專利名稱：基于標記特征的攝像機升降格特效拍攝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機視頻處理領域；具體涉及一種提取視頻中各幀的特征，找出兩部視頻正確的對應關系，再對使用升降格手法拍攝的視頻進行篩選、處理實現(xiàn)影視特效的方法。
背景技術：
影視作品中經(jīng)常出現(xiàn)同一個人多次出現(xiàn)在同一段視頻中，并以不同的速度做各種不同的動作；這屬于影視特效的一種，該特效運用了升降格拍攝手法，并加以后期視頻處理實現(xiàn)。升降格拍攝分為升格拍攝和降格拍攝，其中升格拍攝是提升攝像機的幀率進行拍攝，以正常速度回放，得到慢動作效果；降格拍攝是降低攝像機的幀率進行拍攝，以正常速度回放，得到快動作效果。升降格拍攝的工作原理是通過減少或增加每秒鐘拍攝視頻幀數(shù)，達到操作畫面播放速度的效果。上述所提到的同一個人多次出現(xiàn)在同一段視頻的影視特效中，使用機械手搭載攝像機在特定的軌道上以正常的移動速度和拍攝速度拍攝一次；再以雙倍的移動速度在同樣的軌道上進行升格拍攝，得到兩段視頻；假設機械手以理想的雙倍速度運動(如圖1，下方線條是正常移動速度，上方線條是理想雙倍移動速度)，得到的兩段視頻是間隔對應的關系。但是目前的機械設備精度有限，無法實現(xiàn)理想的雙倍運行速度(如圖2，下方線條是正常移動速度，上方線條是實際雙倍移動速度)，導致按間隔對應關系找出的視頻不是所需要的，對應關系發(fā)生混亂。因此需要專業(yè)人員用肉眼挑選視頻，以確定對應關系。這種手動方式缺點在于工作量極大，面對幾千或幾萬幀的視頻時，需要消耗極大的人力和物力；且當工作量過大時，人為挑選難免造成誤差。

發(fā)明內容
發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決運用升降格手法拍攝的兩段視頻，人工無法找出完美的對應關系的問題，提供了一種采用計算機運算的基于標記特征的攝像機升降格特效拍攝方法。技術方案:為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的一種基于標記特征的攝像機升降格特效拍攝方法，該方法的具體步驟如下:(I)使用帶軌道的多軸機械手搭載攝像機，設定攝像機的拍攝路徑；(2)在場景綠幕上任意貼一些標記物；(3)攝像機按照相同的路徑，不同的運動速度，使用升降格拍攝方法拍攝兩次，得到視頻A和視頻B ；(4)分別對視頻A和視頻B進行處理，得到各視頻的標記特征；(5)比對視頻A與視頻B各幀中標記特征，根據(jù)標記特征找出視頻A和視頻B的對應關系；
(6)按視頻A的拍攝速度、移動速度和運動軌跡拍攝有演員參與的視頻C ;按視頻B的拍攝速度、移動速度和運動軌跡拍攝演員參與的視頻D，將視頻C、視頻D按照視頻A、視頻B的對應關系進行處理，實現(xiàn)同一場景中出現(xiàn)同一個人以不同的運動速度做動作的特效。本發(fā)明中所述步驟(4)中對于視頻A和視頻B進行處理的方法如下:(A)將視頻由彩色轉換成灰度；(B)使用平滑技術降低綠幕褶皺、變形、污潰對判斷的影響；(C)使用大津分割法將大的標記物從背景綠幕中分割出來；(D)使用輪廓提取得到標記的輪廓，再計算輪廓的重心、周長、長軸、短軸。本發(fā)明中所述步驟(2)中的標記物為顏色與場景綠幕區(qū)別分明的、任意規(guī)則幾何形狀的標記物。所述不同顏色或不同形狀的標記物可單獨使用或混合使用。有益效果:本發(fā)明的優(yōu)點如下:本發(fā)明通過在場景綠幕上貼標記物，拍攝兩段標記物視頻，用計算機獲取標記特征信息并對其進行分析對比，從而得出兩段視頻的對應關系；再拍攝兩段演員參與的視頻，直接運用已得出的對應關系對視頻進行處理，能夠得到精確的視頻對應關系，避免了肉眼挑選導致的錯誤和瑕疵的產(chǎn)生。


圖1為理想狀態(tài)下使用帶軌道的多軸機械手搭載攝像機拍攝兩段視頻的時間速度線條圖。圖2為現(xiàn)實狀態(tài)下使用帶軌道的多軸機械手搭載攝像機拍攝兩段視頻的時間速度線條圖。圖3為實施例中綠幕上粘貼一些預先做好的標記物體進行拍攝的示意圖。圖4為實施例中彩色視頻轉換成灰度視頻后的原視頻。圖5為實施例中原視頻進行平滑處理后的平滑后視頻。圖6為實施例中原視頻進行二值化處理后的二值化后視頻。圖7為實施例中視頻幀中的每個點考慮其上、下、左、右的八個鄰點的示意圖。圖8為實施例中視頻A和視頻B中視頻幀進行匹配的示意圖。圖9為實施例的工作流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。實施例本實施例公開了一種基于標記特征的攝像機升降格特效拍攝方法，該方法的具體步驟如下:(I)使用帶軌道的多軸機械手搭載攝像機，設定攝像機的拍攝路徑；(2)在場景綠幕上任意貼一些標記物(如圖3，圖3中I為綠幕，2為標記物，3為攝像機，4為軌道)，其中標記物為圓形和方形；
(3)攝像機按照相同的路徑，按正常的移動速度和拍攝速度采集視頻A，再以近似雙倍的運行速度升格拍攝獲取視頻B ；(4)分別對視頻A和視頻B進行處理，得到各視頻的標記特征；處理的方法如下:(A)將彩色視頻轉換成灰度視頻(如圖4)，像素是構成視頻中每一幀的最小單元，彩色像素由RGB三通道像素合成而來，遍歷彩色像素點提取R通道的像素值，得到單通道R的灰度視頻。(B)平滑去噪:使用平滑操作過濾視頻上的一些噪聲干擾，對于(X，y)點的平滑公式可表示為:
權利要求
1.一種基于標記特征的攝像機升降格特效拍攝方法，其特征在于:該方法的具體步驟如下: (1)使用帶軌道的多軸機械手搭載攝像機，設定攝像機的拍攝路徑； (2)在場景綠幕上任意貼一些標記物； (3)攝像機按照相同的路徑，不同的運動速度，使用升降格拍攝方法拍攝兩次，得到視頻A和視頻B ； (4)分別對視頻A和視頻B進行處理，得到各視頻的標記特征； (5)比對視頻A與視頻B各巾貞中標記特征,根據(jù)標記特征找出視頻A和視頻B的對應關系; (6)按視頻A的拍攝速度、移動速度和運動軌跡拍攝有演員參與的視頻C;按視頻B的拍攝速度、移動速度和運動軌跡拍攝演員參與的視頻D，將視頻C、視頻D按照視頻A、視頻B的對應關系進行處理，實現(xiàn)同一場景中出現(xiàn)同一個人以不同的運動速度做動作的特效。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于標記特征的攝像機升降格特效拍攝方法，其特征在于:所述步驟(4)中對于視頻A和視頻B進行處理的方法如下: (A)將視頻由彩色轉換成灰度； (B)使用平滑技術降低綠幕褶皺、變形、污潰對判斷的影響； (C)使用大津分割法將大的標記物從背景綠幕中分割出來； (D)使用輪廓提取得到標記的輪廓，再計算輪廓的重心、周長、長軸、短軸。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于標記特征的攝像機升降格特效拍攝方法，其特征在于:所述步驟(2)中的標記物為顏色與場景綠幕區(qū)別分明的、任意規(guī)則幾何形狀的標記物。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于標記特征的攝像機升降格特效拍攝方法，其特征在于:所述不同顏色或不同形狀的標記物可單獨使用或混合使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于標記特征的攝像機升降格特效拍攝方法，該方法通過在場景綠幕上貼標記物，拍攝兩段標記物視頻，用計算機獲取標記特征信息并對其進行分析對比，從而得出兩段視頻的對應關系；再拍攝兩段演員參與的視頻，直接運用已得出的對應關系對視頻進行處理，能夠得到精確的視頻對應關系，避免了肉眼挑選導致的錯誤和瑕疵的產(chǎn)生。
文檔編號H04N9/04GK103200364SQ201310074960
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權日2013年3月11日
發(fā)明者魏毅, 姜兆民, 朱登明, 王兆其 申請人:太倉中科信息技術研究院