CN109640455A - 一种led台灯色温控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED台灯色温控制方法及系统。该方法包括：获取用户的脸部图像；根据所述脸部图像识别用户的心情；根据用户的心情，通过心情‑心情指数对照表，确定用户的心情指数；根据用户的心情指数，通过心情指数‑色温库确定色温信息；根据所述色温信息控制种LED台灯的色温。本发明能够对使用者脸部进行摄像，识别使用者的脸部表情，判断使用者的心情，进而控制LED台灯产生与使用者心情相匹配的色温的白光。

Description

一种LED台灯色温控制方法及系统

技术领域

本发明涉及照明领域，特别是涉及一种LED台灯色温控制方法及系统。

背景技术

色温是照明光学中用于定义光源颜色的一个物理量，是表示光源光谱质量最通用的指标。色温小于3300K(开尔文)时，光色为暖白色(带红的白色)，给使用者有温暖和稳重的感觉；色温介于3300-5000K时，光色为中白，给使用者有爽快的感觉；色温大于5000K时，光色为清凉型(带蓝的白色)，给使用者有冷的感觉。一般的LED台灯，其色温是固定的。也有部分LED台灯，色温有几档，可供使用者手动调节。但这些LED台灯在智能化、互动性方面均存在着明显不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种能识别使用者的心情并随使用者心情而改变色温的LED台灯的控制方法及系统，通过对使用者脸部进行摄像，识别使用者的脸部表情，判断使用者的心情，进而控制LED台灯产生与使用者心情相匹配的色温的白光。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种LED台灯色温控制方法，所述方法包括：

获取用户的脸部图像；

根据所述脸部图像识别用户的心情；

根据用户的心情，通过心情-心情指数对照表，确定用户的心情指数；

根据用户的心情指数，通过心情指数-色温库确定色温信息：

根据所述色温信息控制种LED台灯的色温。

可选的，所述根据所述脸部图像识别用户的心情，具体包括：

对所述脸部图像进行处理；

提取处理后的脸部图像的表情特征；

根据所述表情特征识别所述用户的心情。

可选的，所述对所述脸部图像进行处理，具体包括：

去除所述面部图像中的背景；

对去除背景后的面部图像进行归一化处理。

可选的，所述根据所述色温信息控制种LED台灯的色温，具体包括：

按照所述色温信息，三基色配色的光通量比例和占空比；

根据所述三基色配色的光通量比例和占空比控制LED台灯的色温。

本发明还提供了一种LED台灯色温控制系统，所述系统包括：

脸部图像获取模块，用于获取用户的脸部图像；

心情识别模块，用于根据所述脸部图像识别用户的心情；

心情指数确定模块，用于根据用户的心情，通过心情-心情指数对照表，确定用户的心情指数；

色温确定模块，用于根据用户的心情指数，通过心情指数-色温库确定色温信息；

控制模块，用于根据所述色温信息控制种LED台灯的色温。

可选的，所述心情识别模块，具体包括：

图像处理单元，用于对所述脸部图像进行处理；

提取单元，用于提取处理后的脸部图像的表情特征；

识别单元，用于根据所述表情特征识别所述用户的心情。

可选的，所述图像处理单元，具体包括：

背景去除子单元，用于去除所述面部图像中的背景；

归一化处理子单元，用于对去除背景后的面部图像进行归一化处理。

可选的，所述控制模块，具体包括：

光通量比例和占空比确定单元，用于根据所述色温信息，确定三基色配色的光通量比例和占空比；

控制单元，用于根据所述三基色配色的光通量比例和占空比控制LED台灯的色温。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明中通过对使用者脸部进行摄像，识别使用者的脸部表情，判断使用者的心情，进而控制LED台灯产生与使用者心情相匹配的色温的白光，实现两者间的互动，使使用者意识到其瞬时的心情，使品质生活更加情趣化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例LED台灯色温控制方法的流程图；

图2为本发明实施例LED台灯色温控制系统的结构框图；

图3为本发明实施例脸部图像获取模块的电路图；

图4为本发明实施例LED台灯色温控制系统的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种能识别使用者的心情并随使用者心情而改变色温的LED台灯的控制方法及系统，通过对使用者脸部进行摄像，识别使用者的脸部表情，判断使用者的心情，进而控制LED台灯产生与使用者心情相匹配的色温的白光。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种LED台灯色温控制方法包括：

步骤101：获取用户的脸部图像。当使用者去开LED台灯时，由安置在LED灯头内的高清摄像头对准使用者的脸部进行摄像。

步骤102：根据所述脸部图像识别用户的心情。

对获取的脸部图像进行消除背景噪声等处理，进行人脸归一化，包括几何归一化和灰度归一化，再进行人脸对齐，定位出脸部关键特征点，如眼睛、鼻尖、嘴角点、眉毛以及人脸各部件轮廓点等。当有多个使用者同时使用LED台灯时，获取每个使用者的脸部图像并预处理。

对预处理后的脸部图像采取静态图像特征提取方法，进行表情特征的提取，提取的是表情的形变特征，分原始特征获取、特征降维及提取、特征分解三个步骤。好的脸部表情特征提取结果能完整地展现出使用者脸部表情的本质特征，并且不同类别的特征之间有良好的区分性。

将上述提取的、待识别的脸部表情特征和内置模板数据库中已知的脸部表情特征相比较，分析和识别使用者的脸部表情，进而判断使用者的心情。人类的脸部表情可被区分的有20多种。在本案中，考虑使用者是利用LED台灯开展工作或学习的，作为一个事例，选择可区分的10种脸部表情，分别为惊喜、兴奋、高兴、开心、欣慰、平淡、厌恶、郁闷、悲伤、愤怒。

步骤103：根据用户的心情，通过心情-心情指数对照表，确定用户的心情指数。

依据内置的心情-心情指数对照表，确定使用者的心情指数。表1为本发明情-心情指数对照表，心情为惊喜、兴奋、高兴、开心、欣慰、平淡、厌恶、郁闷、悲伤、愤怒时，相应的心情指数分别为10、9、8、7、6、5、4、3、2和1。当有多个使用者同时使用LED台灯时，确定每个使用者的心情指数，以心情指数低的使用者为主导使用者，以主导使用者的心情指数输到心情指数-色温库。

表1

步骤104：根据用户的心情指数，通过心情指数-色温库确定色温信息。

根据使用者的心情指数，在心情指数-色温库中找到相应的色温信息，表2为本发明心情指数-色温对照表，心情指数分别为10至1时，对应的色温分别为2800K、3000K、3200K、3400K、3600K、4000K、4600K、4800K、5000K、5200K。2800K为白炽灯所发出的色温，5200K为晴天时的色温。心情指数从高降到低时，光色经历暖色、中色至冷色，这样的光色和心情是相匹配的。

表2

心情指数	色温(K)
		10	2800
9	3000
		8	3200
7	3400
		6	3600
5	4000
		4	4600
3	4800
		2	5000
1	5200

步骤105：根据所述色温信息控制种LED台灯的色温。

按照接收到的色温指令，启动红绿蓝三基色三合一LED混光，采用三通道脉宽调制调光调色，通过调节红绿蓝三基色的光通量比例和占空比来达到所需的色温。根据接收到的三基色中红绿蓝基色的光通量比例和占空比，控制LED台灯的三基色三合一LED产生与使用者心情相匹配的色温的白光。

如图2所示，本发明还提供了一种LED台灯色温控制系统，所述系统包括：

脸部图像获取模块201，用于获取用户的脸部图像。如图3所示，该模块由OV7671芯片U6为核心构成脸部信息采集电路，还包括由U7芯片AL422B和U10芯片SN74LVC1G00构成的数据缓冲电路。具体而言，由OV7671摄像头模块对脸部信息进行实时采集，经缓存器AL422B输入芯片STM32F103进行处理。

心情识别模块202，用于根据所述脸部图像识别用户的心情。

所述心情识别模块202，具体包括：

图像处理单元，用于对所述脸部图像进行处理；所述图像处理单元，具体包括：背景去除子单元，用于去除所述面部图像中的背景；归一化处理子单元，用于对去除背景后的面部图像进行归一化处理

提取单元，用于提取处理后的脸部图像的表情特征；

识别单元，用于根据所述表情特征识别所述用户的心情。

心情指数确定模块203，用于根据用户的心情，通过心情-心情指数对照表，确定用户的心情指数。

色温确定模块204，用于根据用户的心情指数，通过心情指数-色温库确定色温信息。

控制模块205，用于根据所述色温信息控制种LED台灯的色温。

所述控制模块205，具体包括：

光通量比例和占空比确定单元，用于根据所述色温信息，确定三基色配色的光通量比例和占空比；

控制单元，用于根据所述三基色配色的光通量比例和占空比控制LED台灯的色温。

如图4所示，本系统采用32位ARM内核控制器STM32F103RET6芯片U1构成核心控制电路，实现对脸部信息处理和对LED控制，还包括由U2芯片TM1803构成的三通道LED驱动控制专用电路和U5芯片M45PE16构成的存储模块。具体而言，摄像头采集的人脸信息输入芯片STM32F103进行处理，根据相应算法对信息处理后获得使用者的心情指数，然后通过储存在M45PE16芯片中的心情指数-色温对照表中提取相应色温指令，确定LED三基色中各个基色的光通量比例和占空比信息输出至芯片TM1803，当LED收到调光数据信号后，TM1803芯片根据自身灯具地址，截取三个字节的调光信息，产生三路PWM信号控制恒流驱动模块。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明中通过对使用者脸部进行摄像，识别使用者的脸部表情，判断使用者的心情，进而控制LED台灯产生与使用者心情相匹配的色温的白光，实现两者间的互动，使使用者意识到其瞬时的心情，使品质生活更加情趣化。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种LED台灯色温控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取用户的脸部图像；

根据所述脸部图像识别用户的心情；

根据用户的心情，通过心情-心情指数对照表，确定用户的心情指数；

根据用户的心情指数，通过心情指数-色温库确定色温信息；

根据所述色温信息控制种LED台灯的色温。

2.根据权利要求1所述的LED台灯色温控制方法，其特征在于，所述根据所述脸部图像识别用户的心情，具体包括：

对所述脸部图像进行处理；

提取处理后的脸部图像的表情特征；

根据所述表情特征识别所述用户的心情。

3.根据权利要求2所述的LED台灯色温控制方法，其特征在于，所述对所述脸部图像进行处理，具体包括：

去除所述面部图像中的背景；

对去除背景后的面部图像进行归一化处理。

4.根据权利要求1所述的LED台灯色温控制方法，其特征在于，所述根据所述色温信息控制种LED台灯的色温，具体包括：

根据所述色温信息，确定三基色配色的光通量比例和占空比；

根据所述三基色配色的光通量比例和占空比控制LED台灯的色温。

5.一种LED台灯色温控制系统，其特征在于，所述系统包括：

脸部图像获取模块，用于获取用户的脸部图像；

心情识别模块，用于根据所述脸部图像识别用户的心情；

心情指数确定模块，用于根据用户的心情，通过心情-心情指数对照表，确定用户的心情指数；

色温确定模块，用于根据用户的心情指数，通过心情指数-色温库确定色温信息；

控制模块，用于根据所述色温信息控制种LED台灯的色温。

6.根据权利要求1所述的LED台灯色温控制系统，其特征在于，所述心情识别模块，具体包括：

图像处理单元，用于对所述脸部图像进行处理；

提取单元，用于提取处理后的脸部图像的表情特征；

识别单元，用于根据所述表情特征识别所述用户的心情。

7.根据权利要求6所述的LED台灯色温控制系统，其特征在于，所述图像处理单元，具体包括：

背景去除子单元，用于去除所述面部图像中的背景；

归一化处理子单元，用于对去除背景后的面部图像进行归一化处理。

8.根据权利要求1所述的LED台灯色温控制系统，其特征在于，所述控制模块，具体包括：

光通量比例和占空比确定单元，用于根据所述色温信息，确定三基色配色的光通量比例和占空比；

控制单元，用于根据所述三基色配色的光通量比例和占空比控制LED台灯的色温。