SISTEMA DE INSERCION VIRTUAL EN UNA SECUENCIA DE VIDEO.

Sistema de televisión para sustituir una región objetivo en imágenes de video sucesivas por un modelo coincidente insertable en la región objetivo,

comprendiendo este sistema:

- al menos una cámara de televisión (10a, 10b, 10c) para producir una secuencia de imagen de video de una escena;

- medios de tratamiento de imágenes difundidas para recibir las imágenes de video y añadir de forma selectiva capas de gráficos y de efectos especiales a las imágenes de video para producir una alimentación a difundir; y

- medios de inserción virtual (22), alejados de los medios de tratamiento de imágenes difundidas, que recibirán la alimentación a difundir y modificarán la alimentación difundida sustituyendo una región objetivo de las imágenes de video por un modelo de sustitución adecuado; y

medios de vigilancia de los elementos gráficos y efectos especiales añadidos para producir las imágenes de video de la alimentación difundida y de producción de una salida que indica que una imagen de video recibida por los medios de inserción virtual no debe ser modificada, basándose en la naturaleza de los elementos gráficos y de los efectos especiales añadidos a la imagen de video

Sistema de inserción virtual en una secuencia de video.

La presente invención se refiere a los sistemas de inserción virtual en una secuencia de video y, en particular, a un sistema que permite realizar la inserción virtual cadena abajo del sitio de origen en la cadena de distribución de un programa de televisión.

Las expresiones "sistema de inserción virtual" describen un sistema que sustituye, en una secuencia de video de una escena (por ejemplo procedente de una cámara de video o de una grabadora), una región o zona objetivo de la imagen de video por un modelo de sustitución apropiado, adecuado para insertarlo en la región objetivo, por ejemplo una representación de un modelo memorizado. La secuencia de video puede ser por ejemplo un partido de futbol o una carrera de stock car con paneles comerciales en la escena. El proceso de inserción virtual comprende la sustitución del "objetivo", por ejemplo un panel particular de publicidad para un primer producto, en la escena, por una representación de un panel diferente, que hace publicidad de un segundo producto, de modo que un producto comercial diferente es objeto de publicidad en la escena. Esto puede realizarse de forma que la parte sustituida se adapte prácticamente sin solución de continuidad en la imagen de base y que un espectador no pueda constatar que se trata de una sustitución.

En los sistemas de inserción virtual existentes, una representación del objetivo, es decir la parte seleccionada de la escena que debe sustituirse, se guarda en una memoria. Se calculan la posición, el tamaño y la perspectiva del objetivo. El modelo memorizado se transforma geométricamente para adaptarlo al tamaño y a la perspectiva estimadas del objetivo correspondiente en la imagen actual de la escena, para adaptarla a las propiedades radiométricas del objetivo. Finalmente, el modelo transformado se inserta en la imagen actual para sustituir al objetivo. No es necesario que el modelo transformado sea una imagen de muestra; puede ser un elemento gráfico con dos o tres dimensiones, animado o no. Los sistemas de este tipo se describen, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nº 5 264 933, 5 363 392, 5 436 672 y 5 543 856 y la Patente Francesa n 94-05895 a las que podremos remitirnos para tener una descripción más completa del proceso de inserción virtual.

Los sistemas de inserción virtual pertenecen a dos tipos de base, los sistemas con cámara instrumentada y los sistemas de reconocimiento de imágenes. El procedimiento utilizado para obtener una estimación de la posición, del tamaño y de la perspectiva de un objetivo cambia según la cámara esté instrumentada o no. En un sistema instrumentado, se utilizan sensores para medir los parámetros de funcionamiento de la cámara, tales como el azimut, la elevación, en enfoque y el zoom (pan, tilt, focus y zoom). El emplazamiento, el tamaño y la perspectiva del objetivo se determinan a partir de las salidas de los sensores. Si las cámaras no están instrumentadas, se utiliza el reconocimiento de imágenes para detectar y seguir la o las zonas apropiadas de las imágenes actuales de la escena para obtener los parámetros requeridos y la o las zonas a sustituir en tiempo real.

La figura 1 indica esquemáticamente la cadena de distribución típica de un programa de televisión. Varias cámaras 10 se enfocan sobre una escena S y transmiten lo que se llama una alimentación "limpia limpia" o "clean clean", sin elementos gráficos o efectos especiales, a una sala o camión de control móvil 12, generalmente situado en el sitio del evento. La sala de control 12 selecciona la imagen que se difundirá utilizando un multiplexor o un módulo de conmutación. El multiplexor genera también una señal codificada, llamada señal "tally" que identifica la cámara que se utiliza para producir esta imagen particular. Por razones económicas y estéticas, solamente algunas cámaras están instrumentadas mediante sensores y el cierre de la "tally" de las cámaras indica qué cámara está activa o en el aire en cualquier momento dado. También pueden generarse señales para indicar si una capa gráfica determinada o un efecto especial se utiliza en un momento dado. Según la terminología habitual, una alimentación "clean clean" solamente contiene las señales de la cámara, mientras que una alimentación "clean" contiene una capa gráfica y/o un efecto especial (por ejemplo una redifusión a cámara lenta). Con ayuda de un equipo de video convencional, la sala de control puede añadir capas gráficas y/o efectos especiales para proporcionar la imagen final. Se denomina "alimentación sucia" o "dirty feed" a una alimentación que contiene la imagen suministrada por la cámara más todas las capas gráficas y efectos especiales, que es enviada al estudio de la red 16 mediante un satélite 14. El papel principal del estudio de red es difundir las imágenes, a través de un satélite 17, con estaciones hijas 18. Estas estaciones, a su vez, difunden las imágenes al público, indicado mediante receptores de televisión individuales 19.

En algunos sistemas comerciales actuales, se utilizan las cámaras en modo conmutado, realizándose el tratamiento de la imagen "antes" del multiplexor o del conmutador. En estos sistemas anteriores, el director en la sala de control móvil puede elegir entre dos señales procedentes de la cámara A, la señal A y la señal A' que es una señal tratada anteriormente en el sitio y retardada con respecto a la señal A.

Se han utilizando, o son potencialmente utilizables, varios enfoques diferentes para realizar la inserción virtual en lo que concierne al emplazamiento donde se realiza la inserción virtual. Un primer enfoque, que se denominará sistema monocámara de vía ascendente (uplink) y que se muestra en la figura 2, utiliza un sistema o configuración en el que el sistema de inserción virtual está en el sitio; las imágenes de video (y eventualmente los datos de los sensores) son tratados localmente en el sitio, es decir son enviados a la sala de control o al camión de un difusor externo colocado en el sitio y son tratados allí. Éste es el enfoque habitual en varios sistemas de inserción virtual comerciales.

En la figura 2, las cámaras 10a, 10b y 10c están conectadas a un multiplexor 31 y un sistema de tratamiento de imágenes 21 está situado entre las cámaras y el multiplexor 31. La figura 2 pretende abarcar el caso genérico, es decir las cámaras instrumentadas y no instrumentadas. Una señal de imagen y una señal de salida de los sensores estarán previstas para cada cámara instrumentada. Se muestra un solo sistema de tratamiento de imágenes, pero habitualmente hay un procesador por cada cámara. Un módulo de inserción virtual 22 del tipo descrito anteriormente sustituye la parte apropiada (el objetivo) de la imagen de video por el modelo, por ejemplo por la publicidad deseada. En su implementación comercial, un módulo de inserción virtual separado está asociado a cada cámara, esté o no la cámara en el aire, para producir una alimentación distinta utilizada en el resto de la cadena. Los módulos de inserción virtual 22 están en el sitio y conectados a cada cámara, cuando se utiliza más de una cámara. El director en la sala de control puede elegir entre una imagen "clean clean" que procede directamente de la cámara y una imagen retardada después del tratamiento mediante el sistema de tratamiento de imágenes 21 y el módulo de inserción virtual 22; el multiplexor 31 permite conmutarlas. El multiplexor 31 está situado en una sala de control móvil o un camión 30 con un equipo de video convencional 32. El equipo de video 32 se utiliza para añadir capas gráficas, efectos especiales y efectos que no proceden de la cámara, tales como una repetición, a las imágenes de salida procedentes del multiplexor 31. Las imágenes son enviadas al estudio de red 40 y retransmitidas a las estaciones hijas 50. Los inconvenientes de este enfoque son que es preciso un sistema de inserción virtual o de sustitución para cada cámara y la operación de inserción virtual debe realizarse en el sitio, lo que exige un número elevado de técnicos en el sitio.

La figura 3, en la que los elementos correspondientes a los mostrados en la figura 2 llevan los mismos números de referencia, muestra una configuración multicámara de vía ascendente. En esta configuración, el módulo de inserción virtual 22 está situado en un camión en el sitio y admite entradas procedentes de cámaras múltiples (por ejemplo las cámaras 10a, 10b y 10c) y trata la alimentación "limpia" de la cámara activa, identificada por la "tally" procedente de...

1. Sistema de televisión para sustituir una región objetivo en imágenes de video sucesivas por un modelo coincidente insertable en la región objetivo, comprendiendo este sistema:

medios de vigilancia de los elementos gráficos y efectos especiales añadidos para producir las imágenes de video de la alimentación difundida y de producción de una salida que indica que una imagen de video recibida por los medios de inserción virtual no debe ser modificada, basándose en la naturaleza de los elementos gráficos y de los efectos especiales añadidos a la imagen de video.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de tratamiento de imágenes están situados en una sala de control en el sitio de la cámara y la alimentación difundida está constituida por imágenes de video en formato digital.

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el sistema comprende varias cámaras (10a, 10b, 10c) activables y medios para determinar cual de las cámaras esta activa actualmente y para producir una salida correspondiente y los medios de inserción virtual sustituyen la parte objetivo de la imagen de video procedente de la cámara activa, a partir de esta salida.

4. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque los medios de enrutamiento se sitúan por separado de la sala de control móvil para, durante un calibrado del sistema, recibir la alimentación difundida y dirigir de forma individual las alimentaciones procedentes de las diferentes cámaras y para suministrar de forma selectiva en la salida una de las alimentaciones.

5. Sistema de acuerdo con la reivindicación 2, con varias cámaras, caracterizado porque comprende medios para generar señales de cierre de cámara para indicar cual de las cámaras está activa y medios para vigilar las señales de cierre de cámara y determinar si una señal de cierre de cámara ha sido recibida por la cámara cuya imagen de video está siendo recibida por los medios de inserción virtual.

6. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque tiene varias cámaras instrumentadas que tienen cada una sensores asociados que producen datos operativos concernientes a la cámara respectiva y el sistema comprende además medios para enviar estos datos operativos a los medios de inserción virtual con vistas a la sustitución de la parte objetivo de una imagen de video de la alimentación difundida por un modelo de sustitución compatible con los datos operativos.

7. Sistema de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los datos operativos conciernen a las características de cámara llamadas panorámica, inclinación, enfoque y zoom.

8. Sistema de televisión para sustituir una región objetivo en imágenes de video sucesivas por un modelo coincidente insertable en la región objetivo, que comprende:

comprendiendo los medios de control locales medios lógicos para vigilar los elementos gráficos y efectos especiales añadidos para producir las imágenes de video de la alimentación difundida y para suministrar una salida que indica que una imagen de video recibida por los medios de inserción virtual no debe ser modificada, basándose en la naturaleza de los elementos gráficos y de los efectos especiales añadidos a la imagen de video recibida.

9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 8, cuyos medios de control locales comprenden medios para determinar cual de las cámaras está actualmente activa y para producir una salida correspondiente y cuyos medios de inserción virtual reciben una señal de control en función de esta salida y sustituyen la parte objetivo de la imagen de video de la alimentación difundida procedente de la cámara identificada como activa.

10. Sistema de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque los medios de control locales comprenden medios de enrutamiento para, durante un calibrado del sistema, recibir la alimentación difundida y dirigir de forma individual a las alimentaciones procedentes de las diferentes cámaras y para suministrar de forma selectiva en la salida una de las alimentaciones.

11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la sala de control móvil comprende medios para generar señales de cierre de cámara para indicar cual de las cámaras está activa y medios para vigilar las señales de cierre de cámara y determinar si una señal de cierre de cámara ha sido recibida por la cámara cuya imagen de video está siendo recibida por los medios de inserción virtual y para enviar una señal correspondiente a los medios de inserción virtual.

12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de control lógico suministran una salida que indica que la segunda de dos cámaras en el tiempo está activa cuando las señales de salida procedentes de una cámara temporalmente primera y de una cámara temporalmente segunda son recibidas al mismo tiempo.

13. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 u 8, caracterizado porque la salida se produce cuando un efecto especial añadido es incompatible con el modelo de sustitución o cuando un efecto especial cualquiera se ha añadido a la imagen recibida para el tratamiento o también cuando una capa cualquiera de elementos gráficos añadidos es incompatible con el modelo de sustitución.