本发明涉及一种基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，包括：组合灯具，包括左侧转动灯和右侧转动灯，所述左侧转动灯包括左侧固定板、左侧转盘和左侧驱动电机，所述右侧转动灯包括右侧固定板、右侧转盘和右侧驱动电机；所述组合灯具中，所述左侧驱动电机与所述左侧转盘连接，用于基于接收到的左侧定位数据控制所述左侧转盘的转动，所述右侧驱动电机与所述右侧转盘连接，用于基于接收到的右侧定位数据控制所述右侧转盘的转动；数据采集设备，用于对舞台进行图像数据采集，以获得并输出相应的高清采集图像。通过本发明，能够提高舞台追光效率。
1.一种基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，包括：
组合灯具，包括左侧转动灯和右侧转动灯，所述左侧转动灯包括左侧固定板、左侧转盘和左侧驱动电机，所述右侧转动灯包括右侧固定板、右侧转盘和右侧驱动电机；
所述组合灯具中，所述左侧驱动电机与所述左侧转盘连接，用于基于接收到的左侧定位数据控制所述左侧转盘的转动，所述右侧驱动电机与所述右侧转盘连接，用于基于接收到的右侧定位数据控制所述右侧转盘的转动；
数据采集设备，用于对舞台进行图像数据采集，以获得并输出相应的高清采集图像；
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高清采集图像；
数据分析设备，与所述数据抽取设备连接，用于对每一帧高清采集图像执行以下操作：确定所述高清采集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高清采集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，用于获取多帧高清采集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；
数据提取设备，与所述数据采集设备连接，用于接收高清采集图像，获取所述高清采集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，用于接收所述高清采集图像和所述参考数据，基于所述参考数据对所述高清采集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，对所述高清采集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；
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割碎片的各个阈值；
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；
舞台划分设备，与所述自适应均衡设备连接用于接收所述均衡图像，基于预设舞台中心轴形状从所述均衡图像中识别出舞台中心轴位置，并基于所述舞台中心轴位置将所述均衡图像划分为左侧图像和右侧图像；
左右侧定位设备，与所述舞台划分设备连接，用于接收所述均衡图像、所述左侧图像和所述右侧图像，基于预设人体亮度阈值范围从所述均衡图像中识别出多个人体目标，并将左侧图像中的人体目标出现最多的区域作为左侧区域，将右侧图像中的人体目标出现最多的区域作为右侧区域，基于所述左侧区域的形心在所述左侧图像中的位置确定所述左侧定位数据，还基于所述右侧区域的形心在所述右侧图像中的位置确定所述右侧定位数据。
2.如权利要求1所述的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，其特征在于：所述左右侧定位设备分别与所述左侧驱动电机和所述右侧驱动电机连接，用于发送所述左侧定位数据和所述右侧定位数据。
3.如权利要求2所述的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，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。
4.如权利要求3所述的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，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所述的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，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。
6.如权利要求5所述的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，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。
7.如权利要求6所述的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，其特征在于：在所述左侧转动灯中，所述左侧转盘和所述左侧驱动电机都安装在所述左侧固定板上。
8.如权利要求7所述的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，其特征在于：在所述右侧转动灯中，所述右侧转盘和所述右侧驱动电机都安装在所述右侧固定板上。
基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构
技术领域
[0001] 本发明涉及舞台追光设备领域，尤其涉及一种基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构。
背景技术
[0002] 舞台灯光的功能：①使舞台画面更清晰：使观众能够看清什么或舞台的某些角落不被观众看见(现性)。②加强舞台表演的效果：符合剧情需要，使背景显得自然，对剧情发展起到衬托、暗示和诱导作用、调节气氛(演员、观众)。舞台灯光的使用原则：①强度(指灯光的亮度)：必须有足够的灯光，使观众能够看到颜色、外表和细节。②分配：包括灯光的使用分配和射向舞台的方向分配，主体必须与配角和背景与明显不同(颜色)可亮度区别。③颜色：依靠色纸、电脑调色等方式来满足剧情的需要。④变化：依剧情需要，使灯光的颜色、亮度、运动进行变化。在舞台灯光的具体使用过程中，在减少某一光源前，应做好增强下一光源的准备，除剧情的特殊需要外。尽是避免黑声，以免影响演职人员的工作。
发明内容
[0003] 为了解决当前舞台追光效率低下的技术问题，本发明提供了一种基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，在舞台需要左右两侧追光的场景下，基于有针对性的图像解析结果，确定左右侧人物的定位数据，以实现相应的左右追光；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，从而能够获取准备剥离背景后的前景检测图像；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。
[0004] 根据本发明的一方面，提供了一种基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，所述机构包括：
[0005] 组合灯具，包括左侧转动灯和右侧转动灯，所述左侧转动灯包括左侧固定板、左侧转盘和左侧驱动电机，所述右侧转动灯包括右侧固定板、右侧转盘和右侧驱动电机；
[0006] 所述组合灯具中，所述左侧驱动电机与所述左侧转盘连接，用于基于接收到的左侧定位数据控制所述左侧转盘的转动，所述右侧驱动电机与所述右侧转盘连接，用于基于接收到的右侧定位数据控制所述右侧转盘的转动；
[0007] 数据采集设备，用于对舞台进行图像数据采集，以获得并输出相应的高清采集图像；
[0008] 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高清采集图像；
[0009] 数据分析设备，与所述数据抽取设备连接，用于对每一帧高清采集图像执行以下操作：确定所述高清采集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高清采集图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图；
[0010] 数据比较设备，与所述数据分析设备连接，用于获取多帧高清采集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；
[0011] 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；
[0012] 数据提取设备，与所述数据采集设备连接，用于接收高清采集图像，获取所述高清采集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；
[0013] 数据分割设备，与所述数据提取设备连接，用于接收所述高清采集图像和所述参考数据，基于所述参考数据对所述高清采集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，对所述高清采集图像进行均匀式分割获得的分割碎片的数量越多；
[0014] 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；
[0015] 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；
[0016] 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割碎片的各个阈值；
[0017] 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；
[0018] 舞台划分设备，与所述自适应均衡设备连接，用于接收所述均衡图像，基于预设舞台中心轴形状从所述均衡图像中识别出舞台中心轴位置，并基于所述舞台中心轴位置将所述均衡图像划分为左侧图像和右侧图像；
[0019] 左右侧定位设备，与所述舞台划分设备连接，用于接收所述均衡图像、所述左侧图像和所述右侧图像，基于预设人体亮度阈值范围从所述均衡图像中识别出多个人体目标，并将左侧图像中的人体目标出现最多的区域作为左侧区域，将右侧图像中的人体目标出现最多的区域作为右侧区域，基于所述左侧区域的形心在所述左侧图像中的位置确定所述左侧定位数据，还基于所述右侧区域的形心在所述右侧图像中的位置确定所述右侧定位数据。
[0020] 更具体地，在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：所述左右侧定位设备分别与所述左侧驱动电机和所述右侧驱动电机连接，用于发送所述左侧定位数据和所述右侧定位数据。
[0021] 更具体地，在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：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。
[0022] 更具体地，在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：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。
[0023] 更具体地，在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：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。
[0024] 更具体地，在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：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。
[0025] 更具体地，在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：在所述左侧转动灯中，所述左侧转盘和所述左侧驱动电机都安装在所述左侧固定板上。
[0026] 更具体地，在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：在所述右侧转动灯中，所述右侧转盘和所述右侧驱动电机都安装在所述右侧固定板上。
具体实施方式
[0027] 下面将对本发明的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构的实施方案进行详细说明。
[0028] 舞台灯光也叫“舞台照明”，简称“灯光”。舞台美术造型手段之一。运用舞台灯光设备(如照明灯具、幻灯、控制系统等)和技术手段，随着剧情的发展，以光色及其变化，显示环境、渲染气氛，突出中心人物，创造舞台空间感和时间感，塑造舞台演出的外部形象，并提供必要的灯光效果(如风、雨、云、水、闪电)。
[0029] 为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，能够有效解决相应的技术问题。
[0030] 根据本发明实施方案示出的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构包括：
[0031] 组合灯具，包括左侧转动灯和右侧转动灯，所述左侧转动灯包括左侧固定板、左侧转盘和左侧驱动电机，所述右侧转动灯包括右侧固定板、右侧转盘和右侧驱动电机；
[0032] 所述组合灯具中，所述左侧驱动电机与所述左侧转盘连接，用于基于接收到的左侧定位数据控制所述左侧转盘的转动，所述右侧驱动电机与所述右侧转盘连接，用于基于接收到的右侧定位数据控制所述右侧转盘的转动；
[0033] 数据采集设备，用于对舞台进行图像数据采集，以获得并输出相应的高清采集图像；
[0034] 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高清采集图像；
[0035] 数据分析设备，与所述数据抽取设备连接，用于对每一帧高清采集图像执行以下操作：确定所述高清采集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高清采集图像进行直方图处理，以获得对应的直方图分布图；
[0036] 数据比较设备，与所述数据分析设备连接，用于获取多帧高清采集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；
[0037] 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；
[0038] 数据提取设备，与所述数据采集设备连接，用于接收高清采集图像，获取所述高清采集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；
[0039] 数据分割设备，与所述数据提取设备连接，用于接收所述高清采集图像和所述参考数据，基于所述参考数据对所述高清采集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，对所述高清采集图像进行均匀式分割获得的分割碎片的数量越多；
[0040] 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；
[0041] 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；
[0042] 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割碎片的各个阈值；
[0043] 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；
[0044] 舞台划分设备，与所述自适应均衡设备连接，用于接收所述均衡图像，基于预设舞台中心轴形状从所述均衡图像中识别出舞台中心轴位置，并基于所述舞台中心轴位置将所述均衡图像划分为左侧图像和右侧图像；
[0045] 左右侧定位设备，与所述舞台划分设备连接，用于接收所述均衡图像、所述左侧图像和所述右侧图像，基于预设人体亮度阈值范围从所述均衡图像中识别出多个人体目标，并将左侧图像中的人体目标出现最多的区域作为左侧区域，将右侧图像中的人体目标出现最多的区域作为右侧区域，基于所述左侧区域的形心在所述左侧图像中的位置确定所述左侧定位数据，还基于所述右侧区域的形心在所述右侧图像中的位置确定所述右侧定位数据。
[0046] 接着，继续对本发明的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构的具体结构进行进一步的说明。
[0047] 在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：所述左右侧定位设备分别与所述左侧驱动电机和所述右侧驱动电机连接，用于发送所述左侧定位数据和所述右侧定位数据。
[0048] 在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：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。
[0049] 在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：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。
[0050] 在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：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。
[0051] 在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：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。
[0052] 在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：在所述左侧转动灯中，所述左侧转盘和所述左侧驱动电机都安装在所述左侧固定板上。
[0053] 以及在所述基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构中：在所述右侧转动灯中，所述右侧转盘和所述右侧驱动电机都安装在所述右侧固定板上。
[0054] 另外，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可根据各自运算量采用不同型号的SOC芯片来实现。
[0055] System on Chip，简称SOC，也即片上系统。从狭义角度讲，他是信息系统核心的芯片集成，是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广义角度讲，SOC是一个微小型系统，如果说中央处理器(CPU)是大脑，那么SOC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SOC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上，他通常是客户定制的，或是面向特定用途的标准产品。
[0056] SOC定义的基本内容主要在两方面：其一是他的构成，其二是他形成过程。系统级芯片的构成可以是系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器CPU内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有ADC/DAC的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块，对于一个无线SOC还有射频前端模块、用户定义逻辑(他可以由FPGA或ASIC实现)以及微电子机械模块，更重要的是一个SOC芯片内嵌有基本软件(RDOS或COS以及其他应用软件)模块或可载入的用户软件等。
[0057] 采用本发明的基于舞台人物定位的组合灯具左右追光机构，针对现有技术中单一方向追光的落后机制的技术问题，通过在舞台需要左右两侧追光的场景下，基于有针对性的图像解析结果，确定左右侧人物的定位数据，以实现相应的左右追光；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，从而能够获取准备剥离背景后的前景检测图像；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。
[0058] 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。
