【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及音响控制，具体为一种数字化舞台音响控制系统。
技术介绍
1、音响控制系统在多功能厅中的作用不可小觑，它不仅能够提供清晰、均衡的声音，还能增强听众的整体体验，在不同类型的活动中，音响控制系统需要展现出不同的性能特点，同时每种场合都对音响控制系统提出了不同的要求，在申请号为202310427099.2专利技术专利中公开了“一种数字化舞台音响控制方法，包括以下步骤，s1，建立三维坐标模型：对舞台空间和四周门窗、环境进行基础测量，并根据测量信息建立三维坐标模型；s2，划分音响组范围：在三维模型中确定间隔的音响摆放位置，将每个音响分别编号为v1/v2/v3.vn录入在三维模型坐标系中，对确定位置音响进行调节音响参数及输出；s3，采集现场环境；s4，预设调控规则；s5，下达调控指令，在线调整音箱播放量。本专利技术具备在剧场的舞台演出前、中后期间均实时采集影响音响控制的环境、根据现场观众年龄段、入座区域范围及时调整音响声音比，观众的沉浸式观赏体验效果。”；
2、上述现有技术解决了现有音响调节大部分依赖人工调控方式进行控制等问题，但是系统在运行时，并没有在音源设备使用前对各个部件进行检测，无法避免设备运行状态异常的情况发生，虽然该系统建立三维模型坐标，但是实际上现场环境中会存在立板遮挡等情况，会影响该区域的响度和音色，导致扬声器位置不合理的现象发生，并且按照年龄对观众的座位进行预先设定的方式并不合理，缺乏灵活性，同时该系统没有提供备用方案来应对多个扬声器损坏的情况。
技术实现思路p>
1、本专利技术的目的在于提供一种数字化舞台音响控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种数字化舞台音响控制系统，包括模型构建单元和设备布置单元；
3、音源设备检测单元，所述音源设备检测单元利用设备检测系统对音源设备进行扫描和检测，其中音源设备包括麦克风、混音台、扬声器、耳机、音频处理器以及数据录音机，对音源设备各部件的参数进行判断，若参数符合设定的范围，则判定该设备状态正常并将参数传输至存储器中，反之则对该设备进行更换后重新进行检测；
4、模型参数生成单元，所述模型参数生成单元通过视觉定位算法根据采集的数据搭建出初始三维地图，使用统计滤波器将地图中存在的离群点进行删除后，利用最远点采样法得到多个目标采样点，通过knnsearch相关函数得到各点的领域后，根据领域构建协方差矩阵，利用协方差矩阵计算出最小特征值对应的特征向量；
5、观众参与单元，所述观众参与单元利用摄像装置对每个扬声器覆盖范围内的现场观众进行拍摄，将产生的多张连续图像利用图像处理软件进行处理后，将其传输至存储设备中，根据动作检测算法搭建出目标检测模型后，获取多组低头以及双手捂住耳朵相关动作图片样本，将这些图片传输至目标检测模型中，利用目标检测模型确定两种动作的相关完整参数，对当前获取图像的特征进行提取，将图像信息传输至目标检测模型中，确定相关动作参数的组数，从而获取音量积分，通过处理器对多个音量积分进行统计，分析出相应的扬声器参数后，利用调音台根据相应的扬声器参数对其进行音量调整；
6、故障处理单元，所述故障处理单元利用监测系统对所有音源设备的参数以及运行状态相关数据进行采集并分析，对音源设备参数和运行状态异常的情况，则通过可视化界面进行提示，并利用设备检测系统对相关参数进行分析，根据异常原因生成解决方案，将解决方案通过可视化界面进行输出，使用人工对方案进行审核，利用调音台根据解决方案及其参数对音源设备进行控制，若扬声器三个及其以上出现异常时，调音台将直接调用存储设备中另一种扬声器放置方案，将另一种方案中涉及到的所有扬声器全部开启。
7、优选的，所述模型参数生成单元包括环境数据采集模块、去噪采样模块和特征向量计算模块，所述环境数据采集模块利用rgbd相机和imu对现场环境进行数据采集，通过视觉定位算法根据采集的数据搭建出初始三维地图，所述去噪采样模块通过统计滤波器对初始三维地图进行扫描，将地图中存在的离群点进行删除后，利用最远点采样法对初始三维地图进行降采样处理，从而得到多个目标采样点，所述特征向量计算模块通过knnsearch相关函数对初始三维地图中的所有点进行计算分析，得到各点的领域后，根据领域构建协方差矩阵，利用协方差矩阵计算出最小特征值对应的特征向量。
8、优选的，所述模型构建单元包括模型重构模块和细节处理模块，所述模型重构模块获取模型参数生成单元中的初始三维地图、目标采样点以及特征向量后，利用节点重建算法对其进行计算和分析，确定每个节点的相关参数后，通过移动立方体法根据节点相关参数来提取等值面，从而构建出三维模型，所述细节处理模块将模型表面的点经过处理后与贴图平面坐标进行匹配映射，再利用最小特征值对应的特征向量完成贴图与模型一侧的匹配映射，经过处理后得到最终的三维地图模型，所述节点重建算法具体为：
9、
10、其中，o表示节点，co表示节点o的中心，ωo表示节点o的宽度，f表示引入基函数，q表示点云区域中某一点的位置。
11、优选的，所述设备布置单元包括设备位置确定模块、人工调整模块和参数传输模块，所述设备位置确定模块利用声场软件根据三维地图模型以及扬声器相关参数进行分析，从而生成两种扬声器放置方案，通过仿真软件根据三维地图模型按照声场软件提供的两种放置方案分别进行模拟，若模拟得出在覆盖范围内响度和音色一致，则判定该方案通过，若模拟得出在覆盖范围内响度和音色不一致，则判定该方案不通过，并重新生成放置方案，所述人工调整模块根据两种扬声器放置方案在现场环境中对扬声器进行布置，利用人工对各个扬声器位置进行逐个确定，并对覆盖范围内的响度和音色进行测试，若符合预先设定的数值，则判定布置完毕并录入放置方案，若不符合预先设定的数值，则需要人工对方案进行调整，并将调整后的方案录入存储设备中，所述参数传输模块将音源设备根据现场环境进行布置后，在所有输出线路上设置均衡器，并将音源设备相关参数传输至调音台中。
12、优选的，所述观众参与单元包括图像收集模块和模型训练模块，所述图像收集模块利用摄像装置对每个扬声器覆盖范围内的现场观众进行拍摄，将产生的多张连续图像利用图像处理软件进行处理后，将其传输至存储设备中，所述模型训练模块通过特征融合网络技术根据动作检测算法搭建出目标检测模型后，从存储设备中获取多组低头以及双手捂住耳朵相关动作图片样本，将这些图片传输至目标检测模型中，利用目标检测模型进行分析，从而确定两种动作的相关完整参数，所述动作检测算法包括定位损失算法，所述定位损失算法具体为：
13、
14、其中，l表示预测框位置，g表示真实框位置，npos表示正样本的总个数，i表示参数，lclou表示clou损失值，lloc表示定位损失值，pos表示正样本。
15、优选的，所述观众参与单元还包括参数识别模块、积分累计模块和参数调整模块，所述参数识别模块获取存储设备中的多张连续图像后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种数字化舞台音响控制系统，包括模型构建单元(3)和设备布置单元(4)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述模型参数生成单元(2)包括环境数据采集模块(201)、去噪采样模块(202)和特征向量计算模块(203)，所述环境数据采集模块(201)利用RGBD相机和IMU对现场环境进行数据采集，通过视觉定位算法根据采集的数据搭建出初始三维地图，所述去噪采样模块(202)通过统计滤波器对初始三维地图进行扫描，将地图中存在的离群点进行删除后，利用最远点采样法对初始三维地图进行降采样处理，从而得到多个目标采样点，所述特征向量计算模块(203)通过KnnSearch相关函数对初始三维地图中的所有点进行计算分析，得到各点的领域后，根据领域构建协方差矩阵，利用协方差矩阵计算出最小特征值对应的特征向量。
3.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述模型构建单元(3)包括模型重构模块(301)和细节处理模块(302)，所述模型重构模块(301)获取模型参数生成单元(2)中的初始三维地图、目标采样点以及特
4.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述设备布置单元(4)包括设备位置确定模块(401)、人工调整模块(402)和参数传输模块(403)，所述设备位置确定模块(401)利用声场软件根据三维地图模型以及扬声器相关参数进行分析，从而生成两种扬声器放置方案，通过仿真软件根据三维地图模型按照声场软件提供的两种放置方案分别进行模拟，若模拟得出在覆盖范围内响度和音色一致，则判定该方案通过，若模拟得出在覆盖范围内响度和音色不一致，则判定该方案不通过，并重新生成放置方案，所述人工调整模块(402)根据两种扬声器放置方案在现场环境中对扬声器进行布置，利用人工对各个扬声器位置进行逐个确定，并对覆盖范围内的响度和音色进行测试，若符合预先设定的数值，则判定布置完毕并录入放置方案，若不符合预先设定的数值，则需要人工对方案进行调整，并将调整后的方案录入存储设备中，所述参数传输模块(403)将音源设备根据现场环境进行布置后，在所有输出线路上设置均衡器，并将音源设备相关参数传输至调音台中。
5.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述观众参与单元(5)包括图像收集模块(501)和模型训练模块(502)，所述图像收集模块(501)利用摄像装置对每个扬声器覆盖范围内的现场观众进行拍摄，将产生的多张连续图像利用图像处理软件进行处理后，将其传输至存储设备中，所述模型训练模块(502)通过特征融合网络技术根据动作检测算法搭建出目标检测模型后，从存储设备中获取多组低头以及双手捂住耳朵相关动作图片样本，将这些图片传输至目标检测模型中，利用目标检测模型进行分析，从而确定两种动作的相关完整参数。
6.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述观众参与单元(5)还包括参数识别模块(503)、积分累计模块(504)和参数调整模块(505)，所述参数识别模块(503)获取存储设备中的多张连续图像后，对图像中的特征进行提取，将图像传输至目标检测模型中，根据图像的相关特征对其进行分析，从而确定低头动作参数和双手捂住耳朵动作参数的组数，所述积分累计模块(504)获取这组图像信息分析出低头动作参数的组数后，将当前音量积分加上组数值后，生成新的音量积分，再根据双手捂住耳朵动作参数的组数对音量积分进行处理，将当前音量积分减去组数值后，将音量积分传输至处理器中，所述参数调整模块(505)通过处理器对多个音量积分进行统计，分析出相应的扬声器相关参数后，利用调音台根据相应的扬声器参数对其进行音量调整。
7.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述故障处理单元(6)包括实时监测模块(601)和解决方案生成模块(602)，所述实时监测模块(601)利用监测系统对所有音源设备的参数以及运行状态相关数据进行采集并分析，若存在音源设备参数和运行状态出现异常的情况，则通过可视化界面进行提示，并将相关参数传输至设备检测系统中，若未存在音源设备参数和运行状态出现异常的情况时，则继续进行监测，所述解决方案生成模块(602)通过设备检测系统对相关参数进行分析，确定音源设备异常原因后，根据异...
【技术特征摘要】
1.一种数字化舞台音响控制系统，包括模型构建单元(3)和设备布置单元(4)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述模型参数生成单元(2)包括环境数据采集模块(201)、去噪采样模块(202)和特征向量计算模块(203)，所述环境数据采集模块(201)利用rgbd相机和imu对现场环境进行数据采集，通过视觉定位算法根据采集的数据搭建出初始三维地图，所述去噪采样模块(202)通过统计滤波器对初始三维地图进行扫描，将地图中存在的离群点进行删除后，利用最远点采样法对初始三维地图进行降采样处理，从而得到多个目标采样点，所述特征向量计算模块(203)通过knnsearch相关函数对初始三维地图中的所有点进行计算分析，得到各点的领域后，根据领域构建协方差矩阵，利用协方差矩阵计算出最小特征值对应的特征向量。
3.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述模型构建单元(3)包括模型重构模块(301)和细节处理模块(302)，所述模型重构模块(301)获取模型参数生成单元(2)中的初始三维地图、目标采样点以及特征向量后，利用节点重建算法对其进行计算和分析，确定每个节点的相关参数后，通过移动立方体法根据节点相关参数来提取等值面，从而构建出三维模型，所述细节处理模块(302)将模型表面的点经过处理后与贴图平面坐标进行匹配映射，再利用最小特征值对应的特征向量完成贴图与模型一侧的匹配映射，经过处理后得到最终的三维地图模型。
4.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述设备布置单元(4)包括设备位置确定模块(401)、人工调整模块(402)和参数传输模块(403)，所述设备位置确定模块(401)利用声场软件根据三维地图模型以及扬声器相关参数进行分析，从而生成两种扬声器放置方案，通过仿真软件根据三维地图模型按照声场软件提供的两种放置方案分别进行模拟，若模拟得出在覆盖范围内响度和音色一致，则判定该方案通过，若模拟得出在覆盖范围内响度和音色不一致，则判定该方案不通过，并重新生成放置方案，所述人工调整模块(402)根据两种扬声器放置方案在现场环境中对扬声器进行布置，利用人工对各个扬声器位置进行逐个确定，并对覆盖范围内的响度和音色进行测试，若符合预先设定的数值，则判定布置完毕并录入放置方案，若不符合预先设定的数值，则需要人工对方案进行调整，并将调整后的方案录入存储设备中，所述参数传输模块(403)将音源设备根据现场环境进行布置后，在所有输出线路上设置均衡器，并将音源设备相关参数传输至调音台中。
5.根据权利要求1所述的一种数字化舞台音响控制系统，其特征在于：所述观众参与单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：张进，
申请(专利权)人：河南声之美电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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