专利名称：用于对照明和/或播放图像加以控制的方法及交互系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对照 明和/或播放图像加以控制的交互系统，还涉及一种 更改空间内照明环境(Iightingambiance)的方法。
背景技术：
WO 00/75417揭示了一种设置有传感器的智能地板，该传感器用于检测变化， 并能够例如在有人进入房间时照亮房间以及在最后一位房客离开房间时关掉灯光。这种系统的缺陷是其不能方便地安装在现有的住宅中。已知的还有聚光灯，其配备有移动传感器及环境照明传感器(ambientlighting sensor),以便在空间内检测到移动时照亮该空间。这种聚光灯一般是留在户外使用，并 且它们仅仅指示某地段内的人的存在，而没有指示此人的位置。当一个房间是由多个光源照明(例如，由一个或多个枝形吊灯、一个或多个壁 灯、和/或一个或多个装有灯罩的台灯照明)时，每个光源都在房间的对应位置按其自身 特定的方式并根据人在所述房间所处的位置来提供照明，最佳照明往往对应于被打开光 源的某些特定组合。此最佳组合根据由自然光导致的光等级(Iightlevel)而在一天内发生变化。存在一种针对现有的照明进行特别改进的需求，以便在考虑到各种光源的具体 特性、光源的布置以及人在空间内的位置时以令人满意的方式照亮空间。还存在一种在空间内打造照明环境的需求。
发明内容
交互系统除了其他意图以外，本发明的第一方面还试图满足这些需求。本发明通过一种用于控制照明和/或图像播放的交互系统来实现，该系统包 括·至少一个图像采集装置，其具体为摄像机；·底座模块，被配置为接收并分析来自所述图像采集装置的信息，以便检测在 所述图像采集装置的视野(field)内至少一个人的存在；·至少一个控制模块，被配置为接收来自所述底座模块的控制信号，并根据 所述控制信号来控制至少一个光源的强度和/或方位(orientation)，和/或控制至少一 个被播放的视觉内容(例如，选自预定的图像或图像序列中)，以遵循预定的照明关系 (lighting relationship)。利用本发明，可以根据各种光源的具体特性、人在所述空间内的位置以及由自 然光导致的光等级来自动执行与所述系统相关联的空间的照明。本发明能够避免在地板中安装传感器。交互系统及底座模块
所述底座模块可被配置为接收并分析来自图像采集装置的信息，以便检测在图 像采集装置的视野内至少一个地段的照明等级(lighting level)，例如，以便控制该光源或 每个光源的光等级。这就能够以跟需求相匹配的方式来实现相对精确的照明控制。所述底座模块可以被配置为响应于来自所述图像采集装置的信息，来以二维 (x, y)方式(或者在有两个图像采集装置时实际上以三维(X，y，Ζ)方式)确定位于图 像采集装置视野内的人的空间坐标。这就能够根据这些空间坐标控制不同的光源，以便 为位于与本发明交互系统相关联的空间内的人提供最佳照明。例如，交互系统可以确定 只有某些光源需要用高于某些预定阈值的光强度(Iightintensity)来照亮房间，而其他光源可以关闭或是以低于给定阈值的强度来照亮房间，以便打造相对漫射的环境照明。本发明能够提供一定舒适度的光，同时还通过避免对与交互系统相关联的空间 的过度照明或无谓照明而使能源得以节省。本发明还可以使得室内人的活动能够被考虑进去，以便确定对应的最佳照明。 例如，交互系统可以确定人在室内但没有移动，这例如可能对应于一个坐着(例如正在 阅读)的人。在这种情况下，交互系统可以减小远离此人的光源的强度。交互系统还 可能检测到一个人在室内频繁变换位置，在这种情况下，交互系统可以将整个房间的漫 射照明维持在一个相对较高的等级，以避免过于频繁地改变室内照明。系统还可能确定 一个人或多个人在运转着的显示屏(Videoscreen)前保持静止，随后便可更改环境照明等 级。根据人所处的位置，交互系统还可通过使得图像或图像序列得以播放来在他们 所位于的(多个)地段中提供娱乐。底座模块可以被配置为，至少在系统第一次投入运 行时，使每个光源接连(in succession)打开，并记录由每个光源所产生的光强度的空间分 布。为控制光源的接连打开，底座模块例如可以向每个控制模块发送连续的控制信号。因此，交互系统能够确定哪个光源要被打开以及光源应该发出何种强度，以用 最佳方式给与交互系统相关联的空间的区域提供照明。本发明能够将不同光源的具体特性考虑进来。训练交互系统的阶段可发生在空 间未接收任何自然光的时候，例如，在晚上或是在关上的窗帘(shutter)之后。这给针对 来自每个光源的光的空间分布方式的测量带来更大的精确度。可以由交互系统存储针对 不同光源的列表，其中每个光源与所述空间分布以及在图像采集装置的观察视野内提供 的光强度相关联。照明的更改可以仅导致光源的开启或关闭，和/或仅导致由每个光源的光强度 产生渐变。照明的更改还可以导致对至少一个光源的方位的更改，如果此光源是由马达驱 动的话。例如，可以在图像采集装置或底座模块中整合图像处理器。交互系统可以被设置为检测移动、定位摄像机覆盖的观察视野内的人、测量光 强度。在合适的场合，交互系统还可以被设置为识别形状(例如，用于区分动物或人的 目的)或识别人脸，从而使交互系统得以执行其他功能(例如，至少在某个程度上辨认出 人并检测侵入)。系统可具体检测人脸正面朝向光源，从而减小该光源的强度并减小眩目的风险。交互系统可以包括至少一个传感器而不是摄像机，例如一个红外的在场检测 传感器(presence sensor，其是一种热电传感器)或一个使用光电管的光敏传感器(light sensor)。底座模块可被配置为处理来自这种附加传感器的至少某些信息。热电传感器的 作用例如可以是用来触发系统的运行从无照明的待机状态启动。底座模块可以从用户接收信息，该信息可以由用户通过控制板、无线远程控制 或计算机(尤其可以利用包含用户接口的合适程序)来传达至底座模块。底座模块例如 可包括接口，该接口使底座模块得以通过无线电、电力线载波(PLC)或以太网或RS232 或其他连接来实现通信，从而，例如能让用户查看图像，并对交互系统根据所观察到的 图像进行响应的方式加以编程。还可以这种方式使得交互系统以完全独立的方式运行，无需用户进行任何编 程，或可将编程降低至最低限度，从而，例如向底座模块通知连接至光源的远程控制模 块的存在、或启动训练系统、或执行复位。光源该光源或每个光源可以选择自卤素灯、白炽灯泡、发光二极管(LED)或类似元 件(有机发光二极管(0LED)···)、荧光灯和投影图像的装置，所述投影图像的装置具体 为液晶显示器(LCD)、等离子显示器、阴极射线管、背投机、视频投影机…。因而，与交互系统相关联的空间的照明可以至少部分来自于视频显示屏显示的 发光图像，或来自于例如通过可选地设置有调焦器件、调整扩散角(beam divergence)的 器件或滤色镜的投影机而投影在各种媒介上的发光图像。该照明还可以来自于视频投影 机。可以使用视频显示屏或视频投影机作为光源。当至少部分照明是由发光图像提供 时，这些图像可以是静止或运动的，并且可选地是预定的。例如，交换系统可被设置 为测量与打开电视机或计算机屏幕相关联的照明，并可选地校正来自其他光源的照明等 级，以便将这些照明考虑进去。例如，交互系统可检测到显示屏已经被打开，并且系统 可以被编程为在检测到有面对显示屏的人存在后降低来自其他光源的照明等级。交互系 统可以被设置为检测人的存在及其位置，并例如根据此人的位置来投射图像，以打造引 人关注的局部特色(local features of interest)。这有利于例如在商店中、在商店橱窗中或 在街上发布广告信息。 交互系统可以包括诸如枝形吊灯等照明器(Iuminaire)，该系统包括摄像机、底 座模块、至少一个控制模块和至少一个光源。该交互系统可以仅包括该照明器，或者其 也可以包括未整合在该照明器中的用于控制远程光源的其他控制模块，这些其他控制模 块例如被插在电源插座上或整合在电气控制板中。所述照明器可以具有多个定向光源以及至少一个漫射光源。举例来说，交互系 统被设置为根据由摄像机提供的信息而以可变化的强度打开定向光源，以便朝已经检测 到有人存在之处的方向提供照明。来自所述漫射光源的漫射照明的强度等级可以是恒定 的，或者是例如根据与自然光相关联的环境照明等级而可变的。在合适的场合，所述漫 射照明可以由墙上开关控制。漫射照明的等级可以根据由底座模块所确定的人的活动来控制。聚光照明等级 相对漫射照明等级的比率还可取决于以这种方式确定的人的活动。例如，当人在与系统相关联的空间内四处走动时，漫射照明的等级要高于人在静止时的等级。图像采集装置图像采集装置可包括摄像机。
摄像机可具有红外视觉。如上所述，在合适的场合，交互系统可包括热电传感器。摄像机可通过有线连 接或无线连接而连接至底座模块。摄像机可通过复合视频输出连接至底座模块。在一个 改型中，摄像机是整合在底座模块中的。摄像机可以是黑白的或彩色的。举例来说，摄 像机的分辨率可以是至少大约两百万像素。摄像机可选为机动式。其可包括麦克风和音 频输出，其可以用于确认人的存在，或例如可有利于在音频识别程序的帮助下利用语音 来控制照明。摄像机(例如其可被设置为进行360°观察)可以包括广角镜头(例如圆顶型 (dome type)或其他类型的镜头)，该摄像机例如为具有广角镜头的标准摄像机。当被设置为360°观察时，摄像机可以例如用其垂直向下延伸的观察轴来定向， 摄像机例如直接或经由其被整合其中的照明器来通到天花板。本发明的交互系统可包括多个摄像机，具体可为两个摄像机，底座模块可以被 配置为从每个摄像机接收至少某些信息。每个摄像机可以仅覆盖与该交互系统相关联的 空间的一部分。各摄像机的观察视野可选为重叠。控制模块控制模块可包括调光器，以便更改至少一个光源的强度。举例来说，所述调光 器可被设置为生成至少4位编码的照明等级(例如具有22级)。控制模块还可被配置为更改至少一个光源的方位。在这种情况下，控制模块 可包括至少一个铰链(hinge)，该铰链连接光源和适于更改该光源方位的电机。举例来 说，交互系统可用于将方位可调节的光源指向人所占据的地段，其中此人的存在已被检 测到。当处于远程时，控制模块可经由选自以下方式的链接与底座模块通信可选的 有线连接、PLC (例如XlO类型)或无线电(WiFi、蓝牙、Wimax)连接。预定的照明关系交互系统可以包括存储器，该存储器中存储有预定的照明关系。举例来说， 这一关系可以试图在已经检测到有人存在的地段内确保预定的照明等级例如大于给定阈 值。这一阈值可选地可由用户调节，所述调节例如使用底座模块上存在的电位计或其他 调节器件、或者通过远程控制、或者通过与底座模块连接的终端来进行。例如，在合适的场合，可以在底座模块中预存多个预定的照明关系，用户可以 根据所需的氛围选择其中之一。在另一个改型中，当使用此系统时，特别是当系统能够通过例如WiFi连接等而 在互联网上通信时，预定的照明关系可以从服务器下载。例如，根据对人或人群的活动的确定(作为对人或人群的移动的分析结果)，预 定的照明关系可以对来自定向光源的照明等级与来自提供漫射照明的光源的照明等级之 间的比率作出响应。方法
与上 所述相独立地或相结合地，本发明的另一方面还提供一种自动更改空间内 照明或照明环境的方法，该空间包括至少一个光源，用于至少部分地照明该空间，所述 方法包括以下组成步骤·采集至少一部分所述空间的至少一个图像，该部分适于由所述至少一个光源 照明；·分析所述图像，以检测至少一个人的存在并可选地测量所述空间内的光等 级；以及·根据如此执行的分析，控制所述光源以遵循预定的照明关系。术语“自动”意指无需人为介入而例如使用上述定义的交互系统。与以上所述相独立地或相结合地，本发明还提供一种初始化以上所定义的交互 系统的方法，所述方法与包括至少一个光源的空间相关联地使用，并包括以下步骤a)安装所述系统；b)打开光源；c)使用所述图像采集装置(其具体为所述摄像机)来确定所述空间的光等级或打 开所述光源的影响范围，并存储对应的信息；以及d)在合适的场合，针对其他光源重复步骤b)和C)。在至少一个控制模块被配置为更改光源的方位时，所述初始化方法还可包括以 下组成步骤更改所述光源的方位，以及根据所述光源的方位接收并存储至少某些来自 所述摄像机并与所述空间照明相关的信息。在这种情况下，所述方法可包括针对定光源 重复上述步骤这一组成步骤，以存储利用给定光源的不同方位而获取的不同照明配置。初始化所述系统的阶段a)可包括以下组成步骤将所述系统置于关联空间内， 以使所述摄像机得以观察所述空间的至少一个地段；以及将所述系统连接至供电网。阶 段a)还可以包括将控制模块连接至供电网这一组成步骤，所述光源被连接至所述控制模 块。例如，至少某些控制模块可被设置为接收PLC信号并可由包括插头和插座的单元构 成，所述插头用于插入墙上的插座中，所述插座用于接纳光源的插头。例如，特别是在晚上，所述初始化方法例如可以规则的时间间隔自动执行，以 便更新各光源的特性。所述系统可被设置为通过对应的控制模块控制最大数量η的远程光源。所述交互系统可以向这η个控制模块的地址依序发送控制信号，并确定是否响 应于发送控制信号而发生照明的更改。如果没有更改，则所述系统推断与此地址相关联 的控制模块不存在。与以上所述相独立地或相结合地，本发明的另一方面还提供一种控制图像播放 的自动方法，所述方法包括以下组成步骤·利用至少一个诸如摄像机等图像采集装置采集至少某些信息，所述信息与至 少一个人在地段内的存在和/或活动相关，所述地段可能对应于所述图像采集装置(具体 为所述摄像机)的观察视野；·分析所述信息；以及·根据所述信息，应用预定的图像播放关系来控制预定媒介上的图像的播放。这一方法有利于在商店橱窗中打造引人关注的特色，例如根据窗外人的位置和/或活动来投射不同的图像。例如所 述与至少一个人的存在相关的信息可包括与此人的身份(identity)相关的 信息，系统能够进行脸部识别。在这种情况下，所述图像播放关系(具体为对要播放的 图像的选择和/或对要将图像投射其上的媒介的选择)可基于此人的身份或身高而定。举例来说，所述交互系统可以基于场景或商店橱窗的观察者被识别为成人还是 儿童来播放不同的图像。从而，例如能够针对场景或在商店橱窗中打造特定的引人关注 的特色。其他实施例与以上所述相独立地，本发明的另一个方面提供一种用于照明例如位于商店橱 窗、陈列柜或博物馆中的物体(object)的交互系统，所述交互系统包括· 一个或多个照明所述物体的光源；·摄像机，具有指向远离所述物体的方向的视野；以及·数据处理器系统，用于处理来自所述摄像机的数据并用于控制所述光源；所述处理器系统被设置为根据针对位于所述摄像机的观察视野内的一个人的至 少一部分脸部的检测来更改由所述光源发送的照明。这一交互系统能够很方便地在商店橱窗中提供引人关注的特色，以增加其吸引 力，并且可以通过当没有观察者存在时不照亮该商店橱窗来实现能源的节约。进而，由所述光源照亮的物体可以是博物馆中的展品。对照明的更改可包括·打开或关闭由所述交互系统控制的光源；和/或·改变所述光源的颜色；和/或·增加或减小由一个或多个所述光源提供的光强度。例如，在打开或关闭光源的任何时候，随着光强度的逐步变化，照明可以逐步 地打开或关闭。举例来说，被观察的物体可以是博物馆展品，其可能是对最大照明量有限制的 受制物品(subject)，为避免损坏展品，不能超过其最大照明量。 本发明能够尽量减少对这一物体的照明并避免无谓照明，这样由于仅在该物体 被观察时才对其照明，该物体可以向公众展示更长的时间，而无需担心超过其能够接受 的最大累积剂量的光照。在合适的场合，对来自摄像机的图像的分析不仅用于检测在摄像机观察视野内 至少一个人的脸部的存在，还用于检测此人正面对的方向(例如此人的凝视方向)，从而 能够进一步减小任何无谓地更改物体照明的风险。可以这种方式配置交互系统，以便根据如此检测到的方向来以不同方式更改至 少两个光源的照明。例如，可以在所检测到的脸部正在观察的地段中增强强度。在合适的场合，除了进行照明更改之外，交互系统还可被设置为使得视听内容 得以播放，所述视听内容可能与被观察的物体有关，例如当此物体是博物馆展品时，所 述视听内容可以包括对此物体的解说词，当此物体用于销售并在商店橱窗中展示时，所 述视听内容可以是广告。所述摄像机可对物体的观察者隐藏，具体而言，其可被放置在半反射面后。
当交互系统被用来放置在博物馆中时，特别是当物体为博物馆展品且该展品是 最大光暴露时段的受制物品时，交互系统可以包括用于计量照明时段的计量仪。交互系统可不配备用于存储由摄像机拾取的图像的大容量存储器件(bulk storage means),并且可不配备将所述图像发送至服务器的任何器件。术语“大容量存储器件” 应该理解为是指能够存储数M或数G的数据的任何存储器，例如SD型存储卡或其他闪 存、硬盘、磁盘或光盘。因而，交互系统不在存储器中存储已经观察过所述物体的脸部的图像。交互系统可以很方便地被整合到用于照亮所述物体的灯具(例如壁灯)中，所述 灯具例如包括用于将其固定至墙壁的支架以及一个或多个承载一个或多个光源的臂，例 如，所述摄像机能被紧固至其 中一个臂，并且所述处理器系统能位于用于固定至墙壁的 支架中或位于由上述其中一个臂支撑的外壳中。所述摄像机可以是用可见光观察或用红外光观察的摄像机。本发明的另一方面还提供一种自动更改物体照明的方法，该物体由至少一个光 源照明，该物体具体为一种位于商店橱窗、陈列柜或博物馆中的物体，所述方法包括以 下步骤·通过摄像机采集图像，所述摄像机具有指向远离所述物体的方向的视野；·在所采集的图像中检测一个人的至少一部分脸部；以及·根据前一步骤进行的检测更改光源的照明。所述照明的更改可包括·打开或关闭所述光源；和/或·改变所述光源的颜色；和/或·增加或减小来自一个或多个所述光源的光的强度。所述方法可包括检测人脸部的方位的步骤。例如，除了进行照明的更改之外，还可以传送视听内容，其中视听内容例如可 与被观察的物体相关。所述方法可以免掉将由摄像机拾的取图像存储在大容量存储装置中的所有步骤 或将所述图像发送到服务器的所有步骤。通过阅读以下对本发明的非限制性实施例的描述和查看说明书附图，可以更好 地理解本发明。
图1为本发明的交互照明控制系统的实例示意图；图2为安装有根据本发明的交互系统的空间的透视截视和示意图；图3为用于解释图1的交互系统的操作的框图；图4为用于对分析和确定预定的照明关系的实例进行解释的框图；图5为本发明另一方面的用于照亮物体的交互系统的实例的示意图；以及图6及图7示出根据检测此人脸部的结果由交互系统为了照亮物体而进行的更改 (modification)。
具体实施例方式图1示出一种交互照明控制系统1，包括图像采集装置及底座模块3，在示出的 实例中图像采集装置自身包括摄像机2，底座模块3被配置为接收并分析来自摄像机2的 信息，例如用以检测摄像机2的 视野内至少一个人P的存在(能检测其位置则更好)，并 且还选择性地检测摄像机2的视野的至少一个地段中的照明等级。该图示示出一个单个摄像机，然而本发明的系统可以具有多个摄像机而不会脱 离本发明的范围。在这种情况下，每个摄像机可以被配置为向底座模块3发送至少某些 对应的信息。当存在有数个摄像机时，底座模块可以被配置为根据由摄像机发送的信息 来确定位于摄像机视野内的人的三维空间坐标(χ，y，ζ)。交互系统1还具有多个控制模块4，每个控制模块被配置为接收来自底座模块3 的控制信号。控制模块4还被配置为响应于所述控制信号来控制至少一个相关的光源5的强度 和/或方向。连接至交互系统1的光源的数目优选大于一。每个控制模块4可以连接至 一个或多个光源。每个控制模块4可以包括诸如继电器等电气开关，或更优选为半导体开关，例 如是可控硅或晶体管开关，或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。每个控制模块4例如通过改变打开时段/关闭时段(on-duration/off-duration)的 脉冲-间隔比(mark-spaceratio)能够有利于逐步调整光强度。举例来说，等级调整可以 是二进制(打开或关闭)式的，或者也可以是渐进式的(例如，至少是4位编码)。每个控制模块4例如可以通过连接到110伏特(V)或220伏特(V)供电网而具 有自己的电力供应。例如通过所示的直接有线连接10、或通过所示的间接连接11 (例如通过PLC)、 或者实际上是通过其频带例如在400兆赫兹(MHz)左右、800MHz左右或2千兆赫兹 (GHz)左右的无线射频(RF)连接，底座模块3可经由各种类型的连接而与该控制模块4 或每个控制模块4通信。摄像机2可以是圆顶型广角摄像机或其他类型的摄像机，例如是具有广角镜头 的标准摄像机。底座模块3被配置为接收并分析来自摄像机2的视频信号，以便检测出现在摄像 机视野内的一个或多个人的存在和/或移动，并选择性地测量摄像机视野内的光强度。例如，底座模块3可被配置为不仅接收来自摄像机的信号，还接收来自其他传 感器(例如一个或多个在场检测传感器或光等级传感器)的信息。交互系统可以很方便 地不具有附加传感器，从而简化其操作，或者可以具有热电传感器作为其仅有的附加传 感器。底座模块3包括存储数据的存储器，所述数据与由每个光源产生的光等级有关。图2示出具有各种光源的空间7的实例，所述光源由交互系统1控制。空间7 在摄像机2的视野内整体可视，在所示实例中，摄像机2具有赋予其360°视觉的镜头。如图所示，摄像机2与底座模块3可整合在枝形吊灯20中。枝形吊灯20还可整 合有连接至控制模块的光源5 (例如为3个定向光源或点光源5a以及一个漫射光源5b)。
枝形吊灯20的定向光源5a例如可由LED组成，以便定向发光；漫射灯5b由一 组剥离后的光纤(stripped optical fiber)(即具有透明护套)生成，从而使空间7能得到大致 均勻的照明。其他光源5c及5d连接至控制模块4，该控制模块4通过远程连接11 (例如通过 PLC连接)连接至底座模块3。举例来说，光源5c包括卤素灯，而光源5d包括白炽灯。光源5c连接至控制模 块4(不可见)，在本实例中该控制模块4自身经由PLC连接而连接至底座模块3。如图所示，空间7可选地包括图像投影装置(例如视频显示屏6)。该屏幕可选 地与控制模块相关联，以使其能打开或关闭，和/或能显示图像或预定的图像序列。图1及图2示出的交互系统4 一旦按下面解释的方式初始化，则可进行如下操作。当一个人P进入空间7时，摄像机2观察到这人的进入，底座模块3分析图像 并确定这个人P的二维空间坐标(X，y)，或者如果使用的是至少两个或更多个摄像机的 话，则实际上确定的是其三维空间坐标(χ，y，ζ)。为了确定一个人或多个人的坐标，交互系统可进行如下操作。可由摄像机2 采集第一图像。底座模块3可例如通过格瑞姆森(Grimson)等人的方法来界定背景图 像。采集第二图像或当前图像。计算第二图像与第一图像之间的差异图像。随后通过 格瑞姆森(Grimson)等人的方法来更新背景图像(参见出版物一种采用阴影检测的用 于实时跟踪的改良式自适应背景混合模型，第二届高级视频监控系统欧洲研讨会会报， AVBSO1, 2001年9月，视频监控系统；计算机视觉与分布式处理，Kluwer学术出版社 (An improvedadaptive background mixed model for real-time tracking with shadow detection, Proc.2nd European Workshop on Advanced Video Based Surveillance Systems, AVBSO1， September 2001, Video Based Surveillance Systems ； Computer Visionand Distributed Processing, Kluwer Academic Publishers))。然后可以过滤差异图像。没有构成背景图像部分的“前景”像素可能会一起组 成连接像素的集合(被称为“光泡”(blobs))。此后，例如可使用卡尔曼滤波器(Kalman filter)测量并过滤所述光泡的重心位置，以便确定此人或每个人的坐标，进而确定其位 置。在系统操作的整个期间，可重复采集第二图像直至测量所述重心位置的步骤。在已经对由摄像机2传送的信息进行分析和处理之后，底座模块3可通过向控制 模块4发送控制信号来使得一个或多个光源5打开，从而执行预定的照明关系。如下面 参考图4所述，该关系可以将人的活动还有光强度考虑进来，其中此人的活动由系统根 据其检测到的移动来确定，而该光强度则与任何自然光及已有的光源相关联。举例来说，底座模块3可以经由相关的控制模块4来动作，以根据与自然光相关 联的环境照明来设定漫射光源5的强度。底座模块3还可以发送控制信号来使得光源5C和5D打开。如图所示，假设人 P坐在椅子上，底座模块3计算人P的新坐标，并在预定时段后确定此人不再移动。随 后，应用预定的照明关系，底座模块3例如可将照明限制至此人所坐落的地段。如图3所示，可对交互系统1进行如下的初始化。在步骤30中，安装交互系统1，即在空间7中放置和连接该交互系统1。
在步骤31中，交互系统1通过打开光源i而开始初始化，并在步骤32中使用摄 像机来记录由光源i导致的光在空间7中的对应的空间分布。对所有的控制模块及相关的光源重复步骤31及31。可在列表中存储对应的信 肩、ο当就每个光源的效果来对系统进行相关空间的照明训练时，可将光源的照明控 制为最大等级并在随后关掉该光源。在一个改型中，可能的话，可使用多个光强度等级 来进行每个光源的训练。在步骤33中，摄像机2采集一个或多个图像，所述图像被传送至底座模块3。在步骤34中，底座模块3分析这些图像，以及在步骤35中，底座模块根据这一 分析确定每个光源所需要的照明等级以遵循预定的照明关系。
在步骤36中，底座模块将对应的控制信号发送至在步骤37中动作的控制模块 4，以将光源驱动至所需的强度。以足够高的频率重复步骤33至步骤37，以给交互系统赋予必要的反应性。图4示出如何分析和确定预定的照明关系的实例。在该实例中，底座模块3可在步骤40中被设置为响应于接收自摄像机2的图像 来确定与出现在摄像机的覆盖空间内的此人或每个人的重心的移动相关的信息，连同确 定他们的移动量的指标。然后，在步骤41中，底座模块3可被设置为根据该信息和数据库来估计每个人 最可能的活动，而所述活动具体可以是选自诸如吃饭、阅读、睡觉、锻炼等等一般性活 动。如果检测到有数人，在合适的场合，在步骤42中底座模块3可被设置为基于 上述信息和数据库来比较这些人最可能的活动，并估计出在空间内进行的一般性活动。 例如，两个人在一块就餐的可能性要大于其中一个人要吃饭而另一个人却在锻炼的可能 性。在步骤43中底座模块3可被设置为借助于数据库来输入符合情景逻辑的活动。 例如，对于多个人来说，在开会后一起就餐的可能性要大于他们锻炼的可能性。在步骤44中，底座模块3可以被配置为根据空间内的人的活动来确定全局和局 部的最佳照明。在步骤45中，交互系统可以被配置为对环境光等级进行测量。在步骤46中，底座模块3可以被配置为根据在上述的系统初始化时段为每个光 源存储的光等级，来确定将由光源提供的光的附加量以及光源将具有的强度，以便实现 步骤44中确定的最佳照明。在步骤47中，底座模块3被设置为向控制模块4发送控制信号。例如，可以规则的时间间隔来执行这些步骤。本发明不限于上述实例。参考图5至图7，下面是对本发明另一方面的交互系统100的描述。交互系统100具有至少一个光源101、至少一个摄像机102以及至少一个处理器 系统103，处理器系统103用于处理由摄像机发送的图像并用于根据这些图像来控制光源 101。
举例来说，摄像机可以隐藏在半反射面(未示出)后面。处理器系统103被具体设置为检测摄像机102的视野中人P的脸部，该视野可以 从物体O向外引出，也即朝向物体O的可能的观察者。处理器系统103例如可执行由RViola和M.Jones发表的出版物《利用简单特征的 boosted cascade 算法的快速目标检测(Rapid object detection usinga boosted cascade ofsimple
features)》中描述的方法，其具体实施可以在英特尔(Intel )发布的开源计算机视觉
(OpenCV)库中得到。处理器系统103可以执行一个循环，在该循环中由摄像机102初始采集图像，然 后对其进行分析，同时取决于图像中是否检测到人脸而更改对物体O的照明。 处理器系统103可以包括微型计算机或其他相当的计算机装置。照明可以经由 专用接口来控制，例如照明可以经由PLC、RF或红外(IR)系统来控制。例如，在检测到人脸时，增加(例如逐步地增加)来自光源101的光强度；并且 在未检测到人脸时，在所述处理循环的每一次交互时逐步减小所述强度。在图5的实例中，由交互系统100照明的物体O是一件博物馆展品，例如为油 画，并且处理器系统103还包括用于检测照明时段的计量仪。在一个未示出的改型中，交互处理器系统100还包括屏幕(例如LCD类型的平 面屏幕)和/或一个或多个麦克风，使得对被观察的展品O照明的改动伴随有交互系统 100播放与所述展品相关的视听内容。在摄像机的视野内检测到人脸的存在后，处理器系统103可以确定此人脸正在 观看的方向，例如此人的凝视方向。图6示出交互系统100在检测到人脸并相应地更改物体O的照明时由该系统进行 的照明更改。图7示出因再未检测到人脸而未对所述物体进行照明的情形。在另一未示出的实例中，交互系统100被整合到与物体相关联的灯具(例如壁挂 式灯具)中。在另一未示出的改型中，物体O被置于商店橱窗或家庭陈列柜中。除非有相反的申明，“包括一(个)”的表达应理解为与“包括至少一(个)” 同义。
权利要求
1.一种交互系统(1)，用于对照明和/或图像播放加以控制，该系统包括 至少一个图像采集装置，其具体为摄像机(2)； 底座模块(3)，被配置为接收并分析来自所述图像采集装置(2)的信息，以便检测 所述图像采集装置的视野内至少一个人(P)的存在；以及 至少一个控制模块(4)，被配置为接收来自所述底座模块(3)的控制信号，并根据 所述控制信号来控制至少一个光源(5)的强度和/或方位，和/或控制至少一个播放的视 觉内容，以遵循预定的照明关系；至少在该系统开始投入使用时，所述底座模块(3)被配置为使得所述光源(5)接连打 开并记录由每个光源(5)所产生的光强度的空间分布。
2.—种交互系统(1)，用于对照明和/或图像播放加以控制，该系统包括 至少一个图像采集装置，其具体为摄像机(2)； 底座模块(3)，被配置为接收并分析来自所述图像采集装置(2)的信息，以便检测 所述图像采集装置的视野内至少一个人(P)的存在；以及 至少一个控制模块(4)，被配置为接收来自所述底座模块(3)的控制信号，并根据 所述控制信号来控制至少一个光源(5)的强度和/或方向，和/或控制至少一个播放的视 觉内容，以遵循预定的照明关系；所述图像采集装置、所述底座模块以及一个或多个控制模块被整合在照明灯具中， 所述照明灯具具体为枝形吊灯，并且所述照明灯具包括提供漫射照明的光源(5b)以及至少两个提供定向照明的光源 (5a),每个光源与各自的控制模块(4)相关联。
3.根据权利要求1或2的系统，其中，所述底座模块(3)被配置为响应于来自所述图 像采集装置(2)的信息来确定位于所述装置(2)视野内的人的空间坐标。
4.根据前述任一项权利要求的系统，包括至少一个远程控制模块(4)，其通过电力线 载波与底座模块(3)通信。
5.根据前述任一项权利要求的系统，所述图像采集装置(2)包括具有360°视觉的摄 像机。
6.根据前述任一项权利要求的系统，包括热电传感器。
7.—种自动更改空间(7)的照明的方法，所述空间(7)包括用于至少部分照亮所述空 间的至少一个提供定向照明的光源(5a)以及至少一个提供漫射照明的光源(5b)，该方法 包括以下组成步骤 采集至少一部分所述空间(7)的至少一个图像，此部分空间(7)适于至少被所述光 源(5)照明； 分析所述图像以检测至少一个人的存在；以及 根据这样进行的分析控制所述光源(5)，以遵循所述空间的预定的照明关系，该预 定的照明关系支配来自提供定向照明的光源(5a)的照明等级与由所述提供漫射照明的光 源(5b)提供的照明之间的比率。
8.根据前一权利要求的方法，包括以下组成步骤分析所述图像以测量至少此部分 空间的照明等级。
9.一种初始化由权利要求1至6的任一项所限定的交互系统的方法，与包括至少一个光源的空间相关联地使用，该方法包括以下步骤a)安装所述系统；b)打开光源；c)使用所述图像采集装置来确定所述空间的光等级或打开所述光源的影响范围，并 存储对应的信息，其中所述图像采集装置具体为所述摄像机；以及d)在合适的场合，针对其他任一光源重复步骤b)和步骤C)。
10.—种交互系统(100)，用于照明物体(O)，该交互系统包括 一个或多个光源(101)，照亮所述物体(O)； 摄像机(102)，具有指向远离所述物体(O)的方向的视野；以及 数据处理器系统(103)，用于处理来自所述摄像机(102)的数据并控制所述光源 (101)；所述处理器系统(103)被设置为根据对所述摄像机(102)的观察视野内的人(P)的脸 部的至少一部分的检测来更改由所述光源(101)发出的照明。
11.根据权利要求10的交互系统，对照明的更改包括 打开或关闭由该交互系统控制的所述光源(101)；和/或 改变所述光源(101)的颜色；和/或 增大或减小由一个或多个所述光源(101)提供的光的强度。
12.根据权利要求11的交互系统，对照明的更改包括以渐进方式打开或关闭所述光源 (101)的照明强度。
13.根据权利要求10至12的任一项的交互系统，来自所述摄像机(102)的图像分析 使得对所述人(P)的脸部朝向的检测成为可能，所述人(P)的脸部朝向具体为此人的凝视方向。
14.根据权利要求13的交互系统，以此方式对所述交互系统加以配置，以便根据检测 到的脸部朝向来区别地更改来自至少两个光源的照明。
15.根据权利要求10至14的任一项的交互系统，将所述交互系统设置为除了进行照 明更改之外，还使得视听内容得以播放，所述内容与被观察的物体有关。
16.根据权利要求10至15的任一项的交互系统，所述摄像机(102)对所述物体(O) 的观察者隐藏。
17.根据权利要求10至16的任一项的交互系统，包括计量仪，用于计量照明时段。
18.根据权利要求10至17的任一项的交互系统，该系统既不包括任何用于所述摄像 机(102)拾取的图像的大容量存储的器件，也不包括任何用于将所述图像发送至服务器 的器件。
19.根据权利要求10至18的任一项的交互系统，该系统被整合在用于照亮物体(O) 的灯具中。
20.根据权利要求10至19的任一项的交互系统，所述摄像机(102)被设置为以可见 光或红外光来观察。
21.—种自动更改物体(O)的照明的方法，所述物体(O)由至少一个光源(101)照 明，所述物体(O)具体为在商店橱窗、陈列柜或博物馆中的物体，该方法包括以下步 骤 利用摄像机(102)采集图像，所述摄像机(102)具有指向远离所述物体(O)的方 向的视野； 在所采集的图像中检测人(P)的脸部的至少一部分；以及 根据前一步骤进行的所述检测来更改所述光源(101)的照明。
22.根据权利要求21的方法，其中通过以下步骤来更改照明 打开或关闭所述光源(101)；和/或 改变所述光源(101)的颜色；和/或 增大或减小来自一个或多个所述光源(101)的光强度。
23.根据权利要求21或22的方法，其中对所述人(P)的脸部的方位加以检测。
24.根据权利要求21至23的任一项的方法，其中除了进行照明更改之外，还发布视 听内容，所述视听内容具体为与被观察的物体(O)有关。
25.根据权利要求21至24的任一项的方法，不包括任何将由所述摄像机拾取的图像 存储在大容量存储器件中的步骤，或任何将所述图像发送至服务器的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种交互系统(1)，用于对照明和/或图像播放加以控制，该系统包括至少一个图像采集装置，其具体为摄像机(2)；底座模块(3)，被配置为接收并分析来自所述图像采集装置(2)的信息，以便检测所述图像采集装置的视野内至少一个人(P)的存在；以及至少一个控制模块(4)，被配置为接收来自所述底座模块(3)的控制信号，并根据所述控制信号来控制至少一个光源(5)的强度和/或方位，和/或控制至少一个播放的内容，以遵循预定的照明关系。
文档编号H05B37/02GK102027807SQ200980117652
公开日2011年4月20日 申请日期2009年3月17日 优先权日2008年3月17日
发明者安东尼·杜布莱 申请人:安东尼·杜布莱