CN111800585B - 一种智能照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能照明控制系统，包括照明产品、设置终端以及摄像头，所述摄像头和照明产品通过有线或无线方式连接，用于对目标场景的当前照明水平进行评估，并根据当前照明水平与目标照明水平的偏差对目标场景内照明产品的照明水平进行自动调节；所述设置终端用于对一个或多个目标场景进行设置，并将每个目标场景与一个或多个照明产品关联，并对目标照明水平进行设置。该智能照明控制系统能够对场景内的照明水平进行定量评估，并对场景内照明亮度、色温、颜色或对比度进行自动调节，实现光环境的恒定控制。

Description

一种智能照明控制系统

本发明是申请日为2019年11月21日、申请号为2019111508299、名称为“一种自动调节目标场景照明水平的方法及智能照明控制系统”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及智能照明控制领域，特别是涉及一种智能照明控制系统。

背景技术

近年来，随着无线通讯技术的发展，物联网逐渐将各种信息传感设备进行互联互通，也使得智能照明领域得到了长足发展。通过光线传感器、红外传感器等各种传感器技术能够实现场景内感知，并关联到灯具，从而实现照明设备的智能化控制。很多智能照明产品与手机互动，具有了灯光亮度的强弱调节、色温调节、颜色调节、灯光软启动、定时控制、场景设置等功能。

但目前的智能照明产品往往仍需要人参与照明调节，它们或者不具备对照明环境变化的跟随功能，或者需要光线传感器或红外传感器等辅助传感器参与，而且这些传感器又往往局限在某个局部范围，感知内容和范围有限，无法实现类似全屋这种大场景范围内的智能照明控制。同时，光线传感器对于环境抗干扰水平较差，当有人、动物等活动干扰时，无法识别，从而对光感信号产生干扰，容易引起误判。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种计算目标场景的当前照明水平的方法，能够通过摄像头定量评估场景内照明水平；

本发明的另一目的是提供一种自动调节目标场景照明水平的方法，能够自动对场景进行恒光控制；

本发明的又一目的是提供一种摄像头，能够定量评估场景内的照明水平；

本发明的再一个目的是提供一种智能照明控制系统，能够对场景内的照明水平进行定量评估，并对场景内照明亮度(照度)、色温、颜色或对比度进行自动调节，实现光环境的恒定控制。

为此，本发明的技术方案如下：

一种计算目标场景的当前照明水平的方法，包括以下步骤：

S1，在标准测光环境中，给定所述摄像头不同的标准照明水平值Ai，获得摄像头在不同的曝光参数Mi条件下的图像感知照明水平Bi，形成摄像头的测光表TB：Ai-Mi/Bi，其中i＝1，2，3，……，n；

S2，将所述测光表TB存储于所述摄像头、照明产品或用于与所述摄像头联动的设置终端中；

S3，获得目标场景的当前图像的曝光参数，并计算当前图像的图像感知照明水平B；

S4，所述摄像头将步骤S3中的当前图像的曝光参数以及获得的当前图像的图像照明水平B带入所述测光表TB中，获得目标场景当前照明水平。

上述的步骤S3中，计算目标场景的当前图像的图像感知照明水平B，包括以下步骤：

1)所述摄像头录摄所述目标场景，获得当前曝光参数下的当前图像；

2)所述摄像头通过图像抗干扰处理以及图像处理算法对所述当前图像进行处理，得到所述当前图像的图像感知照明水平B，其中，所述图像抗干扰处理包括对目标场景内反射光源的影响处理，以及对各种噪点的抗干扰处理。

所述曝光参数包括快门T和光圈F；所述照明水平包括亮度、色温、颜色、对比度中的一种或几种。优选的照明水平为亮度。

由于摄像头和目标场景之间的距离对计算结果也有影响，优选的是，所述测光表中的参数还包括摄像头和目标场景之间的距离。

一种自动调节目标场景照明水平的方法，包括以下步骤：

(1)设置目标场景并关联对应的照明产品；

(2)设定目标场景的目标照明水平；

(3)根据前述方法计算目标场景的当前照明水平；

(4)根据步骤(3)计算得到的当前照明水平和步骤(2)得到的目标照明水平的偏差，调节影响目标场景中照明水平的照明产品；

(5)重复步骤(3)、(4)，直至所述目标场景达到所述目标照明水平。

其中，步骤(1)中所述目标场景通过以下方法设置：

所述摄像头录摄场景内的图像，通过一设置终端接收并显示所述图像，用户通过所述设置终端指定目标场景，并将目标场景的位置参数通过有线或无线方式传输给所述摄像头，所述摄像头根据接收到的所述位置参数计算目标场景的区域范围。

步骤(2)中，通过系统自定义计算及/或用户自定义来设定目标场景的目标照明水平。所述用户自定义目标场景的目标照明水平的方法为：用户通过所述设置终端采用场景交互设置功能定义目标照明水平，或通过所述设置终端输入目标照明水平参数值。

所述场景交互设置功能为：用户通过自然光照或调节照明产品来调节目标场景内的照明水平，用户观察目标场景内的照明水平，当目标场景内照明水平达到用户预期水平时，用户在所述设置终端对当前照明水平进行确认，所述设置终端将当前照明水平记录为目标照明水平。

步骤(2)中，设定目标场景的目标照明水平后，还通过与系统关联的另一摄像头调节目标场景的目标照明水平，步骤如下：

a)所述另一摄像头录摄参考光环境，依据前述“计算目标场景的当前照明水平的方法”计算所述参考光环境的当前照明水平；

b)根据步骤a)得到的参考光环境的当前照明水平，调节目标场景的目标照明水平。

一种摄像头，包括摄像头本体及设置在摄像头本体内的摄像头模块、曝光参数获取模块、存储单元模块、智能控制模块、目标照明水平模块、照明水平计算模块、照明产品连接模块和设置终端连接模块，所述摄像头模块用于对目标场景进行间断或连续录摄监测，获得当前图像；所述曝光参数获取模块用于获得所述当前图像的曝光参数；所述存储单元模块用于存储所述的测光表和设定的目标照明水平；所述设置终端连接模块用于接收所述智能控制模块的控制信息，与所述设置终端进行有线或无线连接及数据传输，所述数据包括目标场景的位置参数、目标照明水平设置参数；所述目标照明水平模块根据所述设置终端连接模块接收的目标照明水平设置参数，并根据前述方法获得目标照明水平；所述照明水平计算模块用于从所述智能控制模块中获知目标场景的区域范围，计算所述摄像头模块采集的当前图像在目标场景区域范围内的图像感知照明水平，结合或不结合“曝光参数获取模块”的曝光参数，通过“存储单元模块”中存储的“测光表”，计算所述摄像头模块采集的图像在目标场景的当前照明水平；所述智能控制模块用于：

1)根据所述设置终端连接模块接收到的目标场景的位置参数和所述摄像头模块采集的当前图像，计算目标场景的区域范围；

2)将所述目标照明水平模块获得的目标照明水平存储到所述存储单元模块；

3)根据所述照明水平计算模块获得的目标场景的当前照明水平和所述存储单元模块中存储的目标照明水平，计算当前照明水平和目标照明水平的偏差，若当前照明水平低于目标照明水平，则提高照明水平的控制参数；若当前照明水平高于目标照明水平，则降低照明水平的控制参数，并通过所述照明产品连接模块向所述照明产品发送此控制参数；

所述照明产品连接模块用于接收所述智能控制模块的控制信息，与所述照明产品进行有线或无线连接及数据传输。

优选的是，所述摄像头还包括多摄像头连接模块，所述多摄像头连接模块用于接收所述智能控制模块的控制信息，与其它摄像头进行有线或无线连接及数据传输，并根据权利要求12的方法，将所述其它摄像头获得的参考光环境的照明水平发送到所述目标照明水平模块，参与调节目标照明水平。

一种智能照明控制系统，包括照明产品、设置终端以及上述的摄像头，所述摄像头和照明产品通过有线或无线方式连接，用于对目标场景的当前照明水平进行评估，并根据当前照明水平与目标照明水平的偏差对目标场景内照明产品的照明水平进行自动调节；所述设置终端用于对一个或多个目标场景进行设置，并将每个目标场景与一个或多个照明产品关联，并对目标照明水平进行设置。

其中，所述摄像头、照明产品和设置终端通过有线或无线方式连接，所述无线方式包括蓝牙、Zigbee、wifi或Sub-1G。当所述摄像头、照明产品和设置终端通过不同无线方式连接时，通过网关进行数据格式转化及连接。所述设置终端可以是手机、平板电脑、掌上电脑、台式电脑、智能电视、智能机顶盒或可视智能音箱。

另外，通过所述设置终端设置目标照明水平，进而通过所述照明产品对照明水平进行调节，可以为所述摄像头自动补光，实现所述摄像头录摄画面的恒光控制。

本发明具有以下有益效果：

本发明的计算目标场景当前照明水平的方法能够通过摄像头定量评估场景内的照明水平。相比已有的采用光线传感器或红外传感器的方法，该方法对亮度(照度)感知的内容和范围更大，而且对于环境抗干扰能力更好，当有人或动物等活动干扰时，摄像头可通过图像识别自动去除干扰，更适用于全屋等大场景范围，家居或商用环境的照度评价以及智能照明控制应用。这种方法还可用于场景内的照明色温、颜色、对比度的评价以及智能照明控制应用。

本发明的自动调节目标场景照明水平的方法，使场景内照明亮度(照度)、色温、颜色或对比度不受日照或其他照明环境变化的影响，无需人工干预，能自动进行场景的恒光控制。此方法能通过摄像头的图像算法识别人、动物等活动的干扰，能更加准确、定量地获知当前的照明水平。还可以通过摄像头的场景识别算法，根据不同场景，如书房、餐厅、客厅、卧室等，自动设置节能舒适健康的照明水平并进行恒定控制。或者按照用户喜好的亮度、色温等设置进行恒定控制。

本发明的摄像头能够定量评估场景内的照明水平，该摄像头能够对场景内的亮度(照度)、色温、颜色或对比度进行定量评估，并与智能照明产品和设置终端联动，也可在摄像头之间相互联动，可用于智能照明控制或照明水平恒定控制。

本发明的智能照明控制系统能够对场景内的照明水平进行定量评估，并对场景内照明亮度(照度)、色温、颜色或对比度进行自动调节，实现光环境的恒定控制。该系统能够对场景进行自动识别，并根据不同场景自动设置适宜的照明水平，并进行恒光控制。也可以根据用户自定义的照明水平设置进行恒光控制。同时，通过在设置终端上设置照明水平，照明产品可以为摄像头自动补光，实现摄像场景画面的恒光控制。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中计算目标场景的当前亮度的方法流程图。

图2为感光特性曲线；

图3为本发明的一个实施例中自动调节目标场景亮度的方法流程图；

图4为本发明的摄像头的结构框图；

图5为本发明一个实施例中智能照明控制系统的组成框图，以wifi和BLE连接方式为例。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细说明。本发明中使用了以下概念：

照明水平：包括亮度、色温、颜色、对比度中的一种或几种；

图像感知照明水平：指摄像头采集的图像的照明水平；

目标照明水平：指希望目标场景达到的照明水平；

目标亮度：指希望目标场景达到的亮度(照度)。

本发明的计算目标场景的当前照明水平的方法包括以下步骤：

S1，在标准测光环境中，给定所述摄像头不同的标准照明水平值Ai，获得摄像头在不同的曝光参数Mi条件下的图像感知照明水平Bi，形成摄像头的测光表TB：Ai-Mi/Bi，其中i＝1，2，3，……，n。

S2，将所述测光表TB存储于所述摄像头、照明产品或用于与所述摄像头联动的设置终端中；

S3，获得计算目标场景的当前图像的曝光参数，并计算当前图像的图像感知照明水平B；

S4，所述摄像头将步骤S3中的当前曝光参数以及获得的当前图像照明水平B带入所述测光表TB中，获得目标场景的当前照明水平。

其中，步骤S3中，计算目标场景的当前图像的图像感知照明水平B包括以下步骤：

1)所述摄像头录摄所述目标场景，获得当前曝光参数下的当前图像；

2)所述摄像头通过图像抗干扰处理以及图像处理算法对所述当前图像进行处理，得到所述当前图像的图像感知照明水平B。所述的图像抗干扰处理包括对目标场景内反射光源的影响处理，以及对各种噪点的抗干扰处理。

由于实际应用中，摄像头和目标场景之间的距离会有所不同，所以，所述测光表中的参数还可以包括摄像头和目标场景之间的距离。

所述曝光参数Mi包括快门T、光圈F及/或增益S，优选为快门T和光圈F。所述照明水平可以是亮度、色温、颜色、对比度中的一种或几种，通常包括亮度。

下面以计算目标场景当前亮度为例对上述计算目标场景当前照明水平的方法进行说明。

参见图1，首先，摄像头摄录目标场景，采集目标场景中的原始图像，并通过自动曝光获得合理的曝光参数(快门T、光圈F、增益S等)。一幅图像通过彩色CCD或CMOS传感装置传导到光学镜头上，然后该传感装置的输出信号通过自动增益控制(AGC)/相关双采样器(CDS)调整，以保持输出电平的稳定。数字处理芯片输出相关的对焦信号、亮度值及RGB色彩分量为接下来的自动对焦、自动曝光和自动白平衡子系统服务。自动曝光：通过自动曝光算法，针对目标场景，自动获得合理的曝光参数(快门T、光圈F、增益S等)。

再根据采集到的目标区域的原始图像以及曝光参数评估目标场景的亮度。目标场景的亮度的计算原理如下：

摄像头在数字图像的灰度D与曝光量的对数lgH之间呈线性关系：

D＝vlgH+m (1)

其中：H＝ET

T：曝光时间；

E：摄像头的照度；

m：感光特性曲线线性段的截距；

v：反差系数，即感光特性曲线直线段斜率。

参见图2所示的感光特性曲线，纵坐标D代表数字图像的灰度，横坐标代表曝光量H的对数值lgH。

CMOS传感器面阵照度公式如下：

其中：

A为亮度；

F为光圈；

τ为摄像机的透射系数，通常τ＝1.27；

l为镜头焦距，即相机镜头与目标物之间的距离；

f为摄像头镜头的透射比，当被测目标距离较远时，f/l可忽略不计。

则(2)式可简化为：

并带入(1)式，得：

通常τ＝1.27，所以

则，亮度计算公式为：

其中：

A为亮度；F为光圈；T为曝光时间(快门)；D为摄像头在成像段图像的灰度，目标场景图像的平均灰度即图像感知亮度B；m为感光特性曲线线性段的截距；v为反差系数，即感光特性曲线直线段斜率。

因此，目标场景的亮度计算与快门T、光圈F、图像感知亮度B、摄像头的感光特性曲线等有关。当摄像头与目标场景之间距离较近时，还与摄像头和目标场景之间的距离L有关，不同距离计算出的亮度A不同。

然后，标定摄像头的测光表TB：

标定工作在摄像头的开发阶段进行。根据摄像头特性(感光特性曲线)，为摄像头标定一个测光表TB。

当给摄像头不同标准亮度Ai时，获得摄像头不同的快门T、光圈F条件下的图像感知亮度B，形成摄像头的测光表TB：A-T/F/B。测光表中还可考虑距离L等的影响参量。

TB：A-T/F/B

标准亮度A	快门T	光圈F	图像感知亮度B	……(如：距离L)
					A<sub>1</sub>	T<sub>1</sub>	F<sub>1</sub>	B<sub>1</sub>	……
A<sub>2</sub>	T<sub>2</sub>	F<sub>2</sub>	B<sub>2</sub>	……
					……	……	……	……	……

这个表格也可通过线性或非线性数学工具进行数学建模，如逐步自回归、神经网络等构建亮度计算模型：

A＝a1T+a2F+a3B+…

其中，a1、a2、a3为亮度计算模型的变量参数。

以摄像头光圈为1.7，摄像头和目标场景之间距离为5m为例：

标准亮度A	快门T	光圈F	距离L	图像感知亮度B
					200	50	1.7	5	80
230	50	1.7	5	105
					250	60	1.7	5	53
300	60	1.7	5	93
					1000	200	1.7	5	161
2500	500	1.7	5	192
					3000	600	1.7	5	212
5000	1000	1.7	5	227
					……	……	……	……	……

生成公式：A＝4.953*T+0.49*B-69.088，

其中：

A：标准亮度(照度)，单位为lx；

T：快门，单位为1/s；

B：图像感知亮度，归一化到0～255。

L：摄像头和目标场景之间的平均距离，单位为m。

之后，将所述测光表TB存储在所述摄像头或照明产品，或用于与所述摄像头联动的设置终端中；

再计算目标场景的当前图像感知亮度Bm，并评估目标场景的当前亮度Am：

计算摄像头当前目标场景的图像感知亮度Bm。计算当前图像感知亮度Bm时需要对各种抗干扰因素进行处理，具体如下：

对于目标场景内的窗户、灯(干扰光源)或其他反射光源等高亮光源，可通过图像算法处理来避免高亮度光源的影响。另外，对图像中的各种噪点进行抗干扰处理。

将抗干扰处理后的当前图像感知亮度Bm以及当前快门Tm、光圈Fm参数带入测光表TB或带入亮度计算模型，用以评估当前目标场景的当前亮度Am。

本发明的自动调节目标场景照明水平的方法，包括以下步骤：

(1)设置目标场景并关联对应的照明产品：

目标场景为人眼关注区域，可设置为全局场景，也可通过手机等设置终端指定局部场景为目标场景。另外，用户可以设定一个或多个目标场景。用户设定目标场景的过程为：1)摄像头录摄场景内图像，通过设置终端接收并显示场景内图像；2)用户通过所述设置终端指定目标场景，并将目标场景位置参数通过有线或无线方式传输给所述摄像头；3)所述摄像头根据接收到的用户设定的位置参数计算目标场景的区域范围，以用于后续照明水平计算。

对于固定放置的摄像头，摄像头录摄场景中应包含目标场景。固定放置的摄像头应具备目标场景偏移自动识别匹配功能，以防止摄像头位置移动等原因造成的目标场景在视窗中偏移。对于带云台的可旋转摄像头，摄像头追踪并锁定用户定义的目标场景区域范围。摄像头可以根据用户定义的目标场景的云台角坐标及图像内像素区域锁定目标场景；也可以根据用户定义的目标场景，基于摄像头采集的图像，通过场景内区域追踪方法跟踪检测目标场景。还可利用其它可定位用户定义的目标场景的方法。

确定目标场景后，通过设置终端将目标场景与一个或多个照明产品进行关联。

(2)设定目标场景的目标照明水平：

目标照明水平包括目标亮度、目标色温、目标颜色和目标对比度等。目标照明水平可以通过系统自定义计算及/或用户自定义来设定。

用户自定义目标场景的目标照明水平的方法为：用户通过所述设置终端采用场景交互设置功能定义目标照明水平，或通过所述设置终端输入目标照明水平参数。所述场景交互设置功能为：用户通过自然光照或调节照明产品来调节目标场景内的照明水平，用户观察目标场景内的照明水平，当目标场景内照明水平达到用户预期水平时，用户在所述设置终端对当前照明水平进行确认，所述设置终端将当前照明水平记录为目标照明水平。

以下以用户定义目标场景的目标亮度为例进行说明：

目标场景的目标亮度可采用系统默认的目标亮度(通过系统默认的目标亮度模型计算)，也可由用户进行个性化定义。当采用系统默认的目标亮度模型时，可根据不同目标场景给出不同的最优目标亮度，以便在保证人眼舒适性及健康的同时更加节能。不同目标场景可以是厨房、餐桌、客厅、书桌等，可以根据不同目标场景定义目标亮度。目标亮度模型也可利用系统时间参数或户外日照水平参数。还可通过系统时间以及照明水平记忆等信息，将目标照明水平设置为目标场景的一定时间内的最大亮度、平均亮度等。

当用户个性化定义目标亮度时，用户可通过设置终端输入参数，指定目标亮度。

用户还可通过自然光照或调节灯具等照明产品来调节目标场景内亮度，当目标场景内亮度达到用户目标亮度时，在设置终端上对摄像头采集到的目标场景内的当前亮度进行确认，并将此时场景内的亮度作为目标亮度。目标亮度也可设置为一天中的目标场景的最大亮度、平均亮度等。

优选的是，在设定目标场景的目标照明亮度后，再通过与系统关联的另一摄像头调节目标场景的目标亮度，其具体步骤为：a)所述另一摄像头录摄参考光环境，参考光环境即用于影响目标场景照明水平的光环境，如户外日照亮度，依据前述的方法计算所述参考光环境的当前亮度；b)根据步骤a)得到的参考光环境的当前亮度，调节目标场景的目标亮度。

(3)根据前述方法计算目标场景的当前照明水平；

(4)根据步骤(3)计算得到的当前照明水平和步骤(2)得到的目标照明水平的偏差，调节影响目标场景中照明水平的照明产品；

(5)重复步骤(3)、(4)，直至所述目标场景达到所述目标照明水平。

以下参见图3，对目标场景的亮度自动调节过程为例进行说明：

在完成了目标场景设置、关联照明产品、设定目标亮度步骤后，摄像头持续录摄目标场景，获得目标场景的原始图像和曝光参数(快门T、光圈F、增益S等)。计算原始图像的图像感知亮度Bm，根据测光表TB或亮度计算模型，以及前述方法计算目标场景的当前亮度Am。

计算当前亮度和目标亮度的偏差，并根据此偏差，调节影响目标场景亮度的在线照明产品。若目标场景的当前亮度<目标亮度，调高和目标场景关联的照明产品的亮度；若当前亮度>目标亮度，调低和目标场景关联的照明产品的亮度；若当前亮度＝目标亮度，保持关联照明产品亮度。

将上述方法中的目标场景的亮度替换为色温或颜色等参数，可用于对目标场景的色温、颜色的自动调节。将上述方法中的目标场景的亮度替换为对比度等参数，可用于对目标场景的亮度对比度进行自动调节，防止亮暗区对比度过大对人眼产生视觉疲劳。

本发明还保护一种摄像头，如图4所示，该摄像头包括：摄像头本体及设置在摄像头本体内的摄像头模块、曝光参数获取模块、存储单元模块、智能控制模块、目标照明水平模块、照明水平计算模块、照明产品连接模块和设置终端连接模块。其中：

所述摄像头模块用于对目标场景进行间断或连续录摄监测，获得当前图像；

所述曝光参数获取模块用于获得所述当前图像的曝光参数；所述存储单元模块用于存储上述的测光表和设定的目标照明水平；

所述设置终端连接模块用于接收所述智能控制模块的控制信息，与设置终端进行有线或无线连接及数据传输，所述数据包括目标场景位置参数、目标照明水平设置参数；

所述目标照明水平模块根据所述设置终端连接模块接收的目标照明水平设置参数，通过前述方法获得目标照明水平；

所述照明水平计算模块用于从所述智能控制模块中获知目标场景的区域范围，计算所述摄像头模块采集的当前图像在目标场景区域范围内的图像感知照明水平，结合或不结合“曝光参数获取模块”的曝光参数，通过“存储单元模块”中存储的“测光表”，计算所述摄像头模块采集的图像在目标场景的当前照明水平。

所述智能控制模块用于：

1)根据所述设置终端连接模块接收到的目标场景位置参数和所述摄像头模块采集的当前图像，计算目标场景的区域范围；

2)将所述目标照明水平模块获得的目标照明水平存储到所述存储单元模块；

3)根据所述照明水平计算模块获得的目标场景的当前照明水平和所述存储单元模块中存储的目标照明水平，计算当前照明水平和目标照明水平的偏差，若当前照明水平低于目标照明水平，则提高照明水平的控制参数；若当前照明水平高于目标照明水平，则降低照明水平的控制参数，并通过所述照明产品连接模块向所述照明产品发送此控制参数。

所述照明产品连接模块用于接收所述智能控制模块的控制信息，与所述照明产品进行有线或无线连接及数据传输。

当场景中设有多个摄像头时，上述摄像头还包括多摄像头连接模块，所述多摄像头连接模块用于接收所述智能控制模块的控制信息，与其它摄像头进行有线或无线连接及数据传输。并根据前述方法，将所述其它摄像头获得的当前照明水平，发送到所述目标照明水平模块，参与调节目标照明水平。

本发明的智能照明控制系统包括：照明产品、设置终端以及上述摄像头。所述摄像头和照明产品通过有线或无线方式连接，用于对目标场景的当前照明水平进行评估，并根据当前照明水平与目标照明水平的偏差对目标场景内照明产品的照明水平进行自动调节；所述设置终端用于对一个或多个目标场景进行设置，并将每个目标场景与一个或多个照明产品关联，并对目标照明水平进行设置。

所述摄像头、照明产品和设置终端通过有线或无线方式连接，从而实现对环境内的照明水平进行恒定控制。恒定的光环境以及具有高显色性的照明产品也可为摄像场景提供长时间更接近自然光的光环境。其中，所述无线方式包括蓝牙、Zigbee、wifi或Sub-1G。

当通过不同无线方式连接时，可以通过网关进行数据格式转化及连接。所述设置终端可以是手机、平板电脑、掌上电脑、台式电脑、智能电视、智能机顶盒或可视智能音箱等。

图5所示为本发明的智能照明控制系统的一个实施例，以wifi和BLE无线连接方式为例。如图所示的系统包括：照明产品、设置终端(如，手机)、网关以及上述摄像头。所述照明产品采用BLE无线连接，所述摄像头采用wifi无线连接，摄像头和照明产品之间通过网关进行wifi-BLE的数据格式转化和互联，所述摄像头及照明产品处于在线状态。摄像头录摄全局场景，用户可以在手机上设置一个或多个目标场景。

如图5所示，可将摄像头录摄的全局场景设置为目标场景，也可通过手机等设置终端指定全局场景中的一部分场景(如图中的局部场景A及/或局部场景B)为目标场景。手机上的目标场景位置参数通过wifi连接传输给所述摄像头，所述摄像头根据接收到的用户设定的位置参数计算目标场景的区域范围，用于后续照明水平计算。

在确定全局场景、局部场景A、局部场景B作为目标场景后，通过手机将全局场景与一个或多个照明产品关联；局部场景A与一个或多个照明产品A关联；局部场景B与一个或多个照明产品B关联。

用户在手机上设定目标场景的目标照明水平，可采用系统默认值，也可自定义设置。当用户采用场景交互设置功能时，用户可通过自然光照或调节灯具等方式来调节目标场景内照明水平，当目标场景内照明水平达到用户预期时，用户在手机上对摄像头采集到的目标场景内的当前照明水平进行确认，并将此时场景内的照明水平作为目标照明水平。

在照明水平自动调节过程中，摄像头持续录摄目标场景，获得目标场景的原始图像和曝光参数等信息，并根据前述方法实时计算目标场景的当前照明水平。并根据当前照明水平和目标照明水平偏差，实时调节与目标场景关联的照明产品，从而使目标场景的照明水平维持到目标照明水平上。

本发明的智能照明控制系统的另一个实施例为：照明产品给所述摄像头录摄画面自动补光。摄像头的光线太暗容易欠曝，太亮容易过曝。通过照明产品与摄像头联动，在设置终端(如手机)设置摄像头录摄画面的目标照明水平，根据目标场景内的实时照明水平情况，与该目标场景关联的一个或多个照明产品自动调整光线，从而实现所述摄像头录摄画面的恒光控制。所述照明产品可具有高显色指数，能为摄像画面提供更高色彩还原度的光照条件。

Claims (10)

1.一种智能照明控制系统，其特征在于：包括照明产品、设置终端以及摄像头，

所述摄像头包括摄像头本体及设置在摄像头本体内的摄像头模块、曝光参数获取模块、存储单元模块、智能控制模块、目标照明水平模块、照明水平计算模块、照明产品连接模块和设置终端连接模块，

所述摄像头模块用于对目标场景进行间断或连续录摄监测，获得当前图像；

所述曝光参数获取模块用于获得所述当前图像的曝光参数；

所述存储单元模块用于存储测光表和设定的目标照明水平；

所述设置终端连接模块用于接收所述智能控制模块的控制信息，与所述设置终端进行有线或无线连接及数据传输，所述数据包括目标场景的位置参数、目标照明水平设置参数；

所述目标照明水平模块根据所述设置终端连接模块接收的目标照明水平设置参数，通过系统自定义计算及/或用户自定义获得目标照明水平；

所述照明水平计算模块用于从所述智能控制模块中获知目标场景的区域范围，计算所述摄像头模块采集的当前图像在目标场景区域范围内的图像感知照明水平，结合或不结合曝光参数获取模块的曝光参数，通过存储单元模块中存储的测光表，计算所述摄像头模块采集的图像在目标场景的当前照明水平；

所述智能控制模块用于：

1）根据所述设置终端连接模块接收到的目标场景的位置参数和所述摄像头模块采集的当前图像，计算目标场景的区域范围；

2）将所述目标照明水平模块获得的目标照明水平存储到所述存储单元模块；

3）根据所述照明水平计算模块获得的目标场景的当前照明水平和所述存储单元模块中存储的目标照明水平，计算当前照明水平和目标照明水平的偏差，若当前照明水平低于目标照明水平，则提高照明水平的控制参数；若当前照明水平高于目标照明水平，则降低照明水平的控制参数，并通过所述照明产品连接模块向所述照明产品发送此控制参数；

所述照明产品连接模块用于接收所述智能控制模块的控制信息，与所述照明产品进行有线或无线连接及数据传输；

所述摄像头和照明产品通过有线或无线方式连接，用于对目标场景的当前照明水平进行评估，并根据当前照明水平与目标照明水平的偏差对与目标场景关联的照明产品进行自动调节；

所述设置终端用于对一个或多个目标场景进行设置，并将每个目标场景与一个或多个照明产品关联，并对目标照明水平进行设置；

其中：

所述测光表的获取方式为：在标准测光环境中，给定所述摄像头不同的标准照明水平值Ai，获得摄像头在不同的曝光参数Mi条件下的图像感知照明水平Bi，形成摄像头的测光表，其中i=1，2，3，……，n；

所述目标场景的目标照明水平通过系统自定义计算及/或用户自定义来设定。

2.根据权利要求1所述的智能照明控制系统，其特征在于，所述用户自定义目标场景的目标照明水平的方法为：用户通过所述设置终端采用场景交互设置功能定义目标照明水平，或通过所述设置终端输入目标照明水平参数值。

3.根据权利要求2所述的智能照明控制系统，其特征在于，所述场景交互设置功能为：用户通过自然光照或调节照明产品来调节目标场景内的照明水平，用户观察目标场景内的照明水平，当目标场景内照明水平达到用户预期水平时，用户在所述设置终端对当前照明水平进行确认，所述设置终端将当前照明水平记录为目标照明水平。

4.根据权利要求1所述的智能照明控制系统，其特征在于：所述摄像头还包括多摄像头连接模块，所述多摄像头连接模块用于接收所述智能控制模块的控制信息，与其它摄像头进行有线或无线连接及数据传输，并设定目标场景的目标照明水平后，将所述其它摄像头获得的参考光环境的照明水平发送到所述目标照明水平模块，参与调节目标照明水平具体步骤如下：

a) 所述其它摄像头录摄参考光环境，并计算所述参考光环境的当前照明水平；

b) 根据步骤a)得到的参考光环境的当前照明水平，调节目标场景的目标照明水平。

5.根据权利要求4所述的智能照明控制系统，其特征在于：计算所述当前照明水平的方法，包括以下步骤：

S1，在标准测光环境中，给定所述摄像头不同的标准照明水平值Ai，获得摄像头在不同的曝光参数Mi条件下的图像感知照明水平Bi，形成摄像头的测光表，其中i=1，2，3，……，n；

S2，将所述测光表存储于所述摄像头、照明产品或用于与所述摄像头联动的设置终端中；

S3，获得当前图像的曝光参数，并计算当前图像的图像感知照明水平B；

S4，所述摄像头将步骤S3中的当前图像的曝光参数以及获得的当前图像的图像感知照明水平B带入所述测光表中，获得当前照明水平。

6.根据权利要求5所述的智能照明控制系统，其特征在于：步骤S3中，计算当前图像的图像感知照明水平B，包括以下步骤：

1）所述摄像头录摄所述目标场景或所述参考光环境，获得当前曝光参数下的当前图像；

2）所述摄像头通过图像抗干扰处理对所述当前图像进行处理，得到所述当前图像的图像感知照明水平B，

其中，所述图像抗干扰处理包括对目标场景或所述参考光环境内反射光源的影响处理，以及对各种噪点的抗干扰处理。

7.根据权利要求6所述的智能照明控制系统，其特征在于：所述曝光参数包括快门T和光圈F；所述照明水平包括亮度、色温、颜色、对比度中的一种或几种；所述测光表中的参数还包括摄像头和目标场景之间的距离。

8.根据权利要求1所述的智能照明控制系统，其特征在于：所述摄像头、照明产品和设置终端通过有线或无线方式连接，所述无线方式包括蓝牙、Zigbee、wifi或Sub-1G，当所述摄像头、照明产品和设置终端通过不同无线方式连接时，通过网关进行数据格式转化及连接。

9.根据权利要求8所述的智能照明控制系统，其特征在于：所述设置终端为手机、平板电脑、掌上电脑、台式电脑、智能电视、智能机顶盒或可视智能音箱。

10.根据权利要求1所述的智能照明控制系统，其特征在于：在所述设置终端设置目标照明水平，通过所述照明产品对照明水平的调节为所述摄像头自动补光，实现所述摄像头录摄画面的恒光控制。

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