[发明专利]激光笔自动化控制平台

权利要求书

1.一种激光笔自动化控制平台，所述平台包括DSP处理芯片、红外激光笔、电机设备和电机驱动设备，DSP处理芯片将驱动控制信号发送给电机驱动设备以便于电机驱动设备驱动电机设备，红外激光笔在电机设备的控制下调整其水平角度和俯仰角度。

2.如权利要求1所述的激光笔自动化控制平台，其特征在于，所述平台包括：

计时器，设置在剧场的后台控制室内，用于提供计时信号；

环境亮度传感设备，设置在剧场房顶中央位置，用于感应剧场内部环境的实时亮度以作为实时环境亮度输出；

人脸亮度检测设备，设置在剧场的后台控制室内，通过网络与人脸子图像提取设备连接以接收每一个人脸子图像和其对应的座位编号，用于基于每一个人脸子图像的各个像素的灰度值计算每一个人脸子图像的图像亮度以作为实时人脸亮度输出；

亮度背离检测设备，设置在剧场的后台控制室内，分别与计时器、环境亮度检测设备和人脸亮度检测设备连接，用于接收实时环境亮度以及接收每一个人脸子图像的实时人脸亮度，针对每一个人脸子图像，当其实时人脸亮度与实时环境亮度背离的时间达到预设时间长度阈值时，将人脸子图像对应的座位编号作为目标座位编号输出；

DSP处理芯片，设置在剧场的后台控制室内，与亮度背离检测设备连接，用于基于目标座位编号发出包括目标座位编号的驱动控制信号；

电机驱动设备，设置在剧场的后台控制室内，分别与DSP处理芯片和电机设备连接，用于接收DSP处理芯片发来的驱动控制信号，并对驱动控制信号进行解析以确定目标座位编号，基于目标座位编号计算目标水平角度和目标俯仰角度；

电机设备，设置在剧场舞台正上方的房顶位置，分别与电机驱动设备和红外激光笔连接，包括水平驱动电机和垂直驱动电机，水平驱动电机用于将红外激光笔的水平角度调整到目标水平角度，垂直驱动电机用于将红外激光笔的俯仰角度调整到目标俯仰角度；其中，电机设备在水平驱动电机和垂直驱动电机都调整完毕后发出激光打开信号；

红外激光笔，设置在剧场舞台正上方的房顶位置，分别与DSP处理芯片和电机设备连接，包括电池、激光发射开关和激光发射器，电池用于为红外激光笔的激光发射提供电力供应，激光发射开关在接收到驱动控制信号后且接收到激光打开信号时切换到打开状态，激光发射器包括泵浦二极管，用于在激光发射开关打开的情况下发射波长为671纳米的激光信号；

CMOS传感设备，设置在剧场房顶中央位置，用于对剧场舞台对面的观众席进行图像采集以输出观众席图像；

大数据处理系统，通过网络与CMOS传感设备连接，用于接收观众席图像并对观众席图像进行处理，大数据处理系统包括：

灰度化处理设备，与CMOS传感设备网络连接，包括通道参数提取单元、加权值存储单元和灰度值计算单元，通道参数提取单元用于接收观众席图像，提取出观众席图像中每一个像素点的R通道像素值、G通道像素值和B通道像素值，加权值存储单元用于预先存储了R通道加权值、G通道加权值和B通道加权值，灰度值计算单元分别与通道参数提取单元和加权值存储单元连接，针对观众席图像中每一个像素点，将R通道像素值与R通道加权值的乘积、G通道像素值与G通道加权值的乘积以及B通道像素值与B通道加权值的乘积相加以获取针对的像素点的灰度值，并基于观众席图像中各个像素点的灰度值获得观众席图像对应的灰度化图像；其中，R通道加权值取值为0.298839，G通道加权值取值为0.586811，B通道加权值取值为0.114350；

直方图分布检测设备，与灰度化处理设备连接，用于接收灰度化图像，并对灰度化图像进行灰度直方图处理以获得对应的直方图图像，在直方图图像呈现双峰分布时，发出全局阈值选择信号，否则，发出非全局阈值选择信号；

阈值选择设备，与直方图分布检测设备连接，用于在接收到全局阈值选择信号时，将全局阈值128作为阈值数据输出，在接收到非全局阈值选择信号时，将相邻像素点灰度差阈值40作为阈值数据输出；

二值化处理设备，分别与阈值选择设备和直方图分布检测设备连接，用于在接收到全局阈值选择信号时，针对灰度化图像中的每一个像素点，当灰度值大于等于阈值数据时，将针对的像素点设置为白电平像素点，当灰度值小于阈值数据时，将针对的像素点设置为黑电平像素点，并输出灰度化图像对应的二值化图像；二值化处理设备还用于在接收到非全局阈值选择信号时，针对灰度化图像中的每一个像素点，计算垂直方向向上距离其3个像素点的像素点的灰度值作为上像素灰度值，计算垂直方向向下距离其3个像素点的像素点的灰度值作为下像素灰度值，计算水平方向向左距离其3个像素点的像素点的灰度值作为左像素灰度值，计算水平方向向右距离其3个像素点的像素点的灰度值作为右像素灰度值，当上像素灰度值和下像素灰度值之差的绝对值小于等于阈值数据且左像素灰度值和右像素灰度值之差的绝对值小于等于阈值数据时，将针对的像素点设置为白电平像素点，当上像素灰度值和下像素灰度值之差的绝对值大于阈值数据或左像素灰度值和右像素灰度值之差的绝对值大于阈值数据时，将针对的像素点设置为黑电平像素点，并输出灰度化图像对应的二值化图像；

图像平滑处理设备，与二值化处理设备连接，用于接收二值化图像，针对二值化图像中的每一个像素点，当相邻的所有像素点中存在一半以上的跳变点时，则将针对的像素点的灰度值保留，否则，将针对的像素点的灰度值设置为白电平像素点，并输出二值化图像对应的平滑图像；

中值滤波设备，与图像平衡处理设备连接，用于接收平滑图像，对平滑图像的像素点的灰度值进行分析以确定每一个噪声分布区域的分布半径，基于各个噪声分布区域的分布半径中的最大值确定进行中值滤波的滤波像素块尺寸，采用确定的滤波像素块尺寸对平滑图像进行中值滤波处理以获得滤波图像；

人脸子图像提取设备，与中值滤波设备连接以获得滤波图像，将滤波图像与预先存储的人脸轮廓图案进行匹配以检测并分割出滤波图像中的各个人脸子图像，针对每一个人脸子图像，针对其在滤波图像中的位置确定针对的人脸子图像对应的座位编号；其中，针对的人脸子图像对应的座位编号为人脸子图像对应的观众所在的剧场座位编号；

其中，红外激光笔还包括遥控接收器，用于接收远端发来的激光打开遥控信号和激光关闭遥控信号；

其中，人脸子图像的实时人脸亮度与实时环境亮度背离的确定方式如下：当人脸子图像的实时人脸亮度大于实时环境亮度时，确定人脸子图像的实时人脸亮度与实时环境亮度背离，当人脸子图像的实时人脸亮度小于等于实时环境亮度时，确定人脸子图像的实时人脸亮度与实时环境亮度非背离；

灰度化处理设备由多个相同的处理子设备组成，多个相同的处理子设备用于并行操作，以共同完成灰度化处理设备的操作；

直方图分布检测设备由多个相同的处理子设备组成，多个相同的处理子设备用于并行操作，以共同完成直方图分布检测设备的操作。