CN111885787A - 一种家庭影院智能灯光控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭影院智能灯光控制系统，包括语音采集模块、光强采集模块、时间监控模块、红外监控模块、报警提示模块、灯光控制模块、灯具终端与控制模块；本发明通过将屏幕四周的空白区域以及人员所在位置的周围区域划分为若干个等面积的光强检测区域，家庭影院的墙面上安装有若干个室内光强采集单元，通过室内光强采集单元对若干光强检测区域的亮度进行检测，最后通过控制模块对采集结果进行分析判断，能够自动识别出光照不均匀的区域，并对其进行调节，从而使室内光照强度均匀，提升家庭影院的观看体验，另外通过设置红外监控模块，红外监控模块进行视频图像的采集，能够提升所采集的图像的清晰度，降低反光区域与黑暗区域的影响。

Description

一种家庭影院智能灯光控制系统

技术领域

本发明属于智能家居技术领域，具体的，涉及一种家庭影院智能灯光控制系统。

背景技术

家庭影院概括来说可以从综合两个概念去了解，这两个概念分别为“家庭影院标准”和“家庭环境中播放电影片中的播放系统”，家庭影院的设置受成本与空间的限制，常常会出现灯光以及声音等重要因素调节效果不佳的情况，其中为了保证良好的观影体验，需要在光线强度较低的昏暗的条件下进行，但是在现有技术中，家庭影院的灯光主要是依靠统一调节，但是由于家庭影院的密封条件有限，因此外部光线以及其它位置的光照都会导致家庭影院所在区域的局部位置的光照强度要明显强于其它位置的光照强度，因此统一对灯具进行调节并不能对家庭影院的光照均匀性带来正向影响，另外昏暗的光线条件也会对智能系统的识别带来影响，为了解决上述问题，提供一种能够提升家庭影院环境光照均匀性的家庭影院智能灯光控制系统，本发明提供了以下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种家庭影院智能灯光控制系统。

本发明需要解决的技术问题为：

家庭影院为了保证良好的观影体验，需要在光线强度较低的昏暗的条件下进行，但是在现有技术中，家庭影院的灯光主要是依靠统一调节，但是由于家庭影院的密封条件有限，因此外部光线以及其它位置的光照都会导致家庭影院所在区域的局部位置的光照强度要明显强于其它位置的光照强度，因此统一对灯具进行调节并不能对家庭影院的光照均匀性带来正向影响，另外昏暗的光线条件也会对智能系统的识别带来影响。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种家庭影院智能灯光控制系统，包括语音采集模块、光强采集模块、时间监控模块、红外监控模块、报警提示模块、灯光控制模块、灯具终端与控制模块；

所述语音采集模块用于采集语音指令信息，将其转化为电流信号后传输至控制模块，控制模块对语音采集模块所采集的语音指令信息进行分析识别，并将分析完成的语音指令信息传输至灯光控制模块；

所述灯具终端为设置在家庭影院环境中的可调节角度、亮度与颜色的灯具；

所述灯光控制模块用于对灯具终端的光照强度、光照颜色以及光照角度进行调节控制；

所述光强采集模块包括若干室内光强采集单元，其中室内光强采集单元用于采集家庭影院所在室内若干个光强检测区域的光强信号；

所述红外监控模块用于采集室内环境图像信息以及人员的实时活动信息，并将所采集的环境图像信息以及人员的实时活动信息传输至控制模块；

所述红外监控模块包括普通摄像单元、红外摄像单元与红外灯单元；

控制模块对红外监控模块上传的环境图像信息与人员的实时活动信息进行分析处理，并根据处理结果向灯光控制模块发出控制指令，灯光控制模块对灯具终端的灯光亮度以及照射角度进行调整；

所述控制模块对家庭影院室内环境光照的调节方法为：

S1、将屏幕四周的空白区域以及人员所在位置的周围区域划分为若干个等面积的光强检测区域，家庭影院的墙面上安装有若干个室内光强采集单元，通过室内光强采集单元对若干光强检测区域的亮度进行检测，得到L1、L2、...Ln，其中所述室内光强采集单元为反射式光电传感器；

S2、将步骤S1中得到的光强数据按照从大到小的顺序进行排列，得到Lc1、Lc2、...、Lcn，首先根据公式

计算得到分散值Sl，若Sl≤S，S为预设值，则认为家庭影院范围内的光照分布均匀，不会对观看体验带来明显影响，若Sl＞S，则进入步骤S3，其中

S3、将Lc1对应的光强检测区域标记为高亮区域，去除Lc1，以Lc2、Lc3、...、Lcn为全部数据继续计算Sl值，若Sl≤S，S为预设值，则认为家庭影院范围内的光照分布均匀，不会对观看体验带来明显影响，若Sl＞S，则按照亮度从大到小的顺序依次删除Lc值，直至Sl≤S，停止Sl的计算，并将所有删除的Lc值对应的光强检测区域标记为高亮区域；

S4、控制模块向灯光控制模块发出控制指令，灯光控制模块对高亮区域的灯具终端的灯光亮度以及照射角度进行调整，至所有区域的Lc值集合的Sl≤S，完成对灯光的调节。

作为本发明的进一步方案，红外监控模块的工作方法为：

通过步骤S1至S4完成对室内灯光的调节，并计算得到此时各光强检测区域的光照强度平均值Lp，当Lp≥Ly1时，Ly1为预设值，则只开启普通摄像单元，通过普通摄像单元采集家庭影院室内的图像信息，当Ly1＞Lp≥Ly2时，同时开启普通摄像单元、红外摄像单元与红外灯单元，且调节红外灯的光照强度为Lp+Li，当Ly2＞Lp时，只开启红外摄像单元与红外灯单元，且调节红外灯的光照强度为Lp+Li，其中Li为预设值且Li＞0；

当Ly1＞Lp≥Ly2，同时开启普通摄像单元、红外摄像单元与红外灯单元时，将普通摄像单元与红外摄像单元所采集的图像信息进行重叠，将无法识别的反光区域以及黑暗区域抠除，当两者的反光区域与黑暗区域发生重叠时，保留这两者中至少一方的反光区域与黑暗区域重叠部分，得到清晰的图像信息。

作为本发明的进一步方案，所述控制模块对红外监控模块上传的环境图像信息与人员的实时活动信息进行分析处理的工作方法为：

SS1、红外监控模块每隔预设时间t1采集人员的图像信息与人员周围的环境图像信息，红外监控模块以视频监控区域的一个边角作为原点成立坐标系首先读取人员图像信息中的人员轮廓信息，得到人员的头部坐标位置以及人员的高度信息H，并将其传输至控制模块，其中高度信息是指人员的头部与地面之间的距离，同时，红外监控模块还读取家庭影院室内环境中的障碍物凸起的坐标信息，并将其传输至控制模块；

SS2、当在预设时间t2内，人员的高度变化值大于等于H*β％时，则判定人员进行了站起动作，此时控制模块将家庭影院室内环境中的障碍物凸起的坐标信息传输至灯光控制模块灯光控制模块向灯具终端发出控制信息，对灯具终端的亮度与角度进行调整，通过灯具终端对家庭影院室内环境中的障碍物凸起进行照亮。

作为本发明的进一步方案，所述控制模块还用于接收红外监控模块上传的视频监控信息，控制模块对视频监控信息进行分析，并根据分析结果对播放模块进行暂停、开启与关闭操作，具体的：

控制模块获取家庭影院内未进入人员时的视频帧图像，以该视频帧图像作为背景，当播放模块开启后，控制模块每隔预设时间T获取一个视频帧图像P，将该视频帧图像与背景重叠得到视频帧图像P上与背景图像上不同的区域，对背景与视频帧图像P上的不同区域进行标记，并得到不同区域的面积，得到人员在视频帧图像中的位置与位移，当在连续的预设时间T1内未在视频帧图像P上获取到面积大于预设值的不同区域时，则认为人员已经离开家庭影院所在区域，所述时间监控模块开始计时，若在预设时间T2内未检测到视频帧图像P与背景的不同区域面积大于预设值时，控制模块向播放模块发出指令信息，播放模块暂停播放，若在预设时间T3内未检测到视频帧图像P与背景的不同区域面积大于预设值时，控制模块向播放模块与灯光控制模块发出指令信息通过灯光控制模块控制灯具终端关闭，播放模块关闭。

作为本发明的进一步方案，所述时间监控模块自播放模块开启开始计时，在达到预设时间后，通过报警提示模块发出报警提示信息，若控制模块在预设时间内未作出反馈，则控制灯具终端关闭，播放模块关闭。

本发明的有益效果：

由于室外光照以及室内的其它区域的灯光都会对家庭影院所处区域的光强度造成影响，在对灯具终端进行调节时，统一调节灯具终端的亮度会导致家庭影院所处室内的光照强度分布不均匀，从而对用户的观看体验造成影响，因此在统一调节之后，还需要对受影响的区域光照强度进行调节，本发明通过将屏幕四周的空白区域以及人员所在位置的周围区域划分为若干个等面积的光强检测区域，家庭影院的墙面上安装有若干个室内光强采集单元，通过室内光强采集单元对若干光强检测区域的亮度进行检测，最后通过控制模块对采集结果进行分析判断，能够自动识别出光照不均匀的区域，并对其进行调节，从而使室内光照强度均匀，提升家庭影院的观看体验，另外由于家庭影院在使用时光线强度普遍偏低，因此单纯采用普通摄像机采集视频图像信息并不能满足清楚的需要，因此通过设置红外监控模块，红外监控模块进行视频图像的采集，能够提升所采集的图像的清晰度，降低反光区域与黑暗区域的影响；本发明还通过对人员在家庭影院所处环境中的运动状态以及家庭影院的内部设施摆放进行监控，在人员需要转移时，控制模块控制灯具终端调节亮度与角度，将家庭影院所处环境中的凸起位置进行照明，一方面能够避免出现人员在昏暗的条件下转移时与环境中凸起部位的碰撞，另一方面也避免在人员转移时完全打开灯具，对其他人的观看体验造成影响的情况。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明所述一种家庭影院智能灯光控制系统的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种家庭影院智能灯光控制系统，包括语音采集模块、光强采集模块、时间监控模块、红外监控模块、报警提示模块、灯光控制模块、灯具终端与控制模块；

所述语音采集模块用于采集语音指令信息，将其转化为电流信号后传输至控制模块，控制模块对语音采集模块所采集的语音指令信息进行分析识别，并将分析完成的语音指令信息传输至灯光控制模块；

所述灯具终端为设置在家庭影院环境中的可调节角度、亮度与颜色的灯具；

所述灯光控制模块用于对灯具终端的光照强度、光照颜色以及光照角度进行调节控制；

所述光强采集模块包括若干室内光强采集单元，其中室内光强采集单元用于采集家庭影院所在室内若干个光强检测区域的光强信号；

所述红外监控模块用于采集室内环境图像信息以及人员的实时活动信息，并将所采集的环境图像信息以及人员的实时活动信息传输至控制模块；

所述红外监控模块包括普通摄像单元、红外摄像单元与红外灯单元；

控制模块对红外监控模块上传的环境图像信息与人员的实时活动信息进行分析处理，并根据处理结果向灯光控制模块发出控制指令，灯光控制模块对灯具终端的灯光亮度以及照射角度进行调整；

所述控制模块对家庭影院室内环境光照的调节方法为：

S1、将屏幕四周的空白区域以及人员所在位置的周围区域划分为若干个等面积的光强检测区域，家庭影院的墙面上安装有若干个室内光强采集单元，通过室内光强采集单元对若干光强检测区域的亮度进行检测，得到L1、L2、...Ln，其中所述室内光强采集单元为反射式光电传感器；

S2、将步骤S1中得到的光强数据按照从大到小的顺序进行排列，得到Lc1、Lc2、...、Lcn，首先根据公式

计算得到分散值Sl，若Sl≤S，S为预设值，则认为家庭影院范围内的光照分布均匀，不会对观看体验带来明显影响，若Sl＞S，则进入步骤S3，其中

S3、将Lc1对应的光强检测区域标记为高亮区域，去除Lc1，以Lc2、Lc3、...、Lcn为全部数据继续计算Sl值，若Sl≤S，S为预设值，则认为家庭影院范围内的光照分布均匀，不会对观看体验带来明显影响，若Sl＞S，则按照亮度从大到小的顺序依次删除Lc值，直至Sl≤S，停止Sl的计算，并将所有删除的Lc值对应的光强检测区域标记为高亮区域；

S4、控制模块向灯光控制模块发出控制指令，灯光控制模块对高亮区域的灯具终端的灯光亮度以及照射角度进行调整，至所有区域的Lc值集合的Sl≤S，完成对灯光的调节。

由于室外光照以及室内的其它区域的灯光都会对家庭影院所处区域的光强度造成影响，在对灯具终端进行调节时，统一调节灯具终端的亮度会导致家庭影院所处室内的光照强度分布不均匀，从而对用户的观看体验造成影响，因此在统一调节之后，还需要对受影响的区域光照强度进行调节，通过上述方法能够自动识别出光照不均匀的区域，并对其进行调节，从而使室内光照强度均匀，提升家庭影院的观看体验。

所述红外监控模块的工作方法为：

通过步骤S1至S4完成对室内灯光的调节，并计算得到此时各光强检测区域的光照强度平均值Lp，当Lp≥Ly1时，Ly1为预设值，则只开启普通摄像单元，通过普通摄像单元采集家庭影院室内的图像信息，当Ly1＞Lp≥Ly2时，同时开启普通摄像单元、红外摄像单元与红外灯单元，且调节红外灯的光照强度为Lp+Li，当Ly2＞Lp时，只开启红外摄像单元与红外灯单元，且调节红外灯的光照强度为Lp+Li，其中Li为预设值且Li＞0；

当Ly1＞Lp≥Ly2，同时开启普通摄像单元、红外摄像单元与红外灯单元时，将普通摄像单元与红外摄像单元所采集的图像信息进行重叠，将无法识别的反光区域以及黑暗区域抠除，当两者的反光区域与黑暗区域发生重叠时，保留这两者中至少一方的反光区域与黑暗区域重叠部分，从而得到清晰的图像信息，降低了反光以及背光等对图像清晰度的影响；

由于家庭影院在使用时光线强度普遍偏低，因此单纯采用普通摄像机采集视频图像信息并不能满足清楚的需要，因此配合红外摄像机进行视频图像采集能够提升所采集的图像的清晰度，降低反光区域与黑暗区域的影响；

所述控制模块对红外监控模块上传的环境图像信息与人员的实时活动信息进行分析处理的工作方法为：

SS1、红外监控模块每隔预设时间t1采集人员的图像信息与人员周围的环境图像信息，红外监控模块以视频监控区域的一个边角作为原点成立坐标系首先读取人员图像信息中的人员轮廓信息，得到人员的头部坐标位置以及人员的高度信息H，并将其传输至控制模块，其中高度信息是指人员的头部与地面之间的距离，同时，红外监控模块还读取家庭影院室内环境中的障碍物凸起的坐标信息，并将其传输至控制模块；

SS2、当在预设时间t2内，人员的高度变化值大于等于H*β％时，则判定人员进行了站起动作，此时控制模块将家庭影院室内环境中的障碍物凸起的坐标信息传输至灯光控制模块灯光控制模块向灯具终端发出控制信息，对灯具终端的亮度与角度进行调整，通过灯具终端对家庭影院室内环境中的障碍物凸起进行照亮，避免人员在黑暗环境中出现碰撞。

上述步骤通过对人员在家庭影院所处环境中的运动状态以及家庭影院的内部设施摆放进行监控，在人员需要转移时，控制模块控制灯具终端调节亮度与角度，将家庭影院所处环境中的凸起位置进行照明，一方面能够避免出现人员在昏暗的条件下转移时与环境中凸起部位的碰撞，另一方面也避免在人员转移时完全打开灯具，对其他人的观看体验造成影响的情况。

所述控制模块还用于接收红外监控模块上传的视频监控信息，控制模块对视频监控信息进行分析，并根据分析结果对播放模块进行暂停、开启与关闭操作，具体的：

控制模块获取家庭影院内未进入人员时的视频帧图像，以该视频帧图像作为背景，当播放模块开启后，控制模块每隔预设时间T获取一个视频帧图像P，将该视频帧图像与背景重叠得到视频帧图像P上与背景图像上不同的区域，对背景与视频帧图像P上的不同区域进行标记，并得到不同区域的面积，得到人员在视频帧图像中的位置与位移，当在连续的预设时间T1内未在视频帧图像P上获取到面积大于预设值的不同区域时，则认为人员已经离开家庭影院所在区域，所述时间监控模块开始计时，若在预设时间T2内未检测到视频帧图像P与背景的不同区域面积大于预设值时，控制模块向播放模块发出指令信息，播放模块暂停播放，若在预设时间T3内未检测到视频帧图像P与背景的不同区域面积大于预设值时，控制模块向播放模块与灯光控制模块发出指令信息通过灯光控制模块控制灯具终端关闭，播放模块关闭。

所述时间监控模块自播放模块开启开始计时，在达到预设时间后，通过报警提示模块发出报警提示信息，若控制模块在预设时间内未作出反馈，则控制灯具终端关闭，播放模块关闭。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种家庭影院智能灯光控制系统，其特征在于，包括语音采集模块、光强采集模块、时间监控模块、红外监控模块、报警提示模块、灯光控制模块、灯具终端与控制模块；

所述语音采集模块用于采集语音指令信息，将其转化为电流信号后传输至控制模块，控制模块对语音采集模块所采集的语音指令信息进行分析识别，并将分析完成的语音指令信息传输至灯光控制模块；

所述灯具终端为设置在家庭影院环境中的可调节角度、亮度与颜色的灯具；

所述灯光控制模块用于对灯具终端的光照强度、光照颜色以及光照角度进行调节控制；

所述光强采集模块包括若干室内光强采集单元，其中室内光强采集单元用于采集家庭影院所在室内若干个光强检测区域的光强信号；

所述红外监控模块用于采集室内环境图像信息以及人员的实时活动信息，并将所采集的环境图像信息以及人员的实时活动信息传输至控制模块；

所述红外监控模块包括普通摄像单元、红外摄像单元与红外灯单元；

控制模块对红外监控模块上传的环境图像信息与人员的实时活动信息进行分析处理，并根据处理结果向灯光控制模块发出控制指令，灯光控制模块对灯具终端的灯光亮度以及照射角度进行调整；

所述控制模块对家庭影院室内环境光照的调节方法为：

S1、将屏幕四周的空白区域以及人员所在位置的周围区域划分为若干个等面积的光强检测区域，家庭影院的墙面上安装有若干个室内光强采集单元，通过室内光强采集单元对若干光强检测区域的亮度进行检测，得到L1、L2、...Ln，其中所述室内光强采集单元为反射式光电传感器；

S2、将步骤S1中得到的光强数据按照从大到小的顺序进行排列，得到Lc1、Lc2、...、Lcn，首先根据公式

计算得到分散值Sl，若Sl≤S，S为预设值，则认为家庭影院范围内的光照分布均匀，不会对观看体验带来明显影响，若Sl＞S，则进入步骤S3，其中

S3、将Lc1对应的光强检测区域标记为高亮区域，去除Lc1，以Lc2、Lc3、...、Lcn为全部数据继续计算Sl值，若Sl≤S，S为预设值，则认为家庭影院范围内的光照分布均匀，不会对观看体验带来明显影响，若Sl＞S，则按照亮度从大到小的顺序依次删除Lc值，直至Sl≤S，停止Sl的计算，并将所有删除的Lc值对应的光强检测区域标记为高亮区域；

S4、控制模块向灯光控制模块发出控制指令，灯光控制模块对高亮区域的灯具终端的灯光亮度以及照射角度进行调整，至所有区域的Lc值集合的Sl≤S，完成对灯光的调节。

2.根据权利要求1所述的一种家庭影院智能灯光控制系统，其特征在于，红外监控模块的工作方法为：

通过步骤S1至S4完成对室内灯光的调节，并计算得到此时各光强检测区域的光照强度平均值Lp，当Lp≥Ly1时，Ly1为预设值，则只开启普通摄像单元，通过普通摄像单元采集家庭影院室内的图像信息，当Ly1＞Lp≥Ly2时，同时开启普通摄像单元、红外摄像单元与红外灯单元，且调节红外灯的光照强度为Lp+Li，当Ly2＞Lp时，只开启红外摄像单元与红外灯单元，且调节红外灯的光照强度为Lp+Li，其中Li为预设值且Li＞0；

当Ly1＞Lp≥Ly2，同时开启普通摄像单元、红外摄像单元与红外灯单元时，将普通摄像单元与红外摄像单元所采集的图像信息进行重叠，将无法识别的反光区域以及黑暗区域抠除，当两者的反光区域与黑暗区域发生重叠时，保留这两者中至少一方的反光区域与黑暗区域重叠部分，得到清晰的图像信息。

3.根据权利要求1所述的一种家庭影院智能灯光控制系统，其特征在于，所述控制模块对红外监控模块上传的环境图像信息与人员的实时活动信息进行分析处理的工作方法为：

SS1、红外监控模块每隔预设时间t1采集人员的图像信息与人员周围的环境图像信息，红外监控模块以视频监控区域的一个边角作为原点成立坐标系首先读取人员图像信息中的人员轮廓信息，得到人员的头部坐标位置以及人员的高度信息H，并将其传输至控制模块，其中高度信息是指人员的头部与地面之间的距离，同时，红外监控模块还读取家庭影院室内环境中的障碍物凸起的坐标信息，并将其传输至控制模块；

SS2、当在预设时间t2内，人员的高度变化值大于等于H*β％时，则判定人员进行了站起动作，此时控制模块将家庭影院室内环境中的障碍物凸起的坐标信息传输至灯光控制模块灯光控制模块向灯具终端发出控制信息，对灯具终端的亮度与角度进行调整，通过灯具终端对家庭影院室内环境中的障碍物凸起进行照亮。

4.根据权利要求1所述的一种家庭影院智能灯光控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于接收红外监控模块上传的视频监控信息，控制模块对视频监控信息进行分析，并根据分析结果对播放模块进行暂停、开启与关闭操作，具体的：

控制模块获取家庭影院内未进入人员时的视频帧图像，以该视频帧图像作为背景，当播放模块开启后，控制模块每隔预设时间T获取一个视频帧图像P，将该视频帧图像与背景重叠得到视频帧图像P上与背景图像上不同的区域，对背景与视频帧图像P上的不同区域进行标记，并得到不同区域的面积，得到人员在视频帧图像中的位置与位移，当在连续的预设时间T1内未在视频帧图像P上获取到面积大于预设值的不同区域时，则认为人员已经离开家庭影院所在区域，所述时间监控模块开始计时，若在预设时间T2内未检测到视频帧图像P与背景的不同区域面积大于预设值时，控制模块向播放模块发出指令信息，播放模块暂停播放，若在预设时间T3内未检测到视频帧图像P与背景的不同区域面积大于预设值时，控制模块向播放模块与灯光控制模块发出指令信息通过灯光控制模块控制灯具终端关闭，播放模块关闭。

5.根据权利要求1所述的一种家庭影院智能灯光控制系统，其特征在于，所述时间监控模块自播放模块开启开始计时，在达到预设时间后，通过报警提示模块发出报警提示信息，若控制模块在预设时间内未作出反馈，则控制灯具终端关闭，播放模块关闭。

Images