[發(fā)明專利]一種焦點(diǎn)自跟蹤的舞臺(tái)追光燈系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810253569.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN108513414A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊倩;代棋帆;李可楠;程婷婷;肖淋譯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02;F21V14/02;F21V21/15;F21W131/105;F21W131/406
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 馮必發(fā);金慧君

本發(fā)明涉及一種焦點(diǎn)自跟蹤的舞臺(tái)追光燈系統(tǒng)，包括一追光燈；一圖像采集裝置，用于實(shí)時(shí)獲取舞臺(tái)場(chǎng)景圖像；一圖像處理器，用于將舞臺(tái)場(chǎng)景圖像進(jìn)行處理得到演員的圖像區(qū)域，提取出演員的質(zhì)心；二PID控制器，用于接收所述圖像處理器測(cè)量出演員質(zhì)心位置和初始位置的偏差信息，并計(jì)算輸出伺服裝置的旋轉(zhuǎn)角度輸出值；一伺服裝置，用于控制并調(diào)整所述追光燈的旋轉(zhuǎn)角度；所述圖像處理器根據(jù)所述圖像采集裝置獲取的舞臺(tái)場(chǎng)景圖像確定演員質(zhì)心的實(shí)時(shí)位置和初始位置，并將兩者的位置偏差送入二所述PID控制器計(jì)算并輸出旋轉(zhuǎn)角度輸出值，所述伺服裝置接收旋轉(zhuǎn)角度輸出值控制所述追光燈旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)所述追光燈對(duì)演員的實(shí)時(shí)跟蹤。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及舞臺(tái)照明技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種焦點(diǎn)自跟蹤的舞臺(tái)追光燈系統(tǒng)。

背景技術(shù)

舞臺(tái)燈光的運(yùn)用是舞臺(tái)藝術(shù)中不可缺少的重要手段，達(dá)到突出重點(diǎn)、塑造人物形象、烘托環(huán)境氣氛的目的。追光燈作為一種演員在表演時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行燈光補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備，可在舞臺(tái)全場(chǎng)黑暗的情況下用光柱突出演員或其他特殊效果，其特點(diǎn)是追光燈的燈光要跟隨演員移動(dòng)，一般仍需要人為遙控操作，要耗費(fèi)大量的人力，且會(huì)存在控制不精準(zhǔn)的情形出現(xiàn)，有的通過計(jì)算機(jī)控制的追光燈控制系統(tǒng)，雖不再需要大量人力，但是需要專業(yè)的監(jiān)控人員在線實(shí)時(shí)操作，自動(dòng)化程度不高且成本較高，因此需要一種控制精準(zhǔn)、成本較低且能實(shí)時(shí)跟蹤演員的追光燈系統(tǒng)來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的公開了一種焦點(diǎn)自跟蹤的舞臺(tái)追光燈系統(tǒng)，可精準(zhǔn)且實(shí)時(shí)地跟蹤演員。

第一方面：

本發(fā)明的提供一種焦點(diǎn)自跟蹤的舞臺(tái)追光燈系統(tǒng)，包括

一追光燈；

一圖像采集裝置，用于實(shí)時(shí)獲取舞臺(tái)場(chǎng)景圖像；

一圖像處理器，用于將舞臺(tái)場(chǎng)景圖像進(jìn)行處理得到演員的圖像區(qū)域，提取出演員的質(zhì)心；

二PID控制器，用于接收所述圖像處理器測(cè)量出演員質(zhì)心的實(shí)時(shí)位置和初始位置的偏差信息，并計(jì)算輸出伺服裝置的旋轉(zhuǎn)角度輸出值；

所述伺服裝置，用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度輸出值控制并調(diào)整所述追光燈的旋轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)所述追光燈對(duì)演員的實(shí)時(shí)跟蹤。

進(jìn)一步地，所述圖像采集裝置為攝像頭，所述攝像頭的拍攝間隔為100ms。

進(jìn)一步地，所述圖像處理器內(nèi)包含，

灰度化處理模塊，用于將舞臺(tái)場(chǎng)景圖像進(jìn)行灰度化處理；

類間方差模塊，按下列公式計(jì)算得出灰度化處理后的圖像中的每一個(gè)像素的灰度值的類間方差，得出使得類間方差最大的灰度值，計(jì)算公式如下：

g＝ω₁×ω₂×(μ₁-μ₂)² (2)

其中，g為類間方差，ω₁為屬于前景的像素點(diǎn)數(shù)占整幅圖像的比例，其平均灰度為為μ₁，ω₂為屬于后景的像素點(diǎn)數(shù)占整幅圖像的比例，其平均灰度為為μ₂；

二值化處理模塊，用于將使得類間方差最大的灰度值作為分割閾值，將灰度化處理后的圖像進(jìn)行二值化處理，得到演員的圖像區(qū)域，并提取演員的質(zhì)心。

進(jìn)一步地，以所述舞臺(tái)場(chǎng)景圖像的左上角建立圖像uv坐標(biāo)系，所述圖像處理器通過下列公式可計(jì)算出演員質(zhì)心的實(shí)時(shí)位置(u，v)和初始位置(u₀，v₀)，其計(jì)算公式為：