用於對照明和/或播放圖像加以控制的方法及交互系統的製作方法

2023-04-28 20:13:36 1

專利名稱：用於對照明和/或播放圖像加以控制的方法及交互系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於對照 明和/或播放圖像加以控制的交互系統，還涉及一種 更改空間內照明環境(Iightingambiance)的方法。
背景技術：
WO 00/75417揭示了一種設置有傳感器的智能地板，該傳感器用於檢測變化， 並能夠例如在有人進入房間時照亮房間以及在最後一位房客離開房間時關掉燈光。這種系統的缺陷是其不能方便地安裝在現有的住宅中。已知的還有聚光燈，其配備有移動傳感器及環境照明傳感器(ambientlighting sensor),以便在空間內檢測到移動時照亮該空間。這種聚光燈一般是留在戶外使用，並 且它們僅僅指示某地段內的人的存在，而沒有指示此人的位置。當一個房間是由多個光源照明(例如，由一個或多個枝形吊燈、一個或多個壁 燈、和/或一個或多個裝有燈罩的檯燈照明)時，每個光源都在房間的對應位置按其自身 特定的方式並根據人在所述房間所處的位置來提供照明，最佳照明往往對應於被打開光 源的某些特定組合。此最佳組合根據由自然光導致的光等級(Iightlevel)而在一天內發生變化。存在一種針對現有的照明進行特別改進的需求，以便在考慮到各種光源的具體 特性、光源的布置以及人在空間內的位置時以令人滿意的方式照亮空間。還存在一種在空間內打造照明環境的需求。

發明內容
交互系統除了其他意圖以外，本發明的第一方面還試圖滿足這些需求。本發明通過一種用於控制照明和/或圖像播放的交互系統來實現，該系統包 括·至少一個圖像採集裝置，其具體為攝像機；·底座模塊，被配置為接收並分析來自所述圖像採集裝置的信息，以便檢測在 所述圖像採集裝置的視野(field)內至少一個人的存在；·至少一個控制模塊，被配置為接收來自所述底座模塊的控制信號，並根據 所述控制信號來控制至少一個光源的強度和/或方位(orientation)，和/或控制至少一 個被播放的視覺內容(例如，選自預定的圖像或圖像序列中)，以遵循預定的照明關係 (lighting relationship)。利用本發明，可以根據各種光源的具體特性、人在所述空間內的位置以及由自 然光導致的光等級來自動執行與所述系統相關聯的空間的照明。本發明能夠避免在地板中安裝傳感器。交互系統及底座模塊
所述底座模塊可被配置為接收並分析來自圖像採集裝置的信息，以便檢測在圖 像採集裝置的視野內至少一個地段的照明等級(lighting level)，例如，以便控制該光源或 每個光源的光等級。這就能夠以跟需求相匹配的方式來實現相對精確的照明控制。所述底座模塊可以被配置為響應於來自所述圖像採集裝置的信息，來以二維 (x, y)方式(或者在有兩個圖像採集裝置時實際上以三維(X，y，Ζ)方式)確定位於圖 像採集裝置視野內的人的空間坐標。這就能夠根據這些空間坐標控制不同的光源，以便 為位於與本發明交互系統相關聯的空間內的人提供最佳照明。例如，交互系統可以確定 只有某些光源需要用高於某些預定閾值的光強度(Iightintensity)來照亮房間，而其他光源可以關閉或是以低於給定閾值的強度來照亮房間，以便打造相對漫射的環境照明。本發明能夠提供一定舒適度的光，同時還通過避免對與交互系統相關聯的空間 的過度照明或無謂照明而使能源得以節省。本發明還可以使得室內人的活動能夠被考慮進去，以便確定對應的最佳照明。 例如，交互系統可以確定人在室內但沒有移動，這例如可能對應於一個坐著(例如正在 閱讀)的人。在這種情況下，交互系統可以減小遠離此人的光源的強度。交互系統還 可能檢測到一個人在室內頻繁變換位置，在這種情況下，交互系統可以將整個房間的漫 射照明維持在一個相對較高的等級，以避免過於頻繁地改變室內照明。系統還可能確定 一個人或多個人在運轉著的顯示屏(Videoscreen)前保持靜止，隨後便可更改環境照明等 級。根據人所處的位置，交互系統還可通過使得圖像或圖像序列得以播放來在他們 所位於的(多個)地段中提供娛樂。底座模塊可以被配置為，至少在系統第一次投入運 行時，使每個光源接連(in succession)打開，並記錄由每個光源所產生的光強度的空間分 布。為控制光源的接連打開，底座模塊例如可以向每個控制模塊發送連續的控制信號。因此，交互系統能夠確定哪個光源要被打開以及光源應該發出何種強度，以用 最佳方式給與交互系統相關聯的空間的區域提供照明。本發明能夠將不同光源的具體特性考慮進來。訓練交互系統的階段可發生在空 間未接收任何自然光的時候，例如，在晚上或是在關上的窗簾(shutter)之後。這給針對 來自每個光源的光的空間分布方式的測量帶來更大的精確度。可以由交互系統存儲針對 不同光源的列表，其中每個光源與所述空間分布以及在圖像採集裝置的觀察視野內提供 的光強度相關聯。照明的更改可以僅導致光源的開啟或關閉，和/或僅導致由每個光源的光強度 產生漸變。照明的更改還可以導致對至少一個光源的方位的更改，如果此光源是由馬達驅 動的話。例如，可以在圖像採集裝置或底座模塊中整合圖像處理器。交互系統可以被設置為檢測移動、定位攝像機覆蓋的觀察視野內的人、測量光 強度。在合適的場合，交互系統還可以被設置為識別形狀(例如，用於區分動物或人的 目的)或識別人臉，從而使交互系統得以執行其他功能(例如，至少在某個程度上辨認出 人並檢測侵入)。系統可具體檢測人臉正面朝向光源，從而減小該光源的強度並減小眩目的風險。交互系統可以包括至少一個傳感器而不是攝像機，例如一個紅外的在場檢測 傳感器(presence sensor，其是一種熱電傳感器)或一個使用光電管的光敏傳感器(light sensor)。底座模塊可被配置為處理來自這種附加傳感器的至少某些信息。熱電傳感器的 作用例如可以是用來觸發系統的運行從無照明的待機狀態啟動。底座模塊可以從用戶接收信息，該信息可以由用戶通過控制板、無線遠程控制 或計算機(尤其可以利用包含用戶接口的合適程序)來傳達至底座模塊。底座模塊例如 可包括接口，該接口使底座模塊得以通過無線電、電力線載波(PLC)或乙太網或RS232 或其他連接來實現通信，從而，例如能讓用戶查看圖像，並對交互系統根據所觀察到的 圖像進行響應的方式加以編程。還可以這種方式使得交互系統以完全獨立的方式運行，無需用戶進行任何編 程，或可將編程降低至最低限度，從而，例如向底座模塊通知連接至光源的遠程控制模 塊的存在、或啟動訓練系統、或執行復位。光源該光源或每個光源可以選擇自滷素燈、白熾燈泡、發光二極體(LED)或類似元 件(有機發光二極體(0LED)···)、螢光燈和投影圖像的裝置，所述投影圖像的裝置具體 為液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器、陰極射線管、背投機、視頻投影機…。因而，與交互系統相關聯的空間的照明可以至少部分來自於視頻顯示屏顯示的 發光圖像，或來自於例如通過可選地設置有調焦器件、調整擴散角(beam divergence)的 器件或濾色鏡的投影機而投影在各種媒介上的發光圖像。該照明還可以來自於視頻投影 機。可以使用視頻顯示屏或視頻投影機作為光源。當至少部分照明是由發光圖像提供 時，這些圖像可以是靜止或運動的，並且可選地是預定的。例如，交換系統可被設置 為測量與打開電視機或計算機屏幕相關聯的照明，並可選地校正來自其他光源的照明等 級，以便將這些照明考慮進去。例如，交互系統可檢測到顯示屏已經被打開，並且系統 可以被編程為在檢測到有面對顯示屏的人存在後降低來自其他光源的照明等級。交互系 統可以被設置為檢測人的存在及其位置，並例如根據此人的位置來投射圖像，以打造引 人關注的局部特色(local features of interest)。這有利於例如在商店中、在商店櫥窗中或 在街上發布廣告信息。 交互系統可以包括諸如枝形吊燈等照明器(Iuminaire)，該系統包括攝像機、底 座模塊、至少一個控制模塊和至少一個光源。該交互系統可以僅包括該照明器，或者其 也可以包括未整合在該照明器中的用於控制遠程光源的其他控制模塊，這些其他控制模 塊例如被插在電源插座上或整合在電氣控制板中。所述照明器可以具有多個定向光源以及至少一個漫射光源。舉例來說，交互系 統被設置為根據由攝像機提供的信息而以可變化的強度打開定向光源，以便朝已經檢測 到有人存在之處的方向提供照明。來自所述漫射光源的漫射照明的強度等級可以是恆定 的，或者是例如根據與自然光相關聯的環境照明等級而可變的。在合適的場合，所述漫 射照明可以由牆上開關控制。漫射照明的等級可以根據由底座模塊所確定的人的活動來控制。聚光照明等級 相對漫射照明等級的比率還可取決於以這種方式確定的人的活動。例如，當人在與系統相關聯的空間內四處走動時，漫射照明的等級要高於人在靜止時的等級。圖像採集裝置圖像採集裝置可包括攝像機。
攝像機可具有紅外視覺。如上所述，在合適的場合，交互系統可包括熱電傳感器。攝像機可通過有線連 接或無線連接而連接至底座模塊。攝像機可通過複合視頻輸出連接至底座模塊。在一個 改型中，攝像機是整合在底座模塊中的。攝像機可以是黑白的或彩色的。舉例來說，攝 像機的解析度可以是至少大約兩百萬像素。攝像機可選為機動式。其可包括麥克風和音 頻輸出，其可以用於確認人的存在，或例如可有利於在音頻識別程序的幫助下利用語音 來控制照明。攝像機(例如其可被設置為進行360°觀察)可以包括廣角鏡頭(例如圓頂型 (dome type)或其他類型的鏡頭)，該攝像機例如為具有廣角鏡頭的標準攝像機。當被設置為360°觀察時，攝像機可以例如用其垂直向下延伸的觀察軸來定向， 攝像機例如直接或經由其被整合其中的照明器來通到天花板。本發明的交互系統可包括多個攝像機，具體可為兩個攝像機，底座模塊可以被 配置為從每個攝像機接收至少某些信息。每個攝像機可以僅覆蓋與該交互系統相關聯的 空間的一部分。各攝像機的觀察視野可選為重疊。控制模塊控制模塊可包括調光器，以便更改至少一個光源的強度。舉例來說，所述調光 器可被設置為生成至少4位編碼的照明等級(例如具有22級)。控制模塊還可被配置為更改至少一個光源的方位。在這種情況下，控制模塊 可包括至少一個鉸鏈(hinge)，該鉸鏈連接光源和適於更改該光源方位的電機。舉例來 說，交互系統可用於將方位可調節的光源指向人所佔據的地段，其中此人的存在已被檢 測到。當處於遠程時，控制模塊可經由選自以下方式的連結與底座模塊通信可選的 有線連接、PLC (例如XlO類型)或無線電(WiFi、藍牙、Wimax)連接。預定的照明關係交互系統可以包括存儲器，該存儲器中存儲有預定的照明關係。舉例來說， 這一關係可以試圖在已經檢測到有人存在的地段內確保預定的照明等級例如大於給定閾 值。這一閾值可選地可由用戶調節，所述調節例如使用底座模塊上存在的電位計或其他 調節器件、或者通過遠程控制、或者通過與底座模塊連接的終端來進行。例如，在合適的場合，可以在底座模塊中預存多個預定的照明關係，用戶可以 根據所需的氛圍選擇其中之一。在另一個改型中，當使用此系統時，特別是當系統能夠通過例如WiFi連接等而 在網際網路上通信時，預定的照明關係可以從伺服器下載。例如，根據對人或人群的活動的確定(作為對人或人群的移動的分析結果)，預 定的照明關係可以對來自定向光源的照明等級與來自提供漫射照明的光源的照明等級之 間的比率作出響應。方法
與上 所述相獨立地或相結合地，本發明的另一方面還提供一種自動更改空間內 照明或照明環境的方法，該空間包括至少一個光源，用於至少部分地照明該空間，所述 方法包括以下組成步驟·採集至少一部分所述空間的至少一個圖像，該部分適於由所述至少一個光源 照明；·分析所述圖像，以檢測至少一個人的存在並可選地測量所述空間內的光等 級；以及·根據如此執行的分析，控制所述光源以遵循預定的照明關係。術語「自動」意指無需人為介入而例如使用上述定義的交互系統。與以上所述相獨立地或相結合地，本發明還提供一種初始化以上所定義的交互 系統的方法，所述方法與包括至少一個光源的空間相關聯地使用，並包括以下步驟a)安裝所述系統；b)打開光源；c)使用所述圖像採集裝置(其具體為所述攝像機)來確定所述空間的光等級或打 開所述光源的影響範圍，並存儲對應的信息；以及d)在合適的場合，針對其他光源重複步驟b)和C)。在至少一個控制模塊被配置為更改光源的方位時，所述初始化方法還可包括以 下組成步驟更改所述光源的方位，以及根據所述光源的方位接收並存儲至少某些來自 所述攝像機並與所述空間照明相關的信息。在這種情況下，所述方法可包括針對定光源 重複上述步驟這一組成步驟，以存儲利用給定光源的不同方位而獲取的不同照明配置。初始化所述系統的階段a)可包括以下組成步驟將所述系統置於關聯空間內， 以使所述攝像機得以觀察所述空間的至少一個地段；以及將所述系統連接至供電網。階 段a)還可以包括將控制模塊連接至供電網這一組成步驟，所述光源被連接至所述控制模 塊。例如，至少某些控制模塊可被設置為接收PLC信號並可由包括插頭和插座的單元構 成，所述插頭用於插入牆上的插座中，所述插座用於接納光源的插頭。例如，特別是在晚上，所述初始化方法例如可以規則的時間間隔自動執行，以 便更新各光源的特性。所述系統可被設置為通過對應的控制模塊控制最大數量η的遠程光源。所述交互系統可以向這η個控制模塊的地址依序發送控制信號，並確定是否響 應於發送控制信號而發生照明的更改。如果沒有更改，則所述系統推斷與此地址相關聯 的控制模塊不存在。與以上所述相獨立地或相結合地，本發明的另一方面還提供一種控制圖像播放 的自動方法，所述方法包括以下組成步驟·利用至少一個諸如攝像機等圖像採集裝置採集至少某些信息，所述信息與至 少一個人在地段內的存在和/或活動相關，所述地段可能對應於所述圖像採集裝置(具體 為所述攝像機)的觀察視野；·分析所述信息；以及·根據所述信息，應用預定的圖像播放關係來控制預定媒介上的圖像的播放。這一方法有利於在商店櫥窗中打造引人關注的特色，例如根據窗外人的位置和/或活動來投射不同的圖像。例如所 述與至少一個人的存在相關的信息可包括與此人的身份(identity)相關的 信息，系統能夠進行臉部識別。在這種情況下，所述圖像播放關係(具體為對要播放的 圖像的選擇和/或對要將圖像投射其上的媒介的選擇)可基於此人的身份或身高而定。舉例來說，所述交互系統可以基於場景或商店櫥窗的觀察者被識別為成人還是 兒童來播放不同的圖像。從而，例如能夠針對場景或在商店櫥窗中打造特定的引人關注 的特色。其他實施例與以上所述相獨立地，本發明的另一個方面提供一種用於照明例如位於商店櫥 窗、陳列櫃或博物館中的物體(object)的交互系統，所述交互系統包括· 一個或多個照明所述物體的光源；·攝像機，具有指向遠離所述物體的方向的視野；以及·數據處理器系統，用於處理來自所述攝像機的數據並用於控制所述光源；所述處理器系統被設置為根據針對位於所述攝像機的觀察視野內的一個人的至 少一部分臉部的檢測來更改由所述光源發送的照明。這一交互系統能夠很方便地在商店櫥窗中提供引人關注的特色，以增加其吸引 力，並且可以通過當沒有觀察者存在時不照亮該商店櫥窗來實現能源的節約。進而，由所述光源照亮的物體可以是博物館中的展品。對照明的更改可包括·打開或關閉由所述交互系統控制的光源；和/或·改變所述光源的顏色；和/或·增加或減小由一個或多個所述光源提供的光強度。例如，在打開或關閉光源的任何時候，隨著光強度的逐步變化，照明可以逐步 地打開或關閉。舉例來說，被觀察的物體可以是博物館展品，其可能是對最大照明量有限制的 受制物品(subject)，為避免損壞展品，不能超過其最大照明量。 本發明能夠儘量減少對這一物體的照明並避免無謂照明，這樣由於僅在該物體 被觀察時才對其照明，該物體可以向公眾展示更長的時間，而無需擔心超過其能夠接受 的最大累積劑量的光照。在合適的場合，對來自攝像機的圖像的分析不僅用於檢測在攝像機觀察視野內 至少一個人的臉部的存在，還用於檢測此人正面對的方向(例如此人的凝視方向)，從而 能夠進一步減小任何無謂地更改物體照明的風險。可以這種方式配置交互系統，以便根據如此檢測到的方向來以不同方式更改至 少兩個光源的照明。例如，可以在所檢測到的臉部正在觀察的地段中增強強度。在合適的場合，除了進行照明更改之外，交互系統還可被設置為使得視聽內容 得以播放，所述視聽內容可能與被觀察的物體有關，例如當此物體是博物館展品時，所 述視聽內容可以包括對此物體的解說詞，當此物體用於銷售並在商店櫥窗中展示時，所 述視聽內容可以是廣告。所述攝像機可對物體的觀察者隱藏，具體而言，其可被放置在半反射面後。
當交互系統被用來放置在博物館中時，特別是當物體為博物館展品且該展品是 最大光暴露時段的受制物品時，交互系統可以包括用於計量照明時段的計量儀。交互系統可不配備用於存儲由攝像機拾取的圖像的大容量存儲器件(bulk storage means),並且可不配備將所述圖像發送至伺服器的任何器件。術語「大容量存儲器件」 應該理解為是指能夠存儲數M或數G的數據的任何存儲器，例如SD型存儲卡或其他閃 存、硬碟、磁碟或光碟。因而，交互系統不在存儲器中存儲已經觀察過所述物體的臉部的圖像。交互系統可以很方便地被整合到用於照亮所述物體的燈具(例如壁燈)中，所述 燈具例如包括用於將其固定至牆壁的支架以及一個或多個承載一個或多個光源的臂，例 如，所述攝像機能被緊固至其 中一個臂，並且所述處理器系統能位於用於固定至牆壁的 支架中或位於由上述其中一個臂支撐的外殼中。所述攝像機可以是用可見光觀察或用紅外光觀察的攝像機。本發明的另一方面還提供一種自動更改物體照明的方法，該物體由至少一個光 源照明，該物體具體為一種位於商店櫥窗、陳列櫃或博物館中的物體，所述方法包括以 下步驟·通過攝像機採集圖像，所述攝像機具有指向遠離所述物體的方向的視野；·在所採集的圖像中檢測一個人的至少一部分臉部；以及·根據前一步驟進行的檢測更改光源的照明。所述照明的更改可包括·打開或關閉所述光源；和/或·改變所述光源的顏色；和/或·增加或減小來自一個或多個所述光源的光的強度。所述方法可包括檢測人臉部的方位的步驟。例如，除了進行照明的更改之外，還可以傳送視聽內容，其中視聽內容例如可 與被觀察的物體相關。所述方法可以免掉將由攝像機拾的取圖像存儲在大容量存儲裝置中的所有步驟 或將所述圖像發送到伺服器的所有步驟。通過閱讀以下對本發明的非限制性實施例的描述和查看說明書附圖，可以更好 地理解本發明。


圖1為本發明的交互照明控制系統的實例示意圖；圖2為安裝有根據本發明的交互系統的空間的透視截視和示意圖；圖3為用於解釋圖1的交互系統的操作的框圖；圖4為用於對分析和確定預定的照明關係的實例進行解釋的框圖；圖5為本發明另一方面的用於照亮物體的交互系統的實例的示意圖；以及圖6及圖7示出根據檢測此人臉部的結果由交互系統為了照亮物體而進行的更改 (modification)。
具體實施例方式圖1示出一種交互照明控制系統1，包括圖像採集裝置及底座模塊3，在示出的 實例中圖像採集裝置自身包括攝像機2，底座模塊3被配置為接收並分析來自攝像機2的 信息，例如用以檢測攝像機2的 視野內至少一個人P的存在(能檢測其位置則更好)，並 且還選擇性地檢測攝像機2的視野的至少一個地段中的照明等級。該圖示示出一個單個攝像機，然而本發明的系統可以具有多個攝像機而不會脫 離本發明的範圍。在這種情況下，每個攝像機可以被配置為向底座模塊3發送至少某些 對應的信息。當存在有數個攝像機時，底座模塊可以被配置為根據由攝像機發送的信息 來確定位於攝像機視野內的人的三維空間坐標(χ，y，ζ)。交互系統1還具有多個控制模塊4，每個控制模塊被配置為接收來自底座模塊3 的控制信號。控制模塊4還被配置為響應於所述控制信號來控制至少一個相關的光源5的強度 和/或方向。連接至交互系統1的光源的數目優選大於一。每個控制模塊4可以連接至 一個或多個光源。每個控制模塊4可以包括諸如繼電器等電氣開關，或更優選為半導體開關，例 如是可控矽或電晶體開關，或絕緣柵雙極電晶體(IGBT)。每個控制模塊4例如通過改變打開時段/關閉時段(on-duration/off-duration)的 脈衝-間隔比(mark-spaceratio)能夠有利於逐步調整光強度。舉例來說，等級調整可以 是二進位(打開或關閉)式的，或者也可以是漸進式的(例如，至少是4位編碼)。每個控制模塊4例如可以通過連接到110伏特(V)或220伏特(V)供電網而具 有自己的電力供應。例如通過所示的直接有線連接10、或通過所示的間接連接11 (例如通過PLC)、 或者實際上是通過其頻帶例如在400兆赫茲(MHz)左右、800MHz左右或2千兆赫茲 (GHz)左右的無線射頻(RF)連接，底座模塊3可經由各種類型的連接而與該控制模塊4 或每個控制模塊4通信。攝像機2可以是圓頂型廣角攝像機或其他類型的攝像機，例如是具有廣角鏡頭 的標準攝像機。底座模塊3被配置為接收並分析來自攝像機2的視頻信號，以便檢測出現在攝像 機視野內的一個或多個人的存在和/或移動，並選擇性地測量攝像機視野內的光強度。例如，底座模塊3可被配置為不僅接收來自攝像機的信號，還接收來自其他傳 感器(例如一個或多個在場檢測傳感器或光等級傳感器)的信息。交互系統可以很方便 地不具有附加傳感器，從而簡化其操作，或者可以具有熱電傳感器作為其僅有的附加傳 感器。底座模塊3包括存儲數據的存儲器，所述數據與由每個光源產生的光等級有關。圖2示出具有各種光源的空間7的實例，所述光源由交互系統1控制。空間7 在攝像機2的視野內整體可視，在所示實例中，攝像機2具有賦予其360°視覺的鏡頭。如圖所示，攝像機2與底座模塊3可整合在枝形吊燈20中。枝形吊燈20還可整 合有連接至控制模塊的光源5 (例如為3個定向光源或點光源5a以及一個漫射光源5b)。
枝形吊燈20的定向光源5a例如可由LED組成，以便定向發光；漫射燈5b由一 組剝離後的光纖(stripped optical fiber)(即具有透明護套)生成，從而使空間7能得到大致 均勻的照明。其他光源5c及5d連接至控制模塊4，該控制模塊4通過遠程連接11 (例如通過 PLC連接)連接至底座模塊3。舉例來說，光源5c包括滷素燈，而光源5d包括白熾燈。光源5c連接至控制模 塊4(不可見)，在本實例中該控制模塊4自身經由PLC連接而連接至底座模塊3。如圖所示，空間7可選地包括圖像投影裝置(例如視頻顯示屏6)。該屏幕可選 地與控制模塊相關聯，以使其能打開或關閉，和/或能顯示圖像或預定的圖像序列。圖1及圖2示出的交互系統4 一旦按下面解釋的方式初始化，則可進行如下操作。當一個人P進入空間7時，攝像機2觀察到這人的進入，底座模塊3分析圖像 並確定這個人P的二維空間坐標(X，y)，或者如果使用的是至少兩個或更多個攝像機的 話，則實際上確定的是其三維空間坐標(χ，y，ζ)。為了確定一個人或多個人的坐標，交互系統可進行如下操作。可由攝像機2 採集第一圖像。底座模塊3可例如通過格瑞姆森(Grimson)等人的方法來界定背景圖 像。採集第二圖像或當前圖像。計算第二圖像與第一圖像之間的差異圖像。隨後通過 格瑞姆森(Grimson)等人的方法來更新背景圖像(參見出版物一種採用陰影檢測的用 於實時跟蹤的改良式自適應背景混合模型，第二屆高級視頻監控系統歐洲研討會會報， AVBSO1, 2001年9月，視頻監控系統；計算機視覺與分布式處理，Kluwer學術出版社 (An improvedadaptive background mixed model for real-time tracking with shadow detection, Proc.2nd European Workshop on Advanced Video Based Surveillance Systems, AVBSO1， September 2001, Video Based Surveillance Systems ； Computer Visionand Distributed Processing, Kluwer Academic Publishers))。然後可以過濾差異圖像。沒有構成背景圖像部分的「前景」像素可能會一起組 成連接像素的集合(被稱為「光泡」(blobs))。此後，例如可使用卡爾曼濾波器(Kalman filter)測量並過濾所述光泡的重心位置，以便確定此人或每個人的坐標，進而確定其位 置。在系統操作的整個期間，可重複採集第二圖像直至測量所述重心位置的步驟。在已經對由攝像機2傳送的信息進行分析和處理之後，底座模塊3可通過向控制 模塊4發送控制信號來使得一個或多個光源5打開，從而執行預定的照明關係。如下面 參考圖4所述，該關係可以將人的活動還有光強度考慮進來，其中此人的活動由系統根 據其檢測到的移動來確定，而該光強度則與任何自然光及已有的光源相關聯。舉例來說，底座模塊3可以經由相關的控制模塊4來動作，以根據與自然光相關 聯的環境照明來設定漫射光源5的強度。底座模塊3還可以發送控制信號來使得光源5C和5D打開。如圖所示，假設人 P坐在椅子上，底座模塊3計算人P的新坐標，並在預定時段後確定此人不再移動。隨 後，應用預定的照明關係，底座模塊3例如可將照明限制至此人所坐落的地段。如圖3所示，可對交互系統1進行如下的初始化。在步驟30中，安裝交互系統1，即在空間7中放置和連接該交互系統1。
在步驟31中，交互系統1通過打開光源i而開始初始化，並在步驟32中使用攝 像機來記錄由光源i導致的光在空間7中的對應的空間分布。對所有的控制模塊及相關的光源重複步驟31及31。可在列表中存儲對應的信 肩、ο當就每個光源的效果來對系統進行相關空間的照明訓練時，可將光源的照明控 制為最大等級並在隨後關掉該光源。在一個改型中，可能的話，可使用多個光強度等級 來進行每個光源的訓練。在步驟33中，攝像機2採集一個或多個圖像，所述圖像被傳送至底座模塊3。在步驟34中，底座模塊3分析這些圖像，以及在步驟35中，底座模塊根據這一 分析確定每個光源所需要的照明等級以遵循預定的照明關係。
在步驟36中，底座模塊將對應的控制信號發送至在步驟37中動作的控制模塊 4，以將光源驅動至所需的強度。以足夠高的頻率重複步驟33至步驟37，以給交互系統賦予必要的反應性。圖4示出如何分析和確定預定的照明關係的實例。在該實例中，底座模塊3可在步驟40中被設置為響應於接收自攝像機2的圖像 來確定與出現在攝像機的覆蓋空間內的此人或每個人的重心的移動相關的信息，連同確 定他們的移動量的指標。然後，在步驟41中，底座模塊3可被設置為根據該信息和資料庫來估計每個人 最可能的活動，而所述活動具體可以是選自諸如吃飯、閱讀、睡覺、鍛鍊等等一般性活 動。如果檢測到有數人，在合適的場合，在步驟42中底座模塊3可被設置為基於 上述信息和資料庫來比較這些人最可能的活動，並估計出在空間內進行的一般性活動。 例如，兩個人在一塊就餐的可能性要大於其中一個人要吃飯而另一個人卻在鍛鍊的可能 性。在步驟43中底座模塊3可被設置為藉助於資料庫來輸入符合情景邏輯的活動。 例如，對於多個人來說，在開會後一起就餐的可能性要大於他們鍛鍊的可能性。在步驟44中，底座模塊3可以被配置為根據空間內的人的活動來確定全局和局 部的最佳照明。在步驟45中，交互系統可以被配置為對環境光等級進行測量。在步驟46中，底座模塊3可以被配置為根據在上述的系統初始化時段為每個光 源存儲的光等級，來確定將由光源提供的光的附加量以及光源將具有的強度，以便實現 步驟44中確定的最佳照明。在步驟47中，底座模塊3被設置為向控制模塊4發送控制信號。例如，可以規則的時間間隔來執行這些步驟。本發明不限於上述實例。參考圖5至圖7，下面是對本發明另一方面的交互系統100的描述。交互系統100具有至少一個光源101、至少一個攝像機102以及至少一個處理器 系統103，處理器系統103用於處理由攝像機發送的圖像並用於根據這些圖像來控制光源 101。
舉例來說，攝像機可以隱藏在半反射面(未示出)後面。處理器系統103被具體設置為檢測攝像機102的視野中人P的臉部，該視野可以 從物體O向外引出，也即朝向物體O的可能的觀察者。處理器系統103例如可執行由RViola和M.Jones發表的出版物《利用簡單特徵的 boosted cascade 算法的快速目標檢測(Rapid object detection usinga boosted cascade ofsimple
features)》中描述的方法，其具體實施可以在英特爾(Intel )發布的開源計算機視覺
(OpenCV)庫中得到。處理器系統103可以執行一個循環，在該循環中由攝像機102初始採集圖像，然 後對其進行分析，同時取決於圖像中是否檢測到人臉而更改對物體O的照明。 處理器系統103可以包括微型計算機或其他相當的計算機裝置。照明可以經由 專用接口來控制，例如照明可以經由PLC、RF或紅外(IR)系統來控制。例如，在檢測到人臉時，增加(例如逐步地增加)來自光源101的光強度；並且 在未檢測到人臉時，在所述處理循環的每一次交互時逐步減小所述強度。在圖5的實例中，由交互系統100照明的物體O是一件博物館展品，例如為油 畫，並且處理器系統103還包括用於檢測照明時段的計量儀。在一個未示出的改型中，交互處理器系統100還包括屏幕(例如LCD類型的平 面屏幕)和/或一個或多個麥克風，使得對被觀察的展品O照明的改動伴隨有交互系統 100播放與所述展品相關的視聽內容。在攝像機的視野內檢測到人臉的存在後，處理器系統103可以確定此人臉正在 觀看的方向，例如此人的凝視方向。圖6示出交互系統100在檢測到人臉並相應地更改物體O的照明時由該系統進行 的照明更改。圖7示出因再未檢測到人臉而未對所述物體進行照明的情形。在另一未示出的實例中，交互系統100被整合到與物體相關聯的燈具(例如壁掛 式燈具)中。在另一未示出的改型中，物體O被置於商店櫥窗或家庭陳列櫃中。除非有相反的申明，「包括一(個)」的表達應理解為與「包括至少一(個)」 同義。
權利要求
1.一種交互系統(1)，用於對照明和/或圖像播放加以控制，該系統包括 至少一個圖像採集裝置，其具體為攝像機(2)； 底座模塊(3)，被配置為接收並分析來自所述圖像採集裝置(2)的信息，以便檢測 所述圖像採集裝置的視野內至少一個人(P)的存在；以及 至少一個控制模塊(4)，被配置為接收來自所述底座模塊(3)的控制信號，並根據 所述控制信號來控制至少一個光源(5)的強度和/或方位，和/或控制至少一個播放的視 覺內容，以遵循預定的照明關係；至少在該系統開始投入使用時，所述底座模塊(3)被配置為使得所述光源(5)接連打 開並記錄由每個光源(5)所產生的光強度的空間分布。
2.—種交互系統(1)，用於對照明和/或圖像播放加以控制，該系統包括 至少一個圖像採集裝置，其具體為攝像機(2)； 底座模塊(3)，被配置為接收並分析來自所述圖像採集裝置(2)的信息，以便檢測 所述圖像採集裝置的視野內至少一個人(P)的存在；以及 至少一個控制模塊(4)，被配置為接收來自所述底座模塊(3)的控制信號，並根據 所述控制信號來控制至少一個光源(5)的強度和/或方向，和/或控制至少一個播放的視 覺內容，以遵循預定的照明關係；所述圖像採集裝置、所述底座模塊以及一個或多個控制模塊被整合在照明燈具中， 所述照明燈具具體為枝形吊燈，並且所述照明燈具包括提供漫射照明的光源(5b)以及至少兩個提供定向照明的光源 (5a),每個光源與各自的控制模塊(4)相關聯。
3.根據權利要求1或2的系統，其中，所述底座模塊(3)被配置為響應於來自所述圖 像採集裝置(2)的信息來確定位於所述裝置(2)視野內的人的空間坐標。
4.根據前述任一項權利要求的系統，包括至少一個遠程控制模塊(4)，其通過電力線 載波與底座模塊(3)通信。
5.根據前述任一項權利要求的系統，所述圖像採集裝置(2)包括具有360°視覺的攝 像機。
6.根據前述任一項權利要求的系統，包括熱電傳感器。
7.—種自動更改空間(7)的照明的方法，所述空間(7)包括用於至少部分照亮所述空 間的至少一個提供定向照明的光源(5a)以及至少一個提供漫射照明的光源(5b)，該方法 包括以下組成步驟 採集至少一部分所述空間(7)的至少一個圖像，此部分空間(7)適於至少被所述光 源(5)照明； 分析所述圖像以檢測至少一個人的存在；以及 根據這樣進行的分析控制所述光源(5)，以遵循所述空間的預定的照明關係，該預 定的照明關係支配來自提供定向照明的光源(5a)的照明等級與由所述提供漫射照明的光 源(5b)提供的照明之間的比率。
8.根據前一權利要求的方法，包括以下組成步驟分析所述圖像以測量至少此部分 空間的照明等級。
9.一種初始化由權利要求1至6的任一項所限定的交互系統的方法，與包括至少一個光源的空間相關聯地使用，該方法包括以下步驟a)安裝所述系統；b)打開光源；c)使用所述圖像採集裝置來確定所述空間的光等級或打開所述光源的影響範圍，並 存儲對應的信息，其中所述圖像採集裝置具體為所述攝像機；以及d)在合適的場合，針對其他任一光源重複步驟b)和步驟C)。
10.—種交互系統(100)，用於照明物體(O)，該交互系統包括 一個或多個光源(101)，照亮所述物體(O)； 攝像機(102)，具有指向遠離所述物體(O)的方向的視野；以及 數據處理器系統(103)，用於處理來自所述攝像機(102)的數據並控制所述光源 (101)；所述處理器系統(103)被設置為根據對所述攝像機(102)的觀察視野內的人(P)的臉 部的至少一部分的檢測來更改由所述光源(101)發出的照明。
11.根據權利要求10的交互系統，對照明的更改包括 打開或關閉由該交互系統控制的所述光源(101)；和/或 改變所述光源(101)的顏色；和/或 增大或減小由一個或多個所述光源(101)提供的光的強度。
12.根據權利要求11的交互系統，對照明的更改包括以漸進方式打開或關閉所述光源 (101)的照明強度。
13.根據權利要求10至12的任一項的交互系統，來自所述攝像機(102)的圖像分析 使得對所述人(P)的臉部朝向的檢測成為可能，所述人(P)的臉部朝向具體為此人的凝視方向。
14.根據權利要求13的交互系統，以此方式對所述交互系統加以配置，以便根據檢測 到的臉部朝向來區別地更改來自至少兩個光源的照明。
15.根據權利要求10至14的任一項的交互系統，將所述交互系統設置為除了進行照 明更改之外，還使得視聽內容得以播放，所述內容與被觀察的物體有關。
16.根據權利要求10至15的任一項的交互系統，所述攝像機(102)對所述物體(O) 的觀察者隱藏。
17.根據權利要求10至16的任一項的交互系統，包括計量儀，用於計量照明時段。
18.根據權利要求10至17的任一項的交互系統，該系統既不包括任何用於所述攝像 機(102)拾取的圖像的大容量存儲的器件，也不包括任何用於將所述圖像發送至伺服器 的器件。
19.根據權利要求10至18的任一項的交互系統，該系統被整合在用於照亮物體(O) 的燈具中。
20.根據權利要求10至19的任一項的交互系統，所述攝像機(102)被設置為以可見 光或紅外光來觀察。
21.—種自動更改物體(O)的照明的方法，所述物體(O)由至少一個光源(101)照 明，所述物體(O)具體為在商店櫥窗、陳列櫃或博物館中的物體，該方法包括以下步 驟 利用攝像機(102)採集圖像，所述攝像機(102)具有指向遠離所述物體(O)的方 向的視野； 在所採集的圖像中檢測人(P)的臉部的至少一部分；以及 根據前一步驟進行的所述檢測來更改所述光源(101)的照明。
22.根據權利要求21的方法，其中通過以下步驟來更改照明 打開或關閉所述光源(101)；和/或 改變所述光源(101)的顏色；和/或 增大或減小來自一個或多個所述光源(101)的光強度。
23.根據權利要求21或22的方法，其中對所述人(P)的臉部的方位加以檢測。
24.根據權利要求21至23的任一項的方法，其中除了進行照明更改之外，還發布視 聽內容，所述視聽內容具體為與被觀察的物體(O)有關。
25.根據權利要求21至24的任一項的方法，不包括任何將由所述攝像機拾取的圖像 存儲在大容量存儲器件中的步驟，或任何將所述圖像發送至伺服器的步驟。
全文摘要
本發明涉及一種交互系統(1)，用於對照明和/或圖像播放加以控制，該系統包括至少一個圖像採集裝置，其具體為攝像機(2)；底座模塊(3)，被配置為接收並分析來自所述圖像採集裝置(2)的信息，以便檢測所述圖像採集裝置的視野內至少一個人(P)的存在；以及至少一個控制模塊(4)，被配置為接收來自所述底座模塊(3)的控制信號，並根據所述控制信號來控制至少一個光源(5)的強度和/或方位，和/或控制至少一個播放的內容，以遵循預定的照明關係。
文檔編號H05B37/02GK102027807SQ200980117652
公開日2011年4月20日 申請日期2009年3月17日 優先權日2008年3月17日
發明者安東尼·杜布萊 申請人:安東尼·杜布萊