本發(fā)明屬于影音設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的4d電影座椅控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前4d電影座椅會根據(jù)電影的畫面，同步運(yùn)動，起到4d電影效果。但是這種運(yùn)動僅僅是固定的幾個運(yùn)動方案，沒辦法根據(jù)電影聲音配合運(yùn)動。實(shí)現(xiàn)電影座椅控制數(shù)據(jù)編輯的方法主要有：手工編輯方法、搖桿編輯法和可穿戴設(shè)備探測方法。手工編輯方法的工作方式是，技術(shù)人員在觀看電影時，根據(jù)電影的情節(jié)需要通過計算機(jī)程序手動輸入并記錄動作數(shù)據(jù)；搖桿編輯法即在觀看電影時，手動操作搖桿產(chǎn)生姿態(tài)數(shù)據(jù)并記錄；可穿戴設(shè)備探測方法即在觀看電影時，通過頭部或手勢動作來探測并記錄動作數(shù)據(jù)，編輯效率低，動作數(shù)據(jù)相對于影片存在一定的滯后，同步效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的4d電影座椅控制方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種4d電影座椅控制方法包括：

一種4d電影座椅控制方法，其特征在于，該方法包括：

步驟一、采集電影音頻，對降噪處理后的聲音進(jìn)行頻率分析和相位曲線計算，生成基礎(chǔ)電影音頻曲線，不同基礎(chǔ)電影音頻曲線以不同基礎(chǔ)電影音頻曲線標(biāo)簽上傳至云端音頻數(shù)據(jù)庫；

步驟二、選擇環(huán)形限定區(qū)域?yàn)橐曨l采集區(qū)域，在視頻采集時間內(nèi)選定動點(diǎn)作為特征跟蹤點(diǎn)，建立特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線，不同特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線以不同特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線標(biāo)簽上傳至云端視頻數(shù)據(jù)庫；

步驟三、讀取并分析待測電影音頻的頻率及相位信息，讀取并分析待測電影視頻特征跟蹤點(diǎn)的運(yùn)動軌跡，分別與音頻數(shù)據(jù)庫中基礎(chǔ)電影音頻曲線、特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線進(jìn)行特征相似度比較，如果特征相似度比較結(jié)果不低于預(yù)定值則進(jìn)入步驟四，如果特征相似度比較結(jié)果低于預(yù)定值則進(jìn)入步驟五；

步驟四、直接讀取相似度最高的影片的基礎(chǔ)電影音頻曲線標(biāo)簽和特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線標(biāo)簽所對應(yīng)的音頻信息和視頻信息，獲取影片播放時間節(jié)點(diǎn)并與當(dāng)前電影播放時間節(jié)點(diǎn)匹配，通過該影片的基礎(chǔ)電影音頻曲線控制電影座椅做出振動動作，通過該影片的特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線控制電影座椅做出位移動作；

步驟五、讀取基礎(chǔ)電影音頻曲線相似度比較結(jié)果最高者對應(yīng)的影片的基礎(chǔ)電影音頻曲線，以該基礎(chǔ)電影音頻曲線控制電影座椅做出振動動作，讀取特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線相似度比較結(jié)果最高者對應(yīng)的影片的特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線，以該特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線控制電影座椅做出位移動作，并以該特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線修正音頻曲線幅值；

步驟六、讀取使用者體重參數(shù)、電影座椅的振動頻幅特征和位移運(yùn)動特征，通過基礎(chǔ)電影音頻曲線、特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線對該振動頻幅特征和位移運(yùn)動特征進(jìn)行修正。

進(jìn)一步，以環(huán)形限定區(qū)域的圓心為中心點(diǎn)，將該環(huán)形限定區(qū)域歸一化為矩形區(qū)域，設(shè)環(huán)形限定區(qū)域圖像的內(nèi)外邊緣的交點(diǎn)位置分為(xi(θ)，yi(θ))和(x0(θ)，y0(θ))，通過下式將環(huán)形限定區(qū)域圖像中的特征跟蹤點(diǎn)映射到極坐標(biāo)(r，θ)中：

在該極坐標(biāo)中建立特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線。

進(jìn)一步，在待降噪音頻信號中搜索能量偏離最大的音頻信號段，將其作為噪聲段，進(jìn)行頻譜分析得到頻域特征，作為噪聲特征，將待降噪音頻信號與噪聲特征進(jìn)行頻譜比較，根據(jù)頻譜比較結(jié)果對所述待降噪音頻信號進(jìn)行頻譜增益處理，處理后的不同音頻信號傳送至電影座椅上不同位置的振動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述4d電影座椅控制方法還包括：

步驟一、對當(dāng)前電影音頻進(jìn)行h時長內(nèi)的頻率數(shù)據(jù)提取，搜索云端音頻數(shù)據(jù)庫中與該頻率數(shù)據(jù)相似度最高的音頻數(shù)據(jù)；

步驟二、對當(dāng)前選定電影音頻采樣獲取m個相鄰波峰及波谷的音頻幅數(shù)據(jù)，將該當(dāng)前周期作為第一周期，獲取該第一周期后的連續(xù)n-1個周期按與所述第一周期相同的方式進(jìn)行采樣得到的數(shù)據(jù)，將該n-1個周期中每個周期的m個數(shù)據(jù)與云端音頻數(shù)據(jù)庫中音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行相似度比較；

步驟三、若相似度比較結(jié)果大于預(yù)設(shè)值，則將當(dāng)前電影音頻與選定的云端音頻數(shù)據(jù)庫中的音頻數(shù)據(jù)等同，并通過該云端音頻數(shù)據(jù)庫中的音頻數(shù)據(jù)對電影座椅進(jìn)行動作控制；

步驟四、若相似度比較結(jié)果不大于預(yù)設(shè)值，則采用當(dāng)前電影音頻的頻率特征并通過云端音頻數(shù)據(jù)庫中最相似音頻數(shù)據(jù)對該當(dāng)前電影音頻的幅值特征進(jìn)行修訂后對電影座椅進(jìn)行動作控制。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種4d電影座椅控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

基礎(chǔ)音頻特征生成模塊，用于獲取不同電影的音頻數(shù)據(jù)，根據(jù)音頻數(shù)據(jù)特征生成不同的基礎(chǔ)動作音頻頻幅波形；

音頻解碼模塊，用于獲取當(dāng)前電影的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，將不同頻率、幅值的音頻數(shù)據(jù)上傳至云端音頻數(shù)據(jù)庫；

云端音頻數(shù)據(jù)庫用于存儲基礎(chǔ)動作音頻頻幅波形，并將音頻解碼模塊上傳的音頻數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)動作音頻頻幅波形進(jìn)行特征比較和匹配；

鏡頭參數(shù)獲取模塊，用于獲取環(huán)形限定區(qū)域內(nèi)選定的特征跟蹤點(diǎn)的，建立特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線；

驅(qū)動模塊，用于以電影音頻曲線控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)做出振動動作，以特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)做出位移動作；

傳感器模塊，模塊包括用于感知電影座椅加速度的加速度傳感器子模塊和用于感知電影座椅所受壓力的壓電晶片子模塊。

進(jìn)一步，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動電影座椅前后運(yùn)動的滑軌驅(qū)動機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動電影座椅搖擺運(yùn)動的連桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動電影座椅升降運(yùn)動的舉升驅(qū)動機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動電影座椅不同部位振動的電磁振動機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明對降噪處理后的聲音進(jìn)行頻率分析和相位曲線計算，生成基礎(chǔ)電影音頻曲線，選擇環(huán)形限定區(qū)域?yàn)橐曨l采集區(qū)域，建立特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線，通過讀取并分析待測電影音頻、視頻信息完成與云端數(shù)據(jù)的匹配及修正，大大縮短了電影座椅控制數(shù)據(jù)的制作時間，保證了運(yùn)動與畫面的同步性，大大提升了4d電影座椅的體驗(yàn)效果。

附圖說明

圖1和圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的4d電影座椅控制方法流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的4d電影座椅控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、基礎(chǔ)音頻特征生成模塊；2、音頻解碼模塊；3、云端音頻數(shù)據(jù)庫；4、鏡頭參數(shù)獲取模塊；5、驅(qū)動模塊；6、傳感器模塊；7、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。

一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的4d電影座椅控制方法包括：

s101、采集電影音頻，對降噪處理后的聲音進(jìn)行頻率分析和相位曲線計算，生成基礎(chǔ)電影音頻曲線，不同基礎(chǔ)電影音頻曲線以不同基礎(chǔ)電影音頻曲線標(biāo)簽上傳至云端音頻數(shù)據(jù)庫；

s102、選擇環(huán)形限定區(qū)域?yàn)橐曨l采集區(qū)域，在視頻采集時間內(nèi)選定動點(diǎn)作為特征跟蹤點(diǎn)，建立特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線，不同特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線以不同特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線標(biāo)簽上傳至云端視頻數(shù)據(jù)庫；

s103、讀取并分析待測電影音頻的頻率及相位信息，讀取并分析待測電影視頻特征跟蹤點(diǎn)的運(yùn)動軌跡，分別與音頻數(shù)據(jù)庫中基礎(chǔ)電影音頻曲線、特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線進(jìn)行特征相似度比較，如果特征相似度比較結(jié)果不低于預(yù)定值則進(jìn)入步驟四，如果特征相似度比較結(jié)果低于預(yù)定值則進(jìn)入步驟五；

s104、直接讀取相似度最高的影片的基礎(chǔ)電影音頻曲線標(biāo)簽和特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線標(biāo)簽所對應(yīng)的音頻信息和視頻信息，獲取影片播放時間節(jié)點(diǎn)并與當(dāng)前電影播放時間節(jié)點(diǎn)匹配，通過該影片的基礎(chǔ)電影音頻曲線控制電影座椅做出振動動作，通過該影片的特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線控制電影座椅做出位移動作；

s105、讀取基礎(chǔ)電影音頻曲線相似度比較結(jié)果最高者對應(yīng)的影片的基礎(chǔ)電影音頻曲線，以該基礎(chǔ)電影音頻曲線控制電影座椅做出振動動作，讀取特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線相似度比較結(jié)果最高者對應(yīng)的影片的特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線，以該特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線控制電影座椅做出位移動作，并以該特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線修正音頻曲線幅值；

s106、讀取使用者體重參數(shù)、電影座椅的振動頻幅特征和位移運(yùn)動特征，通過基礎(chǔ)電影音頻曲線、特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線對該振動頻幅特征和位移運(yùn)動特征進(jìn)行修正。

該4d電影座椅控制方法還包括：

s201、對當(dāng)前電影音頻進(jìn)行h時長內(nèi)的頻率數(shù)據(jù)提取，搜索云端音頻數(shù)據(jù)庫中與該頻率數(shù)據(jù)相似度最高的音頻數(shù)據(jù)；

s202、對當(dāng)前選定電影音頻采樣獲取m個相鄰波峰及波谷的音頻幅數(shù)據(jù)，將該當(dāng)前周期作為第一周期，獲取該第一周期后的連續(xù)n-1個周期按與所述第一周期相同的方式進(jìn)行采樣得到的數(shù)據(jù)，將該n-1個周期中每個周期的m個數(shù)據(jù)與云端音頻數(shù)據(jù)庫中音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行相似度比較；

s203、若相似度比較結(jié)果大于預(yù)設(shè)值，則將當(dāng)前電影音頻與選定的云端音頻數(shù)據(jù)庫中的音頻數(shù)據(jù)等同，并通過該云端音頻數(shù)據(jù)庫中的音頻數(shù)據(jù)對電影座椅進(jìn)行動作控制；

s204、若相似度比較結(jié)果不大于預(yù)設(shè)值，則采用當(dāng)前電影音頻的頻率特征并通過云端音頻數(shù)據(jù)庫中最相似音頻數(shù)據(jù)對該當(dāng)前電影音頻的幅值特征進(jìn)行修訂后對電影座椅進(jìn)行動作控制。

在本發(fā)明實(shí)施例中，以環(huán)形限定區(qū)域的圓心為中心點(diǎn)，將該環(huán)形限定區(qū)域歸一化為矩形區(qū)域，設(shè)環(huán)形限定區(qū)域圖像的內(nèi)外邊緣的交點(diǎn)位置分為(xi(θ)，yi(θ))和(x0(θ)，y0(θ))，通過下式將環(huán)形限定區(qū)域圖像中的特征跟蹤點(diǎn)映射到極坐標(biāo)(r，θ)中：

在該極坐標(biāo)中建立特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線。

在待降噪音頻信號中搜索能量偏離最大的音頻信號段，將其作為噪聲段，進(jìn)行頻譜分析得到頻域特征，作為噪聲特征，將待降噪音頻信號與噪聲特征進(jìn)行頻譜比較，根據(jù)頻譜比較結(jié)果對所述待降噪音頻信號進(jìn)行頻譜增益處理，處理后的不同音頻信號傳送至電影座椅上不同位置的振動執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

本發(fā)明實(shí)施例的4d電影座椅控制系統(tǒng)包括：

基礎(chǔ)音頻特征生成模塊1，用于獲取不同電影的音頻數(shù)據(jù)，根據(jù)音頻數(shù)據(jù)特征生成不同的基礎(chǔ)動作音頻頻幅波形；

音頻解碼模塊2，用于獲取當(dāng)前電影的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，將不同頻率、幅值的音頻數(shù)據(jù)上傳至云端音頻數(shù)據(jù)庫；

云端音頻數(shù)據(jù)庫3用于存儲基礎(chǔ)動作音頻頻幅波形，并將音頻解碼模塊上傳的音頻數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)動作音頻頻幅波形進(jìn)行特征比較和匹配；

鏡頭參數(shù)獲取模塊4，用于獲取環(huán)形限定區(qū)域內(nèi)選定的特征跟蹤點(diǎn)的，建立特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線，隨著影片視頻的播放，利用計算機(jī)通過視頻處理算法跟蹤所有特征跟蹤點(diǎn)的位置變化，根據(jù)所有特征跟蹤點(diǎn)的位置變化，通過視頻處理算法計算得到特征跟蹤點(diǎn)的運(yùn)動參數(shù)和運(yùn)動軌跡；

驅(qū)動模塊5，用于以電影音頻曲線控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)做出振動動作，以特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)做出位移動作，系統(tǒng)識別影片的音頻后根據(jù)需要確定電影座椅運(yùn)動的自由度；

傳感器模塊6，模塊包括用于感知電影座椅加速度的加速度傳感器子模塊和用于感知電影座椅所受壓力的壓電晶片子模塊。

其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括用于驅(qū)動電影座椅前后運(yùn)動的滑軌驅(qū)動機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動電影座椅搖擺運(yùn)動的連桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動電影座椅升降運(yùn)動的舉升驅(qū)動機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動電影座椅不同部位振動的電磁振動機(jī)構(gòu)，該電磁振動機(jī)構(gòu)包括右前振動器、中置振動器、左前振動器和低頻振動器，所述的右環(huán)繞振動器、左環(huán)繞振動器、右后環(huán)繞振動器和左后環(huán)繞振動器均設(shè)置在靠背上，信號解碼驅(qū)動器設(shè)置在座椅本體上或外置于座椅本體。

本發(fā)明對降噪處理后的聲音進(jìn)行頻率分析和相位曲線計算，生成基礎(chǔ)電影音頻曲線，選擇環(huán)形限定區(qū)域?yàn)橐曨l采集區(qū)域，建立特征跟蹤點(diǎn)運(yùn)動軌跡曲線，通過讀取并分析待測電影音頻、視頻信息完成與云端數(shù)據(jù)的匹配及修正，大大縮短了電影座椅控制數(shù)據(jù)的制作時間，保證了運(yùn)動與畫面的同步性，大大提升了4d電影座椅的體驗(yàn)效果。

以上所述僅是對本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。