[发明专利]一种基于图像模式识别的舞台智能追光控制系统及方法

摘要

本发明涉及舞台追光控制系统，具体是一种基于图像模式识别的舞台智能追光控制系统及方法。本发明解决了现有舞台追光控制系统布置困难、接线复杂、适用范围受限、应用成本高、控制实时性和精确性差的问题。一种基于图像模式识别的舞台智能追光控制系统，包括高清摄像头、PC上位机、立体音响、第一RS485通信机、第二RS485通信机、第三RS485通信机、微处理器、云台射灯系统、可调灯光系统；其中，高清摄像头的输出端通过视频线与PC上位机的输入端连接；PC上位机的输出端通过音频线与立体音响的输入端连接；PC上位机与第一RS485通信机双向连接。本发明适用于舞台追光控制。

主权项

一种基于图像模式识别的舞台智能追光控制方法，该方法在如下所述的一种基于图像模式识别的舞台智能追光控制系统中实现，其特征在于：一种基于图像模式识别的舞台智能追光控制系统，包括高清摄像头、PC上位机、立体音响、第一RS485通信机、第二RS485通信机、第三RS485通信机、微处理器、云台射灯系统、可调灯光系统；其中，高清摄像头的输出端通过视频线与PC上位机的输入端连接；PC上位机的输出端通过音频线与立体音响的输入端连接；PC上位机与第一RS485通信机双向连接；第一RS485通信机分别与第二RS485通信机、第三RS485通信机双向连接；第二RS485通信机与微处理器双向连接；微处理器与云台射灯系统双向连接；第三RS485通信机与可调灯光系统双向连接；该方法是采用如下步骤实现的：1)高清摄像头采集舞台图像，并采用RGB色彩模式对舞台图像进行处理，由此得到三维像素矩阵A；2)PC上位机通过视频线读取三维像素矩阵A，并对三维像素矩阵A进行RGB分离，由此分别得到Red分量对应的二维像素矩阵AR、Green分量对应的二维像素矩阵AG、Blue分量对应的二维像素矩阵AB；3)PC上位机对二维像素矩阵AR、二维像素矩阵AG、二维像素矩阵AB进行两两作差，并根据作差结果判定三维像素矩阵A的元素Aij对应的颜色；具体判定公式如下：ARij-AGij≥G1ARij-ABij≥G1-G2≤ABij-AGij≤G2---(1);]]>AGij-ABij≥G1AGij-ARij≥G1-G2≤ARij-ABij≤G2---(2);]]>ABij-ARij≥G1ABij-AGij≥G1-G2≤AGij-ARij≤G2---(3);]]>式(1)‑(3)中：ARij为二维像素矩阵AR的元素；AGij为二维像素矩阵AG的元素；ABij为二维像素矩阵AB的元素；G1、G2均为阈值；G1≥0；G2≥0；如果作差结果满足式(1)，则判定元素Aij对应的颜色为红色；如果作差结果满足式(2)，则判定元素Aij对应的颜色为绿色；如果作差结果满足式(3)，则判定元素Aij对应的颜色为蓝色；4)PC上位机判断元素Aij对应的颜色与演员服饰的颜色是否相同；如果相同，则PC上位机将元素Aij以逻辑1填充；如果不同，则PC上位机将元素Aij以逻辑0填充；PC上位机由此将三维像素矩阵A转换为逻辑判定矩阵D；5)PC上位机判断元素Aij对应的颜色与舞台地面的颜色是否相同；如果相同，则PC上位机将元素Aij以逻辑0填充；如果不同，则PC上位机将元素Aij以逻辑1填充；PC上位机由此将三维像素矩阵A转换为逻辑判定矩阵B；6)PC上位机对逻辑判定矩阵D和逻辑判定矩阵B进行如下逻辑运算：如果逻辑判定矩阵D的元素Dij与逻辑判定矩阵B的元素Bij不同，则对元素Dij与元素Bij进行与运算；如果逻辑判定矩阵D的元素Dij与逻辑判定矩阵B的元素Bij相同，则对元素Dij与元素Bij进行异或运算；PC上位机由此通过逻辑运算得到新的逻辑判定矩阵，并对该逻辑判定矩阵中值为1的元素的行数和列数分别求平均值，然后将平均值作为演员服饰在三维像素矩阵A中的像素坐标；7)PC上位机采用变换矩阵将演员服饰在三维像素矩阵A中的像素坐标转化为演员服饰在舞台图像中的实际坐标，并根据实际坐标生成控制信号，然后依次通过第一RS485通信机、第二RS485通信机、微处理器将控制信号发送至云台射灯系统；云台射灯系统根据控制信号即可实时定位并快速准确地跟踪演员服饰，由此实现舞台智能追光。