CN110602852A - 一种控制家庭影院灯光效果的系统 - Google Patents

Abstract

一种控制家庭影院灯光效果的系统，包括脑机接口、影音采集模块、IOT网络模块、中央处理模块和灯光控制模块；脑机接口用于收集和处理用户脑电波信号；影音采集模块包括音频信号采集模块和视频信号采集模块，音频信号采集模块用于采集从网络上接收并输入到音响设备的音频信号，并对其进行解析；视频信号采集模块用于采集从网络上接收并输入到显示设备的视频信号，并对其进行解析；中央处理模块用于根据视频信号、音频信号和脑电波信号，编译出灯光控制信号；灯光控制模块用于根据灯光控制信号调节灯光；IOT网络模块联通脑机接口、影音采集模块、中央处理模块和灯光控制模块。本发明提出一种控制家庭影院灯光效果的系统，丰富家庭影院灯光效果。

Description

一种控制家庭影院灯光效果的系统

技术领域

本发明涉及灯光控制领域，尤其涉及一种控制家庭影院灯光效果的系统。

背景技术

随着物联网技术的发展，智能家居的功能变得越来越丰富，家庭影院作为丰富俱佳生物的产品也逐渐被消费者接受。环境灯光效果是家庭影院区别于传统电视的一项功能，其灯光变化随着用户观影过程自动调节，增加用户的沉浸体验，如何科学地自适应调节灯光，是智能家居研究的课题之一。

现有的家庭影院自适应灯光调节方案，一般是将播放的视频信号和音频信号由采集模块进行采集，然后交由处理器进行逻辑算法处理，生成灯光控制信号，传递给灯光系统实现灯光调节，这种方案的局限性在于其本质上是输出一种新的媒体信息，其表现内容对于同样的视频内容是不变的，更不会因用户自身的差异产生不同的体验。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中的缺陷，提出一种控制家庭影院灯光效果的系统，丰富家庭影院灯光效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种控制家庭影院灯光效果的系统，包括脑机接口、影音采集模块、IOT网络模块、中央处理模块和灯光控制模块；

所述脑机接口用于收集和处理用户脑电波信号；

所述影音采集模块包括音频信号采集模块和视频信号采集模块，所述音频信号采集模块用于采集从网络上接收并输入到音响设备的音频信号，并对其进行解析；所述视频信号采集模块用于采集从网络上接收并输入到显示设备的视频信号，并对其进行解析；

所述中央处理模块用于根据视频信号、音频信号和脑电波信号，编译出灯光控制信号；

所述灯光控制模块包括用于家庭影院配套的光源设备，并根据灯光控制信号调节灯光；

所述IOT网络模块以无线通信的方式联通脑机接口、影音采集模块、中央处理模块和灯光控制模块。

优选的，所述中央处理模块接收所述视频信号，根据所述视频信号得到所述视频信号的颜色和亮度信息，根据所述视频信号的颜色确定灯光的主色调，根据所述视频信号的亮度信息确定灯光的主亮度；

所述中央处理模块接收所述音频信号，根据所述音频信号得到音频旋律和节奏信息，根据所述音频旋律确定灯光颜色的变化规律，根据节奏信息确定灯光亮度的变化规律；

所述中央处理模块接收脑电波信号，根据所述脑电波信号得到不同波段下信号强度信息，根据脑电波信号的不同波段下信号强度信息确定灯光投影图案的样式和比例；

所述中央处理模块将灯光的主色调和主亮度、灯光颜色的变化规律和扥光亮度的变化规律以及灯光投影图案的样式和比例进行编译，得到灯光控制信号，并将灯光控制信号输出至所述灯光控制模块。

优选的，所述脑机接口包括电极、脑电波信号获取模块、信号处理模块、处理器和RF射频基带模块；

所述电极用于检测大脑活动时的脑电波并采集脑电波的电压信号，并将电压信号传输至所述脑电波信号获取模块，所述脑电波信号获取模块对电压信号进行放大处理并将放大处理后的电压信号传输至所述信号处理模块，所述信号处理模块对电压信号进行特征提取，提取出真实频率信息和信号强度信息，并将真实频率信息和信号强度信息反馈至所述处理器，所述处理器对真实频率信息和信号强度信息进行汇总然后发送至所述RF射频基带模块，由所述RF基带模块发送至所述IOT网络模块。

优选的，所述信号处理模块对脑电波的电压信号进行特征提取，具体包括：

所述信号处理模块对脑电波的电压信号中属于杂波的电压信号，提取出真实频率信息，按照电压随时间变化频率的不同，分为四个波段，包括0.5-3Hz的δ波段、4-7Hz的θ波段、8-13Hz的α波段和14-30Hz的β波段。

优选的，所述RF射频基带模块包括基带模块、射频模块和天线；

所述处理器将真实频率信息和信号强度信息转为电信号发送至所述基带模块，所述基带模块将电信号所固有的基带信号发送至所述射频模块，所述射频模块将基带信号调制成射频信号并发送至所述天线，所述天线将射频信号发送至所述IOT网络模块。

优选的，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极贴设在人体额头上，所述第二电极贴设在耳后。

优选的，所述中央处理模块通过所述RF射频基带模块接收所述IOT网络模块发送的脑电波信号；

所述视频信号采集模块将解析好的视频信号直接发送至所述中央处理模块；

所述音频信号采集模块将解析好的音频信号直接发送至所述中央处理模块。

优选的，按照电压随时间变化频率不同，分为的四个波段中，每个波段设置有对应的带通滤波器。

优选的，所述射频信号包括蓝牙射频信号和wifi射频信号。

优选的，所述脑电波信号获取模块通过信号放大器对电压信号进行放大处理，只改变电压信号的幅度，不改变电压信号的频率和波形。

有益效果：

1、本发明通过采集视频信号、音频信号和脑电波信号，利用中央处理模块对三者进行编译得到灯光控制信号，输出灯光控制方案，丰富灯光效果，根据用户自身差异自主改变灯光方案，提升用户观影体验和沉浸体验。

附图说明

图1是本发明的家庭影院灯光效果控制框架图；

图2是本发明的中央处理模块编译灯光控制信号的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例中的方位均以说明书附图为准。

本发明的一种控制家庭影院灯光效果的系统，如图1所示，包括脑机接口、影音采集模块、IOT网络模块、中央处理模块和灯光控制模块；

所述脑机接口用于收集和处理用户脑电波信号；

所述影音采集模块包括音频信号采集模块和视频信号采集模块，所述音频信号采集模块用于采集从网络上接收并输入到音响设备的音频信号，并对其进行解析；所述视频信号采集模块用于采集从网络上接收并输入到显示设备的视频信号，并对其进行解析；

所述中央处理模块用于根据视频信号、音频信号和脑电波信号，编译出灯光控制信号；

所述灯光控制模块包括用于家庭影院配套的光源设备，并根据灯光控制信号调节灯光；

所述IOT网络模块以无线通信的方式联通脑机接口、影音采集模块、中央处理模块和灯光控制模块。

现有技术中的灯光调节方案多以视频或者音频的信号数据为基础，进行灯光调节，这种调节方法对于多次观看同样的视频音频内容来说，其表现的灯光方案是不变的，更不会因为用户自身的差异产生不同的体验，而本发明加入了脑电波信号控制，通过采集分析用户脑电波，结合视频信号、音频信号和脑电波信号，编译出灯光控制信号，进而灯光控制模块根据灯光控制信号进行灯光调节，这样对于同一个用户多次观看相同视频内容时，由于用户自身脑电波的差异，每次的灯光效果都会不一样，给用户提供更优的用户体验。

优选的，所述脑机接口包括电极、脑电波信号获取模块、信号处理模块、处理器和RF射频基带模块；

所述电极用于检测大脑活动时的脑电波并采集脑电波的电压信号，并将电压信号传输至所述脑电波信号获取模块，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极贴设在人体额头上，所述第二电极贴设在耳后，形成电势差，增强信号提取的效果。

所述脑电波信号获取模块对电压信号进行放大处理并将放大处理后的电压信号传输至所述信号处理模块，所述脑电波信号获取模块通过信号放大器对电压信号进行放大处理，放大处理中只改变电压信号的幅度，不改变电压信号的频率和波形，提升信号的电压，输出比原来信号的电压高出许多倍的放大后的电压信号。

所述信号处理模块对电压信号进行特征提取，提取出真实频率信息和信号强度信息，并将真实频率信息和信号强度信息反馈至所述处理器，具体包括：

所述信号处理模块对脑电波的电压信号中属于杂波的电压信号，提取出真实频率信息，按照电压随时间变化频率的不同，分为四个波段，包括0.5-3Hz的δ波段、4-7Hz的θ波段、8-13Hz的α波段和14-30Hz的β波段，按照电压随时间变化频率不同，分为的四个波段中，每个波段设置有对应的带通滤波器，带通滤波器的作用是将每个波段中的信号提取出来。

所述处理器对真实频率信息和各个波段的信号强度信息进行汇总然后发送至所述RF射频基带模块，由所述RF基带模块发送至所述IOT网络模块。

优选的，所述RF射频基带模块包括基带模块、射频模块和天线；

所述处理器将真实频率信息和信号强度信息转为电信号发送至所述基带模块，所述基带模块将电信号所固有的基带信号发送至所述射频模块，所述射频模块将基带信号调制成射频信号并发送至所述天线，所述天线将射频信号发送至所述IOT网络模块，所述射频信号包括蓝牙射频信号和wifi射频信号。

优选的，所述中央处理模块通过所述RF射频基带模块接收所述IOT网络模块发送的脑电波信号；

在脑电波信号被通过所述RF射频基带模块发送给所述IOT网络模块后，由所述IOT网络模块发送至所述中央处理模块这边的的RF射频基带模块，同样包括基带模块、射频模块和天线，接收后发送给所述中央处理模块；

所述视频信号采集模块将解析好的视频信号直接发送至所述中央处理模块；

所述音频信号采集模块将解析好的音频信号直接发送至所述中央处理模块。

优选的，如图2所示，所述中央处理模块接收所述视频信号，根据所述视频信号得到所述视频信号的颜色和亮度信息，根据所述视频信号的颜色确定灯光的主色调，根据所述视频信号的亮度信息确定灯光的主亮度；

在实际操作中，根据视频信号的颜色确定灯光的主色调，使得灯光的主色调能够配合视频内容，进一步的烘托出视频内容，提升用户的观影体验，根据视频信号的亮度信息确定灯光的主亮度，使得灯光的主亮度能够衬托配合视频的灯光，使得用户专注于视频内容，减少眼部疲劳，提升用户观影体验。

所述中央处理模块接收所述音频信号，根据所述音频信号得到音频旋律和节奏信息，根据所述音频旋律确定灯光颜色的变化规律，根据节奏信息确定灯光亮度的变化规律；

在实际操作中，根据音频信号的旋律和节奏信息，确定灯光颜色的变化规律和灯光亮度的变化规律，使得用户能够更好的代入到视频中，提升用户观影的沉浸感。

所述中央处理模块接收脑电波信号，根据所述脑电波信号得到不同波段下信号强度信息，具体的波段为0.5-3Hz的δ波段、4-7Hz的θ波段、8-13Hz的α波段和14-30Hz的β波段，根据脑电波信号的不同波段下信号强度信息确定灯光投影图案的样式和比例；

在实际操作中，用户观看到不同样式，不同图案的灯光效果，其所产生的情绪是不一样的，对应的脑电波的波段也会不同，因此根据波段的信号强度信息，进一步调节灯光投影图案的样式和比例，使得用户能够以更好地情绪观影。

所述中央处理模块将灯光的主色调和主亮度、灯光颜色的变化规律和灯光亮度的变化规律以及灯光投影图案的样式和比例进行编译，得到灯光控制信号，并将灯光控制信号输出至所述灯光控制模块，灯光控制模块根据灯光控制信号调节灯光。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：包括脑机接口、影音采集模块、IOT网络模块、中央处理模块和灯光控制模块；

所述脑机接口用于收集和处理用户脑电波信号；

所述影音采集模块包括音频信号采集模块和视频信号采集模块，所述音频信号采集模块用于采集从网络上接收并输入到音响设备的音频信号，并对其进行解析；所述视频信号采集模块用于采集从网络上接收并输入到显示设备的视频信号，并对其进行解析；

所述中央处理模块用于根据视频信号、音频信号和脑电波信号，编译出灯光控制信号；

所述灯光控制模块包括用于家庭影院配套的光源设备，并根据灯光控制信号调节灯光；

所述IOT网络模块以无线通信的方式联通脑机接口、影音采集模块、中央处理模块和灯光控制模块。

2.根据权利要求1所述一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：

所述中央处理模块接收所述视频信号，根据所述视频信号得到所述视频信号的颜色和亮度信息，根据所述视频信号的颜色确定灯光的主色调，根据所述视频信号的亮度信息确定灯光的主亮度；

所述中央处理模块接收所述音频信号，根据所述音频信号得到音频旋律和节奏信息，根据所述音频旋律确定灯光颜色的变化规律，根据节奏信息确定灯光亮度的变化规律；

所述中央处理模块接收脑电波信号，根据所述脑电波信号得到不同波段下信号强度信息，根据脑电波信号的不同波段下信号强度信息确定灯光投影图案的样式和比例；

所述中央处理模块将灯光的主色调和主亮度、灯光颜色的变化规律和扥光亮度的变化规律以及灯光投影图案的样式和比例进行编译，得到灯光控制信号，并将灯光控制信号输出至所述灯光控制模块。

3.根据权利要求1所述一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：

所述脑机接口包括电极、脑电波信号获取模块、信号处理模块、处理器和RF射频基带模块；

所述电极用于检测大脑活动时的脑电波并采集脑电波的电压信号，并将电压信号传输至所述脑电波信号获取模块，所述脑电波信号获取模块对电压信号进行放大处理并将放大处理后的电压信号传输至所述信号处理模块，所述信号处理模块对电压信号进行特征提取，提取出真实频率信息和信号强度信息，并将真实频率信息和信号强度信息反馈至所述处理器，所述处理器对真实频率信息和信号强度信息进行汇总然后发送至所述RF射频基带模块，由所述RF基带模块发送至所述IOT网络模块。

4.根据权利要求3所述一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：

所述信号处理模块对脑电波的电压信号进行特征提取，具体包括：

所述信号处理模块对脑电波的电压信号中属于杂波的电压信号，提取出真实频率信息，按照电压随时间变化频率的不同，分为四个波段，包括0.5-3Hz的δ波段、4-7Hz的θ波段、8-13Hz的α波段和14-30Hz的β波段。

5.根据权利要求3所述一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：

所述RF射频基带模块包括基带模块、射频模块和天线；

所述处理器将真实频率信息和信号强度信息转为电信号发送至所述基带模块，所述基带模块将电信号所固有的基带信号发送至所述射频模块，所述射频模块将基带信号调制成射频信号并发送至所述天线，所述天线将射频信号发送至所述IOT网络模块。

6.根据权利要求3所述一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：

所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极贴设在人体额头上，所述第二电极贴设在耳后。

7.根据权利要求1所述一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：

所述中央处理模块通过所述RF射频基带模块接收所述IOT网络模块发送的脑电波信号；

所述视频信号采集模块将解析好的视频信号直接发送至所述中央处理模块；

所述音频信号采集模块将解析好的音频信号直接发送至所述中央处理模块。

8.根据权利要求4所述一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：

按照电压随时间变化频率不同，分为的四个波段中，每个波段设置有对应的带通滤波器。

9.根据权利要求5所述一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：

所述射频信号包括蓝牙射频信号和wifi射频信号。

10.根据权利要求1所述一种控制家庭影院灯光效果的系统，其特征在于：

所述脑电波信号获取模块通过信号放大器对电压信号进行放大处理，只改变电压信号的幅度，不改变电压信号的频率和波形。