CN109458582B - 舞台灯具定向转动系统 - Google Patents

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CN109458582B CN201811033168.7A CN201811033168A CN109458582B CN 109458582 B CN109458582 B CN 109458582B CN 201811033168 A CN201811033168 A CN 201811033168A CN 109458582 B CN109458582 B CN 109458582B
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Abstract

本发明涉及一种舞台灯具定向转动系统，包括：舞台灯具，设置在舞台的上方，包括固定设备、直流驱动电机、减速设备和转向机构，所述固定设备用于固定所述舞台灯具，所述直流驱动电机连接到所述固定设备的上端的中部，所述直流驱动电机下方设置有减速设备，所述减速设备的下方设置有转向机构；图像抓拍设备，用于对舞台进行现场图像数据抓拍，以获得并输出相应的现场抓拍图像；SDRAM存储设备，用于预先存储所述图像抓拍设备设置拍摄方向的基准背景图以及左侧背景图和右侧背景图。通过本发明，能够提高舞台灯具转动的智能化水准。

Description

舞台灯具定向转动系统
技术领域
本发明涉及舞台灯具领域，尤其涉及一种舞台灯具定向转动系统。
背景技术
舞台灯具主要根据剧本、导演要求及舞台美术的总体设想进行艺术构思，绘制布光设计图，并具体安排技术体现工作。灯光设计应能利用多种造型手段，适应不同风格的演出，如有的演出要求表现出写实主义的风格，而有的则要求创造出抽象的、写意的或隐喻的意境。
发明内容
为了解决当前舞台灯具追光智能化水平不高的技术问题，本发明提供了一种舞台灯具定向转动系统，预先获取舞台表演的主角的体形轮廓，基于定制的图像处理机制准确获取所述主角在舞台的当前位置，以驱动舞台灯具进行自动追光；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；根据抓拍图像与背景图像的匹配结果，确定抓拍图像偏移预设拍摄角度的方向，并基于偏移方向对抓拍设备进行相应的驱动控制操作，实现抓拍设备拍摄方向的自动化归位。
根据本发明的一方面，提供了一种舞台灯具定向转动系统，所述系统包括：
舞台灯具，设置在舞台的上方，包括固定设备、直流驱动电机、减速设备和转向机构，所述固定设备用于固定所述舞台灯具，所述直流驱动电机连接到所述固定设备的上端的中部，所述直流驱动电机下方设置有减速设备，所述减速设备的下方设置有转向机构；
图像抓拍设备，用于对舞台进行现场图像数据抓拍，以获得并输出相应的现场抓拍图像；
SDRAM存储设备，用于预先存储所述图像抓拍设备设置拍摄方向的基准背景图以及左侧背景图和右侧背景图；
均值分析设备，分别与所述图像抓拍设备和所述SDRAM存储设备连接，用于接收所述现场抓拍图像、所述基准背景图、所述左侧背景图和所述右侧背景图，对所述现场抓拍图像的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为目标分量值，对所述基准背景图的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为背景分量值，对所述左侧背景图的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为左侧分量值，对所述右侧背景图的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为右侧分量值；
均值匹配设备，与所述均值分析设备连接，用于接收所述目标分量值、所述背景分量值、所述左侧分量值以及所述右侧分量值，计算所述目标分量值和所述背景分量值的差值，当所述差值超限时，发出方向改变信号，并将所述目标分量值分别与所述左侧分量值和所述右侧分量值匹配，当与所述左侧分量值的匹配度大于与所述右侧分量值的匹配度时，发出左向偏移信号，当与所述左侧分量值的匹配度小于等于与所述右侧分量值的匹配度时，发出右向偏移信号；
驱动电机，分别与所述均值匹配设备和所述图像抓拍设备连接，用于在接收到所述左向偏移信号时，驱动所述图像抓拍设备向右侧偏转，还用于在接收到所述右向偏移信号时，驱动所述图像抓拍设备向左侧偏转；
整体分析设备，与所述图像抓拍设备连接，用于接收所述现场抓拍图像，基于所述现场抓拍图像内部各个像素点的像素值的分布情况确定所述现场抓拍图像对应的整体分割阈值；
对比度分析设备，用于接收所述现场抓拍图像，对所述现场抓拍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现场抓拍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；
特征解析设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收所述清晰化图像，基于预设主角体形轮廓对所述清晰化图像中的主角进行目标识别和位置跟踪，以获得并输出主角的当前位置。
更具体地，在所述舞台灯具定向转动系统中：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，在所述舞台灯具定向转动系统中：所述直流驱动电机与所述特征解析设备连接，用于接收所述主角的当前位置，并基于所述主角的当前位置带动所述转向机构执行对所述主角的自动追光。
更具体地，在所述舞台灯具定向转动系统中：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，在所述舞台灯具定向转动系统中：所述基准背景图为所述图像抓拍设备预先按照设置拍摄方向拍摄的无运动目标的图像。
更具体地，在所述舞台灯具定向转动系统中：所述左侧背景图为所述图像抓拍设备预先按照设置拍摄方向左侧偏离后拍摄的无运动目标的图像。
更具体地，在所述舞台灯具定向转动系统中：所述右侧背景图为所述图像抓拍设备预先按照设置拍摄方向右侧偏离后拍摄的无运动目标的图像。
更具体地，在所述舞台灯具定向转动系统中：所述SDRAM存储设备还用于与所述特征解析设备连接，用于存储所述预设主角体形轮廓。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的舞台灯具定向转动系统的舞台灯具的外形结构图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的舞台灯具定向转动系统的实施方案进行详细说明。
舞台灯具的常用光位有以下几种形式：
1、面光：自观众顶部正面投向舞台的光，主要作用为人物正面照明及整台基本光铺染。
2、耳光：位于台口外两侧，斜投于舞台的光，分为上下数层，主要辅助面光，加强面部照明，增加人物、景物的立体感。
3、柱光(又称侧光)：自台口内两侧投射的光，主要用于人物或景物的两侧面照明，增加立体感、轮廓感。
4、顶光：自舞台上方投向舞台的光，由前到后分为一排顶光、二排顶光、三排顶光……等，主要用于舞台普遍照明，增强舞台照度，并且有很多景物、道具的定点照射，主要靠顶光去解决。
5、逆光：自舞台逆方向投射的光(如顶光、桥光等反向照射)，可勾画出人物、景称的轮廓，增强立体感和透明感，也可作为特定光源。
6、桥光：在舞台两侧天桥处投向舞台的光，主要用于辅助柱光，增强立体感，也用于其他光位不便投射的方位，也可作为特定光源。
7、脚光：自台口前的台板上向舞台投射的光，主要辅助面光照明和消除由于面光等高位照射的人物面部和下颚所形成的阴影。
8、天地排光：自天幕上方和下方投向天幕的光，主要用于天幕的照明和色彩变化。
9、流动光：位于舞台两侧的流动灯架上，主要辅助桥光，补充舞台两侧光线或其他特定光线。
10、追光：自观众席或其他位置需用的光位，主要用于跟踪演员表演或突出某一特定光线，又用于主持人，是舞台艺术的特写之笔，起到画龙点睛的作用。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种舞台灯具定向转动系统，能够有效解决了相应的技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的舞台灯具定向转动系统的舞台灯具的外形结构图。其中，1为灯具外框，2为发光板。
根据本发明实施方案示出的舞台灯具定向转动系统包括：
舞台灯具，设置在舞台的上方，包括固定设备、直流驱动电机、减速设备和转向机构，所述固定设备用于固定所述舞台灯具，所述直流驱动电机连接到所述固定设备的上端的中部，所述直流驱动电机下方设置有减速设备，所述减速设备的下方设置有转向机构；
图像抓拍设备，用于对舞台进行现场图像数据抓拍，以获得并输出相应的现场抓拍图像；
SDRAM存储设备，用于预先存储所述图像抓拍设备设置拍摄方向的基准背景图以及左侧背景图和右侧背景图；
均值分析设备，分别与所述图像抓拍设备和所述SDRAM存储设备连接，用于接收所述现场抓拍图像、所述基准背景图、所述左侧背景图和所述右侧背景图，对所述现场抓拍图像的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为目标分量值，对所述基准背景图的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为背景分量值，对所述左侧背景图的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为左侧分量值，对所述右侧背景图的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为右侧分量值；
均值匹配设备，与所述均值分析设备连接，用于接收所述目标分量值、所述背景分量值、所述左侧分量值以及所述右侧分量值，计算所述目标分量值和所述背景分量值的差值，当所述差值超限时，发出方向改变信号，并将所述目标分量值分别与所述左侧分量值和所述右侧分量值匹配，当与所述左侧分量值的匹配度大于与所述右侧分量值的匹配度时，发出左向偏移信号，当与所述左侧分量值的匹配度小于等于与所述右侧分量值的匹配度时，发出右向偏移信号；
驱动电机，分别与所述均值匹配设备和所述图像抓拍设备连接，用于在接收到所述左向偏移信号时，驱动所述图像抓拍设备向右侧偏转，还用于在接收到所述右向偏移信号时，驱动所述图像抓拍设备向左侧偏转；
整体分析设备，与所述图像抓拍设备连接，用于接收所述现场抓拍图像，基于所述现场抓拍图像内部各个像素点的像素值的分布情况确定所述现场抓拍图像对应的整体分割阈值；
对比度分析设备，用于接收所述现场抓拍图像，对所述现场抓拍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现场抓拍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；
特征解析设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收所述清晰化图像，基于预设主角体形轮廓对所述清晰化图像中的主角进行目标识别和位置跟踪，以获得并输出主角的当前位置。
接着，继续对本发明的舞台灯具定向转动系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述舞台灯具定向转动系统中：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。
在所述舞台灯具定向转动系统中：所述直流驱动电机与所述特征解析设备连接，用于接收所述主角的当前位置，并基于所述主角的当前位置带动所述转向机构执行对所述主角的自动追光。
在所述舞台灯具定向转动系统中：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。
在所述舞台灯具定向转动系统中：所述基准背景图为所述图像抓拍设备预先按照设置拍摄方向拍摄的无运动目标的图像。
在所述舞台灯具定向转动系统中：所述左侧背景图为所述图像抓拍设备预先按照设置拍摄方向左侧偏离后拍摄的无运动目标的图像。
在所述舞台灯具定向转动系统中：所述右侧背景图为所述图像抓拍设备预先按照设置拍摄方向右侧偏离后拍摄的无运动目标的图像。
以及在所述舞台灯具定向转动系统中：所述SDRAM存储设备还用于与所述特征解析设备连接，用于存储所述预设主角体形轮廓。
另外，所述SDRAM存储设备中采用的存储技术如下所述。SDRAM即SynchronousDynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器，同步是指内存工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以他为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。SDRSDRAM的时钟频率就是数据存储的频率。SDRAM的工作电压为3.3V。
采用本发明的舞台灯具定向转动系统，针对现有技术中舞台灯具跟踪主角的转动模式效率不高的技术问题，通过预先获取舞台表演的主角的体形轮廓，基于定制的图像处理机制准确获取所述主角在舞台的当前位置，以驱动舞台灯具进行自动追光；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；根据抓拍图像与背景图像的匹配结果，确定抓拍图像偏移预设拍摄角度的方向，并基于偏移方向对抓拍设备进行相应的驱动控制操作，实现抓拍设备拍摄方向的自动化归位，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 (7)

1.一种舞台灯具定向转动系统，其特征在于，所述系统包括：
舞台灯具，设置在舞台的上方，包括固定设备、直流驱动电机、减速设备和转向机构，所述固定设备用于固定所述舞台灯具，所述直流驱动电机连接到所述固定设备的上端的中部，所述直流驱动电机下方设置有减速设备，所述减速设备的下方设置有转向机构；
图像抓拍设备，用于对舞台进行现场图像数据抓拍，以获得并输出相应的现场抓拍图像；
SDRAM存储设备，用于预先存储所述图像抓拍设备设置拍摄方向的基准背景图以及左侧背景图和右侧背景图；
均值分析设备，分别与所述图像抓拍设备和所述SDRAM存储设备连接，用于接收所述现场抓拍图像、所述基准背景图、所述左侧背景图和所述右侧背景图，对所述现场抓拍图像的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为目标分量值，对所述基准背景图的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为背景分量值，对所述左侧背景图的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为左侧分量值，对所述右侧背景图的所有像素点的红色分量值进行求均值操作，以获取操作结果以作为右侧分量值；
均值匹配设备，与所述均值分析设备连接，用于接收所述目标分量值、所述背景分量值、所述左侧分量值以及所述右侧分量值，计算所述目标分量值和所述背景分量值的差值，当所述差值超限时，发出方向改变信号，并将所述目标分量值分别与所述左侧分量值和所述右侧分量值匹配，当与所述左侧分量值的匹配度大于与所述右侧分量值的匹配度时，发出左向偏移信号，当与所述左侧分量值的匹配度小于等于与所述右侧分量值的匹配度时，发出右向偏移信号；
驱动电机，分别与所述均值匹配设备和所述图像抓拍设备连接，用于在接收到所述左向偏移信号时，驱动所述图像抓拍设备向右侧偏转，还用于在接收到所述右向偏移信号时，驱动所述图像抓拍设备向左侧偏转；
整体分析设备，与所述图像抓拍设备连接，用于接收所述现场抓拍图像，基于所述现场抓拍图像内部各个像素点的像素值的分布情况确定所述现场抓拍图像对应的整体分割阈值；
对比度分析设备，用于接收所述现场抓拍图像，对所述现场抓拍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现场抓拍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；
特征解析设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收所述清晰化图像，基于预设主角体形轮廓对所述清晰化图像中的主角进行目标识别和位置跟踪，以获得并输出主角的当前位置；所述直流驱动电机与所述特征解析设备连接，用于接收所述主角的当前位置，并基于所述主角的当前位置带动所述转向机构执行对所述主角的自动追光。
2.如权利要求1所述的舞台灯具定向转动系统，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。
3.如权利要求2所述的舞台灯具定向转动系统，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。
4.如权利要求3所述的舞台灯具定向转动系统，其特征在于：
所述基准背景图为所述图像抓拍设备预先按照设置拍摄方向拍摄的无运动目标的图像。
5.如权利要求4所述的舞台灯具定向转动系统，其特征在于：
所述左侧背景图为所述图像抓拍设备预先按照设置拍摄方向左侧偏离后拍摄的无运动目标的图像。
6.如权利要求5所述的舞台灯具定向转动系统，其特征在于：
所述右侧背景图为所述图像抓拍设备预先按照设置拍摄方向右侧偏离后拍摄的无运动目标的图像。
7.如权利要求1-6任一所述的舞台灯具定向转动系统，其特征在于：
所述SDRAM存储设备还用于与所述特征解析设备连接，用于存储所述预设主角体形轮廓。
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