JP2011503777A - 自動的に照明シーンをレンダリングするための光制御システム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、照明システムでの照明シーンの自動レンダリング表現に関する。本発明の基本的な着想は、レンダリングされた照明シーンを動的に混乱させるイベント又は異質の光源などによる妨害（干渉）を自動的に補償することにより、照明シーンのレンダリングを改善することである。本発明の実施例は、照明システムで照明シーンを自動的にレンダリングするための光制御システム１０を供給し、当該光制御システム１０は、干渉（１４、２０、２２、２４）の発生に対して、レンダリングされた照明シーンを監視して、干渉の監視された発生が補償されるように（１６、１８、１２）、照明システムを自動的に再構成するのに適している。結果として、本発明は、例えば、故障又は異質の光源により生じる動的な障害又は思いがけないイベントが、意図された照明シーンをレンダリングすることを歪めることを防止可能にする。

Description

本発明は、照明システムでの照明シーンの自動レンダリング、特にレンダリングの制御に関する。

照明モジュール、例えばソリッドステート照明の技術的開発は、精巧にされた照明雰囲気又はシーンの作成を可能にし、これらの作成は色、（相関する）色温度、可変ビーム幅等のような強化された照明機能の使用から得られる。これらの照明モジュールの多数の制御パラメータを効率的に制御するために、エンドユーザが照明モジュールの設定を構成するのを補助できる先進の光制御システムが開発された。これらの先進の光制御システムは、例えば特定の照明雰囲気又はシーンの要約的な記述を含むＸＭＬファイルから、室内の特定の照明雰囲気又はシーンを自動的にレンダリングでき、このファイルは具体的照明インフラストラクチャの照明モジュールのパラメータ又は制御値を生成するために自動的に処理される。概して、照明雰囲気又はシーンは、空間及び時間に調和して一致する一まとまりの照明効果として定義できる。

しかしながら、例えば関連のある光源の故障のような予想外のイベントの発生、意図されたシーンのレンダリングに対する照明制御システムに異質の、すなわち制御されない光源の予想外の組込み、すなわち日光の動特性は、結果としてレンダリングされたシーンを損ねるかもしれない。その上、色光が上述の雰囲気又はシーンを実現するために使用されるときはいつでも、混乱の効果は、よりさらに知覚できてしまう。望ましくない効果及び混乱の効果は、レンダリングされた照明雰囲気又はシーンに対する妨害として、概してここに示される。

米国特許ＵＳ６、１１８、２３１は、幾つかの光源又は光源の幾つかのグループで照明された部屋の光度を制御するための制御システム及びデバイスを開示する。光度を制御するために、個々の光源又は光源のグループの光強度間の比率が調整又は修正できるシステムが使用され、当該システムで室内の全体の光度が調整又は修正できる一方、個々の光源又は光源のグループの光強度間の比率が一定に保たれる。特にこの目的のために、制御デバイスは、システムに集積され、個々の光源の電力消費を制御するために、さまざまな光源のすべての動作デバイスに接続されている。システムは、部屋に入ってくる人工光源だけでなく昼光も制御するように更に構成され、部屋の光強度は室を暗くしているデバイスを介して調整される。

本発明の目的は、照明シーンを自動的にレンダリングするため改良された光制御システム及び制御方法を提供することである。

当該目的は、独立請求項により解決される。他の実施例は、従属請求項により示される。

本発明の基本的な着想は、レンダリングされた照明シーンを動的に混乱させるイベント又は異質の光源などによる妨害（干渉）を自動的に補償することにより、照明シーンのレンダリングを改善することである。特に、レンダリングされた照明シーンの干渉が検出され、合理的であるとみなされる場合、前記干渉は特徴付けられ、その特徴付けは、レンダリングされた照明シーンを再構成するために使用される。結果として、本発明は、例えば、故障又は異質の光源により生じる動的な障害又は思いがけないイベントが、意図された照明シーンをレンダリングすることを歪めることを防止可能にする。また、日光が妨害として知覚又は特定される場合、本発明は、増大されるエネルギー効率を照明システムにもたらす暗に効果的な昼光の取り入れを可能にする。

本明細書で用いられる用語「干渉」は、光制御システムにより自動的にレンダリングされるべき意図された照明雰囲気又はシーンからの照明雰囲気又はシーンの逸脱を生じさせる如何なる効果も含むものとして理解されなければならない。例えば、干渉は、例えば関連のある光源のいずれかの故障、意図されたシーンのレンダリングに対する異質の、すなわちシステムにより制御されない光源の予想外の組込み、又は日光の動特性により生じる、レンダリングされた照明シーンに対する何らかの望ましくない、混乱させる効果である。

本発明の実施例は、照明システムで照明シーンを自動的にレンダリングするための光制御システムを提供し、当該光制御システムは、干渉の発生に対して、レンダリングされた照明シーンを監視し、干渉の監視された発生が補償されるように、自動的に照明システムを再構成するために適している。

このように、閉ループ制御戦略が、光制御システムにおいて実行される。日光がエネルギー効率を増大するために利点がある所で昼光の取り入れを主に実行するために適用されるだけである閉ループ戦略とは対照的に、本発明のシステムは、干渉の発生の場合に、照明インフラストラクチャの自律的再構成を可能にする。

本発明の他の実施例によると、干渉の発生に対して、レンダリングされた照明シーンを監視することは、レンダリングされた照明シーンを走査するステップと、基準照明シーンに対して、走査された照明シーンの有意な逸脱を検出するステップとを有する。

レンダリングされた照明シーンを走査することは、例えば、例えば特別な光検出器、センサ、カメラ又は広角光検出器でシーンの知覚的読み込みをすることにより、実施される。

本発明の別の実施例において、レンダリングされた照明シーンを走査することは、時間にわたって所与の測定ポイントでサンプルを取るステップを有し、有意な逸脱を検出するステップは、サンプルを処理するステップを有する。

例えば、サンプルの処理は、プロセッサにより実行される専用のアルゴリズムにより実行される。

本発明の他の実施例によると、サンプルの処理は、基準値とサンプルとを比較するステップを有する。前記基準値は、基準照明シーン、例えば照明シーンが照明システムでつくられる室内の特定の基準位置でとられるサンプルから案出されたものでよい。通常は、前記基準値は、照明シーンから案出され、エンドユーザの微調整の後、光制御システムにより自動的に作成される。前記基準値は、光制御システムのデータベースに格納される。前記基準値は、また、時々更新され、特にエンドユーザによる照明シーンの調整の後、更新される。

本発明の実施例において、基準値とサンプルとを比較することは、-ユーザが調整した照明シーンとレンダリングされた照明シーンとの読み取りの間の計算された差を対象の領域にわたって平均化するステップと、計算された差をローパスフィルタリングするステップと、サンプルの平均において有意な逸脱が最後に観察された時間の間に発生したかどうか決定するために、ローパスフィルタリングされた計算された差と閾値とを比較するステップとを有するか、又は、-現在のサンプルの前の時間の最後の期間を囲む時間ウインドウを規定するステップと、規定された時間ウインドウの間にとられたサンプルから予測値、例えば線形予測値を推定するステップと、全般的な尤度比試験を走らせるステップと、変化が対象の特定の領域にわたって監視された大きさで生じたかどうかを決定するために全般的な尤度比試験の結果を閾値と比較するステップとを有するかの何れかを有する。

基準値とサンプルとの比較のための最初の解決策は、比較的安い計算コストで実行される。次の解決策は、異質の光源の存在又は使用される照明システムの光源の故障若しくは除去を検出するためのよりロバストな解決である。

本発明の実施例は、照明システムを自動的に再構成することが、-検出された有意な逸脱から干渉の特徴付けのプロセスをトリガーするステップと、-前記特徴付けに依存して特徴付けられた干渉を打ち消すために照明システムに対する構成設定の計算を実行するステップとを有する。

前記干渉の特徴付けは、干渉を持つエリアで、所望の照明シーンからの逸脱が新しい照明シーンをレンダリングすることを勧めるのに十分大きいかどうかを検査するのに役に立つ。

本発明の他の実施例において、システムは、光効果の所与の仕様から照明制御命令の評価を可能にする方法を実行するのに適している。これは、照明シーンのレンダリングを更に改善することを可能にする。

さらにまた、本発明の実施例において、システムは、システムから得られる光度測定の特性プロット又は数学的モデルを更に有し、当該特性プロット又は数学的モデルは、制御されるべき照明システムのハードウェアのふるまいを特徴付ける。このように、照明シーンをレンダリングすることは、エンドユーザによる知覚によりよく適している。

本発明の実施例において、光度測定の特性プロット又はモデルは、照明システムの光モジュールの構成設定と基準ポイント又は作業台の光モジュールの予想される出力との間の関係を提供する。

本発明の実施例において、システムは、エンドユーザがエンドユーザ優先度に従って自動的にレンダリングされた照明シーンを微調整できるのに適しているツールを更に有する。例えば、ツールは、光制御システムによりレンダリングされる照明シーンを微調整するための専用の制御ソフトウェアを実行するコンピュータである。コンピュータは、例えば有線又は無線接続を介して光制御システムと接続されてもよい。制御ソフトウェアは、レンダリングされた照明シーンを微調整するための光制御システムに伝送されるべき制御信号を生成するのに適している。

本発明の他の実施例によると、システムは、評価方法を実行するのに適していて、-光制御システムで監視される、レンダリングされた照明シーンの大きさの統計的変化の発生の評価と、-照明システムの再構成の必要性についての意思決定とを可能にする精度境界を有する。

本発明の実施例において、システムは、指定された照明シーンに適合する照明構成設定を評価するために先行事項を活用するのに適している処理ユニットを更に有する。

本発明の実施例によると、システムは、照明シーンを自動的にレンダリングするプロセスに含まれる、すべてのセンサ、プロセッサ及び光制御システムのアクチュエータの間で情報交換を実証するのに適している、通信技術及びネットワーク・インフラストラクチャを更に有する。

本発明の他の実施例は、−干渉の発生に対して、レンダリングされた照明シーンを監視するステップと、−干渉の監視された発生が補償されるように照明システムを自動的に再構成するステップとを有する、照明システムで照明シーンを自動的にレンダリングする光制御方法を供給する。

本発明の他の実施例によると、コンピュータにより実行されるとき、本発明に従って上記方法を実施可能なコンピュータプログラムが供給される。

本発明の他の実施例によると、本発明によるコンピュータプログラムを格納する記録担体、例えばＣＤ―ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリ・カード、ディスケット又は電子部品アクセスのためのコンピュータプログラムを格納するために適切な同様のデータキャリアが供給される。

最後に、本発明の実施例は、本発明による方法を実行するようにプログラムされ、照明システムとの通信のためのインタフェースを有するコンピュータを供給する。

本発明のこれら及び他の態様は、これ以降に説明される実施例を参照して明らかになるだろう。

本発明は、以下の例示的な実施例を参照して更に詳細に説明されるだろう。しかしながら、本発明は、これらの例示的な実施例に限定されない。

図１は、本発明によって照明シーンを自動的にレンダリングする方法の実施例のフローチャートである。 図２は、本発明によって照明シーンを自動的にレンダリングするためのシステムの実施例のブロック図である。

以下に、機能的に同等又は同一の要素は、同一の参照符号を持つ。

光モジュールにより提供される、複雑な照明雰囲気作成のために必要とされる暗黙の冗長性は、オンライン再構成戦略を通じて、照明システムの強化された性能及び増大された信頼性を供給するために、照明制御システムにより利用できる。

これ以降の説明は、これがどのようにフィードバック制御戦略によって達成できるかを開示し、そこにおいて、レンダリングされたシーンが能動的に監視され、照明シーン又は雰囲気の起こり得る混乱を観察するために分析される。混乱又は干渉が検出され、かなり妨害となるか／悩ませるとみなせる場合、システムはそれを特徴付け、この知識を使用しながら照明システムの構成設定の計算に関係するアルゴリズムを実行する。

結果として、動的な障害又は（制御システム光源にとっての故障又は異質な）思いがけないイベントが意図された照明シーンのレンダリングを歪めるのを防止することができる一方、日光が妨害として作用するとき、昼光の取り入れが、照明制御システムに増大されたエネルギー効率を暗にもたらし得る。

本発明のここで示された実施例は、以下の一つ以上を主要素として組み込んでもよい：
光効果の所与の仕様から照明制御命令の評価を可能にする方法。
取り付けられた照明ハードウェアの動作を特徴付ける光度測定の特性プロット線又はモデル。当該特性プロット線又はモデルは、基準ポイント又は作業台での光モジュールの構成設定の関係及び光モジュールの（予想される）出力を提供する。
エンドユーザの好みに従って初めに自動的にレンダリングされるものをエンドユーザが微調整可能な適切なツール。
照明システムの実行中、基準測定ポイント（作業台）で光関連の量の読み取りを収集する適切なフォトセンサ。
レンダリングされた照明シーンの監視された光関連の量の統計的変化の発生の評価と、照明システムの再構成の必要性についての意思決定とを可能にする明確な精度境界及び方法。
特定された照明シーンに適合する照明構成設定を評価するために以前の品目を活用する処理ユニット。
すべての関連するセンサ、プロセッサ及びアクチュエータの間で情報の交換を実証する通信技術及びネットワーク・インフラストラクチャ。

図１は、本発明によって照明シーンを自動的にレンダリングする方法のフローチャートを示す。当該方法は、以下の基本的ステップを有する。
ステップＳ１０：しかるべく照明システムを設定する光制御システムにより自動的にレンダリングされた照明シーンを走査するステップ。
ステップＳ１２：基準照明シーンに対して走査された照明シーンの有意な逸脱を検出するステップ。
ステップＳ１４：検出された有意な逸脱から干渉の特徴付けのプロセスをトリガーするステップ。
ステップＳ１６：特徴付けに依存して特徴付けられた干渉を打ち消すため照明システムに対する構成設定の計算を実行するステップ。

更に詳細に後述されるように、上記ステップの各々は、走査されレンダリングされた照明シーンの更なる分析又は処理を実行する幾つかのサブステップを有する。

ステップＳ１０は、知覚の読取りを通じて、レンダリングされた照明雰囲気を能動的に走査するステップを有する。知覚の入力は、異質の光源、故障又は取り除かれた光源（人工的又は自然に）のトレースを求めるために処理される。その目的のため、ユーザ微調整の照明シーンの最初の測定が、基準とされる。

ステップＳ１２の基準照明シーンに対する有意な逸脱の検出は、ステップＳ１４の干渉の特徴付けの処理と、従ってステップＳ１６において干渉を打ち消すために適切な構成設定の新規な計算とをトリガーする。

ステップＳ１２乃至Ｓ１６の更なる理解のために、特定の部屋でレンダリングされる照明雰囲気が考慮される。この雰囲気は、部屋の対象の種々異なるエリアでの光分布及び他の光効果をレンダリングするために、取り付けられた照明ハードウェア、すなわち照明システムにより必要とされる構成設定を自動的に計算する光制御システムの動作から生じると仮定される。

意図された光分布を表すために上述のシステムに付与される入力は、（好ましくは、昼光のような高いダイナミックレンジが含まれる）（デベベックピー．イー．及びマリクジェイによる１９９７年８月の刊行物のＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＡＣＭＳＩＧＧＲＡＰＨ、３１：３６９頁―３７８頁の「写真から高いダイナミックレンジ放射輝度マップを回復する」にて説明されるような）ビットマップ、色温度、輝度又は照度マップ等にある。これから以後は、仕様からシステムにより自動的にレンダリングされた雰囲気は、０シーンと呼ばれる。画像又は読取りの形式の光度測定の検出器の結果は、光雰囲気における対象の種々異なるエリアで測定値を実行するために用いられる。その後、例えば最初の照明シーン、すなわち０シーン構成として、前記測定値はデータバンクに格納される。それから、エンドユーザは、彼女（彼）自身の好みによって０シーンを微調整できる。その目的のため、彼女（彼）は、適切な微調整ツールを使用する。０シーンがユーザの好みに従って調整されると、結果として生じるレンダリングされたシーンは微調整されたシーンと呼ばれる。それから、彼女（彼）は微調整との整合を求められ、合意の後、０シーンで実行されたのと同じ測定が微調整されたシーンのために繰り返され、これらの値が前述のデータバンクに記録される（測定値の２つのセットの間の違いは、エンドユーザの微調整動作によりもたらされる変化をある程度表すべきである）。このプロセスは、エンドユーザが特定の照明シーンのレンダリングを開始し、彼女／彼の好みを満たすために０シーンを調整するとき通常起こるので、初期のシステム・セットアップとしてみなされる。

それから一定の時間間隔で、ステップＳ１０の間、ゼロ及び微調整されたシーンのために実行されるものに対する同様の測定及びデータ記録が実現される。サンプリング時点で得られた結果は、走査され微調整された照明シーンの有意な逸脱を検出するために、微調整されたシーンに対して得られたものと比較される（よって、微調整されたシーンは、基準シーンとして採用される）。

以下に、ステップＳ１０及びＳ１２の一方又は両方において実行されてもよいような、微調整されたシーンに対する監視及び比較を通じた検出が説明される。

制御照明器具の設定を自動的に計算する光管理システムにより用いられるデータのフォーマットは、サンプリング時刻での読取りにより示される現在の状況と微調整されたシーンの一つとの間の比較を実行するためにフォローされる手順を決定する。比較の目的は、微調整されたシーンからの重要な逸脱が観察されたかどうかを見つけることである。見つけたならば、観察された新しい境界条件を考慮した照明シーンの新規なレンダリングが望ましい。

ここで、基準測定ポイントとしてとられる、部屋の所与の位置に配備されるおそらく異質な光度測定の検出器の収集が考慮される。ρ_ｊ、ｋ[０]は微調整された（光）シーンのｋ番目の測定ポイントでのセンサ読取りであり、ｊは１からＮ_ｒまでの範囲の正の整数個であり、ここで、Ｎ_ｒは照明シーンで監視される対象の領域の数であり、ｋは１からＮ_ｊまでの正の整数個であり、ここで、Ｎ_ｊは監視され、照明シーンの対象のｊ番目の領域に位置される測定ポイントの数である。同様に、ρ_ｊ、ｋ[ｉ]は、レンダリングされた照明シーンの第ｉ番目のサンプリング時刻でなされた同じ測定ポイントでのセンサ読取りを表す。

光源に干渉する存在を検出するために基準値との比較を実行する多くの変形例が、可能である。以下に、それらの幾つかが示される。第１のオプションは、微調整されたシーンとレンダリングされた照明シーンとの読取り間の計算（減算）された差を対象の領域にわたって平均することにより実現される。

それから、（エリア当たりの）結果として生じる差は、最後のＮ_ｗ読取り（これは、観察期間の数がＮ_ｗを超えることを意味する点に注意されたい）の加重平均を用いてローパスフィルタリングされ、ここで、等しいかより高い重み係数（ｗ）が、より最近の読取りに対して割り当てられる。

最後に理想的な条件下、すなわち干渉がない場合、計算されたインデックスがゼロに近いと予想されるので、これらは、光度測定の読取りの平均の有意なバリエーションが時間の最後に観察されたＮ_ｗ期間の間に発生したかどうか決定するために、閾値（δｒ^ｔｈｒ _ｊ[ｉ]）（読取りのノイズの予想される変動がより高いほど、選ばれる閾値は、より高い）と比較でき、シーンの新規なレンダリングは、ユーザにより微調整される意図された照明シーンからの逸脱を補償するために分別のある選択となる。

異質の光源の存在、あるいは、所望のシーンをレンダリングするために用いられる光源の除去又は故障を検出する第２のより強いオプションは、現在のサンプリング時点以前の時間の最後のＮ_ｗ期間を包含する（スライドする）時間ウインドウを定めるステップを含み、これらの読み取りから、線形予測値（代わりに他の線形（例えば状態空間）又は非線形モデルが用いられてもよいが）が推定される。よって、線形予測値に対して、以下の式が満足すると仮定される。

しかしながらこのとき、前記時間ウインドウからのすべての過去の読取りから、例えば再帰的な最小二乗法手法を採用する適応様式で、おそらく、以前のものと同一構造を共有する他の線形予測値が計算される。
δｒ_ｊ[ｎ]=ｈ_j,0*｛ｒ_ｊ｝ⁿ _n-Nw+1+ｅ_ｊ、０[ｎ] (ｎ≦ｉ−Ｎ_ｗ) (４)

ベクトル表記が読取りのために採用される場合、従来の方程式は、もっとコンパクト且つ便利に表現できる。
Δｒ_ｊ[ｉ]＝Φ_ｊ[ｉ]θ_ｊ＋ｅ_ｊ[ｉ]
Δｒ_ｊ[ｉ]＝Φ_ｊ[ｉ]θ_ｊ、０＋ｅ_ｊ、０[ｉ] (５)
ここで、ベクトル
Δｒ_ｊ[ｉ]＝[δｒ_ｊ[ｉ−Ｎ_ｗ＋ｌ]．．．δｒ_ｊ[ｉ]]^Ｔ
は時間ウインドウ内にある実際の測定値を保持し、列ベクトルθ_ｊ及びθ_ｊ、０は両方の線形予測値を定めるＮ_ｐパラメータを保持する一方、エラー・ベクトルｅ_ｊ及びｅ_ｊ，０は両方の予測値に従ってＮ_ｗ最後の予測エラーを保持する。

線形予測値の係数が最小二乗法手法で推定され、予測エラーｅ_ｊが相関されずゼロ平均でガウス分布に従うと想定される場合、このとき、予測エラー・ベクトルｅ_ｊは、平均がＲ^Ｎｗにおけるヌルベクトルでありその共分散マトリクスがΣ_ｊである多変量ガウス分布をフォローする。

このとき、全般的な尤度比試験が実施できるので、値Ｌ_ＧＬＲが以下のように計算できる。
Ｌ_ＧＬＲ=(1/2)((ｅ_j,0[i])^ＴΣ^＊ _jｅ_j,0[i]-(ｅ_j[i])^ＴΣ^＊ _jｅ_j[i]) (６)
ここで、Σ^＊ _ｊは、Σ_ｊの最大尤度推定器を計算することから生じる。その目的に対して、以下の式が、時間ウインドウ外の値からΣ^＊ _ｊを推定するために使用できる。

Ｌ_ＧＬＲの値が特定の閾値を超える場合、このとき、対象のｊ番目の領域にわたって監視された大きさの変化が検出されたと推定される。どのように閾値が選択されるかについての更なる詳細のため、バッセビレエム及びニキフォロフ アイ．ヴイ、プレンティス・ホールによる第一版１９９３年４月の「突然の変化の検出。理論及び応用。情報及びシステムサイエンス」や、グスタファソンエフ、ジョン・ワイリー及びソンによる第一版２０００年１月の「適応フィルタリング及び変化検出」のような参照文献がチェックできる。

あるいは、監視目的のために使用される光度測定の検出器が、対象のエリアの静止画像を得る従来のカメラ又は広いエリア光度計の何れかである場合、比較は以下の通りになされる。また、出力として三刺激色値を得る他の光度測定のセンサ、又は、出力が三刺激色値へ変換できるもの（例えば色彩計、分光光度計等）でもよい。

Ｉ_ｊ[０]は、微調整された（光）シーンの対象のｊ番目の領域のイメージから得られるＮ_ｊ画素値（三色の色空間において表される）を保持するＮ_ｊ×３のアレイである。ｊは１からＮ_ｒまでの正の整数あり、ここで、Ｎ_ｒは照明シーンで監視される対象の領域の数である。

Ｉ_ｊ[ｉ]は、レンダリングされた照明シーンの対象のｊ番目の領域のｉ番目のサンプリング時刻での測定値から生じるＮ_ｊピクセル（三刺激）値（Ｉ_ｊ[０]と同じ色空間において表される）を保持するＮ_ｊ×３のアレイである。同じエリアに対応する画像のコンテンツが同じ座標フレームに位置合わせされるように、両方の画像が画像レジストレーション・ステージを受けたと想定される。

比較は、Ｉ_ｊ[０]画像とＩ_ｊ[ｉ]画像との（ピクセル的な）色の差を計算することにより実行される。その目的のため、適切な色差の式が適用される。２つのありうる選択は、いわゆるＣＩＥＬＡＢΔ_ａｂ又はＣＩＥＤＥ２０００（Δ_００）である（空間的に複合の刺激、色彩の適合、及び知覚される画質上の大きな効果を持つＨＶＳ（人間の視覚システム）の他の態様の考慮を可能にして、順に、Ｓ―ＣＩＥＬＡＢ、ＣＶＤＭ又はＭＯＭモデルの何れかの適用により拡張できる。例えばジョンソン ジー．エム及びフェアチャイルド エム．ディによるＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｃｏｌｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ２０００、１：２４頁―３０頁、２０００の刊行物「シャープネスルール」を参照）。

照明シーンの対象のｊ番目のエリアだけが考慮される場合、これ以降ΔＩ_ｊ[ｉ]と呼ばれるＮ_ｊｘ１アレイが前記比較から生じる。このアレイから、平均色差の平均値が計算できる。この（スカラー）平均値はδＩ_ｊ[ｉ]として注記でき、差を要約するために使用できる。

今後、スカラー計算された色差δＩ_ｊ[ｉ]は、δｒ_ｊ[ｉ]が何らかの変化の発生をチェックするために以前に示されたのと同じ態様で使用できる。対象の領域にわたる色差の平均値の選択は、画像レジストレーション・プロセスの精度の不足に関して、変化検出の頑健さを増す。

以下に、ステップＳ１４において起こる、検出変化の特徴付け及び使用が、説明されている。

新規なレンダリングが望ましくあり得るであろう対象の一つ以上のエリアが識別されると、当該エリアで、微調整されたシーンに関する逸脱が、照明シーンの新規なレンダリングを望ましくするほど十分大きいかどうかが検査されなければならない。これは、種々異なるセンサの読取りを通じて、容易にチェックでき、測定された値の規定された時間ウインドウにわたる平均が依然限度内にあるかを確認する。限度内にない場合、干渉又はイベントは、新しいレンダリング・ステージを考慮に入れるために、特徴付けられる必要がある。

ここで、特定の作業台の対象のエリアにわたる意図された光分布を特定するため、システムへの入力として画像（又は、光度測定の値を保持する数的アレイ）を使用する光制御システムが考慮される。

斯様な光管理システムに対して、検出された異質の光源又は干渉は、制約又は境界条件として解の計算に好ましくは組み込まれるべきである。それを理解するため、ターゲットを特定するために使用されるフォーマットと互換性を持つフォーマットが、使用される必要がある。換言すれば、画像がターゲット光分布を特定するために使用された場合、画像はまた、妨害を特定するために使用されるべきである。

斯様な光制御システムのために、光源の機能が、（適切な色空間に表される）画像、又は光度測定の測定値のアレイとして格納された。その時、色彩学が教示するところによれば、重ね合せ原理があてはまり、したがって、特定の位置で個々の光源により生成される効果の空間的にマッチしている（これが、画像レジストレーションがカメラのような検出器で得られる画像を扱うために用いられなければならない理由である）測定値が利用できる場合、これらは示されたソースの全ての共同の効果がこれらの値を単に合計することにより、どのように見えるかについて予測するために使用できる。

従って、識別された妨害の空間的にマッチしている測定値が利用できる場合、これら測定値は、また、妨害を補償する適切な制御値を計算するとき、システムが妨害を考慮に入れるために加算できる。それから、妨害が対象のｊ_０番目のエリアに位置され、ｉ_０が最後のサンプリング期間を示す場合、当該妨害は、その最後の測定値と微調整されたシーンの対応する測定値との間の差として直接に特徴付けできる。すなわちカメラ状の検出器に対して、
Ｄ_ｊ０[ｉ_０]＝Ｉ_ｊ０[ｉ_０]−Ｉ_ｊ０[０] (９)
であり、ここで、マトリックスＩ_ｊ０[]は、例えばＣＩＥＸＹＺ、ＬＭＳ又はＲＩＭＭＲＧＢとして線形な色計量の色空間において表されると想定されるので、色座標の量の直接的な減算が色に関して妨害を特徴付けるために有効である（分光光度計又は多スペクトル感応性カメラから、スペクトル読取りが、同じように同様に扱われ得ることに注意されたい。これらの測定値も加法的であるからである）。

他方では、同様に、カメラ状ではない検出器が対象のｊ０番目のエリア内の干渉を検出し、ｉ０が最後のサンプリング期間を示す場合、微調整されたシーンに関する差のコレクションは、（重ね合せ原理が測定された大きさ（通常の場合、照明工学に関連する多くの光関連及び光度測定の大きさ（例えば照度、輝度）である）に対して満たされる限り）干渉を特徴付けるために使用できる。
ｄ_{ｊ０、ｋ０}[ｉ_０]＝ρ_{ｊ０、ｋ０}[ｉ_０]−ρ_{ｊ０、ｋ０}[０] (１０)

あるいは、干渉を特徴付けるため最後の測定値を単に使用する代わりに、移動平均は、再帰
Ｄ_j0[n+1]=αＤ_j0[n]+(1-α)(Ｄ_j0[n]-Ｄ_j0[n]-Ｄ_j0[n-1])ｄ_j0,k0[n+1]
=αｄ_j0,k0[n]+(1-α)(ｄ_j0,k0[n]-ｄ_j0,k0[n-1]) (１１)
を適用することにより、いくつかの場合に非常により良好な仕事をすることができる。
ここで、αは忘却因子として働き、より最近の測定値により多くの（又は、より少ない）重みを与える。

干渉が位置決めされ、これらの影響が数学的に特徴付けられると、特にステップＳ１６で、干渉は要約的な記述から照明雰囲気又はシーンを自動的にレンダリングする方法で組み込まれ得る。言及したように、取り付けられた照明の制御値及び構成設定を自動的に計算するために使用されるアルゴリズムは、それらを加えることにより、干渉の効果を考慮でき、意図された光分布が実現される。しかしながら、計算の前に、妨害が検出された対象の領域又は作業台を照明する光器具（すなわち、ランプ）の機能のチェックを実行することは、可能な場合はいつでも、望ましい。その理由は、検出された障害は、照明ハードウェアが故障することによっても生成されるからである。従って、照明が利用できない場合、アルゴリズムは、照明雰囲気をレンダリングするため故障の構成要素を使用しない、したがって計算の間故障の構成要素を考慮しないために、この状況を知るべきである。

図２は、照明システムで照明シーンを自動的にレンダリングするための光制御システム１０のブロック図を示す。光制御システム１０は、照明システム（図示せず）の照明モジュールの構成設定１２を生成する。

光制御システムは、照明システムによりレンダリングされる照明シーンを走査するための監視ユニット１４（特にレンダリングされた照明シーンでの干渉の発生に対して）を有する。監視ユニット１４は、部屋の種々異なる位置にあってこれらの異なる位置で照明パラメータを測定するのに適しているセンサ２０、２２及び２４から信号を受信する。センサは、例えばカメラ又は光検出器でもよい。監視ユニット１４は、図１に示される方法のステップ１０を実行するのに特に適している。よって、監視ユニット１４は、ステップＳ１０を実施するソフトウェアを実行する処理ユニットにより実行される。

スキャンの結果は、監視ユニット１４から、干渉の走査された発生を特徴付けるのに適している特徴付けユニット１６へ転送される。特徴付けユニット１６は、干渉の特徴付けられた発生と基準値とを比較し、照明シーンの適合が必要とされるかどうかを決めるのに更に適している。適合が必要とされる場合、特徴付けユニット１６は、再構成ユニット１８にトリガー信号を送信することによりレンダリングされた照明シーンの再構成をトリガーするのに適している。特に、特徴付けユニット１６は、図１に示される方法のステップＳ１２及びＳ１４を実行するのに適している。ステップＳ１２及びＳ１４を実施するソフトウェアを実行する処理ユニットにより実行されてもよい。

再構成ユニット１８は、干渉の発生の特徴付けの結果に基づいて照明シーンをレンダリングする新規なプロセスを開始し、新しく計算された構成設定１２として新しくレンダリングされた照明シーンを新しい照明シーンをつくるための照明システムに適用するのに適している。特に、再構成ユニット１８は、図１に示される方法のステップＳ１６及びＳ１８を実行するのに適している。よって、それは、ステップＳ１６及びＳ１８を実施するソフトウェアを実行する処理ユニットにより実行されてもよい。

コンピュータ２６は、光制御システム１０と接続され、エンドユーザがグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を持つ専用のソフトウェアを介して、レンダリングされた照明シーンを微調整可能にし、ＧＵＩは、例えば、照明システムを持つ部屋のレイアウト及び照明システムの可能な光効果を表す。さらにまた、データベース２８が備えられ、光制御システム１０と接続される。データベース２８は、照明システムのパラメータ、特に、ゼロ・シーン設定又は微調整されたシーン設定のような照明システムの構成設定を格納する。また、エンドユーザは、データベース２８のコンピュータ２６のＧＵＩを介して微調整照明シーンの設定を格納する。また、走査された照明シーンのデータ記録は、照明シーンの変更を検出するための特徴付けユニット１６により実施されるべき統計的調査のような他の処理のために特に、例えば一定の時間間隔で光制御システム１０により自動的にデータベース２８に格納される。

本願で説明されている発明は、複雑な照明雰囲気をレンダリングするために、自動構成、監視及び屋内の照明インフラストラクチャの制御に適用できる。特に、本願で説明されている発明は、自動光制御システムが、実行時の間、チェックするため照明シーンのレンダリングを監視し、種々異なる作業台でその要素の正しい再生を供給できる。レンダリングされた照明シーンの管理によって、光制御システムは、光源の故障又は制御できない光源のシーンへの組込みによりおそらく生じる、望んでいない予想外の逸脱を補償できる方針をトリガーできる（例えば、日光、昼光取り入れに対してこの態様を可能にして、それからより高いエネルギー効率又は人工光源を得る）。本発明は、オープンループ様式で動作する自動照明制御システムの上で働き、当該システムに先進の自己回復する特徴を提供する。

従って、本発明は、非常に複雑及び用途が広い取付けのため、進歩した古くならない照明管理システムの一部としてみなせる。さらに、本願に開示された解決は、要約的な記述から照明雰囲気又はシーンを自動的にレンダリングするための方法又はシステムに対する補足のアイデアである。

本発明の少なくとも幾つかの機能は、ハードウェア又はソフトウェアにより実行される。ソフトウェアでの実施態様の場合には、単一又は複数の標準マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラが、本発明を実行する単一又は複数のアルゴリズムを処理するために用いられる。

用語「を有する」は、他の要素又はステップを除外しないし、「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外しないことに留意されたい。さらにまた、請求項内の何れの参照符号も、本発明の範囲を制限するものとして解釈されない。

Claims (17)

1. 照明システムで照明シーンを自動的にレンダリングするための光制御システムであって、当該光制御システムは、干渉の発生に対して、レンダリングされた照明シーンを監視し、干渉の監視された発生が補償されるように、自動的に照明システムを再構成する、光制御システム。
2. 干渉の発生に対して、レンダリングされた照明シーンを監視することは、前記レンダリングされた照明シーンを走査し、基準照明シーンに対して、走査された照明シーンの有意な逸脱を検出することを有する、請求項１に記載の光制御システム。
3. 前記レンダリングされた照明シーンを走査することは、時間にわたって所与の測定ポイントでサンプルを取ることを有し、前記有意な逸脱を検出するステップは、前記サンプルを処理することを有する、請求項２に記載の光制御システム。
4. 前記サンプルを処理することは、基準値と前記サンプルとを比較することを有する、請求項３に記載の光制御システム。
5. 前記サンプルを基準値と比較することは、
   -ユーザが調整した照明シーンとレンダリングされた照明シーンとの読み取りの間の計算された差を対象の領域にわたって平均化することと、計算された差をローパスフィルタリングすることと、サンプルの平均において有意な逸脱が最後に観察された時間の間に発生したかどうか決定するために、ローパスフィルタリングされた計算された差と閾値とを比較することとを有するか、又は、
   -現在のサンプルの前の時間の最後の期間を囲む時間ウインドウを規定することと、規定された時間ウインドウの間にとられたサンプルから予測値を推定することと、全般的な尤度比試験を実施することと、変化が対象の特定の領域にわたって監視された大きさで生じたかどうかを決定するために全般的な尤度比試験の結果を閾値と比較することとを有する、請求項４に記載の光制御システム。
6. 前記照明システムを自動的に再構成することは、
   -検出された有意な逸脱から干渉の特徴付けのプロセスをトリガーすることと、
   -前記特徴付けに依存して特徴付けられた干渉を打ち消すために照明システムに対する構成設定の計算を実行することとを有する、請求項２に記載の光制御システム。
7. 光効果の所与の仕様から照明制御命令の評価を可能にする方法を実行するのに適している、請求項１乃至６の何れか一項に記載の光制御システム。
8. システムから得られる光度測定の特性プロット又は数学的モデルを更に有し、当該特性プロット又は数学的モデルは、制御されるべき照明システムのハードウェアのふるまいを特徴付ける、請求項７に記載の光制御システム。
9. 前記光度測定の特性プロット又はモデルは、前記照明システムの光モジュールの構成設定と基準ポイント又は作業台の光モジュールの予想される出力との間の関係を供給する、請求項５に記載の光制御システム。
10. エンドユーザ優先度に従って自動的にレンダリングされた照明シーンをエンドユーザが微調整できるのに適しているツールを更に有する、請求項１乃至９の何れか一項に記載の光制御システム。
11. 評価方法を実行するのに適していて、
    -光制御システムで監視される、レンダリングされた照明シーンの大きさの統計的変化の発生の評価と、
    -照明システムの再構成の必要性についての意思決定とを、可能にする精度境界を有する、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光制御システム。
12. 指定された照明シーンに適合する照明構成設定を評価するために先行事項を活用するのに適している処理ユニットを更に有する、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光制御システム。
13. 照明シーンを自動的にレンダリングするプロセスで含まれる、すべてのセンサ、プロセッサ及び光制御システムのアクチュエータの間で情報交換を実証するのに適している、通信技術及びネットワーク・インフラストラクチャを更に有する、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光制御システム。
14. 干渉の発生に対して、レンダリングされた照明シーンを監視するステップと、干渉の監視された発生が補償されるように照明システムを自動的に再構成するステップとを有する、照明システムで照明シーンを自動的にレンダリングする光制御方法。
15. コンピュータにより実行されるとき、請求項１４に記載の方法を実施可能なコンピュータプログラム。
16. 請求項１５に記載のコンピュータプログラムを格納する記録担体。
17. 請求項１４に記載の方法を実行するようにプログラムされ、照明システムとの通信のためのインタフェースを有するコンピュータ。

Images