CN109389031A - 演出人员自动定位机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种演出人员自动定位机构，包括：用户输入设备，用于根据用户的操作，接收用户输入的演员姓名；姓名对照设备，与所述用户输入设备连接，用于接收所述演员姓名，并将所述演员姓名转换为相应的舞台扮相特征；高清摄像头，用于对现场舞台进行成像，以输出时间上连续的多帧高清图像；第一特征提取设备，与所述高清摄像头连接，用于获取时间上连续的多帧高清图像，对每一帧高清图像执行以下操作：确定所述高清图像的各个像素点的各个亮度值，基于所述各个像素点的各个亮度值对所述高清图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图。通过本发明，能够对演出人员出席状态进行定位式检测。

Description

演出人员自动定位机构
技术领域
本发明涉及人员定位领域，尤其涉及一种演出人员自动定位机构。
背景技术
舞台人员定位基本通过蓝紫光定为来实现。采用半导休激光二极管作为泵渍浦源，常规类设计最高输出功率为10瓦。该类激光器采用半导体侧面泵浦，输出功率高，寿命长，便于维护，内置循环水冷却以激光稳定输出，可长时间连续工作。
发明内容
为了解决当前缺乏对舞台上演出人员缺席状态检测机制的技术问题，本发明提供了一种演出人员自动定位机构，通过基于用户输入的演员姓名，在现场图像中检测相应演出人员的图案，并在检测成功时，发出人员存在信号，否则，发出人员丢失信号，从而能够及时将现场人员配备情况告知舞台控制机房的工作人员；对动态范围较宽的图像执行低强度的特征深化处理，对动态范围较窄的图像执行高强度的特征深化处理，提高了特征深化操作的自适应能力；基于亮度的检测和分块数据的噪声分析，获取剥离背景的待识别图像，提高了后续图像识别操作的准确性；在对图像内容分析的基础上，确定高清摄像头的位置偏差修正量，并实时显示位置偏差修正量以便于用户对所述高清摄像头进行现场修正操作。
根据本发明的一方面，提供了一种演出人员自动定位机构，所述机构包括：用户输入设备，用于根据用户的操作，接收用户输入的演员姓名；
姓名对照设备，与所述用户输入设备连接，用于接收所述演员姓名，并将所述演员姓名转换为相应的舞台扮相特征；
高清摄像头，用于对现场舞台进行成像，以输出时间上连续的多帧高清图像；
第一特征提取设备，与所述高清摄像头连接，用于获取时间上连续的多帧高清图像，对每一帧高清图像执行以下操作：确定所述高清图像的各个像素点的各个亮度值，基于所述各个像素点的各个亮度值对所述高清图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图；
第二特征提取设备，与所述第一特征提取设备连接，用于获取多帧高清图像分别对应的各个直方图分布图，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析，以获取图像级变化程度，并在所述图像级变化程度超限时，发出位置校正信号，以及所述图像级变化程度未超限时，发出位置保持信号；所述第二特征提取设备中，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析包括：针对每一个亮度分布范围，确定各个直方图分布图在所述亮度分布范围内的变化程度以作为子范围变化程度，基于各个亮度分布范围的各个子范围变化程度以及各个亮度分布范围的各个权重计算所述图像级变化程度，各个亮度分布范围的各个权重不相同，以及针对各个亮度分布范围的各个权重，越远离125的亮度分布范围，其权重越小；
修正量提取设备，与所述第二特征提取设备连接，用于在接收到所述位置校正信号时，根据所述图像级变化程度确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量，还用于在接收到所述位置保持信号时，确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量为零；
偏离度识别设备，与所述高清摄像头连接，用于接收当前时间的当前高清图像帧，获取所述当前高清图像帧的各个像素点的各个亮度值，对所述各个亮度值执行标准差计算，将获得的标准差的数值作为参考数据，所述偏离度识别设备还用于基于所述参考数据对所述当前高清图像帧进行均匀式分割，以获得多个分割分块，并针对每一个分割分块，检测所述分割分块中幅值排名前三的三种噪声类型，基于所述三种噪声类型分别对应的幅值确定所述分割分块的信噪比，并基于所述分割分块的信噪比确定对所述分割分块进行背景分割的阈值大小；
背景剥离设备，与所述偏离度识别设备连接，用于针对每一个分割分块，基于确定的阈值对所述分割分块执行背景分割处理以获得对应的待识别分块，并将各个分割分块的各个待识别分块进行拟合，以获得待识别图像，并输出所述待识别图像；
中值滤波设备，与所述背景剥离设备连接，用于接收所述待识别图像，并对所述待识别图像执行中值滤波处理，以获得对应的滤波后图像，并输出所述滤波后图像；
特征深化设备，与所述中值滤波设备连接，用于接收所述滤波后图像，分析所述滤波后图像的动态范围，以获得所述滤波后图像的动态范围，还用于根据所述滤波后图像的动态范围确定对所述滤波后图像执行特征深化处理的强度，所述滤波后图像的动态范围越窄，对所述滤波后图像执行特征深化处理的强度越大，并输出执行特征深化处理后获得的特征深化图像；
现场匹配设备，与所述特征深化设备连接，用于接收所述特征深化图像，与所述姓名对照设备连接以接收所述舞台扮相特征，基于所述舞台扮相特征在所述特征深化图像中检测相应演出人员的图案，并在检测成功时，发出人员存在信号，否则，发出人员丢失信号。
更具体地，在所述演出人员自动定位机构中：现场显示设备，与所述现场匹配设备连接，设置在舞台控制机房内，用于在接收到所述人员丢失信号时，现场显示与所述演员姓名对应的字符串。
更具体地，在所述演出人员自动定位机构中：所述现场显示设备设置在所述高清摄像头的机身上，与所述修正量提取设备连接。
更具体地，在所述演出人员自动定位机构中：所述现场显示设备用于接收所述位置偏差修正量并实时显示所述位置偏差修正量。
更具体地，在所述演出人员自动定位机构中：所述参考数据越大，对所述当前高清图像帧进行均匀式分割获得的分割分块的数量越多。
更具体地，在所述演出人员自动定位机构中：所述偏离度识别设备和所述背景剥离设备采用不同的SOC芯片来实现。
更具体地，在所述演出人员自动定位机构中：所述背景剥离设备采用DSP处理芯片来实现，DSP处理芯片还包括内置存储单元，用于分别与所述信噪比检测设备和所述背景剥离设备连接，以存储所述信噪比检测设备确定的各个分割分块的各个阈值。
更具体地，在所述演出人员自动定位机构中，还包括：所述现场显示设备还用于在接收到所述人员丢失信号时，不进行现场显示动作。
具体实施方式
下面将对本发明的演出人员自动定位机构的实施方案进行详细说明。
蓝紫光运用在舞台人员定位上，其优点有：温控、驱动和激光器完全集成，结构小巧紧凑，外部只需直流供电；经过高低温存储和振动冲击测试，具有可靠的稳定，环境温度在-15～45度范围时，可24小时连续工作；具有数定调制功能和模拟调制功能；冗余的散热设计、双向温控和完善的双向温度保护功能，可以保证宽广的工作温度范围而不会影响激光器的寿命。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种演出人员自动定位机构，能够有效解决了相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的演出人员自动定位机构包括：
用户输入设备，用于根据用户的操作，接收用户输入的演员姓名；
姓名对照设备，与所述用户输入设备连接，用于接收所述演员姓名，并将所述演员姓名转换为相应的舞台扮相特征；
高清摄像头，用于对现场舞台进行成像，以输出时间上连续的多帧高清图像；
第一特征提取设备，与所述高清摄像头连接，用于获取时间上连续的多帧高清图像，对每一帧高清图像执行以下操作：确定所述高清图像的各个像素点的各个亮度值，基于所述各个像素点的各个亮度值对所述高清图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图；
第二特征提取设备，与所述第一特征提取设备连接，用于获取多帧高清图像分别对应的各个直方图分布图，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析，以获取图像级变化程度，并在所述图像级变化程度超限时，发出位置校正信号，以及所述图像级变化程度未超限时，发出位置保持信号；所述第二特征提取设备中，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析包括：针对每一个亮度分布范围，确定各个直方图分布图在所述亮度分布范围内的变化程度以作为子范围变化程度，基于各个亮度分布范围的各个子范围变化程度以及各个亮度分布范围的各个权重计算所述图像级变化程度，各个亮度分布范围的各个权重不相同，以及针对各个亮度分布范围的各个权重，越远离125的亮度分布范围，其权重越小；
修正量提取设备，与所述第二特征提取设备连接，用于在接收到所述位置校正信号时，根据所述图像级变化程度确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量，还用于在接收到所述位置保持信号时，确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量为零；
偏离度识别设备，与所述高清摄像头连接，用于接收当前时间的当前高清图像帧，获取所述当前高清图像帧的各个像素点的各个亮度值，对所述各个亮度值执行标准差计算，将获得的标准差的数值作为参考数据，所述偏离度识别设备还用于基于所述参考数据对所述当前高清图像帧进行均匀式分割，以获得多个分割分块，并针对每一个分割分块，检测所述分割分块中幅值排名前三的三种噪声类型，基于所述三种噪声类型分别对应的幅值确定所述分割分块的信噪比，并基于所述分割分块的信噪比确定对所述分割分块进行背景分割的阈值大小；
背景剥离设备，与所述偏离度识别设备连接，用于针对每一个分割分块，基于确定的阈值对所述分割分块执行背景分割处理以获得对应的待识别分块，并将各个分割分块的各个待识别分块进行拟合，以获得待识别图像，并输出所述待识别图像；
中值滤波设备，与所述背景剥离设备连接，用于接收所述待识别图像，并对所述待识别图像执行中值滤波处理，以获得对应的滤波后图像，并输出所述滤波后图像；
特征深化设备，与所述中值滤波设备连接，用于接收所述滤波后图像，分析所述滤波后图像的动态范围，以获得所述滤波后图像的动态范围，还用于根据所述滤波后图像的动态范围确定对所述滤波后图像执行特征深化处理的强度，所述滤波后图像的动态范围越窄，对所述滤波后图像执行特征深化处理的强度越大，并输出执行特征深化处理后获得的特征深化图像；
现场匹配设备，与所述特征深化设备连接，用于接收所述特征深化图像，与所述姓名对照设备连接以接收所述舞台扮相特征，基于所述舞台扮相特征在所述特征深化图像中检测相应演出人员的图案，并在检测成功时，发出人员存在信号，否则，发出人员丢失信号。
接着，继续对本发明的演出人员自动定位机构的具体结构进行进一步的说明。
在所述演出人员自动定位机构中：现场显示设备，与所述现场匹配设备连接，设置在舞台控制机房内，用于在接收到所述人员丢失信号时，现场显示与所述演员姓名对应的字符串。
在所述演出人员自动定位机构中：所述现场显示设备设置在所述高清摄像头的机身上，与所述修正量提取设备连接。
在所述演出人员自动定位机构中：所述现场显示设备用于接收所述位置偏差修正量并实时显示所述位置偏差修正量。
在所述演出人员自动定位机构中：所述参考数据越大，对所述当前高清图像帧进行均匀式分割获得的分割分块的数量越多。
在所述演出人员自动定位机构中：所述偏离度识别设备和所述背景剥离设备采用不同的SOC芯片来实现。
在所述演出人员自动定位机构中：所述背景剥离设备采用DSP处理芯片来实现，DSP处理芯片还包括内置存储单元，用于分别与所述信噪比检测设备和所述背景剥离设备连接，以存储所述信噪比检测设备确定的各个分割分块的各个阈值。
以及在所述演出人员自动定位机构中，还包括：所述现场显示设备还用于在接收到所述人员丢失信号时，不进行现场显示动作。
另外，DSP处理芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。
根据数字信号处理的要求，DSP处理芯片一般具有如下的一些主要特点：
(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。
(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。
(3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。
(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。
(5)快速的中断处理和硬件I/O支持。
(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。
(7)可以并行执行多个操作。
(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
采用本发明的演出人员自动定位机构，针对现有技术中无法实现对舞台演出人员进行缺席状态检测的技术问题，通过基于用户输入的演员姓名，在现场图像中检测相应演出人员的图案，并在检测成功时，发出人员存在信号，否则，发出人员丢失信号，从而能够及时将现场人员配备情况告知舞台控制机房的工作人员；对动态范围较宽的图像执行低强度的特征深化处理，对动态范围较窄的图像执行高强度的特征深化处理，提高了特征深化操作的自适应能力；基于亮度的检测和分块数据的噪声分析，获取剥离背景的待识别图像，提高了后续图像识别操作的准确性；在对图像内容分析的基础上，确定高清摄像头的位置偏差修正量，并实时显示位置偏差修正量以便于用户对所述高清摄像头进行现场修正操作，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 (8)

1.一种演出人员自动定位机构，所述机构包括：
用户输入设备，用于根据用户的操作，接收用户输入的演员姓名；
姓名对照设备，与所述用户输入设备连接，用于接收所述演员姓名，并将所述演员姓名转换为相应的舞台扮相特征；
高清摄像头，用于对现场舞台进行成像，以输出时间上连续的多帧高清图像；
第一特征提取设备，与所述高清摄像头连接，用于获取时间上连续的多帧高清图像，对每一帧高清图像执行以下操作：确定所述高清图像的各个像素点的各个亮度值，基于所述各个像素点的各个亮度值对所述高清图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图；
第二特征提取设备，与所述第一特征提取设备连接，用于获取多帧高清图像分别对应的各个直方图分布图，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析，以获取图像级变化程度，并在所述图像级变化程度超限时，发出位置校正信号，以及所述图像级变化程度未超限时，发出位置保持信号；所述第二特征提取设备中，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析包括：针对每一个亮度分布范围，确定各个直方图分布图在所述亮度分布范围内的变化程度以作为子范围变化程度，基于各个亮度分布范围的各个子范围变化程度以及各个亮度分布范围的各个权重计算所述图像级变化程度，各个亮度分布范围的各个权重不相同，以及针对各个亮度分布范围的各个权重，越远离125的亮度分布范围，其权重越小；
修正量提取设备，与所述第二特征提取设备连接，用于在接收到所述位置校正信号时，根据所述图像级变化程度确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量，还用于在接收到所述位置保持信号时，确定对所述高清摄像头的位置偏差修正量为零；
偏离度识别设备，与所述高清摄像头连接，用于接收当前时间的当前高清图像帧，获取所述当前高清图像帧的各个像素点的各个亮度值，对所述各个亮度值执行标准差计算，将获得的标准差的数值作为参考数据，所述偏离度识别设备还用于基于所述参考数据对所述当前高清图像帧进行均匀式分割，以获得多个分割分块，并针对每一个分割分块，检测所述分割分块中幅值排名前三的三种噪声类型，基于所述三种噪声类型分别对应的幅值确定所述分割分块的信噪比，并基于所述分割分块的信噪比确定对所述分割分块进行背景分割的阈值大小；
背景剥离设备，与所述偏离度识别设备连接，用于针对每一个分割分块，基于确定的阈值对所述分割分块执行背景分割处理以获得对应的待识别分块，并将各个分割分块的各个待识别分块进行拟合，以获得待识别图像，并输出所述待识别图像；
中值滤波设备，与所述背景剥离设备连接，用于接收所述待识别图像，并对所述待识别图像执行中值滤波处理，以获得对应的滤波后图像，并输出所述滤波后图像；
特征深化设备，与所述中值滤波设备连接，用于接收所述滤波后图像，分析所述滤波后图像的动态范围，以获得所述滤波后图像的动态范围，还用于根据所述滤波后图像的动态范围确定对所述滤波后图像执行特征深化处理的强度，所述滤波后图像的动态范围越窄，对所述滤波后图像执行特征深化处理的强度越大，并输出执行特征深化处理后获得的特征深化图像；
现场匹配设备，与所述特征深化设备连接，用于接收所述特征深化图像，与所述姓名对照设备连接以接收所述舞台扮相特征，基于所述舞台扮相特征在所述特征深化图像中检测相应演出人员的图案，并在检测成功时，发出人员存在信号，否则，发出人员丢失信号。
2.如权利要求1所述的演出人员自动定位机构，其特征在于，所述机构还包括：
现场显示设备，与所述现场匹配设备连接，设置在舞台控制机房内，用于在接收到所述人员丢失信号时，现场显示与所述演员姓名对应的字符串。
3.如权利要求2所述的演出人员自动定位机构，其特征在于：
所述现场显示设备设置在所述高清摄像头的机身上，与所述修正量提取设备连接。
4.如权利要求3所述的演出人员自动定位机构，其特征在于：
所述现场显示设备用于接收所述位置偏差修正量并实时显示所述位置偏差修正量。
5.如权利要求4所述的演出人员自动定位机构，其特征在于：
所述参考数据越大，对所述当前高清图像帧进行均匀式分割获得的分割分块的数量越多。
6.如权利要求5所述的演出人员自动定位机构，其特征在于：
所述偏离度识别设备和所述背景剥离设备采用不同的SOC芯片来实现。
7.如权利要求6所述的演出人员自动定位机构，其特征在于：
所述背景剥离设备采用DSP处理芯片来实现，DSP处理芯片还包括内置存储单元，用于分别与所述信噪比检测设备和所述背景剥离设备连接，以存储所述信噪比检测设备确定的各个分割分块的各个阈值。
8.如权利要求7所述的演出人员自动定位机构，其特征在于：
所述现场显示设备还用于在接收到所述人员丢失信号时，不进行现场显示动作。
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