[发明专利]基于表情模型识别的灯光智能调节系统及其方法

权利要求书

1.一种基于表情模型识别的灯光智能调节系统，其特征在于：由图像采集及灯光控制装置、表情识别装置连接构成，所述图像采集及灯光控制装置由装置外壳及其内部电路构成，所述装置外壳由底座及支撑架连接构成，在底座设有电源插孔和USB插孔分别用于连接外部电源和连接表情识别装置，在底座的中部安装有水平旋转电机且输出轴连接支撑架，在支撑架的上端连接有垂直旋转电机且电机输出轴连接色光灯及CCD传感器；内部电路包括电源模块、图像采集模块、单片机、传输模块、灯光驱动模块、多种色光灯、水平旋转电机和垂直旋转电机，电源模块连接到图像采集模块、单片机、传输模块、灯光驱动模块、多种色光灯、水平旋转电机和垂直旋转电机并为图像采集模块、单片机、传输模块、灯光驱动模块、多种色光灯、水平旋转电机和垂直旋转电机供电，所述的图像采集模块与单片机相连接并将采集的人脸图像传输给单片机，单片机通过传输模块与表情识别装置相连接并将单片机采集的人脸图像通过传输模块传输给表情识别装置，表情识别装置通过对图像进行分析处理并将控制信号发送给单片机，单片机通过驱动模块与多种色光灯相连接，单片机根据表情识别装置传送的灯光控制信号通过驱动模块控制不同色光灯工作，单片机通过水平旋转电机、垂直旋转电机分别控制支撑架水平旋转、色光灯及CCD传感器垂直旋转。

2.根据权利要求1所述的基于表情模型识别的灯光智能调节系统，其特征在于：所述图像采集模块包括CCD传感器、CPLD模块和RAM存储器，CPLD模块分别与CCD传感器和RAM存储器相连接实现人脸图像采集及存储功能，CPLD还与单片机相连接实现能够实现人脸图像传输功能。

3.根据权利要求1所述的基于表情模型识别的灯光智能调节系统，其特征在于：所述传输模块为Wi-Fi模块或USB模块，单片机通过Wi-Fi方式或USB方式与表情识别装置相连接。

4.根据权利要求1所述的基于表情模型识别的灯光智能调节系统，其特征在于：所述驱动模块由多路驱动电路构成，每路驱动电路均由三极管连接相应的色光灯，驱动相应的色光灯工作，所述色光灯包括白色灯、浅蓝色灯、柠檬色灯、橘黄色灯和粉红色灯，每种色灯有两个并以摄像头为中心对称布置。

5.根据权利要求1所述的基于表情模型识别的灯光智能调节系统，其特征在于：所述的表情识别装置为一台安装有人类情绪判别及灯光调节系统软件的计算机，该人类情绪判别及灯光调节系统软件由系统控制模块、自动识别循环模块和学习模块组成，所述自动识别循环模块由图像采集模块、图像预处理模块、人脸定位模块、人脸检测模块、表情特征分析模块及灯光控制模块依次连接构成。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的基于表情模型识别的灯光智能调节系统的调节方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、将图像采集及灯光控制装置与表情识别装置连接在一起，并启动运行表情识别装置内的人类情绪判别及灯光调节系统软件；

步骤2、图像采集及灯光控制装置拍摄用户的人脸图像并将人脸图像传送给表情识别装置；

步骤3、系统控制模块判断当前运行状态，如果当前运行状态为自动识别运行模式，则执行表情识别循环模块，对图像采集及灯光控制装置传来的人脸图像进行表情分析并向图像采集及灯光控制装置发送灯光控制信号；如果当前运行状态为学习模式时，则执行步骤5；

步骤4、图像采集及灯光控制装置根据表情识别装置传来的灯光控制信号，通过灯光驱动模块进行不同色光灯的开关控制；

步骤5、系统控制模块启动学习模式，修改表情模型库。

7.根据权利要求6所述基于表情模型识别的灯光智能调节方法，其特征在于：所述步骤3执行表情识别循环模块的具体步骤为：

(1)图像采集模块接收人脸图像；

(2)图像预处理模块对采集来的图像进行预处理，通过滤波、校正手段去除噪声以及对比度缺陷；

(3)人脸定位模块分析当前图像中是否包含人脸的数据和人脸的表情关键点数据；如果不包含人脸数据，则返回步骤(1)开始下一次循环；如果包含人脸数据，对人脸的外轮廓数据进行人脸尺寸和数据标准化，表情特征分析模块结合表情模型库进行表情特征分析，根据相似度判断人脸表情；

(4)灯光控制模块根据表情特征分析模块给出的表情值，将其转换为灯光控制信号并通过系统控制模块向图像采集及灯光控制装置发送。