一种基于美学评估的夜景照明控制方法及系统

技术领域

本发明涉及夜景照明控制领域，具体地，涉及一种基于美学评估的夜景照明控制方法及系统。

背景技术

随着夜经济的发展，越来越多的场景开始安装各类夜间照明器件，比如楼宇、公园、河岸等，此类夜间照明效果没有统一的美学标准，也没有灵活智能的控制方法。

目前此类领域的照明控制系统均采用预先编程，设计师通过手动修改控制器的输入参数，来改变控制器输出效果，达到预先编程的效果。并将该控制器的参数存储在存储器中。在实际运行中，控制器从存储器中调用设定好的参数，从而达到照明效果。

照明效果完全依赖于设计师个人的审美，没有统一的标准，仁者见仁智者见智，有些游客喜欢有些游客不喜欢。夜景照明应用的场所种类繁多，具体使用的手法和所实施的方案是设计师根据现场的情况和需求定制发挥的，没有统一的标准，但是很多结果却违背了基本的审美框架，导致大量的投诉，也导致场所经营效益低下。编程好的效果无法动态的实时做调整，每次调整必须重新设计，存储，控制。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于美学评估的夜景照明控制方法及系统。

根据本发明提供的一种基于美学评估的夜景照明控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：采集夜景照明图像和视频；

步骤S2：对采集的图像和视频根据美学进行打分；

步骤S3：通过计算机对上述的图像和视频进行数字化计算，计算维度包括亮度、彩度以及频闪度；

步骤S4：建立不同的夜景照明图像和视频分数与计算机数字化计算数值的关联关系；

步骤S5：将新获取的夜景照明图像和视频采用步骤S4中的关联关系进行美学评估，当评估结果低于预期时，改变夜景照明效果，直至夜景照明评估效果达到预先的要求。

优选的，所述步骤S1中，采用摄像头或照相机拍摄大量的夜景照明图像和视频，收集的图像和视频至少1000幅，其中通过调焦的方法控制抓取图像的远近距离，使图像的距离符合人类普遍视野的距离。

优选的，所述步骤S3中的亮度包括：设定颜色转换的临界值，将彩色图像转为黑白照片，超过临界值的为白色，不到临界值的为黑色，计算白色面积分布状态，计算亮度指数，该指数指白色面积占比数值，即：白色占比＝白色面积/图像面积。

优选的，所述步骤S3中的彩度包括：计算图像中的色彩，通过色系坐标中的对比色、邻近色、类似色、互补色、同类色数值指数，判断色彩的协调性。

优选的，所述步骤S3中的频闪度包括：照明强度在固定的视觉时间内，突然从低到高的数值，分析所抓取的视频，计算出在固定时间内亮度值从低到高突变，且变化超过某一预定数值的次数。

优选的，所述步骤S4中，夜景照明图像和视频分数与计算机数字化计算数值的关联关系通过统计学计算方法、聚类技术分析技术活神经网络方法建立；当采用统计学计算方法与聚类技术建立二者关联关系时，将二者的距离度量阈值作为二者相似度的评判指标；当采用神经网络建立二者的关系时，各个图像特征可以作为训练输入数据，不同照明效果的主观评估等级可以作为监督数据，用以进行模型的训练与学习。

优选的，所述步骤S5中，当采用统计学方法或聚类技术分析时，根据新获取的夜景照明图像和视频所计算的指数结果，计算各个指数与步骤S4中已生成的具有不同照明效果美学分值或聚类规律结果间的距离，并取距离最近的结果作为该照明效果的实际美学分值或等级；当采用神经网络进行分析时，把新获取的夜景照明图像和视频的指数数值作为输入，利用神经网络预测出该夜景照明效果的美学评估分值或等级。

根据本发明提供的一种基于美学评估的夜景照明控制系统，包括以下组成：

传感器：用于获取夜景照明的图像和视频；

美学评估系统：用于评估夜景照明图像和视频的美学评分或等级，输入是传感器的数据，输出是美学评估分值；

照明控制系统：用于改变照明效果；

照明器件：包括LED灯具、LED显示、LED点光源、LED条形灯、LED电脑灯、LED染色灯、激光灯以及投影机。

优选的，所述传感器包括摄像头、照相机。

优选的，所述照明控制系统根据美学评估系统的结果，通过控制改变各个照明控制系统的输入参数，来改变照明器件的照明效果。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明可以有效避免因个人因素导致的美学效果极其不佳的照明效果出现，能够在较短时间内纠正此类不佳效果至符合一个预定标准的效果。

2、利用本发明可以提高相关场所的夜景照明的美学效果，提高经营效益。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例中24色色相环示意图

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

目前夜景照明行业，还没有一种美学评估的数字化方法，尤其是针对整体环境的照明效果，都是依靠人的主观去进行评分或评估。本发明提出一种基于美学评估的夜景照明控制方法如下：

步骤S1：用摄像头或照相机拍摄大量的夜景照明图像和视频，收集的图像和视频至少1000幅以上。其中通过调焦的方法可以控制抓取图像的远近距离，所使用的距离选用人类视野普遍的距离。

步骤S2：组织美学专家给上述图像和视频的美学打分，分为多个等级，范围为0-100分。

步骤S3：利用计算机对抓取的图像和视频进行数字化计算，计算出至少包括如下几个维度的指数：

亮度：设定颜色转换的临界值，将彩色图像转为黑白照片，超过临界值的为白色，不到临界值的为黑色，计算白色面积分布状态，计算亮度指数。该指数指白色面积占比数值。白色占比＝白色面积/图像面积

彩度：计算图像中的色彩，通过色系坐标中的对比色、邻近色、类似色、互补色、同类色等数值指数，判断色彩的协调性。本发明采用24色色相图举例说明，如图1所示，其中：

对比色：以某一颜色为基准，与此色相隔120°-150°的任一两色互为对比色，对比色搭配是色相的强对比，其效果鲜明、饱满，容易给人带来兴奋、激动的快感。作品中常以高纯度的对比色配色来表现出随意、跳跃、强烈的主题，以起到吸引人们目光的作用。

邻近色：以某一颜色为基准，与此色相隔60°-90°的颜色为邻近色，邻近色对比属于色相的中对比，可保持画面的统一感，又能使画面显得丰富、活泼，可增加明度和纯度对比，丰富画面效果。这种色调上的主次感能增强配色的吸引力。

同类色：以某一颜色为基准，与此色相隔15°以内的颜色为同类色，同类色差别很小，常给人单纯、统一、稳定的感受，可以通过明暗层次体现画面的立体感，使其呈现出更加分明的画面效果，可点缀少量对比色，使画面具有亮点。

类似色：以某一颜色为基准，与此色相隔30°的颜色为类似色，类似色比同类色效果搭配效果更加明显、丰富，可保持画面的同一和协调感，呈现柔和质感，由于搭配效果相对较平淡和单调，可通过色彩明度和纯度的对比，达到强化色彩的目的。

互补色：以某一颜色为基准，与此色相隔180°的任一两色互补，互补色的色相对比最为强烈，画面相较与对比色更丰富，更具有感官刺激性。

无彩色：黑色，能够传递出简洁有力的视觉印象；白色：呈现明快感和扩张感，能给人视觉上的舒适感；灰色，是彻底的中性色，是一种可靠、灵活的无彩色，具有安全感和亲和感。

具体的取色方法如下，采用四叉树算法处理图像，取出色块的RGB数值，各类彩度数值＝负荷数值的像素面积/总面积。

对比色指数＝临机像素在色环上从120度至负150度的像素面积/总面积；

对比色指数＝对比色像素面积/总面积；

邻近色指数＝邻近色像素面积/总面积；

同类色指数＝同类色像素面积/总面积；

类似色指数＝类似色像素面积/总面积；

互补色指数＝互补色像素面积/总面积；

频闪度：照明强度在固定的视觉时间内，突然从低到高的数值。分析所抓取的视频，计算出在20ms内亮度值(0-100)从低到高突变，且变化超过50的次数。

步骤S4：采用统计学计算方法，或聚类技术分析技术，或神经网络等其他能够建立复杂因素间关联关系的方法建立不同的夜景照明效果美学评估分值等级与上述第三步中计算机指数数值之间的关联关系。当采用统计学计算方法与聚类技术建立二者关联关系时，可将二者的距离度量阈值作为二者相似度的评判指标；当采用神经网络或其他能够建立复杂因素间关联关系的技术建立二者的关系时，各个图像特征可以作为训练输入数据，不同照明效果的主观评估等级可以作为监督数据，用以进行模型的训练与学习。

步骤S5：当获得一幅新的、夜景照明效果图像和视频时，先计算前文所提及的计算机特征数值；而后，当采用统计学方法或聚类技术分析时，可根据新资料所计算的指数结果，计算各个指数与上一步中已生成的具有不同照明效果美学分值或聚类规律结果间的距离，并取距离最近的结果作为该照明效果的实际美学分值或等级；当采用神经网络或其他能够建立复杂因素间关联关系的技术进行分析时，可把新图像或视频的指数数值作为输入，利用神经网络预测出该夜景照明效果的美学评估分值或等级。

上述的美学评估方法是即时的，即根据现场的照明效果图像和视频可在较短时间内获得该效果的美学评估分值或等级。当结果达不到预先设定的标准的时候，照明效果控制器可重新设定照明效果，并再一次通过上述方法进行美学评分，直到结果达到预先设定的标准。

本发明还公开了一种基于美学评估的夜景照明控制系统包括：传感器：用于获取夜景照明的图像和视频，可以是摄像头、照相机。美学评估系统：用于评估夜景照明图像和视频的美学评分或等级，输入是传感器的数据，输出是美学评估分值。该系统基于PC系统，评估软件为执行在PC系统上的计算机目标文件。照明控制系统：用于改变照明效果的系统，一般为各个照明效果的控制器，比如控制LED灯具颜色、图案、频闪等的控制器，控制投影机输出内容的设备，控制激光色彩的设备，控制LED显示屏亮度的控制器设备等。照明控制系统根据美学评估系统的结果，通过控制改变各个照明控制系统的输入参数，来改变照明器件的照明效果。照明器件：一般为LED灯具、LED显示屏、LED点光源、LED条形灯、LED电脑灯、LED染色灯、激光灯、投影机等。

本发明可以有效避免因个人因素导致的美学效果极其不佳的照明效果出现，能够在较短时间内纠正此类不佳效果至符合一个预定标准的效果。利用本发明可以纠正或改善目前存在的大量的老百姓对于光污染的投诉。利用本发明也可以提高相关场所的夜景照明的美学效果，提高经营效益。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。