一种基于人体及其位置检测的照明控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及照明控制领域，具体设及一种基于人体及其位置检测的照明控制系统 及方法。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的飞速发展和人类环保观念的加强，人们对照明控制提出了更高的 要求。在家居领域、办公领域、商务领域及公共设施领域等多种领域中，智能照明都可W实 现安全、节能、舒适、高效的照明效果。现有的智能照明控制方案包括声控、光控W及基于人 体检测的控制。现有的基于人体检测的控制方案包括主动式和被动式人体检测技术，主动 式检测技术主要有无线射频法、超声波法、主动式红外法等，被动式检测技术主要有被动式 红外线法和图像检测法。
[0003] 图像检测法对图像序列中的人体目标进行检测并提取其位置信息，不需要被测人 体目标携带任何硬件装置，具有非接触性，检测方便。但目前的基于图像检测的人体及其位 置检测方法仍存在些许不足，如下所述：
[0004] 采用包含深度场信息的图像进行人体及其位置检测时，需要采用可W获取图像深 度场信息的摄像头，如kinect摄像头，此类摄像头在分析人体位置时，过程比较复杂，因此 会有一定程度的延迟，而且此类摄像头的价格较高，成本较高。 阳005] 申请号为201220224600. 2和201010275058. 9的中国专利文献公开一种基于图像 检测的智能照明控制系统，二者均通过对人体及其位置的检测来控制照明模块，但二者均 未考虑硬件资源的配置、具体应用场景的复杂度等情况，采用较单一的人体及其位置检测 方法，导致在不同的应用场景中检测性能受到一定的影响，甚至不能满足用户的要求。
[0006] 使用普通摄像头的人体及其位置检测方法有：背景差分法、人脸检测法、DPM检测 法，其中基于DPM方法中模型的不同，又可分为头肩检测、全身检测等。每种方法的复杂度 和运算量各不相同，检测效果也不尽相同，相对来说，复杂度较高、运算量较大的方法的检 测准确度较高，实时性较差，相反，原理较简单的方法的运算量较小，检测的速率快，但准确 度较差。此外有些方法本身具有局限性，例如人脸检测技术，在待测目标背对图像采集装置 时，就无法准确判断人体及其位置。因此目前在进行人体及其位置检测时，单一地运用一种 检测方法，都基本上无法满足检测要求。运些常用方法的不足如下所述：
[0007] 背景差分法：在基于背景差分法的人体目标检测中，其关键是背景图像的获取，背 景图像建模的准确程度对检测结果的准确度产生直接的影响。光照的变化、物体的移动等 各种环境干扰及噪声的存在，增加了场景的复杂性和不可预知性，使得背景的建模变得比 较困难。因此，基于背景差分法的检测准确度相对较低，且对人和非人目标的区分度不高。 [000引人脸检测法：人脸检测技术虽然比较成熟，但是应用于人体检测中还存在一些不 足之处，主要包含两方面的内容：一方面是人脸本身的因素，包括有脸型、肤色、表情的变 化、人脸的遮挡。另一方面是外部条件的因素，包含有人脸对于图像采集装置的角度、侧倾、 低头甚至背对摄像装置都会影响检测效果。
[0009]DPM检测：目前来讲，基于DPM方法的人体检测技术的检测效果相对最优，尤其是 对于直立状态人体目标的检测，准确度非常高，接近100 %，但当人体目标的姿势是坐姿时， 或者图像背景颜色较深，又或者光照强度分布不均匀时，检测的准确度就会有所下降。为了 提高检测效果，DPM方法会采用更多的子模型、检测的重叠层数也会相对变多，如此运算量 变大，虽提高了准确度，但牺牲了检测速率，反之，在满足实时性的要求时，准确度会被打折 扣。因此，若单一地采用DPM检测方法来检测人体目标，很难同时满足准确度高、实时性好 的要求。
[0010] 申请号为201310654522. 9中国专利文献公开一种基于视频的人数检测方法，该 检测方法采用人脸检测、人体检测和头肩检测=种方法，在进行人员计数时，=种方法分别 进行检测，得出每个检测结果的可靠度，对于同一人员的位置，再利用Dempster-^afer 理论计算该位置人员的可靠度，最后输出高于用户要求可靠度的检测结果和计数结果。该 专利虽设及=种检测方法，但在具体检测过程中，检测方法固定不变，都是基于分析=种方 法的检测结果来得出最终结果，不会依据硬件资源的配置、具体应用场景的复杂度等情况 进行不同方式的方法的交叉融合，该专利实质上仍采用固定的检测方法，很难能满足不同 的应用场景下对高检测效果的要求。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能根据不同应用场景选择最优的 检测方法的照明控制系统，采用的技术方案如下：
[0012] 一种基于人体及其位置检测的照明控制系统，包括依次信号连接的图像获取模 块、上位机和智能照明模块，所述图像获取模块用于获取控制区域的图像并传送给上位机， 所述上位机对图像进行人体及其位置检测，并将检测结果发送至智能照明模块，所述智能 照明模块接受检测结果并据此调整照明，其特征在于，所述上位机集成了一种W上人体及 其位置检测方法，根据不同情况调用不同的人体及其位置检测方法对图像进行检测。
[0013] 本发明充分考虑上位机硬件资源的配置、具体应用场景的复杂度等不同情况适用 何种检测方法，进而调用相应的方法进而检测，在不同的应用场景都能使检测性能最优，实 现很好的照明控制，满足用户的要求。
[0014] 作为优选，所述上位机包括：
[0015] 综合检测分析模块：对上位机的硬件资源配置情况、场景复杂度和用户对检测速 率及检测准确度的具体要求进行检测分析，并将分析结果发送至方法选取模块；
[0016] 方法选取模块：根据分析结果调用不同的人体及其位置检测方法对图像进行检 ，得到检测结果；
[0017] 人体及其位置检测方法存储模块：交叉融合了若干种人体及其位置检测方法；
[0018] 结果处理输出模块：对得到的检测结果进行处理，得到最终结果，并发送至智能照 明模块。
[0019] 作为优选，所述综合分析模块包括硬件资源检测分析模块、场景复杂度检测分析 模块和检测速率及检测准确度要求检测分析模块。
[0020] 作为优选，所述人体及其位置检测方法存储模块交叉融合了背景差分检测法、人 脸检测法和DPM检测法。
[0021] 作为优选，所述上位机还包括与人体及其位置检测方法存储模块连接的人体及其 位置检测方法配置模块。
[0022] 通过人体及其位置检测方法配置模块，用户可对上位机已经集成的检测方法进行 修改或扩展，也可将未集成的方法添加到上位机中使用。
[0023] 作为优选，当得到一个检测结果时，所述结果处理输出模块直接输出检测结果；当 得到两个或W上的检测结果时，结果处理输出模块对于每种方法得到的检测结果依据该方 法的检测准确度所占的权值进行加权计算再输出。
[0024] 本发明的另一目的是解决现有技术的缺陷，提供一种能根据不同应用场景选择最 优的检测方法的照明控制方法，采用的技术方案如下：
[00巧]一种基于人体及其位置检测的照明控制方法，包括获取照明区域的图像，还包括 对不同情况进行检测分析，得到分析结果，根据分析结果调用不同的人体及其位置检测方 法对图像进行人体及其位置检测，根据检测结果控制照明装置的照明。
[00%] 作为优选，所述基于人体及其位置检测的照明控制方法具体包括：
[0027] 用户输入其对检测速率和准确度的要求；
[0028] 获取照明区域的图像；
[0029] 对上位机的硬件资源配置情况、场景复杂度和用户对检测速率及检测准确度的具 体要求进行检测分析，得到分析结果；
[0030] 根据分析结果调用不同的人体及其位置检测方法对图像进行检测，得到检测结 果；
[0031] 对检测结果进行处理得到最终结果，并发送至智能照明模块，从而控制其照明。
[0032] 当上位机的硬件资源配置情况差或场景复杂度简单或用户对检测速率要求高但 对准确度要求一般，则选用背景差分法进行人体及其位置检测；当上位机的硬件资源配置 情况良好或用户对检测速率要求一般但对检测准确度要求较高，则先选用背景差分法提取 前景图再使用DPM检测法进行检测；当场景复杂度一般，则选用背景差分法及人脸检测法 进行人体及其位置检测；当上位机的硬件资源配置情况高或场景复杂度高或用户对检测速 率一般但对准确度要求高时，则选用背景差分法、DPM检测法及人脸检测法对图像进行人体 及其位置检测。
[0033] 作为优选，当得到一个检测结果时，直接将检测结果发