CN113537090A - 一种智能家居灯控方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家居灯控方法、装置及存储介质，属于智能控制技术领域。本发明的方法为：实时获取视频图像数据；然后对第N帧视频图像数据进行人脸识别并判断是否有人脸信息；其中，N＞1；之后若第N帧视频图像数据中有人脸信息，则对第N‑1帧视频图像数据进行处理并判断是否有人脸信息；进一步地，若第N‑1帧视频图像数据中有人脸信息，则根据人脸信息获取该人脸信息对应的表情灯控总策略；之后对人脸信息进行处理获取表情信息，根据表情信息选择表情灯控总策略中对应的表情灯控分策略进行灯光控制。本发明针对现有技术中无法满足用户的个性化灯控需求的问题，本发明可以实现不同用户对于灯光控制的个性化定制，满足不同用户的个性化需求。

Description

一种智能家居灯控方法、装置及存储介质

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，更具体地说，涉及一种智能家居灯控方法、装置及存储介质。

背景技术

人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部识别的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。而表情识别是指从给定的静态图像或动态视频序列中分离出特定的表情状态，从而确定被识别对象的心理情绪。人脸识别和表情识别在当前市场上商业应用越来越普遍、物联网也在我们的生活中随处可见。

针对人脸识别的应用，现有技术提出了诸多方案，例如发明创造名称为：一种基于人脸识别的智能家居门禁***(申请日：2017年10月25日；申请号：201711005964.5)，该方案公开了一种基于人脸识别的智能家居门禁***，包括MCU处理器、人脸识别***、热释电传感器和电子门锁，人脸识别***的输出端与MCU处理器的输入端电性连接；电子门锁的输入通过继电器与MCU处理器的输出电性连接，热释电传感器的输出与MCU处理器的输入电性连接；人脸识别***包括电子摄像装置、图像处理模块、特征提取模块、用户人脸数据库和匹配识别模块，热释电传感器、电子摄像装置分别与图像处理模块信号连接，图像处理模块与特征提取模块信号连接，特征提取模块分别与用户人脸数据库和匹配识别模块电性连接，用户人脸数据库与匹配识别模块电性连接，匹配识别模块与MCU处理器的输入端电性连接。该方案能够在陌生人进入识别范围时，识别不出人脸数据后与用户的移动终端进行通信，保证了整个***以及家庭的安全。

此外，人脸识别与表情识别两种结合使用在商业产品中也有很多体现，例如发明创造名称为：一种基于物联网大数据的智能家居***(申请日：2019年2月28日；申请号：201910149678.9)，该方案公开了一种基于物联网大数据的智能家居***，由视频采集模块采集住户的视频信息，再由视频处理模块解析出住户的面部表情，人脸表情识别模块根据住户的面部表情判断出住户的心情，室内环境判断模块根据住户的心情匹配出合适的室内环境的指标数据，这些室内环境的指标数据与室内信息采集模块所采集到的数据进行比较，控制相应的电器工作，以调节改善室内环境，具体的是室内的温度、湿度以及光线强度，同时为了更好的改善住户的心情，有屏幕墙和音乐的配合，使得住户的听觉、视觉以及触觉都用良好的体验，在住户疲劳的时候，能够有效的改善环境，缓解疲劳，拥有一个良好的心情。但该方案的不足之处在于，无法根据用户的表情进行定制化的灯光控制，不能实现用户的个性化需求，实用性不强。

综上所述，如何实现个性化的灯光控制，满足不同用户的需求，是现有技术亟需解决的问题。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术中无法满足用户的个性化灯控需求的问题，本发明提供一种智能家居灯控方法、装置及存储介质，可以实现不同用户对于灯光控制的个性化定制，满足不同用户的个性化需求，实现灯光与用户间的情感交互，大大提高了智能家居的实用性。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种智能家居灯控方法，包括实时获取视频图像数据；然后对第N帧视频图像数据进行人脸识别并判断是否有人脸信息；其中，N＞1；之后若第N帧视频图像数据中有人脸信息，则对第N-1帧视频图像数据进行处理并判断是否有人脸信息；进一步地，若第N-1帧视频图像数据中有人脸信息，则根据人脸信息获取该人脸信息对应的表情灯控总策略；之后对人脸信息进行处理获取表情信息，根据表情信息选择表情灯控总策略中对应的表情灯控分策略进行灯光控制，从而可以根据不同用户表情实现不同区域内的灯光控制，实现了用户与灯光的交互。

更进一步地，在获取视频图像数据之前还包括：录入用户的人脸信息，每个人脸信息对应不同的表情信息；而后对表情信息对应的表情灯控分策略进行初始化设置；其中，每个表情信息对应有一个表情灯控分策略，不同的表情灯控分策略组成该人脸信息对应的表情灯控总策略。进一步地，视频图像数据包括不同区域的视频图像数据，且不同区域对应不同的表情灯控总策略。

更进一步地，若第N帧视频图像数据中无人脸信息，则对第N-1帧视频图像数据进行人脸识别并判断是否有人脸信息；此外，若第N-1帧视频图像数据中有人脸信息，则对视频图像采样间隔时间进行调整，从而减少了用于视频图像数据处理的CPU的性能损耗。具体地，利用以下公式对视频图像采样间隔时间x进行调整：

其中，u表示用于视频图像数据处理的CPU的使用率。

更进一步地，若第N-1帧视频图像数据中无人脸信息，则对视频图像采样间隔时间进行调整，从而可以实现表情灯控总策略响应的及时性。具体地，利用以下公式对视频图像采样间隔时间y进行调整：

本发明的一种智能家居灯控装置，采用上述的一种智能家居灯控方法，包括采集模块，该采集模块用于实时获取视频图像数据；图像处理模块，该图像处理模块与采集模块连接，且图像处理模块用于对视频图像数据进行处理并获取人脸信息；表情识别模块，该表情识别模块与图像处理模块连接，且表情识别模块用于对人脸信息进行处理获取表情信息；控制模块，图像处理模块和表情识别模块分别与该控制模块连接，且控制模块用于根据人脸信息和表情信息获取对应的表情灯控分策略，并对灯光进行控制。此外，还包括数据管理模块，图像处理模块、表情识别模块以及控制模块分别与数据管理模块连接。

本发明的一种存储介质，其特征在于，该存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行实现上述的一种基于智能家居灯控方法。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种智能家居灯控方法，根据用户的不同表情实现不同区域的灯光控制，从而实现了用户与灯光的情感交互，并且实现了用户对于灯光控制的个性化定制，进而满足了用户的个性化需求。

(2)本发明的一种智能家居灯控装置，通过设置数据管理模块、采集模块、图像处理模块、表情识别模块和控制模块，可以实现根据不同用户的表情在不同区域内对应的灯光控制，实现了用户对于灯光控制的个性化定制需求，具有较强的应用广泛性，并且具有较强的实用性。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；而且，各个实施例之间不是相对独立的，根据需要可以相互组合，从而达到更优的效果。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1所示，本发明的一种智能家居灯控方法，根据用户的不同表情实现不同区域的灯光控制，从而实现了用户与灯光的情感交互，满足了用户的个性化需求。本发明方法步骤具体如下：

步骤S100、录入信息

录入用户的人脸信息，需要说明的是，录入的人脸信息可以为多个用户的人脸信息，例如录入的人脸信息为(face₁，face₂，…，face_n}，则表示共n个用户录入了人脸信息，face₁则代表第一个用户的人脸信息，以此类推，第n个用户的人脸信息为face_n，从而可以满足多个用户的个性化需求。需要进一步说明的是，每个人脸信息对应不同的表情信息，即一个用户的人脸会对应多个表情，因此每个人脸信息对应多个不同的表情信息。

步骤S200、初始化表情灯控总策略

对表情信息对应的表情灯控分策略进行初始化设置；其中，每个表情信息对应有一个表情灯控分策略，且不同的表情灯控分策略组成该人脸信息对应的表情灯控总策略，例如针对某个房间的表情灯控总策略为：

其中，

表示第一个表情灯控分策略，

表示第二个表情灯控分策略，以此类推，第n个表情灯控分策略表示为

需要说明的是，表情灯控分策略指的是该表情对应设置的该房间内的灯光颜色、亮度等，以实现用户与灯光的情感交互。此外，本发明可以针对不同区域的灯光进行控制，例如房间、厨房、客厅等等，且不同的区域对应设有不同的表情灯控总策略。即用户可以对不同区域内不同表情对应的表情灯控分策略进行个性化设置，以实现用户的个性化需求，例如：

…，

值得说明的是，用户对应的表情灯控总策略存储至数据库中。需要进一步说明的是，若用户不进行个性化设置，则表情灯控分策略是默认的匹配设置，默认的匹配设置信息可以从云端的服务器获取，例如云端默认匹配设置的表情灯控总策略策略如下：

…，

步骤S300、采集信息

实时获取视频图像数据，具体地，按照设置的图像采样频率实时获取视频图像数据，该视频图像数据包括若干帧的视频图像数据。

步骤S400、图像处理

对第N帧视频图像数据进行处理并判断是否有人脸信息；其中，N＞1；需要说明的是，若第N帧视频图像数据中有人脸信息，则进一步对第N-1帧视频图像数据进行处理并判断是否有人脸信息；需要说明的是，通过判断第N帧和第N-1帧视频图像是否有人脸信息，从而可以调整图像采样频率，保证在有人的情况下采样频率够高从而实现识别的准确性和实时性。进一步地，若第N-1帧视频图像数据中有人脸信息，则根据人脸信息获取该人脸信息对应的表情灯控总策略，具体地，根据人脸信息进行人脸识别确定是否为被录入信息的用户。需要说明的是，人脸信息的匹配是根据存储用户人脸信息的数据库进行匹配。

若该人脸信息可以匹配到对应的用户，则从数据库中调取该用户对应的表情灯控总策略。值得说明的是，视频图像数据包括不同区域的视频图像数据，且不同区域对应不同的表情灯控总策略，即在调取表情灯控总策略是需确认用户位于哪个区域，进而可以选择正确对应的表情灯控总策略，而后执行步骤S500。

步骤S500、表情处理

对人脸信息进行处理获取表情信息，根据表情信息选择表情灯控总策略中对应的表情灯控分策略进行灯光控制。具体地，获取该人脸的表情emotion_m并缓存，查找face_m的表情灯控总策略下表情emotion_m对应的表情灯控分策略

是否存在，如果存在，则根据

进行灯光控制。否则根据该区域room_m内的设备信息

room_m：{light₁：common，light₂：brightness，...，light_n：rgb}

和表情emotion_m从云端获取对应的表情灯控分策略

并配置为face_m在room_m区域中表情为emotion_m的表情灯控分策略。

值得说明的是，在步骤S400中，若第N帧视频图像数据中无人脸信息，则对第N-1帧视频图像数据进行人脸识别并判断是否有人脸信息；进一步地，若第N-1帧视频图像数据中有人脸信息，则执行步骤S600。

步骤S600、采样间隔时间x处理

对视频图像采样间隔时间进行调整，具体地，利用以下公式对视频图像采样间隔时间x进行调整：

其中，u表示用于视频图像数据处理的CPU的使用率。需要说明的是，通过对视频图像采样间隔时间的设置，大大减少了用于视频图像数据处理的CPU的性能损耗。需要进一步说明的是，该采样间隔时间值可以由用户根据CPU性能以及实时性的要求来进行设定。

进一步地，在步骤S400中，若第N-1帧视频图像数据中无人脸信息，则执行步骤S700。

步骤S700、采样间隔时间y处理

对视频图像采样间隔时间进行调整，具体地，利用以下公式对视频图像采样间隔时间y进行调整：

值得说明的是，通过对间隔时间y的设置，可以实现表情灯控总策略响应的及时性。

进一步地，在步骤S400中，若该人脸信息无法匹配到已录入信息的用户，则执行步骤S800。

步骤S800、新用户的信息录入

录入该人脸信息，并获取不同区域的灯光控制设备信息，具体如下：

{room₁：{light₁：common，light₂：brightness，...，light_n：rgb}，

room₂：{light₁：common，light₂：brightness，...，light_n：rgb}，

…，

room_p：{light₁：common，light₂：brightness，...，light_n：rgb}}

而后对不同区域的表情灯控总策略进行初始化设置，具体地，从云端获取默认匹配设置的不同区域的表情灯控总策略，具体如下：

…，

将该新用户的录入信息和表情灯控总策略的设置信息存储至数据库中，而后执行步骤S500。

此外，需要说明的是，若用户对表情灯控总策略或者表情灯控分策略进行了改变，则将新的表情灯控总策略或者新的表情灯控分策略存储至数据库中进行更新，并且可以将新的表情灯控总策略或者新的表情灯控分策略传输至云端服务器，用于对云端表情灯控策略模型进行学习训练。

本发明的一种智能家居灯控装置，可以实现上述的一种基于人脸识别和表情识别的智能家居灯控方法，包括数据管理模块、采集模块、图像处理模块、表情识别模块和控制模块，采集模块和表情识别模块分别与图像处理模块连接，需要说明的是，采集模块用于实时获取视频图像数据，图像处理模块用于对视频图像数据进行处理并判断是否有人脸信息。而表情识别模块则用于对人脸信息进行处理获取表情信息。

进一步地，图像处理模块和表情识别模块分别与控制模块连接，且图像处理模块、表情识别模块和控制模块分别与数据管理模块连接，数据管理模块用于存储录入的人脸信息以及对应的表情灯控总策略。值得说明的是，控制模块用于加载和更新存储于数据管理模块的用户的表情灯控总策略，并且执行对应的表情灯控总策略。具体地，控制模块根据人脸信息以及表情信息获取对应用户的表情灯控总策略，并且执行对应的表情灯控分策略。例如，控制模块在对人脸信息进行匹配时，则根据数据管理模块存储的用户人脸信息进行匹配。此外，控制模块还将新用户的人脸信息以及相关的额表情灯控总策略存储至数据管理模块。

本发明的一种智能家居灯控装置，通过设置数据管理模块、采集模块、图像处理模块、表情识别模块和控制模块，可以实现根据不同用户的表情在不同区域内对应的灯光控制，实现了用户对于灯光控制的个性化定制需求，具有较强的应用广泛性，并且具有较强的实用性。

进一步地，本发明的一种智能家居灯控方法可以作为计算机程序存储于计算机可读取存储介质中。即本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，本发明的一种存储介质，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行以实现本发明的一种智能家居灯控方法。本发明的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。

Claims (10)

1.一种智能家居灯控方法，其特征在于，包括

实时获取视频图像数据；

对第N帧视频图像数据进行人脸识别并判断是否有人脸信息；其中，N＞1；

若第N帧视频图像数据中有人脸信息，则对第N-1帧视频图像数据进行处理并判断是否有人脸信息；

若第N-1帧视频图像数据中有人脸信息，则根据人脸信息获取该人脸信息对应的表情灯控总策略；

对人脸信息进行处理获取表情信息，根据表情信息选择表情灯控总策略中对应的表情灯控分策略进行灯光控制。

2.根据权利要求1所述的一种智能家居灯控方法，其特征在于，在获取视频图像数据之前还包括：

录入用户的人脸信息，每个人脸信息对应不同的表情信息；

对表情信息对应的表情灯控分策略进行初始化设置；其中，每个表情信息对应有一个表情灯控分策略，不同的表情灯控分策略组成该人脸信息对应的表情灯控总策略。

3.根据权利要求2所述的一种智能家居灯控方法，其特征在于，视频图像数据包括不同区域的视频图像数据，且不同区域对应不同的表情灯控总策略。

4.根据权利要求1所述的一种智能家居灯控方法，其特征在于，若第N帧视频图像数据中无人脸信息，则对第N-1帧视频图像数据进行人脸识别并判断是否有人脸信息；

若第N-1帧视频图像数据中有人脸信息，则对视频图像采样间隔时间进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种智能家居灯控方法，其特征在于，若第N-1帧视频图像数据中无人脸信息，则对视频图像采样间隔时间进行调整。

6.根据权利要求4所述的一种智能家居灯控方法，其特征在于，利用以下公式对视频图像采样间隔时间x进行调整：

其中，u表示用于视频图像数据处理的CPU的使用率。

7.根据权利要求5所述的一种智能家居灯控方法，其特征在于，利用以下公式对视频图像采样间隔时间y进行调整：

8.一种智能家居灯控装置，采用权利要求1～7任一项所述的一种智能家居灯控方法，包括

采集模块，该采集模块用于实时获取视频图像数据；

图像处理模块，该图像处理模块与采集模块连接，且图像处理模块用于对视频图像数据进行处理并获取人脸信息；

表情识别模块，该表情识别模块与图像处理模块连接，且表情识别模块用于对人脸信息进行处理获取表情信息；

控制模块，所述图像处理模块和表情识别模块分别与该控制模块连接，且控制模块用于根据人脸信息和表情信息获取对应的表情灯控分策略，并对灯光进行控制。

9.根据权利要求8所述的一种智能家居灯控装置，其特征在于，还包括数据管理模块，所述图像处理模块、表情识别模块以及控制模块分别与数据管理模块连接。

10.一种存储介质，其特征在于，该存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现权利要求1～7任一项所述的一种基于智能家居灯控方法。

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