裝置、與所述視頻處理設(shè)備連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備；以及與所述視頻處理設(shè)備連接的控制設(shè)備；其特征在于所述控制設(shè)備包括參考物和圖像采集設(shè)備；其中所述參考物不少于兩個(gè)面，且每個(gè)面上設(shè)置至少一個(gè)標(biāo)識(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全景視頻的展示與交互系統(tǒng)，其特征在于所述參考物為正六面體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全景視頻的展示與交互系統(tǒng)，其特征在于所述每個(gè)標(biāo)識(shí)由位置探測標(biāo)識(shí)和信息編碼標(biāo)識(shí)組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的全景視頻的展示與交互系統(tǒng)，其特征在于所述位置探測標(biāo)識(shí)為“ 口”字結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全景視頻的展示與交互系統(tǒng)及方法，涉及全景視頻展示與交互技術(shù)領(lǐng)域；其方法包括如下步驟選取一個(gè)至少具有兩個(gè)面的參考物，在所述參考物的每個(gè)面上設(shè)置一個(gè)標(biāo)識(shí)；將全景視頻作為紋理渲染到3D幾何模型上；在所述標(biāo)識(shí)與所述3D 幾何模型之間建立映射關(guān)系；采集所述參考物的信息，提取所述標(biāo)識(shí)的信息，并利用所述映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)所述參考物與所述3D幾何模型之間的展示與交互。本發(fā)明通過采用多個(gè)標(biāo)識(shí)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鼠標(biāo)、鍵盤或者是單一平面標(biāo)識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)全景視頻的展示與交互，克服了傳統(tǒng)單一標(biāo)識(shí)在全景視頻的展示與交互過程中存在盲區(qū)的缺陷，可以使操作者得到更好的沉浸式體驗(yàn)效果；同時(shí)具有操作靈活、方便、自由的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06T15/00GK102945563SQ20121036594
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者郭曉冬, 李鵬, 陳遇, 李建宇, 段文興 申請(qǐng)人:天津游奕科技有限公司