一种基于植物盆栽的环境和谐度的感知方法

本发明涉及智慧盆栽，尤其涉及一种基于植物盆栽的环境和谐度的感知方法。

背景技术：

1、城市里土地的稀少，致使人们越来越多的喜欢以盆栽的形式将植物种植于室内。植物盆栽种植于盆内，可种植的植物体形通常较小。多肉体小，圆润好看，且同其它很多植物相同，在不同颜色的光的照射下，会呈现不同颜色的生长，颜色丰富，致使其在植物盆栽中十分受欢迎，室内种植盆栽时常首选各种多肉盆栽。现有盆栽如多肉盆栽的生长研究工作，主要围绕基于植物不同生长周期所需的光、温、水、气、肥的分析，用led灯对植物进行照射，提高植物的生长效率和品质，使植物本身自然更美。当前种植方法，只能让植物按照原有的生长颜色生长，而不能时常变换生长颜色，缺乏趣味性。

2、环境和谐度作为环境质量的评价指标，其评估因素众多，如组成、声音、色彩、布局等。其中，在一些有声环境像普通家庭里，人员结构简单，再加上声音的凸显，使得声音在环境和谐度各评估因素中的权重相对较大，甚至于有时通过声音即可直观的感受到该环境的和谐度，声音越大，吵架越凶，家庭就越不和谐。家庭环境里，人员结构简单，但各类物植、物品众多，且这些物植都难以用于评价环境和谐度，如种植的植物盆栽，其种植在室内，除作观赏作用外，基本无它用，且更别说用于评价环境和谐度。现有家庭环境和谐度的评估，通常采用问卷调查的方式进行，通过问卷调查的方式判断家庭里各成员间的关系是否和谐。该种评价方式，需调查人员的配合，操作繁琐，无法长期评价的同时，因为是后期调查，无法实时评价，当时环境和谐度的评估因素如声音等无法准确还原、记录，调查及评价的准确性还较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于植物盆栽的环境和谐度的感知方法。

2、实现本发明目的的技术方案是：一种基于植物盆栽的环境和谐度的感知方法，包括以下步骤：

3、s1. 建立和谐度分类模型；建立和谐度分类的步骤包括：

4、s1.1. 通过声音采集器采集待感知环境内的声音数据，采集到的该声音数据作为建模数据；提取建模数据中的有效音频，将提取的有效音频划分为训练集和测试集；对训练集和测试集中所有的有效音频进行处理，处理步骤包括：

5、s1.1.1. 将有效音频转化为以时域图呈现的模拟信号；

6、s1.1.2. 对以时域图呈现的模拟信号依次进行采样、量化和编码，得到由有限个数值表示的离散序列的数字信号；

7、s1.1.3. 基于每个数字信号下离散序列中的数值，确定每条有效音频的音频特征数值；

8、s1.2. 人工对步骤s1.1中划分的训练集内的每条有效音频进行判断及标注打分；基于k近邻knn模型，将训练集内每条有效音频的音频特征数值及标注的打分作为训练数据集，对k近邻knn模型进行训练；

9、s1.3. 将步骤s1.1中划分的测试集内每条有效音频的音频特征数值输入到步骤s1.2中训练后的k近邻knn模型内进行多次测试，并在每次测试后，根据测试结果，对k近邻knn模型的参数不断进行调整，最终得到和谐度分类模型；

10、s2. 利用步骤s1.3中得到和谐度分类模型，检测待感知环境的和谐度；具体步骤包括：

11、s2.1. 通过声音采集器实时采集待感知环境内的声音数据，提取待感知环境内的声音数据中的有效音频，对待感知环境内的声音数据中的有效音频进行处理，处理步骤同步骤s1.1中有效音频的处理步骤相同，处理后得到待感知环境内的有效音频的音频特征数值；

12、s2.2. 将步骤s2.1中得到有效音频的音频特征数值输入到步骤s1.3中得到和谐度分类模型内，计算出待感知环境的和谐度的分数；

13、s3. 根据步骤s2.2计算得到的待感知环境的和谐度的分数，控制照射到可变色植物盆栽的灯光颜色，使可变色植物盆栽呈现出与待感知环境的和谐度相对应的生长颜色。

14、进一步地，步骤s1.1中提取建模数据中的有效音频所使用的工具和步骤s2.1中提取待感知环境内的声音数据中的有效音频所使用的工具均为adobe audition软件、audacity软件和free audio extractor软件中的任一种。

15、进一步地，步骤s1.2中人工对划分的训练集内的每条有效音频进行标注打分所使用的工具为praat标注工具、transcriber标注工具和label studio标注工具中的任一种。

16、进一步地，步骤s1.1.3中，音频特征数值为m，m为数值a与数值b的差值，其中，数值a为有效音频下数字信号的离散序列中最大的数值，数值b为同一有效音频下数字信号的离散序列中所有数值的平均值。在确定每条有效音频的音频特征数值时，可人工划分设置，也可直接设置为平均值，还可设置为有效音频下数字信号的离散序列中最大的数值与最小的数值的差值，相比其它，本发明上述设置减小音频特征数值的范围。

17、进一步地，步骤s2.1中，所述的声音采集器分布于人员活动频繁的地方。如客厅、餐厅、书房等地方。

18、进一步地，步骤s2.1中，通过声音采集器实时采集待感知环境内的声音数据时，采集周期为若干小时。如采集周期可设置为8小时，步骤s2.2计算得到的该8小时内待感知环境的和谐度的分数后，控制可变色植物盆栽的灯光颜色，使可变色植物盆栽在接下来的8小时内均受该控制的灯光颜色的照射生长。

19、进一步地，步骤s3中，所述的可变色植物盆栽为多肉盆栽。可变色植物有木芙蓉、向日葵、含羞草、睡莲、黑法师多肉、南天竹、银杏叶、牵牛花、捕蝇草等，相比其它，多肉的体积更小，更适合盆栽种植，且多肉盆栽取材容易，种植简单。

20、进一步地，其设置有手机app。通过手机app，可随时随地查看或更改参数，如采集周期、灯光设置等，方便使用。

21、本发明基于植物盆栽的环境和谐度的感知方法，基于k近邻knn模型，通过采集的建模数据先后对k近邻knn模型进行训练和测试，得到可检测环境和谐度的和谐度分类模型，而后通过和谐度分类模型，对采集并处理后的声音数据进行分类打分，判断、检测出环境和谐度。本发明基于植物盆栽的环境和谐度的感知方法，通过机器学习流程，开发了智能的和谐度分类模型，根据声音数据来判断环境的和谐度，整个采集、分析过程的智能化程度高，无需用户主动介入，使用方便，且相比问卷调查方式下，对调查内容事后的还原，本发明声音数据的实时采集、记录，也大大保证检测的准确性。

22、本发明基于植物盆栽的环境和谐度的感知方法，检测环境和谐度后，根据检测的环境和谐度，控制可变色植物盆栽的灯光颜色，使可变色植物盆栽呈现出与待感知环境的和谐度相对应的生长颜色。也就是说，本发明基于植物盆栽的环境和谐度的感知方法，最终通过可变色植物盆栽的生长颜色反映、呈现环境和谐度，根据可变色植物盆栽生长周期内的生长颜色，一方面，可直观的感知并了解环境和谐度，从而便于提醒和引导如家庭成员维持良好的家庭氛围；另一方面，生长颜色随环境的和谐度变化而变化的可变色植物盆栽，多变的特点不仅使其具有极佳的观赏性，且其对环境和谐度智能化的环境感知和受环境和谐度智能化的调控，还大大提高了可变色植物盆栽种植过程中的趣味性。