CN108591868B - 一种基于眼部疲劳程度的自动调光台灯 - Google Patents

一种基于眼部疲劳程度的自动调光台灯 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，包括亮度等级可调的光源、用于对台灯使用者的面部进行拍摄的摄像头及功能组件，该功能组件集成有功能单元一至功能单元三，功能单元三在识别出台灯使用者为新用户时，控制光源每隔一段时间切换一次亮度等级，并调用功能单元二提取所述新用户在各个亮度等级下的眼部特征，然后根据预设规则分别获取各个亮度等级下的眼部特征所对应的眼部疲劳程度的变化率，并选取变化率最小时所对应的亮度等级作为该用户后续使用所述自动调光台灯的默认亮度等级。本发明针对用户在不同光线强度下的眼部适应程度，为用户选择适应度最适宜的亮度等级，在实现台灯智能化的同时保证用户的用眼健康。

Description

一种基于眼部疲劳程度的自动调光台灯
技术领域
本发明涉及电器领域，更具体地说，涉及一种基于眼部疲劳程度的自动调光台灯。
背景技术
照明行业是80年代在美国兴起并迅速发展起来，到90年代后期，现代计算机技术、自动控制技术、现代通信技术、现代信息处理技术在全世界得到广泛应用，且技术趋向成熟，对各行各业都带来了巨大的影响，照明行业也发生巨大变革。进入21世纪后，正式进入信息时代，大量的新产品、新设备、新技术的出现，使智能照明技术向着系统一体化集成的方向发展。在微电子技术飞速发展下，许多半导体公司推出了专用功率开关器件和控制集成电路的系列产品，促进了电子镇流器的各类产品向高性能和高可靠性发展。同时，网络技术也在不断渗透到各个行业，尤其是照明行业，使得不同控制方式系统之间相互关联，实现了资源共享、远程监视、设定、控制及对系统异常信息进行一体化管理。尤其是近几年，还开发了一些管理软件，用户只需通过某个界面进行远程监控，例如手机APP。随着照明行业的发展，国际上先后涌出许多知名企业，例如半导体制造商法国PERFECT公司开发出灯光控制专用的、结合无线射频功能的芯片；还有PHILIPSn6,17J、OSRAMn8J、GE公司推出了双端球形HED等等。
很多跨国公司进入中国，也推动了国内智能照明行业的进步。索博、瑞朗、九州易居是较早进军智能照明行业的企业。索博是国际型智能家居产品生产企业，拥有全亚洲最大的产品研发中心和生产基地，以高端智能安防系统和智能微控模块在国际上取得较好成绩。上海奇胜推出智能化系统，通过对C-Bus智能控制系统、安防控制系统、无线网络技术等的结合，实现了灯光控制、家电控制等。随着智能照明行业的蓬勃发展，还涌现出很多其他智能照明企业，如雨后春笋。尤其是很多计算机行业的加入，提供了很多技术上的支持，使得智能照明逐渐趋于成熟。而智能台灯可以说是智能照明的重要组成部分，在行业中有着尤为关键的地位。
目前已有的智能台灯主要有以下不足：现有的智能台灯过于强调台灯灯光明亮度，而总是缺乏对使用者适应性的考量。另外，当今已存在的智能台灯不具有判断用户在不同光线强度下的眼部适应程度，此外也不具备记录不同用户最适宜的光线强度，从而使不同使用者在每次使用台灯时总要重新调整光线强度。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的智能台灯过于强调台灯灯光明亮度，而总是缺乏对使用者适应性的考量的技术缺陷，提供一种基于眼部疲劳程度的自动调光台灯。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，包括：
亮度等级可调的光源；
摄像头，用于对台灯使用者的面部进行拍摄；
功能组件，集成有下述功能单元：
功能单元一，用于根据所述摄像头拍摄的面部图像进行面部特征提取以识别出不同的台灯使用者；
功能单元二，用于根据所述摄像头拍摄的面部图像进行眼部特征提取；
功能单元三，用于在识别出台灯使用者为新用户时，控制所述光源每隔一段时间切换一次亮度等级，并调用功能单元二提取所述新用户在各个亮度等级下的眼部特征，然后根据预设规则分别获取所述各个亮度等级下的眼部特征所对应的眼部疲劳程度的变化率，并选取变化率最小时所对应的亮度等级作为该用户后续使用所述自动调光台灯的默认亮度等级。
进一步地，在本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯中，所述功能单元三通过下述方法识别台灯使用者是否为新用户：
用户使用台灯的次数小于预设次数和/或用户使用台灯的时间小于预设时间。
进一步地，在本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯中，在未收到人为控制时，所述功能单元三仅在识别出台灯使用者为新用户时调用功能单元二，而在在识别出台灯使用者为非新用户时，停止调用功能单元二。
进一步地，在本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯中，所述预设规则是通过下述方法获取：
获取多个人员的眼部图像，并对每个眼部图像分别进行眼部疲劳程度手动标注；
对每个眼部图像分别进行特征提取；
分别以对每一个眼部图像进行标注的进行眼部疲劳程度作为输出、对应的特征作为输入形成一个训练个体，将各个体一起作为训练集带入指定模型进行训练；
训练完成后，将得到的特征与眼部疲劳程度的对应关系作为所述预设规则。
进一步地，在本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯中，所述指定模型为神经网络模型、SVM模型以及随机森林模型中的一种。
进一步地，在本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯中，所述眼部疲劳程度的变化率通过下述公式计算所得：
变化率＝(结束时的眼部疲劳程度-启示时的眼部疲劳程度)/持续时长；
其中，持续时长＝结束时的时间点-启示时的时间点。
进一步地，在本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯中，所述自动调光台灯上具有亮度等级调节开关，在用户通过所述亮度等级调节开关调节亮度等级时，所述自动调光台灯将被调节至亮度等级调节开关多对应的等级而非所述默认亮度等级。
进一步地，在本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯中，还包括显示装置，眼部疲劳程度具有一一对应的量化数值，所述显示装置用于将所述量化数值显示出来。
实施本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，具有以下有益效果：本发明针对用户在不同光线强度下的眼部适应程度，为用户选择适应度最适宜的亮度等级，在实现台灯智能化的同时保证用户的用眼健康。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯的一实施例的原理图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，其为本发明的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯的一实施例的原理图。本实施例的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯包括亮度等级可调的光源1、摄像头2以及功能组件3，摄像头2位于台灯上，功能组件位于台灯内部。亮度等级可调的光源1具有多个等级亮度的光，每次可选择其中一种进行亮度显示。摄像头2位于台灯的正面且可对正面区域进行拍摄，当使用者位于台灯正面区域时，摄像头2对台灯使用者的面部进行拍摄，拍摄的图像被传入功能组件3进行处理。
功能组件3集成有功能单元一31、功能单元二32及功能单元三33，功能单元一31用于根据摄像头2拍摄的面部图像进行面部特征提取以识别出不同的台灯使用者。功能单元二32用于根据所述摄像头拍摄的面部图像进行眼部特征提取。功能单元三33用于在识别出台灯使用者为新用户时，控制所述光源每隔一段时间切换一次亮度等级，并调用功能单元二提取所述新用户在各个亮度等级下的眼部特征，然后根据预设规则分别获取所述各个亮度等级下的眼部特征所对应的眼部疲劳程度的变化率，并选取变化率最小时所对应的亮度等级作为该用户后续使用所述自动调光台灯的默认亮度等级。其中在本实施例中，功能单元三332的输入数据直接来源于摄像头2，在其他实施例中功能单元三33的输入数据也可以来源于功能单元二32进行面部特征提取后的数据。
其中功能单元三33通过下述方法识别台灯使用者是否为新用户：用户使用台灯的次数小于预设次数和/或用户使用台灯的时间小于预设时间。在未收到人为控制时，功能单元三33仅在识别出台灯使用者为新用户时调用功能单元二32，而在在识别出台灯使用者为非新用户时，停止调用功能单元二。
其中，上述的预设规则是通过下述方法获取：
获取多个人员的眼部图像，并对每个眼部图像分别进行眼部疲劳程度手动标注；
对每个眼部图像分别进行特征提取；
分别以对每一个眼部图像进行标注的进行眼部疲劳程度作为输出、对应的特征作为输入形成一个训练个体，将各个体一起作为训练集带入指定模型进行训练；
训练完成后，将得到的特征与眼部疲劳程度的对应关系作为所述预设规则。
上述指定模型为神经网络模型、SVM模型以及随机森林模型中的一种。
眼部疲劳程度的变化率通过下述公式计算所得：
变化率＝(结束时的眼部疲劳程度-启示时的眼部疲劳程度)/持续时长；
其中，持续时长＝结束时的时间点-启示时的时间点。由于有眼时疲劳程度会逐渐增加，因此变化率的值大于0。
自动调光台灯还上具有亮度等级调节开关，在用户通过所述亮度等级调节开关调节亮度等级时，自动调光台灯将被调节至亮度等级调节开关多对应的等级而非默认亮度等级。
还包括显示装置，眼部疲劳程度具有一一对应的量化数值，所述显示装置用于将所述量化数值显示出来。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，其特征在于，包括：
亮度等级可调的光源；
摄像头，用于对台灯使用者的面部进行拍摄；
功能组件，集成有下述功能单元：
功能单元一，用于根据所述摄像头拍摄的面部图像进行面部特征提取以识别出不同的台灯使用者；
功能单元二，用于根据所述摄像头拍摄的面部图像进行眼部特征提取；
功能单元三，用于在识别出台灯使用者为新用户时，控制所述光源每隔一段时间切换一次亮度等级，并调用功能单元二提取所述新用户在各个亮度等级下的眼部特征，然后根据预设规则分别获取所述各个亮度等级下的眼部特征所对应的眼部疲劳程度的变化率，并选取变化率最小时所对应的亮度等级作为该用户后续使用所述自动调光台灯的默认亮度等级。
2.根据权利要求1所述的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，其特征在于，所述功能单元三通过下述方法识别台灯使用者是否为新用户：
用户使用台灯的次数小于预设次数和/或用户使用台灯的时间小于预设时间。
3.根据权利要求1所述的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，其特征在于，在未收到人为控制时，所述功能单元三仅在识别出台灯使用者为新用户时调用功能单元二，而在在识别出台灯使用者为非新用户时，停止调用功能单元二。
4.根据权利要求1所述的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，其特征在于，所述预设规则是通过下述方法获取：
获取多个人员的眼部图像，并对每个眼部图像分别进行眼部疲劳程度手动标注；
对每个眼部图像分别进行特征提取；
分别以对每一个眼部图像进行标注的进行眼部疲劳程度作为输出、对应的特征作为输入形成一个训练个体，将各个体一起作为训练集带入指定模型进行训练；
训练完成后，将得到的特征与眼部疲劳程度的对应关系作为所述预设规则。
5.根据权利要求4所述的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，其特征在于，所述指定模型为神经网络模型、SVM模型以及随机森林模型中的一种。
6.根据权利要求1所述的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，其特征在于，所述眼部疲劳程度的变化率通过下述公式计算所得：
变化率＝(结束时的眼部疲劳程度-起始时的眼部疲劳程度)/持续时长；
其中，持续时长＝结束时的时间点-起始时的时间点。
7.根据权利要求1所述的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，其特征在于，所述自动调光台灯上具有亮度等级调节开关，在用户通过所述亮度等级调节开关调节亮度等级时，所述自动调光台灯将被调节至亮度等级调节开关多对应的等级而非所述默认亮度等级。
8.根据权利要求1所述的基于眼部疲劳程度的自动调光台灯，其特征在于，还包括显示装置，眼部疲劳程度具有一一对应的量化数值，所述显示装置用于将所述量化数值显示出来。
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