CN102833918A - 基于情绪识别的智能照明交互方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及照明技术。本发明解决了现有智能照明控制系统与用户的交互性较差的问题，提供了一种基于情绪识别的智能照明交互方法，其技术方案可概括为：智能照明控制系统进入情绪控制模式后，通过摄像头及语音采集装置获取用户面部图像及语音波形，并分析出用户当前面部图像特征向量及语音波形特征向量，与之前保存的各种情绪对应的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量进行比对，判断出最接近的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量所对应的情绪，根据判断出的情绪选取对应的照明光环境模式进行照明。本发明的有益效果是，方便用户，适用于智能照明控制系统。

Description

基于情绪识别的智能照明交互方法
技术领域
本发明涉及照明技术，特别涉及智能照明技术。
背景技术
智能照明控制系统是从系统工程的角度，综合考虑功能性、艺术性和经济性等诉求，利用传感技术、控制技术及通信技术对参与环境照明的器件进行控制和监控，以实现对灯光系统的各种智能化管理及自动控制。智能照明控制系统主要特点有：1、系统可控制任意回路或单灯或像素的开关及连续调光；2、系统可接入各种传感器对灯光进行自动控制；3、系统可预先设置多个不同场景，在场景切换时淡入及淡出；4、系统可联网进行综合控制。一个良好的智能照明控制系统要体现以下综合优势：1、良好的节能效果，智能照明控制系统借助各种不同的控制方式和控制元件，对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和管理，来实现最大的节能效果，这种自动调节照度的方式，充分利用室外的自然光，只有当必需时才将灯具开到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度，节电效果十分明显，一般可达30%以上；2、延长灯具寿命，无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因，因此智能照明控制系统可以有效的抑制电网电压的波动，通过系统对电压的限定和轭流滤波等功能，有效避免了过电压和欠电压对灯具的损害，另外，智能照明控制系统同时还应具备软启动和软关断技术，避免了冲击电流对光源的损害，这样通常可以使灯具的寿命延长2～4倍；3、改善照明质量，智能照明控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具，可以有效地控制各房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性，同时，这种控制方式所采用的电气元件也解决了频闪效应，不会使人产生头晕脑胀、眼镜疲劳的感觉；4、实现多种照明效果，现代建筑中，照明不单纯的为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物的照明艺术性更强，让人们欣赏到美仑美奂的视觉效果，如果在建筑物内的展厅、报告厅、大堂及中庭等以及外部的轮廓配备智能照明控制系统，按不同时间、不同用途、不同的效果而采用相应的预设值场景进行控制，就可以达到丰富的艺术效果；5、管理维护方便，智能照明控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主，手动控制为辅，照明预置场景的参数以数字式存储在EEPROM中，这些信息的设置和更换十分方便，加上灯具寿命的大大提高，使照明管理和设备维护变得更加简单；6、较高的经济回报，采用智能照明控制系统应该在从节电和节省灯具这两项优点上，利用三到五年的时间，业主就可基本收回智能照明控制系统所增加的全部费用，而智能照明控制系统改善了照明环境，从而提高员工工作效率以及减少维修和管理费用等，也应为业主节省下一笔可观的费用。随着消费者对照明光环境需求的迅猛发展，采用智能照明控制系统的用户数量越来越多，与传统的照明控制不同，传统照明控制依赖遥控器或开关盒的交互，已经不能给用户创造良好的交互体验，为了改善智能照明用户的交互体验，智能照明开始创新应用手机交互、手势识别等新的交互技术，但这些新的交互技术都存在某些不足，还是依赖用户的主动交互实现交互，控制系统本身还不能主动识别用户的需求，用户交互体验并不太好。
发明内容
本发明的目的是克服目前智能照明控制系统与用户的交互性较差的缺点，提供一种基于情绪识别的智能照明交互方法。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，基于情绪识别的智能照明交互方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在智能照明控制系统上部署摄像头及语音采集装置，用以采集用户面部特征及语音特征；
步骤2、用户通过摄像头及语音采集装置分别录入各种情绪对应的面部图像及语音波形，每种情绪采集多个对应样本，每个样本包括一个面部图像及一个语音波形；
步骤3、智能照明控制系统对采集到的面部图像及语音波形进行预处理；
步骤4、智能照明控制系统分割提取预处理后的面部图像中的各关键器官目标，提取图像关键特征，形成面部图像特征向量，并提取预处理后的语音波形的各语音关键特征，形成语音波形特征向量；
步骤5、用户确认每个样本的匹配确认程度；
步骤6、智能照明控制系统以每个样本用户所确认的匹配确认程度为加权值，计算出每种情绪的所有样本加权后的一个面部图像特征向量及一个语音波形特征向量，每种情绪对应一个加权后的面部图像特征向量及一个加权后的语音波形特征向量；
步骤7、智能照明控制系统按照各种情绪分别保存各自对应的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量，并设定每种情绪所对应的照明光环境模式；
步骤8、智能照明控制系统进入情绪控制模式，通过摄像头及语音采集装置获取用户面部图像及语音波形，并分析出用户当前面部图像特征向量及语音波形特征向量，与之前保存的各种情绪对应的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量进行比对，判断出最接近的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量所对应的情绪，根据判断出的情绪选取对应的照明光环境模式进行照明。
具体的，所述语音采集装置为语音输入阵列传感器。
进一步的，步骤2中，所述情绪包括愤怒、害怕、高兴及悲伤。
具体的，步骤2中，多个对应样本是指不少于10个对应样本。
再进一步的，步骤3中，所述预处理是指利用非线性中值滤波技术抑制脉冲和点状噪声。
具体的，步骤4中，所述关键器官目标包括眼睛、嘴及眉毛。
再进一步的，步骤4中，所述语音关键特征包括语音持续时间、短时能量及基音。
本发明的有益效果是，通过上述基于情绪识别的智能照明交互方法，将人的面部识别、人的语音识别技术应用到智能照明控制系统中，用户的情绪可以主动被智能照明控制系统识别和理解，同时智能照明控制系统根据预先设定的照明光环境模式，控制照明光环境，以适应用户的心理需求，用户能够获得更好的交互体验。
具体实施方式
下面结合实施例，详细描述本发明的技术方案。
本发明所述的基于情绪识别的智能照明交互方法为：首先在智能照明控制系统上部署摄像头及语音采集装置，用以采集用户面部特征及语音特征，然后用户通过摄像头及语音采集装置分别录入各种情绪对应的面部图像及语音波形，每种情绪采集多个对应样本，每个样本包括一个面部图像及一个语音波形，智能照明控制系统再对采集到的面部图像及语音波形进行预处理，再分割提取预处理后的面部图像中的各关键器官目标，提取图像关键特征，形成面部图像特征向量，并提取预处理后的语音波形的各语音关键特征，形成语音波形特征向量，然后由用户确认每个样本的匹配确认程度，智能照明控制系统再以每个样本用户所确认的匹配确认程度为加权值，计算出每种情绪的所有样本加权后的一个面部图像特征向量及一个语音波形特征向量，每种情绪对应一个加权后的面部图像特征向量及一个加权后的语音波形特征向量，并按照各种情绪分别保存各自对应的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量，并设定每种情绪所对应的照明光环境模式，使用时，智能照明控制系统进入情绪控制模式，通过摄像头及语音采集装置获取用户面部图像及语音波形，并分析出用户当前面部图像特征向量及语音波形特征向量，与之前保存的各种情绪对应的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量进行比对，判断出最接近的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量所对应的情绪，根据判断出的情绪选取对应的照明光环境模式进行照明。
实施例
本例的语音采集装置可以采用语音输入阵列传感器。
首先在智能照明控制系统上部署摄像头及语音采集装置，用以采集用户面部特征及语音特征，这里，语音采集装置可以采用语音输入阵列传感器，然后用户通过摄像头及语音采集装置分别录入各种情绪对应的面部图像及语音波形，情绪包括愤怒、害怕、高兴及悲伤等，每种情绪采集多个对应样本，一般不少于10个对应样本，每个样本包括一个面部图像及一个语音波形，智能照明控制系统再对采集到的面部图像及语音波形进行预处理，由于原始图像或语音波形中或多或少存在一定程度的噪音污染，使得信号失真，淹没有用的特征，因此必须对采集的图像进行预处理，采集的图像或语音波形信号往往带有脉冲和点状噪声等噪音，本例中采用非线性中值滤波技术抑制脉冲和点状噪声，再分割提取预处理后的面部图像中的各关键器官目标，关键器官目标包括眼睛、嘴及眉毛等，提取图像关键特征，形成面部图像特征向量，并提取预处理后的语音波形的各语音关键特征，语音关键特征包括语音持续时间、短时能量及基音等，形成语音波形特征向量，然后由用户确认每个样本的匹配确认程度，智能照明控制系统再以每个样本用户所确认的匹配确认程度为加权值，计算出每种情绪的所有样本加权后的一个面部图像特征向量及一个语音波形特征向量，每种情绪对应一个加权后的面部图像特征向量及一个加权后的语音波形特征向量，并按照各种情绪分别保存各自对应的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量，并设定每种情绪所对应的照明光环境模式，使用时，智能照明控制系统进入情绪控制模式，通过摄像头及语音采集装置获取用户面部图像及语音波形，并分析出用户当前面部图像特征向量及语音波形特征向量，与之前保存的各种情绪对应的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量进行比对，判断出最接近的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量所对应的情绪，根据判断出的情绪选取对应的照明光环境模式进行照明。

Claims (7)

1.基于情绪识别的智能照明交互方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在智能照明控制系统上部署摄像头及语音采集装置，用以采集用户面部特征及语音特征；
步骤2、用户通过摄像头及语音采集装置分别录入各种情绪对应的面部图像及语音波形，每种情绪采集多个对应样本，每个样本包括一个面部图像及一个语音波形；
步骤3、智能照明控制系统对采集到的面部图像及语音波形进行预处理；
步骤4、智能照明控制系统分割提取预处理后的面部图像中的各关键器官目标，提取图像关键特征，形成面部图像特征向量，并提取预处理后的语音波形的各语音关键特征，形成语音波形特征向量；
步骤5、用户确认每个样本的匹配确认程度；
步骤6、智能照明控制系统以每个样本用户所确认的匹配确认程度为加权值，计算出每种情绪的所有样本加权后的一个面部图像特征向量及一个语音波形特征向量，每种情绪对应一个加权后的面部图像特征向量及一个加权后的语音波形特征向量；
步骤7、智能照明控制系统按照各种情绪分别保存各自对应的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量，并设定每种情绪所对应的照明光环境模式；
步骤8、智能照明控制系统进入情绪控制模式，通过摄像头及语音采集装置获取用户面部图像及语音波形，并分析出用户当前面部图像特征向量及语音波形特征向量，与之前保存的各种情绪对应的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量进行比对，判断出最接近的加权后的面部图像特征向量及语音波形特征向量所对应的情绪，根据判断出的情绪选取对应的照明光环境模式进行照明。
2.根据权利要求1所述基于情绪识别的智能照明交互方法，其特征在于，所述语音采集装置为语音输入阵列传感器。
3.根据权利要求1所述基于情绪识别的智能照明交互方法，其特征在于，步骤2中，所述情绪包括愤怒、害怕、高兴及悲伤。
4.根据权利要求1所述基于情绪识别的智能照明交互方法，其特征在于，步骤2中，多个对应样本是指不少于10个对应样本。
5.根据权利要求1所述基于情绪识别的智能照明交互方法，其特征在于，步骤3中，所述预处理是指利用非线性中值滤波技术抑制脉冲和点状噪声。
6.根据权利要求1所述基于情绪识别的智能照明交互方法，其特征在于，步骤4中，所述关键器官目标包括眼睛、嘴及眉毛。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述基于情绪识别的智能照明交互方法，其特征在于，步骤4中，所述语音关键特征包括语音持续时间、短时能量及基音。
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