一种智能灯光调控方法及系统与流程

本发明涉及灯光智能调节技术领域，具体涉及一种智能灯光调控方法及系统。

背景技术：

国内绝大部分照明控制依赖人员的手动控制，虽然很多项目在设计期间均考虑分组分时控制，甚至有些设置感应控制等多种控制方式，但在项目建成后投入使用期间日常管理实际由人工控制，而很多公司为节约运行成本，管理人员很少且缺乏技术职能培训(不懂操作或懒惰等)，或为节约电费和灯具更换周期直接关闭照明灯源，仅使用25％灯源维持基本照度需求，或者因懒惰不管电源。这样就造成照度不足或照度过多浪费问题，不仅影响人的视线及识别度，而且照度不均匀会出现一片亮一片暗的情况，舒适感很差。

现有的灯光调节只是针对特定环境下的灯光进行调节，较多应用在声控灯，在遇到多种应用场景时存在一定的技术难点，例如ppt讲解灯光调节场景、会议期间灯光调节场景，打扫卫生时灯光调节场景，这种多场景下的灯光调节，常采用人工进行控制，导致灵活度非常地低，且现有的灯光调节很少涉及图像处理以及语音识别进行灯光调节，通过图像人工交互场景进行智能识别亟待加强。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能灯光调控方法及系统，该方法和系统通过图像处理和语音识别，进行智能化的灯光调节，根据不同场景以及不同的客户要求，得到结果和解决方案。本发明解决了灯光调节效率低，造成灯光照度不够或灯光照度过高导致浪费，调节灵活度低的问题，该方法在智能控制、计算速度、准确度以及用户可读舒适度方面大大增强，增强用户体验，其通过以下方案实现：

一种智能灯光调控方法：包括：步骤s1：采集模块实时采集环境视频图像信息以及环境语音信息，将采集到的图像发送至图像处理模块，图像处理模块对接收的图像进行预处理，将采集到的语音信息发送至语音处理模块；

步骤s2：图像处理模块对预处理后的图像进行计算计算其图像的rgb值的和h，其中，i，j为像素点的坐标值,当h的值小于设定阈值时，则调节pwm增强灯光亮度，当h大于设定阈值时，则调节pwm降低灯光亮度；

步骤s3：语音处理模块，对预处理后的语音数据进行语音识别，然后逐一将识别结果发送至数据匹配模块；当检测到“亮”时，则调节pwm增强灯光亮度，当检测到“暗”时，则降低灯光亮度，当检测到“暖色”，则增强rgb灯光中r的强度，降低rgb中g、b的强度；

步骤s4：通过zigbee模块将灯光调控指令信息发送至控制系统，对灯光进行调节。

优先地，所述步骤s1中图像采集时，通过使用限制框对采集模块采集的图像进行区域指定，针对制定区域的图像进行处理，采集模块实时采集环境图像信息，并将采集到的图像发送至数据接收模块；所述预处理还包括采用自适应维纳滤波器进行去噪，根据图象的局部方差来调整滤波器的输出,局部方差越大,滤波器的平滑作用越强，使恢复图像f'(i,j)与原始图像f(i,j)的均方误差e²＝e[(f(i,j)-f'(i,j))²]最小。

优先地，所述步骤s2中，对预处理后的图像进行rgb计算之前，还设置一个3*3模版窗口区域，然后对视频帧图像am*n进行遍历，将视频帧图像am*n中模版区域内的像素取其中间像素点的像素值代换原像素值进行多尺度变换，以降低计算复杂度。

优先地，将多尺度变换后的当前帧与多尺度变换后的设定间隔t的帧图像相减，判定对应像素值有无变化；当有变化时，则说明有人或物进入，则调节pwm，增强亮度。

优先地，所述步骤3语音处理模块还包括：首尾端的静音切除，降低对后续步骤造成的干扰；声音分帧，把声音切开成一小段一小段，每小段为一帧，使用移动窗函数来实现，各帧之间有交叠；特征提取：采用线性预测倒谱系数和倒谱系数算法进行特征提取，把每一帧波形变成一个包含声音信息的多维向量；声学模型：通过对语音数据进行训练获得，输入是特征向量，输出为音素信息；字典：字或者词与音素的对应；语言模型：通过对大量文本信息进行训练，得到单个字或者词相互关联的概率；解码：通过声学模型，字典，语言模型对提取特征后的音频数据进行输出，并对灯光亮度进行调节。

优先地，在步骤s1之前还包括模式选择，如选择ppt模式、会议模式、卫生模式、欢迎模式、图像处理模式、语音处理模式，图像语言混合模式。

优先地，在模式选择之前还包括，优先级设置：设置语音识别和图像处理优先级。

优先地，还包括手动调节方式，智能终端通过安装的app发送指令对灯光进行调节，传输端采用wifi模块传输信号。

本发明还公开了一种智能灯光调控系统，包括：采集模块：实时采集环境视频图像信息以及环境语音信息，将采集到的图像发送至图像处理模块，图像处理模块对接收的图像进行预处理，将采集到的语音信息发送至语音处理模块；

图像处理模块：对预处理后的图像进行计算计算其图像的rgb值的和h，其中，i,j为像素点的坐标值,当h的值小于设定阈值时，则调节pwm增强灯光亮度，当h大于设定阈值时，则调节pwm降低灯光亮度；

语音处理模块：对预处理后的语音数据进行语音识别，然后逐一将识别结果发送至数据匹配模块；当检测到“亮”时，则调节pwm增强灯光亮度，当检测到“暗”时，则降低灯光亮度，当检测到“暖色”，则增强rgb灯光中r的强度，降低rgb中g、b的强度；

指令执行模块：通过zigbee模块将灯光调控指令信息发送至控制系统，对灯光进行调节。

优选地，语音处理模块还包括：首尾端的静音切除，降低对后续步骤造成的干扰；声音分帧，把声音切开成一小段一小段，每小段为一帧，使用移动窗函数来实现，各帧之间有交叠；特征提取：采用线性预测倒谱系数和倒谱系数算法进行特征提取，把每一帧波形变成一个包含声音信息的多维向量；声学模型：通过对语音数据进行训练获得，输入是特征向量，输出为音素信息；字典：字或者词与音素的对应；语言模型：通过对大量文本信息进行训练，得到单个字或者词相互关联的概率；解码：通过声学模型，字典，语言模型对提取特征后的音频数据进行输出，并对灯光亮度进行调节。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、补充了国内对灯光调节方式单一的解决方案；

2、本发明通过图像处理和语音识别，进行智能化的灯光调节，根据不同场景以及不同的客户要求，得到结果和解决方案。本发明解决了灯光调节效率低，造成灯光照度不够或灯光照度过高导致浪费，调节灵活度低的问题，该方法在智能控制、计算速度、准确度以及用户可读舒适度方面大大增强，增强用户体验。

3、系统结构逻辑灵活性较强，有较大延展性，可通过更新的词典和特征识别方式实现多个语音交互对象的识别。

附图说明

图1是本发明方法整体流程图；

图2是本发明方法语音识别流程图；

图3是本发明系统灯光调节rgb示意图。

具体实施方式

本领域技术人员理解，如背景技术所言，传统的灯光调节只是针对特定环境下的灯光进行调节，较多应用在声控灯，在遇到多种应用场景时存在一定的技术难点，例如ppt讲解灯光调节场景、会议期间灯光调节场景，打扫卫生时灯光调节场景，这种多场景下的灯光调节，常采用人工进行控制，导致灵活度非常地低，且现有的灯光调节很少涉及图像处理以及语音识别进行灯光调节，通过图像人工交互场景进行智能识别亟待加强。因此，本发明实施例提供了一种智能灯光调控方法及系统，该方法和系统通过图像处理和语音识别，进行智能化的灯光调节，根据不同场景以及不同的客户要求，得到结果和解决方案。本发明解决了灯光调节效率低，造成灯光照度不够或灯光照度过高导致浪费，调节灵活度低的问题，该方法在智能控制、计算速度、准确度以及用户可读舒适度方面大大增强，增强用户体验。为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种智能灯光调控方法：包括：步骤s1：采集模块实时采集环境视频图像信息以及环境语音信息，将采集到的图像发送至图像处理模块，图像处理模块对接收的图像进行预处理，将采集到的语音信息发送至语音处理模块；

步骤s2：图像处理模块对预处理后的图像进行计算，计算其图像的rgb值的和h，其中，i,j为像素点的坐标值,当h的值小于设定阈值时，则调节pwm增强灯光亮度，当h大于设定阈值时，则调节pwm降低灯光亮度；如图3所示，rgb颜色空间通常用于显示器系统，例如：电脑、电视机的显示器使用的都是rgb颜色空间。利用物理学中的三原色叠加原理，可以产生各种颜色。在rgb颜色空间中，r、g、b各颜色分量彼此独立。rgb颜色空间中，r、g、b三个分量彼此独立，所能表示的范围也相同，例如：用8比特来表示每个分量，则所能表示的范围为[0,255]

步骤s3：语音处理模块，对预处理后的语音数据进行语音识别，然后逐一将识别结果发送至数据匹配模块；当检测到“亮”时，则调节pwm增强灯光亮度，当检测到“暗”时，则降低灯光亮度，当检测到“暖色”，则增强rgb灯光中r的强度，降低rgb中g、b的强度；

步骤s4：通过zigbee模块将灯光调控指令信息发送至控制系统，对灯光进行调节。

在一些实施例中，所述步骤s1中图像采集时，通过使用限制框对采集模块采集的图像进行区域指定，针对制定区域的图像进行处理，采集模块实时采集环境图像信息，并将采集到的图像发送至数据接收模块；所述预处理还包括采用自适应维纳滤波器进行去噪，根据图象的局部方差来调整滤波器的输出,局部方差越大,滤波器的平滑作用越强，使恢复图像f'(i,j)与原始图像f(i,j)的均方误差e²＝e[(f(i,j)-f'(i,j))²]最小。

在一些实施例中，所述步骤s2中，对预处理后的图像进行rgb计算之前，还设置一个3*3模版窗口区域，然后对视频帧图像am*n进行遍历，将视频帧图像am*n中模版区域内的像素取其中间像素点的像素值代换原像素值进行多尺度变换，以降低计算复杂度。

在一些实施例中，将多尺度变换后的当前帧与多尺度变换后的设定间隔t的帧图像相减，判定对应像素值有无变化；当有变化时，则说明有人或物进入，则调节pwm，增强亮度。

在一些实施例中，如图2所示，所述步骤3语音处理模块还包括：首尾端的静音切除，降低对后续步骤造成的干扰；声音分帧，把声音切开成一小段一小段，每小段为一帧，使用移动窗函数来实现，各帧之间有交叠；特征提取：采用线性预测倒谱系数和倒谱系数算法进行特征提取，把每一帧波形变成一个包含声音信息的多维向量；声学模型：通过对语音数据进行训练获得，输入是特征向量，输出为音素信息；字典：字或者词与音素的对应；语言模型：通过对大量文本信息进行训练，得到单个字或者词相互关联的概率；解码：通过声学模型，字典，语言模型对提取特征后的音频数据进行输出，并对灯光亮度进行调节。

在一些实施例中，在步骤s1之前还包括模式选择，如选择ppt模式、会议模式、卫生模式、欢迎模式、图像处理模式、语音处理模式，图像语言混合模式。

在一些实施例中，在模式选择之前还包括，优先级设置：设置语音识别和图像处理优先级。

在一些实施例中，还包括手动调节方式，智能终端通过安装的app发送指令对灯光进行调节，传输端采用wifi模块传输信号。

本发明还公开了一种智能灯光调控系统，包括：采集模块：实时采集环境视频图像信息以及环境语音信息，将采集到的图像发送至图像处理模块，图像处理模块对接收的图像进行预处理，将采集到的语音信息发送至语音处理模块；

图像处理模块：对预处理后的图像进行计算计算其图像的rgb值的和h，其中，i,j为像素点的坐标值,当h的值小于设定阈值时，则调节pwm增强灯光亮度，当h大于设定阈值时，则调节pwm降低灯光亮度；

语音处理模块：对预处理后的语音数据进行语音识别，然后逐一将识别结果发送至数据匹配模块；当检测到“亮”时，则调节pwm增强灯光亮度，当检测到“暗”时，则降低灯光亮度，当检测到“暖色”，则增强rgb灯光中r的强度，降低rgb中g、b的强度；

指令执行模块：通过zigbee模块将灯光调控指令信息发送至控制系统，对灯光进行调节。

在一些实施例中，语音处理模块还包括：首尾端的静音切除，降低对后续步骤造成的干扰；声音分帧，把声音切开成一小段一小段，每小段为一帧，使用移动窗函数来实现，各帧之间有交叠；特征提取：采用线性预测倒谱系数和倒谱系数算法进行特征提取，把每一帧波形变成一个包含声音信息的多维向量；声学模型：通过对语音数据进行训练获得，输入是特征向量，输出为音素信息；字典：字或者词与音素的对应；语言模型：通过对大量文本信息进行训练，得到单个字或者词相互关联的概率；解码：通过声学模型，字典，语言模型对提取特征后的音频数据进行输出，并对灯光亮度进行调节。

本发明的一种智能灯光调控方法及系统，通过图像处理和语音识别，进行智能化的灯光调节，根据不同场景以及不同的客户要求，得到结果和解决方案。本发明解决了灯光调节效率低，造成灯光照度不够或灯光照度过高导致浪费，调节灵活度低的问题，该方法在智能控制、计算速度、准确度以及用户可读舒适度方面大大增强，增强用户体验。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。