CN109408852B - 空中威压安全区域分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空中威压安全区域分析系统，包括：环形槽轨，设置在舞台上方，用于安装行走机构；行走机构，用于为演员提供悬空的落脚点，所述行走机构包括安装板、滚轮、离心轮构件、导向块和压缩弹簧；数据采集设备，用于对空中威压所在区域进行即时图像数据采集，以获得并输出相应的威压区域图像；数据抽取设备，与所述数据采集设备连接，用于获取时间上连续的多帧威压区域图像；数据分析设备，用于对每一帧威压区域图像执行以下操作：确定所述威压区域图像的各个像素点的各个灰度值，基于所述各个像素点的各个灰度值对所述威压区域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，能够保证空中威压的运行安全。

Description

空中威压安全区域分析系统

技术领域

本发明涉及空中威压领域，尤其涉及一种空中威压安全区域分析系统。

背景技术

舞台威亚是用于保护运动员的装置，一般是用结实的绳索绑在运动员的保护带上。现在舞台拍摄也用上了威亚，不过绳索是用的极细的钢丝，以免露出破绽。威亚，俗称吊钢丝。

发明内容

为了解决现有技术中空中威压监控水平低下的技术问题，本发明提供了一种空中威压安全区域分析系统，采用针对性的图像检测模式对空中威压中的人体所在区域进行精确检测，并基于检测的结果判断是否进行相应的区域报警操作；基于即时解析度确定对所述高清图像执行锐化操作的锐化等级；建立了基于整体阈值调整分块阈值的自适应调整模式，使得目标检测兼顾整体特点和具备特点，保证用于后续图像处理的待处理目标图像的有效性；获取连续帧中各个帧的直方图分布图，基于各个帧的直方图分布图的比较结果确定数据采集设备是否偏离预设位置并进行相应的校正，提高了监控的有效性。

根据本发明的一方面，提供了一种空中威压安全区域分析系统，所述系统包括：

环形槽轨，设置在舞台上方，用于安装行走机构；

行走机构，用于为演员提供悬空的落脚点，所述行走机构包括安装板、滚轮、离心轮构件、导向块和压缩弹簧；

数据采集设备，用于对空中威压所在区域进行即时图像数据采集，以获得并输出相应的威压区域图像；

数据抽取设备，与所述数据采集设备连接，用于获取时间上连续的多帧威压区域图像；

数据分析设备，与所述数据抽取设备连接，用于对每一帧威压区域图像执行以下操作：确定所述威压区域图像的各个像素点的各个灰度值，基于所述各个像素点的各个灰度值对所述威压区域图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图；

数据比较设备，与所述数据分析设备连接，用于获取多帧威压区域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；

云台控制设备，与所述数据采集设备的云台连接，还与所述数据比较设备连接，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对所述云台的位置进行相应的校正；

整体分析设备，与所述数据采集设备连接，用于接收所述威压区域图像，基于所述威压区域图像内部各个像素点的像素值的分布情况确定所述威压区域图像对应的整体分割阈值；

对比度分析设备，用于接收所述威压区域图像，对所述威压区域图像进行对比度分析，以获得并输出对应的对比度；

自适应处理设备，与所述对比度分析设备连接，用于接收所述对比度，并基于所述对比度对所述威压区域图像进行图像分割处理，以获得多个子图像，其中，所述对比度越高，获得的子图像的数量越多；

区域分析设备，与所述自适应处理设备连接，用于接收所述多个子图像，基于每一个子图像内部各个像素点的像素值的分布情况确定所述子图像对应的区域分割阈值，输出各个子图像分别对应的各个区域分割阈值；

区域修正设备，分别与所述区域分析设备和所述整体分析设备连接，用于接收所述整体分割阈值和各个区域分割阈值，并基于所述整体分割阈值对每一个区域分割阈值进行数值调整，获得调整后的区域分割阈值以作为区域调整阈值输出；

分块分割设备，与所述区域修正设备连接，用于对每一个子图像采取对应的区域调整阈值进行分割处理，以获得对应的目标子图像，并将所有目标子图像进行组合以获得并输出待处理目标图像；

对比度提升设备，与所述分块分割设备连接，用于接收所述待处理目标图像，并对所述待处理目标图像执行对比度提升处理，以获得并输出相应的清晰化图像；

解析度识别设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收所述清晰化图像，对所述清晰化图像进行即时解析度的识别，以获得所述清晰化图像对应的即时解析度，并输出所述即时解析度；

图像锐化设备，与所述解析度识别设备连接，用于接收所述即时解析度和所述清晰化图像，根据所述即时解析度的大小确定对所述清晰化图像执行锐化操作的锐化等级，所述即时解析度越大，执行锐化操作的锐化等级越高，并输出执行锐化操作后获得的即时锐化图像；

区域解析设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述即时锐化图像，并在所述即时锐化图像中识别人体目标所在的区域以作为目标区域，当在所述即时锐化图像中，所述目标区域偏离预设行走区域达到超过预设数量的像素点时，发出行走失位信号。

更具体地，在所述空中威压安全区域分析系统中：所述即时锐化图像中的预设行走区域为所述即时锐化图像中行走机构上的人体安全行走的区域。

更具体地，在所述空中威压安全区域分析系统中：所述区域解析设备还用于当在所述即时锐化图像中，所述目标区域未偏离预设行走区域达到超过预设数量的像素点时，发出行走安全信号。

更具体地，在所述空中威压安全区域分析系统中：在所述数据比较设备中，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析包括：针对每一个灰度分布范围，确定各个直方图分布图在所述灰度分布范围内的变化程度以作为子范围变化程度，基于各个灰度分布范围的各个子范围变化程度以及各个灰度分布范围的各个权重计算所述图像级变化程度。

更具体地，在所述空中威压安全区域分析系统中：在所述区域修正设备中，基于所述整体分割阈值对每一个区域分割阈值进行数值调整包括：基于所述整体分割阈值到每一个区域分割阈值的差值大小对所述区域分割阈值进行数值调整。

更具体地，在所述空中威压安全区域分析系统中：在所述区域修正设备中，基于所述整体分割阈值到每一个区域分割阈值的差值大小对所述区域分割阈值进行数值调整包括：调整后的区域分割阈值为所述区域分割阈值与所述差值四分之一的和。

更具体地，在所述空中威压安全区域分析系统中：所述各个灰度分布范围都落在0-255之间，并在0-255之间均匀分布，以及各个灰度分布范围的各个权重不相同。

更具体地，在所述空中威压安全区域分析系统中：针对各个灰度分布范围的各个权重，越接近125的灰度分布范围，其权重越大。

具体实施方式

下面将对本发明的空中威压安全区域分析系统的实施方案进行详细说明。

舞台威压最早是从中国香港方面传入中国内地。多用于电视、电影等处的特效制作，也可以用于广告。主要是使演员“飞行”。威亚特技的操作技术，在大型人文与自然露天舞台表演空间，可使空中表演者完成下列舞蹈动作：

1.多变化中的舞蹈艺术造型的空中飞行；

2.钢线系表演者的腰部曲体或直体前、后空翻数周；

3.钢线系腰直体旋转数周；

4.翻腾动作与舞蹈造型结合动作；

5.空中打斗与造型结合动作；

6.各种空中动作、舞蹈造型与现场布景、烟火、地面动作的默契配合。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种空中威压安全区域分析系统，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空中威压安全区域分析系统包括：

环形槽轨，设置在舞台上方，用于安装行走机构；

行走机构，用于为演员提供悬空的落脚点，所述行走机构包括安装板、滚轮、离心轮构件、导向块和压缩弹簧；

数据采集设备，用于对空中威压所在区域进行即时图像数据采集，以获得并输出相应的威压区域图像；

数据抽取设备，与所述数据采集设备连接，用于获取时间上连续的多帧威压区域图像；

数据分析设备，与所述数据抽取设备连接，用于对每一帧威压区域图像执行以下操作：确定所述威压区域图像的各个像素点的各个灰度值，基于所述各个像素点的各个灰度值对所述威压区域图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图；

数据比较设备，与所述数据分析设备连接，用于获取多帧威压区域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；

云台控制设备，与所述数据采集设备的云台连接，还与所述数据比较设备连接，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对所述云台的位置进行相应的校正；

整体分析设备，与所述数据采集设备连接，用于接收所述威压区域图像，基于所述威压区域图像内部各个像素点的像素值的分布情况确定所述威压区域图像对应的整体分割阈值；

对比度分析设备，用于接收所述威压区域图像，对所述威压区域图像进行对比度分析，以获得并输出对应的对比度；

自适应处理设备，与所述对比度分析设备连接，用于接收所述对比度，并基于所述对比度对所述威压区域图像进行图像分割处理，以获得多个子图像，其中，所述对比度越高，获得的子图像的数量越多；

区域分析设备，与所述自适应处理设备连接，用于接收所述多个子图像，基于每一个子图像内部各个像素点的像素值的分布情况确定所述子图像对应的区域分割阈值，输出各个子图像分别对应的各个区域分割阈值；

区域修正设备，分别与所述区域分析设备和所述整体分析设备连接，用于接收所述整体分割阈值和各个区域分割阈值，并基于所述整体分割阈值对每一个区域分割阈值进行数值调整，获得调整后的区域分割阈值以作为区域调整阈值输出；

分块分割设备，与所述区域修正设备连接，用于对每一个子图像采取对应的区域调整阈值进行分割处理，以获得对应的目标子图像，并将所有目标子图像进行组合以获得并输出待处理目标图像；

对比度提升设备，与所述分块分割设备连接，用于接收所述待处理目标图像，并对所述待处理目标图像执行对比度提升处理，以获得并输出相应的清晰化图像；

解析度识别设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收所述清晰化图像，对所述清晰化图像进行即时解析度的识别，以获得所述清晰化图像对应的即时解析度，并输出所述即时解析度；

图像锐化设备，与所述解析度识别设备连接，用于接收所述即时解析度和所述清晰化图像，根据所述即时解析度的大小确定对所述清晰化图像执行锐化操作的锐化等级，所述即时解析度越大，执行锐化操作的锐化等级越高，并输出执行锐化操作后获得的即时锐化图像；

区域解析设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述即时锐化图像，并在所述即时锐化图像中识别人体目标所在的区域以作为目标区域，当在所述即时锐化图像中，所述目标区域偏离预设行走区域达到超过预设数量的像素点时，发出行走失位信号。

接着，继续对本发明的空中威压安全区域分析系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述空中威压安全区域分析系统中：所述即时锐化图像中的预设行走区域为所述即时锐化图像中行走机构上的人体安全行走的区域。

在所述空中威压安全区域分析系统中：所述区域解析设备还用于当在所述即时锐化图像中，所述目标区域未偏离预设行走区域达到超过预设数量的像素点时，发出行走安全信号。

在所述空中威压安全区域分析系统中：在所述数据比较设备中，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析包括：针对每一个灰度分布范围，确定各个直方图分布图在所述灰度分布范围内的变化程度以作为子范围变化程度，基于各个灰度分布范围的各个子范围变化程度以及各个灰度分布范围的各个权重计算所述图像级变化程度。

在所述空中威压安全区域分析系统中：在所述区域修正设备中，基于所述整体分割阈值对每一个区域分割阈值进行数值调整包括：基于所述整体分割阈值到每一个区域分割阈值的差值大小对所述区域分割阈值进行数值调整。

在所述空中威压安全区域分析系统中：在所述区域修正设备中，基于所述整体分割阈值到每一个区域分割阈值的差值大小对所述区域分割阈值进行数值调整包括：调整后的区域分割阈值为所述区域分割阈值与所述差值四分之一的和。

在所述空中威压安全区域分析系统中：所述各个灰度分布范围都落在 0-255之间，并在0-255之间均匀分布，以及各个灰度分布范围的各个权重不相同。

以及在所述空中威压安全区域分析系统中：针对各个灰度分布范围的各个权重，越接近125的灰度分布范围，其权重越大。

另外，采用PLD器件来实现所述区域解析设备。可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device)是ASIC的一个重要分支，是厂家作为一种通用性器件生产的半定制电路，用户可通过对器件编程实现所需要的功能。可编程逻辑阵列PLA(Programmable Logic Array),与20世纪70年代中期出现，它是由可编程的与阵列和可编程的或阵列组成。可编程阵列逻辑PAL(Programmable Array Logic)器件是1977年美国MMI公司率先推出的，它由于输出结构种类很多，设计灵活，因而得到普遍使用。

PAL器件的基本结构是把一个可编程的与阵列的输出乘积项馈送到或阵列，PAL器件所实现的逻辑表达式具有积之和的形式，因而可以描述任意布尔传递函数。PAL器件从内部结构上来说由五种基本类型构成：(1) 基本阵列结构；(2)可编程I/O结构；(3)带反馈的寄存器输出结构； (4)异或结构：(5)算术功能结构。

采用本发明的空中威压安全区域分析系统，针对现有技术中舞台威压缺乏有效监控机制的技术问题，通过采用针对性的图像检测模式对空中威压中的人体所在区域进行精确检测，并基于检测的结果判断是否进行相应的区域报警操作；基于即时解析度确定对所述高清图像执行锐化操作的锐化等级；建立了基于整体阈值调整分块阈值的自适应调整模式，使得目标检测兼顾整体特点和具备特点，保证用于后续图像处理的待处理目标图像的有效性；获取连续帧中各个帧的直方图分布图，基于各个帧的直方图分布图的比较结果确定数据采集设备是否偏离预设位置并进行相应的校正，提高了监控的有效性，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)

1.一种空中威压安全区域分析系统，包括：

环形槽轨，设置在舞台上方，用于安装行走机构；

行走机构，用于为演员提供悬空的落脚点，所述行走机构包括安装板、滚轮、离心轮构件、导向块和压缩弹簧；

数据采集设备，用于对空中威压所在区域进行即时图像数据采集，以获得并输出相应的威压区域图像；

数据抽取设备，与所述数据采集设备连接，用于获取时间上连续的多帧威压区域图像；

数据分析设备，与所述数据抽取设备连接，用于对每一帧威压区域图像执行以下操作：确定所述威压区域图像的各个像素点的各个灰度值，基于所述各个像素点的各个灰度值对所述威压区域图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图；

数据比较设备，与所述数据分析设备连接，用于获取多帧威压区域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；

云台控制设备，与所述数据采集设备的云台连接，还与所述数据比较设备连接，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对所述云台的位置进行相应的校正；

整体分析设备，与所述数据采集设备连接，用于接收所述威压区域图像，基于所述威压区域图像内部各个像素点的像素值的分布情况确定所述威压区域图像对应的整体分割阈值；

对比度分析设备，用于接收所述威压区域图像，对所述威压区域图像进行对比度分析，以获得并输出对应的对比度；

自适应处理设备，与所述对比度分析设备连接，用于接收所述对比度，并基于所述对比度对所述威压区域图像进行图像分割处理，以获得多个子图像，其中，所述对比度越高，获得的子图像的数量越多；

区域分析设备，与所述自适应处理设备连接，用于接收所述多个子图像，基于每一个子图像内部各个像素点的像素值的分布情况确定所述子图像对应的区域分割阈值，输出各个子图像分别对应的各个区域分割阈值；

区域修正设备，分别与所述区域分析设备和所述整体分析设备连接，用于接收所述整体分割阈值和各个区域分割阈值，并基于所述整体分割阈值对每一个区域分割阈值进行数值调整，获得调整后的区域分割阈值以作为区域调整阈值输出；

分块分割设备，与所述区域修正设备连接，用于对每一个子图像采取对应的区域调整阈值进行分割处理，以获得对应的目标子图像，并将所有目标子图像进行组合以获得并输出待处理目标图像；

对比度提升设备，与所述分块分割设备连接，用于接收所述待处理目标图像，并对所述待处理目标图像执行对比度提升处理，以获得并输出相应的清晰化图像；

解析度识别设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收所述清晰化图像，对所述清晰化图像进行即时解析度的识别，以获得所述清晰化图像对应的即时解析度，并输出所述即时解析度；

图像锐化设备，与所述解析度识别设备连接，用于接收所述即时解析度和所述清晰化图像，根据所述即时解析度的大小确定对所述清晰化图像执行锐化操作的锐化等级，所述即时解析度越大，执行锐化操作的锐化等级越高，并输出执行锐化操作后获得的即时锐化图像；

区域解析设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述即时锐化图像，并在所述即时锐化图像中识别人体目标所在的区域以作为目标区域，当在所述即时锐化图像中，所述目标区域偏离预设行走区域达到超过预设数量的像素点时，发出行走失位信号。

2.如权利要求1所述的空中威压安全区域分析系统，其特征在于：

所述即时锐化图像中的预设行走区域为所述即时锐化图像中行走机构上的人体安全行走的区域。

3.如权利要求2所述的空中威压安全区域分析系统，其特征在于：

所述区域解析设备还用于当在所述即时锐化图像中，所述目标区域未偏离预设行走区域达到超过预设数量的像素点时，发出行走安全信号。

4.如权利要求3所述的空中威压安全区域分析系统，其特征在于：

在所述数据比较设备中，对所述各个直方图分布图进行变化程度分析包括：针对每一个灰度分布范围，确定各个直方图分布图在所述灰度分布范围内的变化程度以作为子范围变化程度，基于各个灰度分布范围的各个子范围变化程度以及各个灰度分布范围的各个权重计算所述图像级变化程度。

5.如权利要求4所述的空中威压安全区域分析系统，其特征在于：

在所述区域修正设备中，基于所述整体分割阈值对每一个区域分割阈值进行数值调整包括：基于所述整体分割阈值到每一个区域分割阈值的差值大小对所述区域分割阈值进行数值调整。

6.如权利要求5所述的空中威压安全区域分析系统，其特征在于：

在所述区域修正设备中，基于所述整体分割阈值到每一个区域分割阈值的差值大小对所述区域分割阈值进行数值调整包括：调整后的区域分割阈值为所述区域分割阈值与所述差值四分之一的和。

7.如权利要求6所述的空中威压安全区域分析系统，其特征在于：

所述各个灰度分布范围都落在0-255之间，并在0-255之间均匀分布，以及各个灰度分布范围的各个权重不相同。

8.如权利要求7所述的空中威压安全区域分析系统，其特征在于：

针对各个灰度分布范围的各个权重，越接近125的灰度分布范围，其权重越大。