坐标信息。由于场景复杂度可能随时发生变化，因此需间隔一段时 间就检测一下场景的复杂度情况。场景简单时，采用背景差分法可W很好的检测出待测目 标，实时性好，准确度较高，可满足用户的要求，且数据运算量小，功耗低。
[0072] 在一般场景中，采用背景差分+人脸检测的方法，其检测过程如图7所示，背景差 分部分同简单场景中的背景差分法类似，但由于场景复杂度变大，所W需要不时地更新背 景模型。提取前景图后，对前景图进行人脸检测，当待测目标与人脸模型的相似度大于阔值 时，判断为人脸，获取其坐标信息。场景复杂度可能随时发生变化，因此需间隔一段时间就 检测一下场景的复杂度情况。由于场景较复杂，若单独采用背景差分法，产生误检和漏检的 几率较大，准确度较差，在背景差分后，采用人脸检测，可W提高准确度，且实时性也可满足 用户要求。
[007引在复杂场景中，采用背景差分+人脸检测+DPM检测的方法，其检测过程如图8所 示。背景差分部分与一般场景中的背景差分法类似。提取前景图后，对前景图分别进行人 脸检测和DPM检测。对于同一待测目标，由人脸检测和DPM检测所得的检测结果加权得到 相对相似度R，并将R与阔值比较，若大于阔值，则判断为人体目标，输出坐标信息，否则认 为是误检。若判定待测目标为人体目标时，最终输出的坐标信息可W是各算法得出的坐标 的最小外接矩形框或是运些坐标的质屯、，本发明不对具体定义作限定。
[0074] 相对相似度R的计算方法如下：
[0076] 其中，S为待测目标与检测模型的相似度，P为在相同场景下各个算法的检测结果 所占的权值，n为使用的检测算法的个数，i的取值范围为：1《i《n。
[0077] 传统的照明控制方法通常是基于单一的检测算法的，相当于n为1。当n为！时， 即只使用一种检测方法对图像进行检测，此时Pi= 1，相对相似度R即为S1，因此只要将该 算法中待测目标与检测模型的相似度和阔值相比较，即可得出判定结果，若相似度大于等 于阔值，则判定为人体目标，反之不为人体目标。
[0078] 而本发明是将多种检测算法交叉融合，n为大于等于1的数。当n大于1时，即 有两种及W上检测算法时，其相对相似度R由各个检测算法的检测结果加权而得，即R= SiXPi+S2XP2+'''+SnXPn。
[0079] 由于在相同场景下，不同检测方法的检测准确度不同，因此对于同一待测目标的 判定，不同方法的检测结果所占的权值也不相同。权值P的计算方法并不唯一，本发明采用 的方法为：
[0081] 其中，D为对应的检测方法的检测准确度，n为检测算法的个数。
[0082] 检测准确度D反映了算法检测结果的可靠度，其计算方法并不唯一，本发明将其 定义为检测结果中的人体目标数与实际人体目标数的比，为得到客观准确的比值，在不同 复杂度的场景下，本发明需要对每种检测方法单独进行多次测试，每次测试的实际人体目 标数也不尽相同，最后将多次测试所得比值求平均，得到在不同场景下各个算法的检测准 确度，D的计算方法如下：
[0084] 其中，d为算法测试结果中检测到的人体目标数与实际人体目标数的比，m为测试 的次数，i的取值范围为：1《i《m。
[0085] 相似度S和阔值的提出是为了将人体目标从整幅图像中提取出来，具体方法并不 唯一，例如人脸检测中，可W通过计算待测目标的五官之间的几何特征来进行判定，此时， 相似度S为待测目标五官的几何特征与标准人脸五官几何特征之间的差值，阔值为该差值 所允许的误差范围，若该差值不在阔值范围内，则称相似度小于阔值，判定结果为不是人脸 目标。此外还可通过基于特征脸的人脸检测、弹性图匹配的人脸检测、线段Hausdorff距离 的人脸检测、支持向量机（SVM)的人脸检测等方法来判定，针对不同的检测算法和不同的 判定方法，相似度和阔值的具体定义也不尽相同。本文不做限定。当采用两种及W上的检 测方法进行检测时，其相似度和阔值需做归一化处理。
[0086] 场景复杂度可能随时发生变化，因此需间隔一段时间就检测一下场景的复杂度情 况。由于场景复杂度较高，因此同时采用人脸检测和DPM检测，对于检测结果依据二者检测 准确度所占的权值来进行加权计算，得出最终的坐标信息，该算法检测准确度高，实时性较 好，可W满足用户要求。
[0087] 如图9、图10及图11所示，利用本发明的系统和方法对智能照明灯具进行照明控 制能达到很好的效果。
【主权项】
1. 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以上人体及其 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。2. 根据权利要求1所述的一种基于人体及其位置检测的照明控制系统，其特征在于， 所述上位机包括： 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； 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测，得 到检测结果； 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； 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。3. 根据权利要求2所述的一种基于人体及其位置检测的照明控制系统，其特征在于， 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。4. 根据权利要求2所述的一种基于人体及其位置检测的照明控制系统，其特征在于， 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。5. 根据权利要求4所述的一种基于人体及其位置检测的照明控制系统，其特征在于， 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 丰旲块。6. 根据权利要求2所述的一种基于人体及其位置检测的照明控制系统，其特征在于， 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；当得到两个或以上的 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。7. -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，其特征在 于，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检测，从而控制照明装置的照明。8. 根据权利要求7所述的一种基于人体及其位置检测的照明控制方法，其特征在于， 具体包括： 用户输入其对检测速率和准确度的要求； 获取照明区域的图像； 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； 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； 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。9. 根据权利要求8所述的一种基于人体及其位置检测的照明控制方法，其特征在于， 当得到一个检测结果时，直接将检测结果发送至智能照明模块；当得到两个或以上的检测 结果时，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 再发送至智能照明模块。
【专利摘要】本发明公开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，所述上位机集成了以一种以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。本发明根据不同的情况，直接采用一种或交叉融合多种方法，对照明区域的图像进行人体及其位置检测，进而对智能照明模块的照明进行控制，实现实时性好、准确度高的智能照明控制，满足用户的要求。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN105323920
【申请号】CN201510603978
【发明人】杜晓丹, 丁喜冬, 吴文熙, 蔡如海, 李军, 庞志勇, 陈弟虎
【申请人】广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院, 中山大学, 中山市中大半导体照明技术研究有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年9月19日