CN111163281A - 一种基于语音跟踪的全景视频录制方法及装置 - Google Patents

一种基于语音跟踪的全景视频录制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于语音跟踪的全景视频录制方法及装置，采集多路音频信号和多路视频信号，将所述多路视频信号经全景视频融合拼接，形成全景视频图像；根据所述音频信号实时估算现场说话人的声源方向；根据所述声源方向，截取所述全景视频图像中对应位置的现场说话人特写图像，并将所述现场说话人特写图像和所述全景视频图像整合，形成全景视频输出图像；将所述音频信号和全景视频输出图像，通过网络上传至上位机，或直接通过监控设备输出。本发明流程简单，可有效实现全景图像与特写图像自动生成，并具有实时性。

Description

一种基于语音跟踪的全景视频录制方法及装置
技术领域
本发明涉及一种基于语音跟踪的全景视频录制方法及装置。
背景技术
现有技术中,全景视讯的视频会议设备多数组成复杂，对发言人的录播需要人工切换,无法实现全景图像与特写图像自动生成。与本发明最相关的现有技术是发明名称为“基于全景摄像头和麦克风阵列的会议转录***”专利(专利公开号：CN 109474797 A)，该技术方案存在的不足之处在于结构复杂，全景图像与自动特写图像生成的流程复杂，实时性较差。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种基于语音跟踪的全景视频录制方法及装置，能够有效实现全景图像与特写图像自动生成。
基于同一发明构思，本发明具有两个独立的技术方案：
1、一种基于语音跟踪的全景视频录制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采集多路音频信号和多路视频信号，将所述多路视频信号经全景视频融合拼接，形成全景视频图像；
步骤2：根据所述音频信号实时估算现场说话人的声源方向；根据所述声源方向，截取所述全景视频图像中对应位置的现场说话人特写图像，并将所述现场说话人特写图像和所述全景视频图像整合，形成全景视频输出图像；
步骤3：将所述音频信号和全景视频输出图像，通过网络上传至上位机，或直接通过监控设备输出。
进一步地，步骤3中还包括：对现场说话人特写图像进行人脸识别，识别说话人身份；以及对音频信号进行识别，将语音转换成文字后进行数据存储，并对所述数据进行说话人身份标注。
进一步地，所述多路音频信号是通过麦克风阵列采集的，所述多路视频信号是通过多路视频传感器采集的。
进一步地，所述麦克风阵列由多个麦克风组成，其中1个麦克风位于圆心位置，其余麦克风沿圆周方向均匀分布；
所述多路视频传感器沿圆周方向均匀分布；
所述麦克风和视频传感器的数量、位置分布相互配合。
进一步地，步骤2中还包括：利用自适应波束形成方法对声源方向的音频信号进行增强，消除其他方向的干扰声音。
进一步地，步骤2中，所述现场说话人的声源方向是利用超分辨率谱实时估算得到的。
进一步地，步骤2中还包括：判断是否存在现场说话人；当判断没有现场说话人时，则将步骤1获得的全景视频图像作为全景视频输出图像。
进一步地，步骤3中，将音频信号和视频信号进行数据压缩后，通过网络上传至上位机。。
2、一种基于语音跟踪的全景视频录制装置，其特征在于，包括：
壳体；
设置于壳体上的麦克风阵列，用于采集多路音频信号；
设置于壳体上的多路视频传感器，用于采集多路视频信号；以及
设置于壳体内的音频视频处理装置，包括视频处理模块，音频处理模块，视频重组模块和输出模块，其中：
视频处理模块获取多路视频传感器采集的视频信号，并进行全景融合拼接，得到全景视频图像；
音频处理模块获取麦克风阵列采集的多路音频信号，实时计算说话人的声源方向，并对声源方向的语音信号进行增强，消除其他方向的干扰声音；
视频重组模块根据所述音频处理模块输出的声源方向，从全景视频图像中截取对应位置的局部图像，并将全景视频图像与截取的局部图像整合生成新的图像；
输出模块将所述音频处理模块处理后的音频数据和所述视频重组模块生成的图像进行输出。。
本发明具有的有益效果：
本发明通过麦克风阵列采集多路音频信号；通过多路视频传感器采集多路视频信号，经全景视频融合拼接，形成全景视频图像；根据音频信号实时估算现场说话人的声源方向；根据声源方向，截取所述全景视频图像中对应位置的现场说话人特写图像，并将所述现场说话人特写图像和所述全景视频图像整合，形成全景视频输出图像；将所述音频信号和全景视频输出图像的视频信号，通过网络上传至上位机，或直接通过监控设备输出。本发明流程简单，可有效实现全景图像与特写图像自动生成，并具有实时性。
本发明上位机对现场说话人特写图像进行人脸识别，识别说话人身份；对音频信号进行识别，将语音转换成文字后进行数据存储，并对所述数据进行说话人身份标注，更加方便现场记录。
本发明所述麦克风阵列由多个麦克风组成，其中1个麦克风位于圆心位置，其余麦克风沿圆周方向均匀分布；所述多路视频传感器沿圆周方向均匀分布；麦克风、视频传感器的数量、位置分布相互配合。本发明通过麦克风阵列、视频传感器设置分布，能够有效保证对声源方向的精确定位，进而保证截取特写图像的准确性。
本发明利用自适应波束形成方法对声源方向的音频信号进行增强，消除其他方向的干扰声音；利用超分辨率谱实时估算现场说话人的声源方向，能够有效保证声源方向的判定准确性和采集的现场说话人音频信号质量。
附图说明
图1是本发明基于语音跟踪的全景视频录制方法的流程图；
图2是本发明基于语音跟踪的全景视频录制装置的电路原理框图；
图3是本发明基于语音跟踪的全景视频录制装置的功能框图；
图4是本发明麦克风阵列的分布示意图；
图5是本发明全景视频图像输出示意图；
图6是本发明全景视频图像与1个特写图像输出示意图；
图7是本发明全景视频图像与2个特写图像输出示意图；
图8是本发明基于语音跟踪的全景视频录制装置的第一整体外观示意图；
图9是本发明基于语音跟踪的全景视频录制装置的第二整体外观示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
实施例一：
基于语音跟踪的全景视频录制方法
如图1所示，一种基于语音跟踪的全景视频录制方法，包括如下步骤：包括如下步骤：
步骤1：采集多路音频信号和多路视频信号，将所述多路视频信号经全景视频融合拼接，形成全景视频图像。
如图4、图8、图9所示，麦克风阵列1由多个麦克风组成，其中1个麦克风位于圆心位置，其余麦克风沿圆周方向均匀分布；如图8、图9所示，所述多路视频传感器3沿圆周方向均匀分布；麦克风、视频传感器的数量、位置分布相互配合。本实施例中，具有6路视频传感器；所述麦克风阵列由7个麦克风组成。
步骤2：根据所述音频信号实时估算现场说话人的声源方向；根据所述声源方向，截取所述全景视频图像中对应位置的现场说话人特写图像，并将所述现场说话人特写图像和所述全景视频图像整合，形成全景视频输出图像。
利用超分辨率谱实时估算现场说话人的声源方向。利用自适应波束形成方法对声源方向的音频信号进行增强，消除其他方向的干扰声音。
如图5至图7所示，判断是否存在现场说话人；当判断没有现场说话人时(即判断没有现场声源时)，则将步骤1获得的全景视频图像作为全景视频输出图像。当判断有现场说话人时，将现场说话人特写图像和所述全景视频图像整合，形成全景视频输出图像。所述现场说话人特写图像为1幅、2幅或多幅。其中101A、101B、101C为现场说话人特写图像。
步骤3：将所述音频信号和全景视频输出图像的视频信号，通过网络上传至上位机，或直接通过监控设备输出。
上位机对现场说话人特写图像进行人脸识别，识别说话人身份；对音频信号进行识别，将语音转换成文字后进行数据存储，并对所述数据进行说话人身份标注。将音频信号和视频信号进行数据压缩后，通过网络上传至上位机；或者，根据监控设备分辨率，对视频信号进行缩放输出。本实施例中，将音频信号和视频信号数据按照H.265格式编码，通过网络接口按照UDP协议发送至上位机。监控设备为HDMI设备，如果不对视频信号进行缩放，则HDMI设备直接播放原始全景视频输出图像。
实施例二：
基于语音跟踪的全景视频录制装置
如图8、图9所示，麦克风阵列1设置于壳体4顶部，麦克风阵列1用于采集多路音频信号；多路视频传感器3设置于壳体4侧面，用于采集多路视频信号。麦克风阵列1由多个麦克风组成，其中1个麦克风位于圆心位置，其余麦克风沿圆周方向均匀分布；麦克风、视频传感器的数量、位置分布相互配合。本实施例中，具有6路视频传感器；所述麦克风阵列由7个麦克风组成。壳体4上设有灯带2，灯带2沿壳体圆周方向环绕设置，壳体4下方设有三角支架5或配置底座6，线路隐藏在支架管中，美观并且防护性好。
音频视频处理装置(主板)设置于壳体内，用于实现实施例一所述述的方法。如图2、图3所示，音视频处理装置(主板)可分为四个功能模块：视频处理模块，音频处理模块，视频重组模块，输出模块。视频处理模块获取6路视频传感器采集的多路信号，并进行6目全景融合拼接，得到全景视频图像。音频处理模块获取麦克风阵列采集的7路音频信号。利用超分辨率谱估计实时计算说话人的声源方向，并利用自适应波束形成对说话人方向的语音信号进行增强，消除其他方向的干扰声音。视频重组模块根据音频处理模块输出的声源方向信息从全景视频中截取对应位置的局部图像(现场说话人特写图像)，并在内存中将全景视频图像与截取的图像根据外部显示设备分辨率生成新的图像。输出模块将音频处理模块处理后的音频数据和视频重组模块得到的图像进行输出，可以进行两路输出，一路将音视频信号压缩编码，输出格式为H.265，并通过网络协议上传到上位机；另一路可将音视频信号通过HDMI接口通过监控设备直接输出。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种基于语音跟踪的全景视频录制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采集多路音频信号和多路视频信号，将所述多路视频信号经全景视频融合拼接，形成全景视频图像；
步骤2：根据所述音频信号实时估算现场说话人的声源方向；根据所述声源方向，截取所述全景视频图像中对应位置的现场说话人特写图像，并将所述现场说话人特写图像和所述全景视频图像整合，形成全景视频输出图像；
步骤3：将所述音频信号和全景视频输出图像，通过网络上传至上位机，或直接通过监控设备输出。
2.根据权利要求1所述的基于语音跟踪的全景视频录制方法，其特征在于，步骤3中还包括：对现场说话人特写图像进行人脸识别，识别说话人身份；以及对音频信号进行识别，将语音转换成文字后进行数据存储，并对所述数据进行说话人身份标注。
3.根据权利要求1所述的基于语音跟踪的全景视频录制方法，其特征在于：所述多路音频信号是通过麦克风阵列采集的，所述多路视频信号是通过多路视频传感器采集的。
4.根据权利要求3所述的基于语音跟踪的全景视频录制方法，其特征在于：所述麦克风阵列由多个麦克风组成，其中1个麦克风位于圆心位置，其余麦克风沿圆周方向均匀分布；
所述多路视频传感器沿圆周方向均匀分布；
所述麦克风和视频传感器的数量、位置分布相互配合。
5.根据权利要求1所述的基于语音跟踪的全景视频录制方法，其特征在于，步骤2中还包括：利用自适应波束形成方法对声源方向的音频信号进行增强，消除其他方向的干扰声音。
6.根据权利要求1所述的基于语音跟踪的全景视频录制方法，其特征在于：步骤2中，所述现场说话人的声源方向是利用超分辨率谱实时估算得到的。
7.根据权利要求1所述的基于语音跟踪的全景视频录制方法，其特征在于，步骤2中还包括：判断是否存在现场说话人；当判断没有现场说话人时，则将步骤1获得的全景视频图像作为全景视频输出图像。
8.根据权利要求1所述的基于语音跟踪的全景视频录制方法，其特征在于：步骤3中，将音频信号和视频信号进行数据压缩后，通过网络上传至上位机。
9.一种基于语音跟踪的全景视频录制装置，其特征在于，包括：
壳体；
设置于壳体上的麦克风阵列，用于采集多路音频信号；
设置于壳体上的多路视频传感器，用于采集多路视频信号；以及
设置于壳体内的音频视频处理装置，包括视频处理模块，音频处理模块，视频重组模块和输出模块，其中：
视频处理模块获取多路视频传感器采集的视频信号，并进行全景融合拼接，得到全景视频图像；
音频处理模块获取麦克风阵列采集的多路音频信号，实时计算说话人的声源方向，并对声源方向的语音信号进行增强，消除其他方向的干扰声音；
视频重组模块根据所述音频处理模块输出的声源方向，从全景视频图像中截取对应位置的局部图像，并将全景视频图像与截取的局部图像整合生成新的图像；
输出模块将所述音频处理模块处理后的音频数据和所述视频重组模块生成的图像进行输出。
10.根据权利要求9所述的基于语音跟踪的全景视频录制装置，其特征在于：所述壳体上还设有灯带，灯带沿壳体圆周方向环绕设置。
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