CN111182233B - 拍摄空间自动补光的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拍摄空间自动补光的控制方法及系统，所述控制系统包括控制模块、驱动模块、补光模块和参数采集模块；控制模块用于预设拍摄空间的第一目标灯光参数；参数采集模块用于获取第一采集灯光参数；控制模块用于获取拍摄空间的当前灯光参数，生成第一控制指令；驱动模块用于根据第一控制指令调节补光模块的灯光参数；参数采集模块用于获取第二采集灯光参数；控制模块用于根据第二采集灯光参数将当前灯光参数调节至与第一目标灯光参数。本发明通过自动补光，可以将拍摄空间还原至自然光环境、实验室环境等目标场景，保证了摄像头的拍摄效果，降低了对拍摄空间的环境光要求；结合光照模型进一步地提升了摄像头的拍摄效果。

Description

拍摄空间自动补光的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，特别涉及一种拍摄空间自动补光的控制方法及系统。

背景技术

目前，拍摄空间中一般没有补光装置或采用传统的恒定的补光灯进行补光以提高摄像头的拍摄效果。其中，传统的恒定的补光灯主要为单个点光源补光，如手机、平板电脑等，或为多个点光源，如红外夜视摄像头、监控摄像头等，而这些补光灯对摄像头进行补光时存在如下缺陷：

1)传统恒定补光技术存在能耗高，补光效果差，对不同被拍摄物体补光效果差异性大等缺点；

2)在环境光比较差的时候拍摄效果非常差，基本不能满足使用要求，对拍摄空间的环境光要求较高；

3)单一光源使得补光设备的使用场景变窄，无法满足较高要求的使用场景，对于特定使用场景，如情景再现、拍摄分享视频等应用场景，不能达到很好的使用体验；

4)点光源补光存在补光角度小，易造成被拍摄物体阴影难以消除等缺点；

5)补光区域划分粗糙导致补光过渡生硬，且缺乏智能的反馈调节机制，对于高反差物体表面，如金属等的拍摄细节丢失严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对拍摄空间进行补光无法满足摄像头的拍摄要求的缺陷，提供一种拍摄空间自动补光的控制方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明一种拍摄空间自动补光的控制系统，所述控制系统包括控制模块、驱动模块、至少一个补光模块和至少一个参数采集模块；

所述补光模块和所述参数采集模块分别布设在所述拍摄空间中；

所述参数采集模块和所述驱动模块均所述控制模块电连接，所述补光模块与所述驱动模块电连接；

所述控制模块用于预设所述拍摄空间对应的第一目标灯光参数；

在进行补光前，所述参数采集模块用于获取第一采集灯光参数并发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第一采集灯光参数获取所述拍摄空间的当前灯光参数；

所述控制模块还用于判断所述当前灯光参数和所述第一目标灯光参数是否一致，若否，则计算所述当前灯光参数和所述第一目标灯光参数的第一差值，根据所述第一差值生成第一控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块用于根据所述第一控制指令调节所述补光模块对应的灯光参数。

较佳地，所述参数采集模块用于在所述补光模块进行补光后获取第二采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第二采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块还用于在新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数一致。

较佳地，所述补光模块包括基板、多个补光灯和均光片；

所述补光灯固设在所述基板上，所述均光片罩设在所述补光灯的上方。

所述补光灯包括多个不同色温的白光LED(发光二极管)灯和多个RGB(红绿蓝)LED灯；

每个所述白光LED灯和每个所述RGB LED灯均与所述驱动模块电连接；

所述驱动模块用于根据所述第一控制指令调节所述白光LED灯的亮度值和所述RGB LED灯的色彩。

较佳地，每个所述补光模块中的所述白光LED灯和所述RGB LED灯交错分布在所述基板上；和/或，

每个所述补光模块的中心位置处设有一个所述参数采集模块；和/或，

所述参数采集模块包括亮度传感器和色彩传感器。

较佳地，当所述控制系统包括一个所述参数采集模块时，所述控制模块用于将所述参数采集模块采集的所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数作为所述拍摄空间的所述当前灯光参数；

当所述控制系统包括多个所述参数采集模块时，所述控制模块用于采用最临近插值算法或双线性插值算法对多个所述参数采集模块采集的多个所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数进行处理，获取所述拍摄空间的所述当前灯光参数。

较佳地，在所述拍摄空间的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数一致后，所述控制模块还用于将所述第一目标灯光参数输入至光照模型，获取目标灯光角度和第二目标灯光参数；

所述控制模块还用于计算所述当前灯光参数和所述第二目标灯光参数的第二差值，根据所述第二差值生成第二控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块用于根据所述第二控制指令调节所述补光模块中所述目标灯光角度方向上的所述补光灯的灯光参数；

所述参数采集模块用于在所述补光模块进行补光后获取第三采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第三采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块还用于在新的所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致。

较佳地，在所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致后，所述控制模块还用于获取所述拍摄空间中的摄像头在所述第二目标灯光参数下采集的第一图像，并提取所述第一图像对应的特征数据；

所述控制模块还用于根据所述特征数据确定所述第一图像中被拍摄对象的状态数据，并在所述状态数据满足设定条件时，生成并发送提醒消息。

较佳地，所述控制模块还用于预设不同类别的被拍摄物体对应的第三目标灯光参数；

所述控制模块还用于在获取所述第一图像后，采用模糊识别算法对所述第一图像进行处理，获取所述第一图像中所述被拍摄物体对应的至少一种类别；

计算每种类别的所述被拍摄物体对应的所述第三目标灯光参数与所述当前灯光参数的第三差值，根据所述第三差值生成第三控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块用于根据所述第三控制指令调节所述补光模块对应的灯光参数；

所述参数采集模块用于在所述补光模块进行补光后获取第四采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第四采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块还用于在新的所述当前灯光参数与所述第三目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第三目标灯光参数一致；

所述控制模块还用于获取所述摄像头在不同的所述第三目标灯光参数下拍摄的第二图像；

获取数据库中所述第二图像最相似的图像作为目标图像；

根据所述目标图像确定所述被拍摄物体对应的目标类别。

较佳地，所述控制模块还用于预设不同类别的食物对应的烹饪程序；

在所述被拍摄物体为食物时，所述控制模块还用于根据所述目标类别确定对应的目标烹饪程序并控制进行烹饪；和/或，

所述光照模型包括Cook-Torrance光照模型(一种光照模型)。

本发明还提供一种拍摄空间自动补光的控制方法，所述控制方法采用上述的拍摄空间自动补光的控制系统实现，所述控制方法包括：

所述控制模块预设所述拍摄空间对应的第一目标灯光参数；

在进行补光前，所述参数采集模块获取第一采集灯光参数并发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述第一采集灯光参数获取所述拍摄空间的当前灯光参数；

所述控制模块判断所述当前灯光参数和所述第一目标灯光参数是否一致，若否，则计算所述当前灯光参数和所述第一目标灯光参数的第一差值，根据所述第一差值生成第一控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块根据所述第一控制指令调节所述补光模块对应的灯光参数。

较佳地，所述参数采集模块在所述补光模块进行补光后获取第二采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述第二采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块在新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数一致。

较佳地，所述控制模块根据所述第一采集灯光参数获取所述拍摄空间的当前灯光参数的步骤包括：

当所述控制系统包括一个所述参数采集模块时，所述控制模块将所述参数采集模块采集的所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数作为所述拍摄空间的所述当前灯光参数；

当所述控制系统包括多个所述参数采集模块时，所述控制模块采用最临近插值算法或双线性插值算法对多个所述参数采集模块采集的多个所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数进行处理，获取所述拍摄空间的所述当前灯光参数。

较佳地，当所述补光模块包括补光灯时，所述新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数一致的步骤之后还包括：

所述控制模块将所述第一目标灯光参数输入至光照模型，获取目标灯光角度和第二目标灯光参数；

所述控制模块计算所述当前灯光参数和所述第二目标灯光参数的第二差值，根据所述第二差值生成第二控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块根据所述第二控制指令调节所述补光模块中所述目标灯光角度方向上的所述补光灯的灯光参数；

所述参数采集模块在所述补光模块进行补光后获取第三采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述第三采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块在新的所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致。

较佳地，在所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致后，所述控制方法还包括：

所述控制模块获取所述拍摄空间中的摄像头在所述第二目标灯光参数下采集的第一图像，提取所述第一图像对应的特征数据；

所述控制模块根据所述特征数据确定所述第一图像中被拍摄对象的状态数据，并在所述状态数据满足设定条件时，生成并发送提醒消息。

较佳地，在所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致后，所述控制方法还包括：

所述控制模块预设不同类别的被拍摄物体对应的第三目标灯光参数；

所述控制模块在获取所述第一图像后，采用模糊识别算法对所述第一图像进行处理，获取所述第一图像中所述被拍摄物体对应的至少一种类别；

计算每种类别的所述被拍摄物体对应的所述第三目标灯光参数与所述当前灯光参数的第三差值，根据所述第三差值生成第三控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块根据所述第三控制指令调节所述补光模块对应的灯光参数；

所述参数采集模块在所述补光模块进行补光后获取第四采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述第四采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块在新的所述当前灯光参数与所述第三目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第三目标灯光参数一致；

所述控制模块获取所述摄像头在不同的所述第三目标灯光参数下拍摄的第二图像；

获取数据库中所述第二图像最相似的图像作为目标图像；

根据所述目标图像确定所述被拍摄物体对应的目标类别。

较佳地，所述控制方法还包括：

预设不同类别的食物对应的烹饪程序；

在所述被拍摄物体为食物时，所述控制模块根据所述目标类别确定对应的目标烹饪程序并控制进行烹饪；和/或，

所述光照模型包括Cook-Torrance光照模型。

本发明的积极进步效果在于：

本发明中，通过获取拍摄空间的当前灯光参数和目标灯光参数(如自然光环境或实验室环境)之间的差值，自动驱动补光模块进行适应性地补光，并通过亮度传感器和色彩传感器实时采集整个拍摄空间的当前灯光参数并反馈至控制模块，直至拍摄空间的灯光参数为目标灯光参数，使得拍摄空间的灯光状态达到自然光、实验室环境等场景，即通过自动补光，保证了摄像头的拍摄效果，还原了被拍摄物体的亮度和色彩饱和度，且降低了对拍摄空间的环境光要求；另外，结合光照模型进一步地对拍摄空间的灯光参数进行调节，能够进一步地提升了摄像头的拍摄效果，达到最优的补光效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的拍摄空间自动补光的控制系统的结构示意图。

图2为本发明实施例1的拍摄空间自动补光的控制系统中补光模块的结构示意图。

图3为本发明实施例1的拍摄空间自动补光的控制系统中补光模块布设的结构示意图。

图4为本发明实施例3的拍摄空间自动补光的控制方法的流程图。

图5为本发明实施例4的拍摄空间自动补光的控制方法的第一流程图。

图6为本发明实施例4的拍摄空间自动补光的控制方法的第二流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本实施例的拍摄空间自动补光的控制系统包括控制模块1、驱动模块2、至少一个补光模块3和至少一个参数采集模块4。

其中，补光模块和参数采集模块的具体数量可以根据拍摄空间的需求设定。

每个补光模块3和每个参数采集模块4均分别布设在拍摄空间中。

补光模块3与驱动模块2电连接，参数采集模块4和驱动模块2均与控制模块1电连接。

具体地，如图2所示，补光模块3包括基板5、多个补光灯6和均光片7。

补光灯6固设在基板上，均光片7罩设在补光灯6的上方。

其中，均光片用于将点光源转换成面光源，即通过面光源补光，使得被拍摄物体表面不会出现反光亮点，以实现补光效果更加柔和；另外，增大了补光角度，减少被拍摄物体阴影，以提高摄像头的拍摄效果。

补光灯6包括多个不同色温的白光LED灯，每个白光LED灯均与驱动模块2电连接。

补光灯6还包括多个RGB LED灯，每个RGB LED灯均与驱动模块2电连接。

例如，每个补光模块的基板上补光灯包括10颗经过标定的1W功率80lm色温3000K的白光LED灯、10颗1W功率100lm色温7000K的白光LED灯以及10颗1W功率全色域90lm的RGBLED灯。每颗LED灯均采用恒流源通过2MHz频率的PWM(脉冲宽度调制)的驱动模块进行单独驱动控制。

优选地，每个补光模块中的白光LED灯和RGB LED灯交错分布在基板上，且白光LED灯和RGB LED灯按照阵列排布在基板上。

其中，可以根据实际需求，在补光模块的基板上不设置RGB LED灯，只设置白光LED灯(即相当于色温板)，可以包括同一色温的白光LED灯或者混合多种不同色温的白光LED灯。

还可以根据实际情况采用单个光源进行补光，即补光模块的基板上仅设置一个光源。

本实施例中通过每个补光模块中交错分布的白光LED灯和RGB LED灯相配合，可以调制出自然光的99.9％的色域，基本接近自然光的补光效果；还可以对被拍摄物体实现去阴影、控制高光、定点打光等功能，最大限度还原自然光环境、摄影棚或者实验室环境等目标场景，以保证摄像头拍摄效果能够还原出被拍摄物体的亮度和色彩饱和度。

参数采集模块4包括亮度传感器和色彩传感器。具体地，亮度传感器和色彩传感器采用多点分布式设置，这样使得拍摄效果更接近真实情况，保证了被拍摄区域的补光均匀性。

其中，当补光模块中不设置RGB LED灯时，参数采集模块4可以不包括色彩传感器，仅包括亮度传感器。

优选地，如图3所示，当拍摄空间S为六面体的密闭空间时，则在该密闭空间的每个面上至少安装4个补光模块来对拍摄空间进行补光，六面共计≥24块补光模块以使得所有补光角度都可以覆盖到，保证了良好的补光效果。

在每个补光模块的中心位置处设置一个参数采集模块，以使得基于参数采集模块采集的灯光参数能够更准确地得到整个拍摄空间的实时灯光参数，以保证更优的补光效果。

另外，补光模块可以根据拍摄空间的实际情况进行多角度设置，以减少补光时阴影区的面积。

具体地，控制模块1用于预设拍摄空间对应的第一目标灯光参数；

其中，第一目标灯光参数包括但不限于自然光环境、摄影棚或者实验室环境的灯光参数，保证了拍摄空间经过补光能够还原出自然光状态、摄影棚场景或者实验室场景以满足拍摄需求。

在进行补光前，参数采集模块4用于获取第一采集灯光参数并发送至控制模块1。

控制模块1用于根据第一采集灯光参数获取拍摄空间的当前灯光参数；

控制模块1还用于判断当前灯光参数和第一目标灯光参数是否一致，若否，则计算当前灯光参数和第一目标灯光参数的第一差值，根据第一差值生成第一控制指令并发送至驱动模块2；

驱动模块2用于根据第一控制指令调节补光模块3对应的灯光参数；

具体地，驱动模块用于根据第一控制指令调节白光LED灯的亮度值，也用于根据第一控制指令调节RGB LED灯的色彩。

参数采集模块4用于在补光模块3进行补光后获取第二采集灯光参数，并发送至控制模块1；

控制模块1用于根据多个第二采集灯光参数获取拍摄空间的新的当前灯光参数；

控制模块1还用于在新的当前灯光参数与第一目标灯光参数不一致时，控制驱动模块2继续调节补光模块3对应的灯光参数，直至新的当前灯光参数与第一目标灯光参数一致，此时整个拍摄空间的当前灯光参数达到自然光状态、摄影棚或者实验室场景。

其中，本实施例中当所述控制系统包括一个所述参数采集模块时，所述控制模块将所述参数采集模块采集的所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数作为所述拍摄空间的所述当前灯光参数；

当所述控制系统包括多个所述参数采集模块时，所述控制模块采用最临近插值算法或双线性插值算法对多个所述参数采集模块采集的多个所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数进行处理，获取所述拍摄空间的所述当前灯光参数。

本实施例中，通过获取拍摄空间的当前灯光参数和目标灯光参数之间的差值，自动驱动补光模块进行适应性地补光，并通过亮度传感器和色彩传感器实时采集整个拍摄空间的新的当前灯光参数并反馈至控制模块，直至拍摄空间的灯光参数为目标灯光参数，使得拍摄空间的灯光状态达到自然光环境或实验室环境，从而保证了摄像头的拍摄效果，还原了被拍摄物体的亮度和色彩饱和度，且降低了对拍摄空间的环境光要求。

实施例2

本实施例的拍摄空间自动补光的控制系统是对实施例1的进一步改进，具体地：

在拍摄空间的当前灯光参数与第一目标灯光参数一致后，控制模块1还用于将第一目标灯光参数输入至光照模型，获取目标灯光角度和第二目标灯光参数；

其中，光照模型包括但不限于Cook-Torrance光照模型。

控制模块1还用于计算当前灯光参数和第二目标灯光参数的第二差值，根据第二差值生成第二控制指令并发送至驱动模块2；

驱动模块2用于根据第二控制指令调节补光模块3中目标灯光角度方向上的补光灯6的灯光参数；

其中，通过调节补光模块中部分补光灯的亮度和色温的方式来改变补光模块对应的不同灯光角度。

参数采集模块4用于在补光模块3进行补光后获取第三采集灯光参数，并发送至控制模块1；

控制模块1用于根据多个第三采集灯光参数获取拍摄空间的新的当前灯光参数；

控制模块1还用于在新的当前灯光参数与第二目标灯光参数不一致时，控制驱动模块2继续调节补光模块3对应的灯光参数，直至新的当前灯光参数与第二目标灯光参数一致。

在当前灯光参数与第二目标灯光参数一致后，控制模块1还用于获取摄像头在第二目标灯光参数下采集的第一图像，提取第一图像对应的特征数据；

控制模块1还用于根据特征数据确定第一图像中被拍摄对象的状态数据，并在状态数据满足设定条件时，生成并发送提醒消息。

其中，提取图像中的特征数据以及根据对特征数据进行分析获取分析结果，属于本领域已经成熟的技术，因此此处就不在赘述。

具体地，通过结合Cook-Torrance光照模型进一步地调节拍摄空间的灯光参数，使得摄像头在调节后的拍摄空间中拍摄的图像能够显现被拍摄物体的细节(如表面粗糙程度)，进一步地提升了摄像头的拍摄效果，达到高反光部分不过曝，低反光部分细节全面展示的效果。

其中，根据不同物体表面对不同波长光线的吸收、反射、透过效果不相同的特点，通过摄像头对同一物体在不同波长光线下的反复拍摄和分析，可以获取物体表面组成和材质信息。

当被拍摄物体为冰箱中的食物时，在结合Cook-Torrance光照模型进一步地调节拍摄空间的灯光参数条件下，摄像头能够拍摄出食物表面的细节特征，进而根据细节特征确定食物(如蔬菜)的新鲜程度，当新鲜程度小于设定条件时则给用户发送提醒消息以通知及时清理过期食品。

当被拍摄物体为烤箱中的食物时，根据细节特征确定食物(如面包)的烘烤状态，当烘烤状态大于设定条件则给用户发送提醒消息以通知烘烤完成以避免食材烘烤过度。

控制模块1还用于预设不同类别的被拍摄物体对应的第三目标灯光参数；

其中，可以针对不同的被拍摄物体进行不同程度的补光，从而提高补光的利用率且节约能耗。

控制模块1还用于在获取第一图像后，采用模糊识别算法对第一图像进行处理，获取第一图像中被拍摄物体对应的至少一种类别；

计算每种类别的被拍摄物体对应的第三目标灯光参数与当前灯光参数的第三差值，根据第三差值生成第三控制指令并发送至驱动模块2；

驱动模块2用于根据第三控制指令调节补光模块3对应的灯光参数；

参数采集模块4用于在补光模块3进行补光后获取第四采集灯光参数，并发送至控制模块1；

控制模块1用于根据多个第四采集灯光参数获取拍摄空间的新的当前灯光参数；

控制模块1还用于在新的当前灯光参数与第三目标灯光参数不一致时，控制驱动模块2继续调节补光模块3对应的灯光参数，直至新的当前灯光参数与第三目标灯光参数一致；

控制模块1还用于获取摄像头在不同的第三目标灯光参数下拍摄的第二图像；

获取数据库中第二图像最相似的图像作为目标图像；

根据目标图像确定被拍摄物体对应的目标类别，这样重现实验室环境的方式，基本排除了外部条件引起的干扰因素，从而提高了被拍摄物体的识别准确率。另外，还可以在调节亮度值、色温值和色彩的同时，采用摄像头拍摄多张照片进行分析以提高被拍摄物体的识别速度和准确率。

控制模块1还用于预设不同类别的食物对应的烹饪程序；

在被拍摄物体为食物时，控制模块1还用于根据目标类别确定对应的目标烹饪程序并控制进行烹饪。

对于烤箱、微波炉，通过补光控制实现对被拍摄物体的识别，进而调用对应的烹饪程序，并将该烹饪程序加载至烹饪设备中进行自动烹饪，同时，在烹饪过程中记录食材发生的变化，采用摄像头拍摄食材的图像并与云端的实验室数据(数据库)进行拟合，不断闭环调节烹饪设备的火力、温区、加热时间等参数，即可近似模拟出实验室的食材口味，从而实现更加智能化的烹饪效果。

另外，还可以结合AI(人工智能)自学习算法进行自动学习，在时间充足的情况下，通过尝试不同的补光参数取得最佳的补光效果并记录在云端的补光算法库内。

本实施例中，还可以通过制定不同场景对应的补光曲线，并控制拍摄空间的当前灯光参数根据该补光曲线进行调节来还原自然光状态、摄影棚或者实验室场景。

本实施例中，通过获取拍摄空间的当前灯光参数和目标灯光参数之间的差值，自动驱动补光模块进行适应性地补光，并通过亮度传感器和色彩传感器实时采集整个拍摄空间的新的当前灯光参数并反馈至控制模块，直至拍摄空间的灯光参数为目标灯光参数，使得拍摄空间的灯光状态达到自然光环境或实验室环境，从而保证了摄像头的拍摄效果，还原了被拍摄物体的亮度和色彩饱和度，且降低了对拍摄空间的环境光要求；另外，结合光照模型进一步地对拍摄空间的灯光参数进行调节，能够进一步地提升了摄像头的拍摄效果，达到最优的补光效果。

实施例3

本实施例的拍摄空间自动补光的控制方法采用实施例1的拍摄空间自动补光的控制系统实现。

如图4所示，本实施例的拍摄空间自动补光的控制方法包括：

S101、控制模块预设拍摄空间对应的第一目标灯光参数；

其中，第一目标灯光参数包括但不限于自然光环境、摄影棚或者实验室环境的灯光参数，保证了拍摄空间经过补光能够还原出自然光状态、摄影棚场景或者实验室场景以满足拍摄需求。

S102、在进行补光前，参数采集模块获取第一采集灯光参数并发送至控制模块；

S103、控制模块根据多个第一采集灯光参数获取拍摄空间的当前灯光参数；

S104、控制模块判断当前灯光参数和第一目标灯光参数是否一致，若否，则计算当前灯光参数和第一目标灯光参数的第一差值，根据第一差值生成第一控制指令并发送至驱动模块；

S105、驱动模块根据第一控制指令调节补光模块对应的灯光参数；

具体地，驱动模块用于根据第一控制指令调节白光LED灯的亮度值，也用于根据第一控制指令调节RGB LED灯的色彩。

S106、参数采集模块在补光模块进行补光后获取第二采集灯光参数，并发送至控制模块；

S107、控制模块根据多个第二采集灯光参数获取拍摄空间的新的当前灯光参数；

具体地，当所述控制系统包括一个所述参数采集模块时，所述控制模块将所述参数采集模块采集的所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数作为所述拍摄空间的所述当前灯光参数；

当所述控制系统包括多个所述参数采集模块时，所述控制模块采用最临近插值算法或双线性插值算法对多个所述参数采集模块采集的多个所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数进行处理，获取所述拍摄空间的所述当前灯光参数。

S108、控制模块在新的当前灯光参数与第一目标灯光参数不一致时，控制驱动模块继续调节补光模块对应的灯光参数，直至新的当前灯光参数与第一目标灯光参数一致，此时整个拍摄空间的当前灯光参数达到自然光状态、摄影棚或者实验室场景。

本实施例中，通过获取拍摄空间的当前灯光参数和目标灯光参数之间的差值，自动驱动补光模块进行适应性地补光，并通过亮度传感器和色彩传感器实时采集整个拍摄空间的新的当前灯光参数并反馈至控制模块，直至拍摄空间的灯光参数为目标灯光参数，使得拍摄空间的灯光状态达到自然光环境或实验室环境，从而保证了摄像头的拍摄效果，还原了被拍摄物体的亮度和色彩饱和度，且降低了对拍摄空间的环境光要求。

实施例4

本实施例的拍摄空间自动补光的控制方法是对实施例3的进一步改进，具体地：

如图5所示，当补光模块包括补光灯时，步骤S108之后还包括：

S1010、控制模块将第一目标灯光参数输入至光照模型，获取目标灯光角度和第二目标灯光参数；

具体地，光照模型包括但不限于Cook-Torrance光照模型。

S1011、控制模块计算当前灯光参数和第二目标灯光参数的第二差值，根据第二差值生成第二控制指令并发送至驱动模块；

S1012、驱动模块根据第二控制指令调节补光模块中目标灯光角度方向上的补光灯的灯光参数；

其中，通过调节补光模块中部分补光灯的亮度和色温的方式来改变补光模块对应的不同灯光角度。

S1013、参数采集模块在补光模块进行补光后获取第三采集灯光参数，并发送至控制模块；

S1014、控制模块根据多个第三采集灯光参数获取拍摄空间的新的当前灯光参数；

S1015、控制模块在新的当前灯光参数与第二目标灯光参数不一致时，控制驱动模块继续调节补光模块对应的灯光参数，直至新的当前灯光参数与第二目标灯光参数一致。

S1016、控制模块获取摄像头在第二目标灯光参数下采集的第一图像，提取第一图像对应的特征数据；

S1017、控制模块根据特征数据确定第一图像中被拍摄对象的状态数据，并在状态数据满足设定条件时，生成并发送提醒消息。

具体地，通过结合Cook-Torrance光照模型进一步地调节拍摄空间的灯光参数，使得摄像头在调节后的拍摄空间中拍摄的图像能够显现被拍摄物体的细节(如表面粗糙程度)，进一步地提升了摄像头的拍摄效果，达到高反光部分不过曝，低反光部分细节全面展示的效果。

其中，根据不同物体表面对不同波长光线的吸收、反射、透过效果不相同的特点，通过摄像头对同一物体在不同波长光线下的反复拍摄和分析，可以获取物体表面组成和材质信息。

当被拍摄物体为冰箱中的食物时，在结合Cook-Torrance光照模型进一步地调节拍摄空间的灯光参数条件下，摄像头能够拍摄出食物表面的细节特征，进而根据细节特征确定食物(如蔬菜)的新鲜程度，当新鲜程度小于设定条件时则给用户发送提醒消息以通知及时清理过期食品。

当被拍摄物体为烤箱中的食物时，根据细节特征确定食物(如面包)的烘烤状态，当烘烤状态大于设定条件则给用户发送提醒消息以通知烘烤完成以避免食材烘烤过度。

如图6所示，步骤S1015之后还包括：

S1018、控制模块预设不同类别的被拍摄物体对应的第三目标灯光参数；

其中，可以实现针对不同的被拍摄物体进行不同程度的补光，从而提高补光的利用率且节约能耗。

S1019、控制模块在获取第一图像后，采用模糊识别算法对第一图像进行处理，获取第一图像中被拍摄物体对应的至少一种类别；

S1020、计算每种类别的被拍摄物体对应的第三目标灯光参数与当前灯光参数的第三差值，根据第三差值生成第三控制指令并发送至驱动模块；

S1021、驱动模块根据第三控制指令调节补光模块对应的灯光参数；

S1022、参数采集模块在补光模块进行补光后获取第四采集灯光参数，并发送至控制模块；

S1023、控制模块根据多个第四采集灯光参数获取拍摄空间的新的当前灯光参数；

S1024、控制模块在新的当前灯光参数与第三目标灯光参数不一致时，控制驱动模块继续调节补光模块对应的灯光参数，直至新的当前灯光参数与第三目标灯光参数一致；

S1025、控制模块获取摄像头在不同的第三目标灯光参数下拍摄的第二图像；

S1026、获取数据库中第二图像最相似的图像作为目标图像；

S1027、根据目标图像确定被拍摄物体对应的目标类别，这样重现实验室环境的方式，基本排除了外部条件引起的干扰因素，从而提高了被拍摄物体的识别准确率。另外，还可以在调节亮度值、色温值和色彩的同时，采用摄像头拍摄多张照片进行分析以提高被拍摄物体的识别速度和准确率。

S1028、预设不同类别的食物对应的烹饪程序；

S1029、在被拍摄物体为食物时，控制模块根据目标类别确定对应的目标烹饪程序并进行烹饪。

对于烤箱、微波炉，通过补光控制实现对被拍摄物体的识别，进而调用对应的烹饪程序，并将该烹饪程序加载至烹饪设备中进行自动烹饪，同时，在烹饪过程中记录食材发生的变化，采用摄像头拍摄食材的图像并与云端的实验室数据(数据库)进行拟合，不断闭环调节烹饪设备的火力、温区、加热时间等参数，即可近似模拟出实验室的食材口味，从而实现更加智能化的烹饪效果。

另外，还可以结合AI自学习算法进行自动学习，在时间充足的情况下，通过尝试不同的补光参数取得最佳的补光效果并记录在云端的补光算法库内。

本实施例中，还可以通过制定不同场景对应的补光曲线，并控制拍摄空间的当前灯光参数根据该补光曲线进行调节来还原自然光状态、摄影棚或者实验室场景。

本实施例中，通过获取拍摄空间的当前灯光参数和目标灯光参数之间的差值，自动驱动补光模块进行适应性地补光，并通过亮度传感器和色彩传感器实时采集整个拍摄空间的新的当前灯光参数并反馈至控制模块，直至拍摄空间的灯光参数为目标灯光参数，使得拍摄空间的灯光状态达到自然光环境或实验室环境，从而保证了摄像头的拍摄效果，还原了被拍摄物体的亮度和色彩饱和度，且降低了对拍摄空间的环境光要求；另外，结合光照模型进一步地对拍摄空间的灯光参数进行调节，能够进一步地提升了摄像头的拍摄效果，达到最优的补光效果。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种拍摄空间自动补光的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括控制模块、驱动模块、至少一个补光模块和至少一个参数采集模块；

所述补光模块和所述参数采集模块分别布设在所述拍摄空间中；

所述参数采集模块和所述驱动模块均所述控制模块电连接，所述补光模块与所述驱动模块电连接；

所述控制模块用于预设所述拍摄空间对应的第一目标灯光参数；

所述参数采集模块包括亮度传感器和色彩传感器；

在进行补光前，所述参数采集模块用于获取第一采集灯光参数并发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第一采集灯光参数获取所述拍摄空间的当前灯光参数；

当所述控制系统包括多个所述参数采集模块时，所述控制模块用于采用最临近插值算法或双线性插值算法对多个所述参数采集模块采集的多个所述第一采集灯光参数进行处理，获取所述拍摄空间的所述当前灯光参数；

所述控制模块还用于判断所述当前灯光参数和所述第一目标灯光参数是否一致，若否，则计算所述当前灯光参数和所述第一目标灯光参数的第一差值，根据所述第一差值生成第一控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块用于根据所述第一控制指令调节所述补光模块对应的灯光参数，所述灯光参数包括亮度值和色彩。

2.如权利要求1所述的拍摄空间自动补光的控制系统，其特征在于，所述参数采集模块用于在所述补光模块进行补光后获取第二采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第二采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块还用于在新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数一致。

3.如权利要求1所述的拍摄空间自动补光的控制系统，其特征在于，所述补光模块包括基板、多个补光灯和均光片；

所述补光灯固设在所述基板上，所述均光片罩设在所述补光灯的上方；

所述补光灯包括多个不同色温的白光LED灯和多个RGB LED灯；

每个所述白光LED灯和每个所述RGB LED灯均与所述驱动模块电连接；

所述驱动模块用于根据所述第一控制指令调节所述白光LED灯的亮度值和所述RGBLED灯的色彩。

4.如权利要求3所述的拍摄空间自动补光的控制系统，其特征在于，每个所述补光模块中的所述白光LED灯和所述RGB LED灯交错分布在所述基板上；和/或，

每个所述补光模块的中心位置处设有一个所述参数采集模块。

5.如权利要求2所述的拍摄空间自动补光的控制系统，其特征在于，当所述控制系统包括一个所述参数采集模块时，所述控制模块用于将所述参数采集模块采集的所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数作为所述拍摄空间的所述当前灯光参数；

当所述控制系统包括多个所述参数采集模块时，所述控制模块用于采用最临近插值算法或双线性插值算法对多个所述参数采集模块采集的多个所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数进行处理，获取所述拍摄空间的所述当前灯光参数。

6.如权利要求2所述的拍摄空间自动补光的控制系统，其特征在于，在所述拍摄空间的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数一致后，所述控制模块还用于将所述第一目标灯光参数输入至光照模型，获取目标灯光角度和第二目标灯光参数；

所述控制模块还用于计算所述当前灯光参数和所述第二目标灯光参数的第二差值，根据所述第二差值生成第二控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块用于根据所述第二控制指令调节所述补光模块中所述目标灯光角度方向上的所述补光灯的灯光参数；

所述参数采集模块用于在所述补光模块进行补光后获取第三采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第三采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块还用于在新的所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致。

7.如权利要求6所述的拍摄空间自动补光的控制系统，其特征在于，在所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致后，所述控制模块还用于获取所述拍摄空间中的摄像头在所述第二目标灯光参数下采集的第一图像，并提取所述第一图像对应的特征数据；

所述控制模块还用于根据所述特征数据确定所述第一图像中被拍摄对象的状态数据，并在所述状态数据满足设定条件时，生成并发送提醒消息。

8.如权利要求7所述的拍摄空间自动补光的控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于预设不同类别的被拍摄物体对应的第三目标灯光参数；

所述控制模块还用于在获取所述第一图像后，采用模糊识别算法对所述第一图像进行处理，获取所述第一图像中所述被拍摄物体对应的至少一种类别；

计算每种类别的所述被拍摄物体对应的所述第三目标灯光参数与所述当前灯光参数的第三差值，根据所述第三差值生成第三控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块用于根据所述第三控制指令调节所述补光模块对应的灯光参数；

所述参数采集模块用于在所述补光模块进行补光后获取第四采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述第四采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块还用于在新的所述当前灯光参数与所述第三目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第三目标灯光参数一致；

所述控制模块还用于获取所述摄像头在不同的所述第三目标灯光参数下拍摄的第二图像，获取数据库中所述第二图像最相似的图像作为目标图像，并根据所述目标图像确定所述被拍摄物体对应的目标类别。

9.如权利要求8所述的拍摄空间自动补光的控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于预设不同类别的食物对应的烹饪程序；

在所述被拍摄物体为食物时，所述控制模块还用于根据所述目标类别确定对应的目标烹饪程序并控制进行烹饪；和/或，

所述光照模型包括Cook-Torrance光照模型。

10.一种拍摄空间自动补光的控制方法，其特征在于，所述控制方法采用权利要求1所述的拍摄空间自动补光的控制系统实现，所述控制方法包括：

所述控制模块预设所述拍摄空间对应的第一目标灯光参数；

在进行补光前，所述参数采集模块获取第一采集灯光参数并发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述第一采集灯光参数获取所述拍摄空间的当前灯光参数；

当所述控制系统包括多个所述参数采集模块时，所述控制模块采用最临近插值算法或双线性插值算法对多个所述参数采集模块采集的多个所述第一采集灯光参数进行处理，获取所述拍摄空间的所述当前灯光参数；

所述控制模块判断所述当前灯光参数和所述第一目标灯光参数是否一致，若否，则计算所述当前灯光参数和所述第一目标灯光参数的第一差值，根据所述第一差值生成第一控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块根据所述第一控制指令调节所述补光模块对应的灯光参数，所述灯光参数包括亮度值和色彩。

11.如权利要求10所述的拍摄空间自动补光的控制方法，其特征在于，所述参数采集模块在所述补光模块进行补光后获取第二采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述第二采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块在新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数一致。

12.如权利要求11所述的拍摄空间自动补光的控制方法，其特征在于，所述控制模块根据所述第一采集灯光参数获取所述拍摄空间的当前灯光参数的步骤包括：

当所述控制系统包括一个所述参数采集模块时，所述控制模块将所述参数采集模块采集的所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数作为所述拍摄空间的所述当前灯光参数；

当所述控制系统包括多个所述参数采集模块时，所述控制模块采用最临近插值算法或双线性插值算法对多个所述参数采集模块采集的多个所述第一采集灯光参数或所述第二采集灯光参数进行处理，获取所述拍摄空间的所述当前灯光参数。

13.如权利要求12所述的拍摄空间自动补光的控制方法，其特征在于，当所述补光模块包括补光灯时，所述新的所述当前灯光参数与所述第一目标灯光参数一致的步骤之后还包括：

所述控制模块将所述第一目标灯光参数输入至光照模型，获取目标灯光角度和第二目标灯光参数；

所述控制模块计算所述当前灯光参数和所述第二目标灯光参数的第二差值，根据所述第二差值生成第二控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块根据所述第二控制指令调节所述补光模块中所述目标灯光角度方向上的所述补光灯的灯光参数；

所述参数采集模块在所述补光模块进行补光后获取第三采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述第三采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块在新的所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致。

14.如权利要求13所述的拍摄空间自动补光的控制方法，其特征在于，在所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致后，所述控制方法还包括：

所述控制模块获取所述拍摄空间中的摄像头在所述第二目标灯光参数下采集的第一图像，并提取所述第一图像对应的特征数据；

所述控制模块根据所述特征数据确定所述第一图像中被拍摄对象的状态数据，并在所述状态数据满足设定条件时，生成并发送提醒消息。

15.如权利要求14所述的拍摄空间自动补光的控制方法，其特征在于，在所述当前灯光参数与所述第二目标灯光参数一致后，所述控制方法还包括：

所述控制模块预设不同类别的被拍摄物体对应的第三目标灯光参数；

所述控制模块在获取所述第一图像后，采用模糊识别算法对所述第一图像进行处理，获取所述第一图像中所述被拍摄物体对应的至少一种类别；

计算每种类别的所述被拍摄物体对应的所述第三目标灯光参数与所述当前灯光参数的第三差值，根据所述第三差值生成第三控制指令并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块根据所述第三控制指令调节所述补光模块对应的灯光参数；

所述参数采集模块在所述补光模块进行补光后获取第四采集灯光参数，并发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述第四采集灯光参数获取所述拍摄空间的新的所述当前灯光参数；

所述控制模块在新的所述当前灯光参数与所述第三目标灯光参数不一致时，控制所述驱动模块继续调节所述补光模块对应的灯光参数，直至新的所述当前灯光参数与所述第三目标灯光参数一致；

所述控制模块获取所述摄像头在不同的所述第三目标灯光参数下拍摄的第二图像；

获取数据库中所述第二图像最相似的图像作为目标图像；

根据所述目标图像确定所述被拍摄物体对应的目标类别。

16.如权利要求15所述的拍摄空间自动补光的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

预设不同类别的食物对应的烹饪程序；

在所述被拍摄物体为食物时，所述控制模块根据所述目标类别确定对应的目标烹饪程序并控制进行烹饪；和/或，

所述光照模型包括Cook-Torrance光照模型。

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