專利名稱：一種基于人體探測(cè)的照明控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明控制技術(shù)，更具體地說，它涉及一種基于人體探測(cè)的照明控 制方法。
背景技術(shù)：
照明是為人體的視覺感受器提供光源的方法，因此作為智能照明系統(tǒng)的核心任務(wù) 是對(duì)人體所在的位置進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)以人體為中心的一定范圍進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼彰鳌Ｔ谀壳暗?智能照明系統(tǒng)中，用于檢測(cè)人體位置的設(shè)備主要是紅外微波探頭。紅外微波探頭具有非接 觸探測(cè)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)主要是探測(cè)范圍有限，導(dǎo)致工程中對(duì)探頭的使用過多， 接線繁復(fù)且成本增加，并且無法應(yīng)用于高度超過探頭探測(cè)距離的房間。視覺人體運(yùn)動(dòng)分析是近年來計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中備受關(guān)注的前沿方向，它從包含人 體的圖像序列中檢測(cè)、識(shí)別、跟蹤人體以獲取人體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)人的行為 進(jìn)行理解和描述。我們將支持向量機(jī)引入到人體的運(yùn)動(dòng)分析中，對(duì)攝像頭獲取的幀序列建 立概率背景模型，取得了較幀間差分法、高斯背景建模、核密度背景估計(jì)法更好的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種遠(yuǎn)距離、大范圍 探測(cè)人體，增強(qiáng)照明控制系統(tǒng)的智能性，成本較低的基于人體探測(cè)的照明控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法，包括下述步驟 (1)在需要進(jìn)行燈光智能控制的照明場(chǎng)所安裝CCD或者CMOS攝像頭，將攝像頭的輸出信號(hào) 連接到控制計(jì)算機(jī)，并在控制計(jì)算機(jī)內(nèi)根據(jù)照明場(chǎng)所不同區(qū)域設(shè)定需要的照度；(2)通過 概率背景模型檢測(cè)有人的區(qū)域方法是利用CCD或者CMOS攝像頭獲取的若干幀圖像序列， 建立支持向量機(jī)初始概率背景模型；將新獲取的圖像幀輸入概率背景模型，判斷圖像幀中 是否存在物體的移動(dòng)，如有物體移動(dòng)，則進(jìn)一步判斷移動(dòng)的物體是否是人，并且檢測(cè)人處于 預(yù)先設(shè)定的區(qū)域位置，并在當(dāng)前圖像幀的基礎(chǔ)上更新支持向量機(jī)概率背景模型；(3)當(dāng)有 人出現(xiàn)在照明場(chǎng)所的某一區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將當(dāng)前幀圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到HSV顏色空間， 得到當(dāng)前幀的圖像亮度，并結(jié)合照度傳感器得到的照度值自動(dòng)控制該區(qū)域照明設(shè)備的亮 度；(4)當(dāng)檢測(cè)到人離開某區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉該區(qū)域的照明設(shè)備。進(jìn)一步的，上述的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法中，步驟(1)中的攝像頭是 以垂直視角或傾斜視角固定在照明場(chǎng)所的上方。上述的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法中，步驟(2)的具體步驟是，a、對(duì)CCD或者CMOS攝像頭最初獲得的若干圖像幀建立基于圖像塊的靜止背景模型，并定義合適的像 素級(jí)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)則，初始化多模態(tài)支持向量機(jī)背景模型；b、將當(dāng)前獲取的圖像幀輸入到背景模 型，進(jìn)行前景與背景圖像的分離，，并將分離后的前景圖像4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種 基于人體探測(cè)的照明控制方法，其特征在于，其中后進(jìn)行二值化處理，使前景圖像只包含人 體，然后判斷此人體所在哪個(gè)預(yù)設(shè)區(qū)域中；c、在當(dāng)前幀的基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)更新背景模型，使背景模型做到隨環(huán)境變化的自適應(yīng)；d、重復(fù)b和c步驟。上述的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法中，步驟a是對(duì)圖像塊建立多峰分布模 型；其中步驟b去除噪聲的方法是對(duì)前景圖像進(jìn)行先腐蝕后膨脹的形態(tài)學(xué)方法處理，再通 過二值化的連通分量分析提取一個(gè)區(qū)域面積最大的單連通的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。本發(fā)明利用攝像頭所提供的圖像信息實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的探測(cè)，達(dá)到智能控制照明的目 的，相對(duì)傳統(tǒng)的紅外微波探頭而言，使得系統(tǒng)在非接觸探測(cè)人體位置的同時(shí)，增大探測(cè)的范 圍，從而達(dá)到減少布線、降低成本，并且節(jié)約能源的效果。


下面結(jié)合附圖中的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明 的任何限制。圖1是本發(fā)明的控制原理方框圖；圖2是本發(fā)明的邏輯方框圖；圖3是圖3中A區(qū)域敞開式辦公室燈光布置示意圖。
具體實(shí)施例方式參閱圖1所示，本發(fā)明的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法，其工作原理是以 垂直或傾斜向下方式安裝的普通攝像頭，對(duì)需要進(jìn)行燈光智能控制的照明場(chǎng)所進(jìn)行圖像拍 攝，并將拍攝的圖像信號(hào)輸送給控制計(jì)算機(jī)；通過控制計(jì)算機(jī)判斷是否有人，如果有人，則 發(fā)出控制信號(hào)給照明調(diào)節(jié)器，使照明燈具打開到設(shè)定的照度；當(dāng)人離開后，則發(fā)出控制信號(hào) 給照明調(diào)節(jié)器，使照明燈具關(guān)閉。具體包括下述步驟(1)在需要進(jìn)行燈光智能控制的照明場(chǎng)所安裝CCD或者CMOS攝像頭，將攝像頭的 輸出信號(hào)連接到控制計(jì)算機(jī)，并在控制計(jì)算機(jī)內(nèi)根據(jù)照明場(chǎng)所不同區(qū)域的需要設(shè)定適當(dāng)?shù)?照度。(2)通過概率背景模型檢測(cè)有人的區(qū)域首先獲取CXD或者CMOS攝像頭的若干幀 圖像序列，建立支持向量機(jī)初始概率背景模型；就是將新獲取的圖像幀輸入概率背景模型， 判斷圖像幀中是否存在物體的移動(dòng)，其原理是通過支持向量機(jī)概率背景模型比較當(dāng)前幀與 過去幀序列，當(dāng)有物體移動(dòng)時(shí)，圖像發(fā)生變化的概率較大；如有物體移動(dòng)，則進(jìn)一步判斷移 動(dòng)的物體是否是人，并且檢測(cè)人處于預(yù)先設(shè)定的區(qū)域位置；在當(dāng)前圖像幀的基礎(chǔ)上更新支 持向量機(jī)概率背景模型。(3)當(dāng)有人出現(xiàn)在照明場(chǎng)所的某一區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將當(dāng)前幀圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn) 換到HSV顏色空間，得到當(dāng)前幀的圖像亮度，并結(jié)合照度傳感器得到的照度值自動(dòng)控制該 區(qū)域照明設(shè)備的亮度。(4)當(dāng)檢測(cè)到人離開某區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉該區(qū)域的照明設(shè)備。參閱圖2所示，其是本發(fā)明控制計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信號(hào)的處理邏輯方框圖，其關(guān)鍵是利用支持向量機(jī)訓(xùn)練初始概率背景模型；對(duì)新獲取的圖像幀檢測(cè)出其前景圖像，判斷前景 是人還是其他移動(dòng)的物體(例如噪聲)；由于人體運(yùn)動(dòng)有其連續(xù)性，并且人體所在區(qū)域的 大小相對(duì)固定，可以以一區(qū)域連續(xù)3幀出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體，且物體占區(qū)域面積大于某一閾值的 作為探測(cè)到的人體；當(dāng)有人出現(xiàn)在照明場(chǎng)所的某一區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)該區(qū)域的照度控制照明設(shè)備的亮度；當(dāng)人離開該區(qū)域后，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉照明設(shè)備。具體的具體步驟是，a、對(duì) CCD或者CMOS攝像頭最初獲得的若干(100幀)圖像幀建立基于圖像塊的靜止背景模型，考 慮到背景的自身特性(背景包含固有運(yùn)動(dòng)物體，如監(jiān)視器屏幕)，需要對(duì)圖像塊建立多峰分 布模型，并定義合適的像素級(jí)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)則，初始化多模態(tài)支持向量機(jī)背景模型；b、將當(dāng)前獲取 的圖像幀輸入到背景模型，進(jìn)行前景與背景圖像的分離，并將分離后的前景圖像進(jìn)行二值 化處理；對(duì)于圖像中存在的噪聲干擾，可通過對(duì)圖像進(jìn)行先腐蝕后膨脹的形態(tài)學(xué)方法改善 這種情況；經(jīng)過形態(tài)學(xué)方法處理后，一些較大的噪聲區(qū)域還是不能消除，這時(shí)再通過二值化 的連通分量分析提取一個(gè)區(qū)域面積最大的單連通的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；最后，經(jīng)過處理后的圖像中， 前景只包含人體，然后判斷此人體所在哪個(gè)預(yù)設(shè)區(qū)域中；c、隨著時(shí)間的推移，背景不可避免 的會(huì)發(fā)生變化，因此必須在當(dāng)前幀的基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)更新背景模型，使背景模型做到隨環(huán)境變 化的自適應(yīng)；d、重復(fù)b和c步驟。 參閱圖3所示，為本發(fā)明的基于人體探測(cè)的照明控制方法用于敞開式辦公室的具體示意圖，在辦公室右側(cè)頂部設(shè)有攝像頭1，攝像頭1通過USB接口接入計(jì)算機(jī)2，此計(jì)算機(jī) 2與智能照明控制系統(tǒng)主機(jī)在同一局域網(wǎng)內(nèi)；攝像頭1能對(duì)整個(gè)敞開式辦公室的每個(gè)座位 進(jìn)行探測(cè)，當(dāng)有人在座位上時(shí)，自動(dòng)開啟座位頂部燈光，沒人時(shí)延遲關(guān)閉燈光，從而實(shí)現(xiàn)燈 光照明的智能控制。
權(quán)利要求
一種基于人體探測(cè)的照明控制方法，其特征在于包括下述步驟(1)在需要進(jìn)行燈光智能控制的照明場(chǎng)所安裝CCD或者CMOS攝像頭，將攝像頭的輸出信號(hào)連接到控制計(jì)算機(jī)，并在控制計(jì)算機(jī)內(nèi)根據(jù)照明場(chǎng)所不同區(qū)域設(shè)定需要的照度；(2)通過概率背景模型檢測(cè)有人的區(qū)域方法是利用CCD或者CMOS攝像頭獲取的若干幀圖像序列，建立支持向量機(jī)初始概率背景模型；將新獲取的圖像幀輸入概率背景模型，判斷圖像幀中是否存在物體的移動(dòng)，如有物體移動(dòng)，則進(jìn)一步判斷移動(dòng)的物體是否是人，并且檢測(cè)人處于預(yù)先設(shè)定的區(qū)域位置，并在當(dāng)前圖像幀的基礎(chǔ)上更新支持向量機(jī)概率背景模型；(3)當(dāng)有人出現(xiàn)在照明場(chǎng)所的某一區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將當(dāng)前幀圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到HSV顏色空間，得到當(dāng)前幀的圖像亮度，并結(jié)合照度傳感器得到的照度值自動(dòng)控制該區(qū)域照明設(shè)備的亮度；(4)當(dāng)檢測(cè)到人離開某區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉該區(qū)域的照明設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法，其特征在于，步驟(1)中 的攝像頭是以垂直視角或傾斜視角固定在照明場(chǎng)所的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法，其特征在于，步驟(2)的 具體步驟是，a、對(duì)CCD或者CMOS攝像頭最初獲得的若干圖像幀建立基于圖像塊的靜止背景 模型，并定義合適的像素級(jí)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)則，初始化多模態(tài)支持向量機(jī)背景模型；b、將當(dāng)前獲取的 圖像幀輸入到背景模型，進(jìn)行前景與背景圖像的分離，，并將分離后的前景圖像4.根據(jù)權(quán) 利要求3所述的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法，其特征在于，其中后進(jìn)行二值化處理， 使前景圖像只包含人體，然后判斷此人體所在哪個(gè)預(yù)設(shè)區(qū)域中；c、在當(dāng)前幀的基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài) 更新背景模型，使背景模型做到隨環(huán)境變化的自適應(yīng)；d、重復(fù)b和c步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法，其特征在于，步驟a是對(duì) 圖像塊建立多峰分布模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于人體探測(cè)的照明控制方法，其特征在于，其中步驟b 去除噪聲的方法是對(duì)前景圖像進(jìn)行先腐蝕后膨脹的形態(tài)學(xué)方法處理，再通過二值化的連通 分量分析提取一個(gè)區(qū)域面積最大的單連通的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于人體探測(cè)的照明控制方法，其技術(shù)要點(diǎn)包括下述步驟(1)安裝CCD或者CMOS攝像頭并連接到控制計(jì)算機(jī)，在控制計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)定需要的照度；(2)通過概率背景模型檢測(cè)有人的區(qū)域；(3)當(dāng)有人出現(xiàn)在照明場(chǎng)所的某一區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將當(dāng)前幀圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到HSV顏色空間，得到當(dāng)前幀的圖像亮度，并結(jié)合照度傳感器得到的照度值自動(dòng)控制該區(qū)域照明設(shè)備的亮度；(4)當(dāng)檢測(cè)到人離開某區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉該區(qū)域的照明設(shè)備。本發(fā)明可遠(yuǎn)距離、大范圍探測(cè)人體，增強(qiáng)照明控制系統(tǒng)的智能性，具有成本較低的有點(diǎn)，用于照明場(chǎng)所的燈光智能控制。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101835305SQ201010126460
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者羅靜 申請(qǐng)人:羅靜