本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种集约式图像数据处理平台。
背景技术：
当前，电影院、剧院、剧场、放映室或歌剧院等演出场合的偷拍行为非常严重，由于摄像技术的发展和图像处理技术的发展，现场偷拍的影像质量非常高，很容易用来进行网络销售或刻盘销售，这样将严重打击正版运营商的压力，给行业发展带来一定的负面影响。
例如，根据美国电影协会的记录，电影盗版使得电影行业每年损失高达60亿美元。电影盗版对整个经济行业都有深远的影响，以至于他在每一个国家或地区都被认定是一种犯罪行为。而盗版电影的一种主要来源就是摄像偷拍，也就是在电影院或放映室内通过移动设备进行电影偷拍。尽管BBC报道说大部分电影盗版可能来自行业内部人员和提供给影评人的预先电影副本，但是摄像偷拍仍然是在线盗版销售的一个重要来源。在最近几十年，互联网带宽和点对点协议的发展都促进了盗版电影的进一步流通。
为了检测未被授权非法传播的数字多媒体视频，水印技术已经被普遍的研究并应用广泛。在制作电影或者电影投射阶段，可以采取在电影里植入使人眼看不到“图案”信息的方法。如果这些电影被摄像机偷拍记录，这个嵌入的图谱可以被提取出来而识别盗版的源头。
一些行业领导者为了识别和追踪盗版电影，提出了通过编码反盗版(CAP)的方法，即往电影里增加水印。第一个编码反盗版是被Kodak设计的，随后Deluxe Laboratories对其进行改善。Philips在2006年也提出了一个名叫CineFence的标识系统。然而，水印技术只是一种被动的措施，他不能消除和阻止摄像偷拍。另一方面，相机干扰技术旨在通过严重破坏的电影视觉质量来消除摄像偷拍，同时要使这些干扰信号不会影响影院的观众。
早期大量的相机干扰方法主要利用了成像传感器响应红外线的原理。为了干扰移动摄像机以及在拍摄的画面中生成亮光，红外发射源被安装在电影院内。除了那些发射器等额外的成本费和日常操作费用，这种方案可以通过在镜头上附上适当的过滤器。但这种方式很容易因为偷拍者的选择而被规避。
因此，需要一种新的现场防盗拍技术，能够对观众席图像进行电子分析，对现场演出环境进行电子分析，并基于两种分析结果进行偷拍者判断，另外，还基于偷拍者的位置信息对偷拍者进行提醒，从而实现演出现场偷拍者的定向检测和定向警告。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种集约式图像数据处理平台，改造现有技术中各个交通路口处的控制柜，。
根据本发明的一方面，提供了一种集约式图像数据处理平台，所述平台包括云端服务中心设备、数据分割设备和多个云端存储设备，数据分割设备用于将待处理图像分割成多个图像分块以分别发送给多个云端存储设备进行存储，云端服务中心设备与多个云端存储设备连接，用于对多个图像分块进行处理。
更具体地，在所述集约式图像数据处理平台中，包括：MSP430单片机，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；定向设备，设置在剧场的后台控制室内，与MSP430单片机连接，用于对驱动控制信号进行解析以确定目标座位编号，基于目标座位编号向与目标座位编号对应的提示机构和双声道扬声器发送拍照警示信号；提示机构，每一个观众座位上设置一个，位置处于观众座位对应椅背的后方，包括弹簧、伸缩控制器和木质突起部件，木质突起部件设置在弹簧的前方，伸缩控制器与定向设备连接，用于控制弹簧的伸展和收缩；其中，伸缩控制器在接收到拍照警示信号时伸展弹簧以实现木质突起部件对观众后背的点触；双声道扬声器，每一个观众座位上设置一个，位置处于观众座位对应扶手内，与定向设备连接，用于在接收到拍照警示信号时播放与禁止拍照对应的语音文件；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，与人脸图像分割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；摄像设备，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；数据分割设备，位于云端，与摄像设备连接，用于将观众席图像分割成N个图像分块，N为大于1的自然数；N个云端存储设备，位于云端，与数据分割设备连接，用于分别存储N个图像分块；云端服务中心设备，位于云端，与N个云端存储设备连接，用于集中N个图像分块，并将N个图像分块分发给M个云端应用设备，M为大于1的自然数且M小于等于N；云端命令通道管理设备，位于云端，用于对云端命令进行通道管理；M个云端应用设备，位于云端，与云端服务中心设备连接，用于接收分配到的、一个以上的图像分块，每一个云端应用设备包括：灰度化处理子设备，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每一个图像分块，提取出图像分块中每一个像素点的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，针对图像分块中每一个像素点，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，并基于图像分块中各个像素点的灰度值获得图像分块对应的灰度化图像；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；直方图分布检测子设备，与灰度化处理子设备连接，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；阈值选择子设备，与直方图分布检测子设备连接，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；二值化处理子设备，分别与阈值选择子设备和直方图分布检测子设备连接，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；二值化处理子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；图像平滑处理子设备，与二值化处理子设备连接，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；数据合并设备，位于云端，与M个云端应用设备连接，用于将每一个云端应用设备的图像平滑处理子设备输出的平滑图像进行拼接以获得平滑整合图像；维纳滤波设备，设置在剧场的后台控制室内，与数据合并设备连接，用于接收平滑整合图像，对平滑整合图像执行维纳滤波处理以获得滤波图像，其中维纳滤波处理用于使得平滑整合图像与滤波图像的均方误差最小以去除平滑整合图像中的白噪声和斑点噪声；人脸图像分割设备，设置在剧场的后台控制室内，与维纳滤波设备连接以获得滤波图像；针对滤波图像中的每一个像素点，当其灰度值在预设人脸上限灰度值和预设人脸下限灰度值之间时，确定其为屏幕像素点；将滤波图像中的所有人脸像素点组成的区域从滤波图像中分割出来以获得各个人脸子图像；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，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。
更具体地，在所述集约式图像数据处理平台中，还包括：二值化处理子设备由CPLD芯片来实现。
更具体地，在所述集约式图像数据处理平台中，还包括：图像平滑处理子设备由CPLD芯片来实现。
更具体地，在所述集约式图像数据处理平台中，还包括：MSP430单片机内置存储单元。
更具体地，在所述集约式图像数据处理平台中，还包括：MSP430单片机还包括计时单元。
更具体地，在所述集约式图像数据处理平台中，还包括：替换地，采用计时单元替换计时器。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的集约式图像数据处理平台的结构方框图。
附图标记：1云端服务中心设备
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的集约式图像数据处理平台的实施方案进行详细说明。
由于摄像机技术的不断发展，高清晰、体积小的微型摄像机越来越普及，观众只需要携带各种带有摄像头的移动终端即能完成高分辨率的影像录制或图像拍摄，这样，进行盗版偷拍非常容易，给有关行业造成巨大经济损失。
盗版偷拍一般发生在电影院、剧院、剧场、放映室或歌剧院内，运营方为了避免偷拍行为的盛行，通常会安排专门的工作人员布置在观众席的周围，每隔固定间隔布置一个，以肉眼观测附近观众的举止行为，一旦发现有观众手持移动终端进行影像的录制或照片的拍摄，立即上前阻止或采用手持红外发射笔进行警告，从而中断观众的偷拍行为。
然而，这种人工防偷拍的方式存在内在的弊端：首先，如果观众席面积较大，则需要安排很多工作人员进行现场监视，这意味着需要大量的人工成本；其次，工作人员肉眼扫描的方式效率低下，而且人工监视的方式容易发生因为倦怠而放过某些角落位置的偷拍者；最后，在观众附近设置工作人员的方式给正常观看演出的观众带来不适，影响了他们欣赏演出的心情。
由此可见，人工防偷拍的方式具有先天的不足，为了克服上述弊端，降低防偷拍的运营成本，提高防偷拍的工作效率，运营方一直在寻找电子防偷拍的方式进行现场监控，电子防偷拍有两种发展方向，一种是在观众手持的移动终端上做文章，在移动终端拍摄时自动检测偷拍行为，但是这种方式可能因为偷拍者对移动终端的选择而被规避，另一种是在偷拍现场安置电子干扰设备，这种方式可以避免偷拍者的规避。
现有的防偷拍的电子干扰设备是，将一种红外线装置安置在幕布或舞台的背面，红外线装置发出人眼不可见的红外线，如果偷拍者在进行移动终端或摄像机拍摄，则红外线将干扰偷拍者的摄像机成像，导致偷拍者获得的影像或图像质量低下，无法在市场上销售以及在网络上传播，从而有效维护版权利益。
但是，这种方式需要一直发射红外线，而且红外线的发射是大范围的，需要从各个位置都发射红外线，成本较高且可行性差。因此现场的电子防偷拍设备还需要寻找其他的突破方向。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种集约式图像数据处理平台，能够通过对现场观众席中观众的行为检测以及通过对现场环境的参数提取来确定现场观众席中是否存在偷拍者，并能够及时对偷拍者所在的位置进行定位，以便于采取相应的定向警告措施，提醒偷拍者放弃偷拍行为。
图1为根据本发明实施方案示出的集约式图像数据处理平台的结构方框图，所述平台包括云端服务中心设备、数据分割设备和多个云端存储设备，数据分割设备用于将待处理图像分割成多个图像分块以分别发送给多个云端存储设备进行存储，云端服务中心设备与多个云端存储设备连接，用于对多个图像分块进行处理。
接着，继续对本发明的集约式图像数据处理平台的具体结构进行进一步的说明。
所述平台包括：MSP430单片机，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。
所述平台包括：定向设备，设置在剧场的后台控制室内，与MSP430单片机连接，用于对驱动控制信号进行解析以确定目标座位编号，基于目标座位编号向与目标座位编号对应的提示机构和双声道扬声器发送拍照警示信号。
提示机构，每一个观众座位上设置一个，位置处于观众座位对应椅背的后方，包括弹簧、伸缩控制器和木质突起部件，木质突起部件设置在弹簧的前方，伸缩控制器与定向设备连接，用于控制弹簧的伸展和收缩；其中，伸缩控制器在接收到拍照警示信号时伸展弹簧以实现木质突起部件对观众后背的点触。
所述平台包括：双声道扬声器，每一个观众座位上设置一个，位置处于观众座位对应扶手内，与定向设备连接，用于在接收到拍照警示信号时播放与禁止拍照对应的语音文件；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。
所述平台包括：人脸亮度检测设备，设置在剧场的后台控制室内，与人脸图像分割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。
所述平台包括：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；摄像设备，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；数据分割设备，位于云端，与摄像设备连接，用于将观众席图像分割成N个图像分块，N为大于1的自然数；N个云端存储设备，位于云端，与数据分割设备连接，用于分别存储N个图像分块。
所述平台包括：云端服务中心设备，位于云端，与N个云端存储设备连接，用于集中N个图像分块，并将N个图像分块分发给M个云端应用设备，M为大于1的自然数且M小于等于N；云端命令通道管理设备，位于云端，用于对云端命令进行通道管理；M个云端应用设备，位于云端，与云端服务中心设备连接，用于接收分配到的、一个以上的图像分块。
每一个云端应用设备包括：灰度化处理子设备，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每一个图像分块，提取出图像分块中每一个像素点的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，针对图像分块中每一个像素点，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，并基于图像分块中各个像素点的灰度值获得图像分块对应的灰度化图像；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。
每一个云端应用设备包括：直方图分布检测子设备，与灰度化处理子设备连接，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。
每一个云端应用设备包括：阈值选择子设备，与直方图分布检测子设备连接，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。
每一个云端应用设备包括：二值化处理子设备，分别与阈值选择子设备和直方图分布检测子设备连接，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；二值化处理子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。
每一个云端应用设备包括：图像平滑处理子设备，与二值化处理子设备连接，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。
所述平台包括：数据合并设备，位于云端，与M个云端应用设备连接，用于将每一个云端应用设备的图像平滑处理子设备输出的平滑图像进行拼接以获得平滑整合图像。
所述平台包括：维纳滤波设备，设置在剧场的后台控制室内，与数据合并设备连接，用于接收平滑整合图像，对平滑整合图像执行维纳滤波处理以获得滤波图像，其中维纳滤波处理用于使得平滑整合图像与滤波图像的均方误差最小以去除平滑整合图像中的白噪声和斑点噪声。
所述平台包括：人脸图像分割设备，设置在剧场的后台控制室内，与维纳滤波设备连接以获得滤波图像；针对滤波图像中的每一个像素点，当其灰度值在预设人脸上限灰度值和预设人脸下限灰度值之间时，确定其为屏幕像素点；将滤波图像中的所有人脸像素点组成的区域从滤波图像中分割出来以获得各个人脸子图像；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，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。
可选地，在所述平台中：二值化处理子设备由CPLD芯片来实现；图像平滑处理子设备由CPLD芯片来实现；MSP430单片机内置存储单元；MSP430单片机还包括计时单元；以及替换地，采用计时单元替换计时器。
另外，云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。
采用本发明的集约式图像数据处理平台，针对现有技术无法为演出的偷拍提供有效的电子检测的技术问题，通过采用有针对性的、高精度的一系列图像处理设备和图像分析设备对观众席的观众状态进行分析，还通过对演出现场的环境进行分析，在上述分析的基础上，对观众席中盗拍者的行为进行准确检测和位置识别，最终采取警告机制对偷拍者进行电子提醒，从而在避免干扰其他观众观看的同时，有效减少偷拍行为的发生。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。