CN109238238B - 舞台表演者自动定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种舞台表演者自动定位系统，包括：反射机构，包括水平转动支架、垂直转动支架和反射镜框，所述水平转动支架用于带动所述反射镜框水平方向转动，所述垂直转动支架用于带动所述反射镜框垂直方向转动；照明光源，用于向所述反射机构中的反射镜框投掷照明光，以便于所述反射机构中的反射镜框反射到舞台上；水平驱动设备，与所述水平转动支架连接，用于基于所述水平偏差数值确定对应的水平驱动信号，所述水平驱动信号用于驱动所述水平转动支架转动以和所述垂直转动支架一起使得反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者。通过本发明，能够为舞台上特定造型的表演者提供定位解决方案。

Description

舞台表演者自动定位系统

技术领域

本发明涉及自动定位领域，尤其涉及一种舞台表演者自动定位系统。

背景技术

由于表演追求的层次化和多样化，经常出现大场面的表演场景，这些表演场景对表演人员的数量需求众多，这相应带来了各个表演人员在表演场合上的定位问题。

常见的定位方式是，在舞台的台面上设置各个反光标签，这样，舞台表演者只需要寻找到自己的反光标签即可完成对自己的表演位置的定位，这种方式对于简单的表演场景来说非常有效，但如果对于需要多次站位的复杂表演场景来说，不可能放置太多反光标签在舞台台面上，因而，舞台表演者同样出现定位困难的问题，由于对于各位主要演员来说。

发明内容

为了解决当前无法对舞台上特定造型的表演者进行主动定位的技术问题，本发明提供了一种舞台表演者自动定位系统，基于预设人物造型从图像中鉴别出与预设人物造型对应的表演者目标的相对位置，基于所述相对位置采用相对照明光源较为轻盈的反射机构反射照明光的方式进行追光操作，从而提高了追光操作的精度；基于图像信号的频域分布情况，实现对图像的自适应频域分割处理，在此基础上，还采用了基于信噪比大小的相应力度的边缘增强处理，提高了图像处理的智能化水准；基于图像内部的像素点的亮度值变化的剧烈程度，确定相应的图像分割策略，以及基于分割碎片的信噪比情况确定进行背景分割的阈值大小，能够获取准备剥离背景后的前景检测图像。

根据本发明的一方面，提供了一种舞台表演者自动定位系统，所述系统包括：

反射机构，包括水平转动支架、垂直转动支架和反射镜框，所述水平转动支架与所述反射镜框连接，用于带动所述反射镜框水平方向转动，所述垂直转动支架与所述反射镜框连接，用于带动所述反射镜框垂直方向转动；

照明光源，设置在所述反射机构的对面，用于向所述反射机构中的反射镜框投掷照明光，以便于所述反射机构中的反射镜框反射到舞台上。

更具体地，在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：

水平驱动设备，与所述水平转动支架连接，用于接收水平偏差数值，并基于所述水平偏差数值确定对应的水平驱动信号，所述水平驱动信号用于驱动所述水平转动支架转动以和所述垂直转动支架一起使得反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者。

更具体地，在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：

垂直驱动设备，与所述垂直转动支架连接，用于接收垂直偏差数值，并基于所述垂直偏差数值确定对应的水平驱动信号，所述垂直驱动信号用于驱动所述垂直转动支架转动以和所述水平转动支架一起使得反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者。

更具体地，在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：

数据捕获设备，设置在舞台上方，用于对舞台环境进行图像数据捕获，以获得相应的舞台环境图像，并输出所述舞台环境图像；

数据提取设备，与所述数据捕获设备连接，用于接收所述舞台环境图像，获取所述舞台环境图像的各个像素点的各个亮度值，对所述各个亮度值执行均方差计算，将获得的均方差的数值作为参考数据输出。

更具体地，在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：

数据分割设备，与所述数据提取设备连接，用于接收所述舞台环境图像和所述参考数据，基于所述参考数据对所述舞台环境图像进行均匀式分割，以获得多个分割碎片，其中，所述参考数据越大，对所述舞台环境图像进行均匀式分割获得的分割碎片的数量越多；

信噪比检测设备，与所述数据分割设备连接，用于接收所述多个分割碎片，针对每一个分割碎片，检测所述分割碎片中幅值排名前五的五种噪声类型，基于所述五种噪声类型分别对应的幅值确定所述分割碎片的信噪比，并基于所述分割碎片的信噪比确定对所述分割碎片进行背景分割的阈值大小；

背景剥离设备，与所述信噪比检测设备连接，用于针对每一个分割碎片，基于确定的阈值对所述分割碎片执行背景分割处理以获得对应的前景碎片，并将各个分割碎片的各个前景碎片进行拟合，以获得前景检测图像，并输出所述前景检测图像；

自适应均衡设备，与所述背景剥离设备连接，用于接收所述前景检测图像，并对所述前景检测图像进行自适应均衡处理，以获得相应的均衡图像，并输出所述均衡图像；

频域分析设备，与所述自适应均衡设备连接，用于接收所述均衡图像，将频域分成若干个均匀的频段，对所述均衡图像进行频域分析，以确定所述均衡图像占据的位于高频范围内的一个或多个频段，并将所述一个或多个频段作为一个或多个已检测频段输出；

细节检测设备，与所述频域分析设备连接，用于接收所述均衡图像和所述一个或多个已检测频段，从所述均衡图像中滤除所述一个或多个已检测频段的相应信号以获得并输出剩余轮廓图像，还用于将从所述均衡图像中剥离所述剩余轮廓图像后的图像作为细节检测图像输出；

自适应强化设备，与所述细节检测设备连接，用于接收所述均衡图像、所述剩余轮廓图像和所述细节检测图像，测量所述均衡图像的信噪比，并基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同力度的边缘增强处理，以获得对应的边缘处理图像；

频域合并设备，与所述自适应强化设备连接，用于将所述边缘处理图像与所述剩余轮廓图像进行频域合并处理，以获得并输出对应的频域合并图像；

表演者鉴别设备，与所述频域合并设备连接，用于接收所述频域合并图像，并基于预设人物造型从所述频域合并图像中鉴别出与预设人物造型对应的表演者目标，确定所述表演者目标的形心在所述频域合并图像中的位置，并将所述位置转换成所述水平偏差数值和所述垂直偏差数值。

更具体地，在所述舞台表演者自动定位系统中：在所述表演者鉴别设备中，所述预设人物造型为设定的反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者的对应造型。

更具体地，在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：MS存储芯片，分别与所述信噪比检测设备和所述背景剥离设备连接，用于存储所述信噪比检测设备确定的各个分块碎片的各个阈值。

更具体地，在所述舞台表演者自动定位系统中：所述数据提取设备、所述数据分割设备、所述信噪比检测设备和所述背景剥离设备被集成在同一块集成电路板上。

更具体地，在所述舞台表演者自动定位系统中：在所述自适应强化设备中，基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同力度的边缘增强处理包括：所述信噪比越小，对所述细节检测图像执行的边缘增强处理的力度越大。

具体实施方式

下面将对本发明的舞台表演者自动定位系统的实施方案进行详细说明。

现有技术中，舞台表演者的定位方式有反光标签定位模式和自动追光定位模式，前者适合简单的表演场景，后者适合复杂的表演场景，但是，缺乏对特定造型的表演者进行主动定位的相关机制，实际上，特定造型的表演者是观众们目光追寻的主要对象，一旦他们在舞台上的定位出现偏差，立即对整个舞台表演效果造成较大影响，相应地降低了各位观众的视觉体验。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种舞台表演者自动定位系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的舞台表演者自动定位系统包括：

反射机构，包括水平转动支架、垂直转动支架和反射镜框，所述水平转动支架与所述反射镜框连接，用于带动所述反射镜框水平方向转动，所述垂直转动支架与所述反射镜框连接，用于带动所述反射镜框垂直方向转动；

照明光源，设置在所述反射机构的对面，用于向所述反射机构中的反射镜框投掷照明光，以便于所述反射机构中的反射镜框反射到舞台上。

接着，继续对本发明的舞台表演者自动定位系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：

水平驱动设备，与所述水平转动支架连接，用于接收水平偏差数值，并基于所述水平偏差数值确定对应的水平驱动信号，所述水平驱动信号用于驱动所述水平转动支架转动以和所述垂直转动支架一起使得反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者。

在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：

垂直驱动设备，与所述垂直转动支架连接，用于接收垂直偏差数值，并基于所述垂直偏差数值确定对应的水平驱动信号，所述垂直驱动信号用于驱动所述垂直转动支架转动以和所述水平转动支架一起使得反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者。

在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：

数据捕获设备，设置在舞台上方，用于对舞台环境进行图像数据捕获，以获得相应的舞台环境图像，并输出所述舞台环境图像；

数据提取设备，与所述数据捕获设备连接，用于接收所述舞台环境图像，获取所述舞台环境图像的各个像素点的各个亮度值，对所述各个亮度值执行均方差计算，将获得的均方差的数值作为参考数据输出。

在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：

数据分割设备，与所述数据提取设备连接，用于接收所述舞台环境图像和所述参考数据，基于所述参考数据对所述舞台环境图像进行均匀式分割，以获得多个分割碎片，其中，所述参考数据越大，对所述舞台环境图像进行均匀式分割获得的分割碎片的数量越多；

信噪比检测设备，与所述数据分割设备连接，用于接收所述多个分割碎片，针对每一个分割碎片，检测所述分割碎片中幅值排名前五的五种噪声类型，基于所述五种噪声类型分别对应的幅值确定所述分割碎片的信噪比，并基于所述分割碎片的信噪比确定对所述分割碎片进行背景分割的阈值大小；

背景剥离设备，与所述信噪比检测设备连接，用于针对每一个分割碎片，基于确定的阈值对所述分割碎片执行背景分割处理以获得对应的前景碎片，并将各个分割碎片的各个前景碎片进行拟合，以获得前景检测图像，并输出所述前景检测图像；

自适应均衡设备，与所述背景剥离设备连接，用于接收所述前景检测图像，并对所述前景检测图像进行自适应均衡处理，以获得相应的均衡图像，并输出所述均衡图像；

频域分析设备，与所述自适应均衡设备连接，用于接收所述均衡图像，将频域分成若干个均匀的频段，对所述均衡图像进行频域分析，以确定所述均衡图像占据的位于高频范围内的一个或多个频段，并将所述一个或多个频段作为一个或多个已检测频段输出；

细节检测设备，与所述频域分析设备连接，用于接收所述均衡图像和所述一个或多个已检测频段，从所述均衡图像中滤除所述一个或多个已检测频段的相应信号以获得并输出剩余轮廓图像，还用于将从所述均衡图像中剥离所述剩余轮廓图像后的图像作为细节检测图像输出；

自适应强化设备，与所述细节检测设备连接，用于接收所述均衡图像、所述剩余轮廓图像和所述细节检测图像，测量所述均衡图像的信噪比，并基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同力度的边缘增强处理，以获得对应的边缘处理图像；

频域合并设备，与所述自适应强化设备连接，用于将所述边缘处理图像与所述剩余轮廓图像进行频域合并处理，以获得并输出对应的频域合并图像；

表演者鉴别设备，与所述频域合并设备连接，用于接收所述频域合并图像，并基于预设人物造型从所述频域合并图像中鉴别出与预设人物造型对应的表演者目标，确定所述表演者目标的形心在所述频域合并图像中的位置，并将所述位置转换成所述水平偏差数值和所述垂直偏差数值。

在所述舞台表演者自动定位系统中：在所述表演者鉴别设备中，所述预设人物造型为设定的反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者的对应造型。

在所述舞台表演者自动定位系统中，还包括：

MS存储芯片，分别与所述信噪比检测设备和所述背景剥离设备连接，用于存储所述信噪比检测设备确定的各个分块碎片的各个阈值。

在所述舞台表演者自动定位系统中：所述数据提取设备、所述数据分割设备、所述信噪比检测设备和所述背景剥离设备被集成在同一块集成电路板上。

以及在所述舞台表演者自动定位系统中：在所述自适应强化设备中，基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同力度的边缘增强处理包括：所述信噪比越小，对所述细节检测图像执行的边缘增强处理的力度越大。

另外，可采用DRAM设备来替换所述MS存储芯片。DRAM(Dynamic Random AccessMemory)，即动态随机存取存储器，最为常见的系统内存。DRAM只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新(refresh)一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。动态RAM也是由许多基本存储元按照行和列地址引脚复用来组成的。

DRAM的结构可谓是简单高效，每一个bit只需要一个晶体管另加一个电容。但是电容不可避免的存在漏电现象，如果电荷不足会导致数据出错，因此电容必须被周期性的刷新(预充电)，这也是DRAM的一大特点。而且电容的充放电需要一个过程，刷新频率不可能无限提升(频障)，这就导致DRAM的频率很容易达到上限，即便有先进工艺的支持也收效甚微。随着科技的进步，以及人们对超频的一种意愿，这些频障也在慢慢解决。

采用本发明的舞台表演者自动定位系统，针对现有技术中表演者定位模式粗糙的技术问题，通过基于预设人物造型从图像中鉴别出与预设人物造型对应的表演者目标的相对位置，基于所述相对位置采用相对照明光源较为轻盈的反射机构反射照明光的方式进行追光操作，从而提高了追光操作的精度；基于图像信号的频域分布情况，实现对图像的自适应频域分割处理，在此基础上，还采用了基于信噪比大小的相应力度的边缘增强处理，提高了图像处理的智能化水准；基于图像内部的像素点的亮度值变化的剧烈程度，确定相应的图像分割策略，以及基于分割碎片的信噪比情况确定进行背景分割的阈值大小，能够获取准备剥离背景后的前景检测图像，从而解决了上述技术问题。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种舞台表演者自动定位系统，所述系统包括：

反射机构，包括水平转动支架、垂直转动支架和反射镜框，所述水平转动支架与所述反射镜框连接，用于带动所述反射镜框水平方向转动，所述垂直转动支架与所述反射镜框连接，用于带动所述反射镜框垂直方向转动；

照明光源，设置在所述反射机构的对面，用于向所述反射机构中的反射镜框投掷照明光，以便于所述反射机构中的反射镜框反射到舞台上；

水平驱动设备，与所述水平转动支架连接，用于接收水平偏差数值，并基于所述水平偏差数值确定对应的水平驱动信号，所述水平驱动信号用于驱动所述水平转动支架转动以和所述垂直转动支架一起使得反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者；

垂直驱动设备，与所述垂直转动支架连接，用于接收垂直偏差数值，并基于所述垂直偏差数值确定对应的水平驱动信号，所述垂直驱动信号用于驱动所述垂直转动支架转动以和所述水平转动支架一起使得反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者；

数据捕获设备，设置在舞台上方，用于对舞台环境进行图像数据捕获，以获得相应的舞台环境图像，并输出所述舞台环境图像；

数据提取设备，与所述数据捕获设备连接，用于接收所述舞台环境图像，获取所述舞台环境图像的各个像素点的各个亮度值，对所述各个亮度值执行均方差计算，将获得的均方差的数值作为参考数据输出；

数据分割设备，与所述数据提取设备连接，用于接收所述舞台环境图像和所述参考数据，基于所述参考数据对所述舞台环境图像进行均匀式分割，以获得多个分割碎片，其中，所述参考数据越大，对所述舞台环境图像进行均匀式分割获得的分割碎片的数量越多；

信噪比检测设备，与所述数据分割设备连接，用于接收所述多个分割碎片，针对每一个分割碎片，检测所述分割碎片中幅值排名前五的五种噪声类型，基于所述五种噪声类型分别对应的幅值确定所述分割碎片的信噪比，并基于所述分割碎片的信噪比确定对所述分割碎片进行背景分割的阈值大小；

背景剥离设备，与所述信噪比检测设备连接，用于针对每一个分割碎片，基于确定的阈值对所述分割碎片执行背景分割处理以获得对应的前景碎片，并将各个分割碎片的各个前景碎片进行拟合，以获得前景检测图像，并输出所述前景检测图像；

自适应均衡设备，与所述背景剥离设备连接，用于接收所述前景检测图像，并对所述前景检测图像进行自适应均衡处理，以获得相应的均衡图像，并输出所述均衡图像；

频域分析设备，与所述自适应均衡设备连接，用于接收所述均衡图像，将频域分成若干个均匀的频段，对所述均衡图像进行频域分析，以确定所述均衡图像占据的位于高频范围内的一个或多个频段，并将所述一个或多个频段作为一个或多个已检测频段输出；

细节检测设备，与所述频域分析设备连接，用于接收所述均衡图像和所述一个或多个已检测频段，从所述均衡图像中滤除所述一个或多个已检测频段的相应信号以获得并输出剩余轮廓图像，还用于将从所述均衡图像中剥离所述剩余轮廓图像后的图像作为细节检测图像输出；

自适应强化设备，与所述细节检测设备连接，用于接收所述均衡图像、所述剩余轮廓图像和所述细节检测图像，测量所述均衡图像的信噪比，并基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同力度的边缘增强处理，以获得对应的边缘处理图像；

频域合并设备，与所述自适应强化设备连接，用于将所述边缘处理图像与所述剩余轮廓图像进行频域合并处理，以获得并输出对应的频域合并图像；

表演者鉴别设备，与所述频域合并设备连接，用于接收所述频域合并图像，并基于预设人物造型从所述频域合并图像中鉴别出与预设人物造型对应的表演者目标，确定所述表演者目标的形心在所述频域合并图像中的位置，并将所述位置转换成所述水平偏差数值和所述垂直偏差数值；

在所述表演者鉴别设备中，所述预设人物造型为设定的反射镜框反射到舞台上的反射光反射到舞台上的表演者的对应造型；

DRAM设备，分别与所述信噪比检测设备和所述背景剥离设备连接，用于存储所述信噪比检测设备确定的各个分块碎片的各个阈值；DRAM即动态随机存取存储器中，为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失，动态随机存取存储器也是由许多基本存储元按照行和列地址引脚复用来组成的，动态随机存取存储器的结构中，每一个bit只需要一个晶体管另加一个电容，电容必须被周期性的刷新即预充电。

2.如权利要求1所述的舞台表演者自动定位系统，其特征在于：

所述数据提取设备、所述数据分割设备、所述信噪比检测设备和所述背景剥离设备被集成在同一块集成电路板上。

3.如权利要求1所述的舞台表演者自动定位系统，其特征在于：

在所述自适应强化设备中，基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同力度的边缘增强处理包括：所述信噪比越小，对所述细节检测图像执行的边缘增强处理的力度越大。