智能调光调色照明系统及其方法技术方案

一种智能调光调色照明系统及其方法，其获取预定时间段内多个预定时间点的环境亮度值；利用深度学习和人工智能技术，基于环境亮度变化情况来自适应地调整照明亮度，以在实现节能的同时，确保亮度满足照明需求。确保亮度满足照明需求。确保亮度满足照明需求。

【技术实现步骤摘要】
智能调光调色照明系统及其方法


[0001]本申请涉及智能化照明
，并且更具体地，涉及一种智能调光调色照明系统及其方法。

技术介绍

[0002]调光调色照明系统是一种可以控制灯光亮度的照明系统。这种系统通常由以下组件构成：中央控制器、调光器、调色器和灯具等。它可以提高照明的舒适性和效率，节省能源和成本，创造不同的氛围和灯光效果。
[0003]现有的调光调色照明系统存在一些问题，例如：部分调光调色照明系统的设计较为复杂，需要经过专业培训才能够操作，对于普通用户来说可能会感到困难。
[0004]因此，期待一种优化的调光调色照明系统。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种智能调光调色照明系统及其方法，其获取预定时间段内多个预定时间点的环境亮度值；利用深度学习和人工智能技术，基于环境亮度变化情况来自适应地调整照明亮度，以在实现节能的同时，确保亮度满足照明需求。
[0006]第一方面，提供了一种智能调光调色照明系统，其包括：环境亮度采集模块，用于获取预定时间段内多个预定时间点的环境亮度值；数据结构化模块，用于将所述多个预定时间点的环境亮度值按照时间维度排列为环境亮度值时序输入向量；数据差值运算模块，用于计算所述环境亮度值时序输入向量中每相邻两个位置的环境亮度值之间的差值以得到环境亮度值变化时序输入向量；数据级联模块，用于将所述环境亮度值变化时序输入向量和所述环境亮度值时序输入向量进行级联以得到环境亮度多维度时序输入向量；多尺度时序特征提取模块，用于将所述环境亮度多维度时序输入向量通过多尺度邻域特征提取模块以得到环境亮度多维度时序特征向量；特征级强化模块，用于基于高斯密度图对所述环境亮度多维度时序特征向量进行特征级强化以得到环境亮度多维度时序特征矩阵；特征响应增强模块，用于将所述环境亮度多维度时序特征矩阵通过双向注意力机制模块以得到分类特征矩阵；流形曲面维度正交化模块，用于对所述分类特征矩阵进行流形曲面维度正交化以得到优化分类特征矩阵；以及控制结果生成模块，用于将所述优化分类特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示照明亮度值应增大或应减小。
[0007]在上述智能调光调色照明系统中，用于：以如下级联公式将所述环境亮度值变化时序输入向量和所述环境亮度值时序输入向量进行级联以得到环境亮度多维度时序输入向量；其中，所述级联公式为：其中，，表示所述环境亮度值变化时序输入向量和所述环境亮度值时序输入向量，表示级联函数，表示所述环境亮度多维度时序输入向量。
[0008]在上述智能调光调色照明系统中，所述多尺度邻域特征提取模块，包括：相互并行的第一卷积层和第二卷积层，以及，与所述第一卷积层和所述第二卷积层连接的融合层，其中，所述第一卷积层和所述第二卷积层使用具有不同尺度的一维卷积核。
[0009]在上述智能调光调色照明系统中，所述多尺度时序特征提取模块，包括：第一尺度特征提取单元，用于使用所述多尺度邻域特征提取模的第一卷积层以如下第一卷积公式对所述环境亮度多维度时序输入向量进行一维卷积编码以得到第一尺度环境亮度特征向量；其中，所述第一卷积公式为：其中，为第一一维卷积核在方向上的宽度、为第一一维卷积核参数向量、为与第一一维卷积核函数运算的局部向量矩阵，为第一一维卷积核的尺寸，表示所述环境亮度多维度时序输入向量，表示对所述环境亮度多维度时序输入向量进行一维卷积编码；第二尺度特征提取单元，用于使用所述多尺度邻域特征提取模的第二卷积层以如下第二卷积公式对所述环境亮度多维度时序输入向量进行一维卷积编码以得到第二尺度环境亮度特征向量；其中，所述第二卷积公式为：，其中，为第二一维卷积核在方向上的宽度、为第二一维卷积核参数向量、为与第二一维卷积核函数运算的局部向量矩阵，为第二一维卷积核的尺寸，表示所述环境亮度多维度时序输入向量，表示对所述环境亮度多维度时序输入向量进行一维卷积编码；以及，多尺度融合单元，用于使用所述多尺度邻域特征提取模的融合层对所述第一尺度环境亮度特征向量和所述第二尺度环境亮度特征向量进行级联以得到所述环境亮度多维度时序特征向量。
[0010]在上述智能调光调色照明系统中，所述特征级强化模块，包括：强化单元，用于基于高斯密度图以如下高斯公式对所述环境亮度多维度时序特征向量进行特征级强化以得到环境亮度高斯特征图；其中，所述高斯公式为：，其中，表示所述环境亮度多维度时序特征向量，且的每个位置的值表示所述环境亮度多维度时序特征向量中相应两个位置的特征值之间的方差；以及，离散化单元，用于对所述环境亮度高斯特征图的各个位置的高斯分布进行离散化处理以得到所述环境亮度多维度时序特征矩。
[0011]在上述智能调光调色照明系统中，所述特征响应增强模块，包括：池化单元，用于将所述环境亮度多维度时序特征矩阵分别沿着水平方向和垂直方向进行池化以得到第一向池化向量和第二向池化向量；关联编码单元，用于对所述第一向池化向量和所述第二向池化向量进行关联编码以得到双向关联矩阵；激活单元，用于将所述双向关联矩阵输入Sigmoid激活函数以得到双向关联权重矩阵；以及，特征矩阵计算单元，用于计算所述双向关联权重矩阵和所述环境亮度多维度时序特征矩阵之间的按位置点乘以得到所述分类特征矩阵。
[0012]在上述智能调光调色照明系统中，所述流形曲面维度正交化模块，用于：以如下优化公式对所述分类特征矩阵进行流形曲面维度正交化以得到优化分类特征矩阵；其中，所述优化公式为：，其中，和是所述分类特征矩阵中各个位置的特征值集合的均值和标准差，是所述分类特征矩阵的第位置的特征值，且是所述优化分类特征矩阵的第位置的特征值。
[0013]在上述智能调光调色照明系统中，所述控制结果生成模块，包括：矩阵展开单元，用于将所述优化分类特征矩阵按照行向量或列向量展开为分类特征向量；全连接编码单元，用于使用所述分类器的多个全连接层对所述分类特征向量进行全连接编码以得到编码分类特征向量；以及，分类单元，用于将所述编码分类特征向量通过所述分类器的Softmax分类函数以得到所述分类结果。
[0014]第二方面，提供了一种智能调光调色照明方法，其包括：获取预定时间段内多个预定时间点的环境亮度值；将所述多个预定时间点的环境亮度值按照时间维度排列为环境亮度值时序输入向量；计算所述环境亮度值时序输入向量中每相邻两个位置的环境亮度值之间的差值以得到环境亮度值变化时序输入向量；将所述环境亮度值变化时序输入向量和所述环境亮度值时序输入向量进行级联以得到环境亮度多维度时序输入向量；将所述环境亮度多维度时序输入向量通过多尺度邻域特征提取模块以得到环境亮度多维度时序特征向量；基于高斯密度图对所述环境亮度多维度时序特征向量进行特征级强化以得到环境亮度多维度时序特征矩阵；将所述环境亮度多维度时序特征矩阵通过双向注意力机制模块以得到分类特征矩阵；对所述分类特征矩阵进行流形曲面维度正交化以得到优化分类特征矩阵；以及将所述优化分类特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示照明亮度值应增大或应减小。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能调光调色照明系统，其特征在于，包括：环境亮度采集模块，用于获取预定时间段内多个预定时间点的环境亮度值；数据结构化模块，用于将所述多个预定时间点的环境亮度值按照时间维度排列为环境亮度值时序输入向量；数据差值运算模块，用于计算所述环境亮度值时序输入向量中每相邻两个位置的环境亮度值之间的差值以得到环境亮度值变化时序输入向量；数据级联模块，用于将所述环境亮度值变化时序输入向量和所述环境亮度值时序输入向量进行级联以得到环境亮度多维度时序输入向量；多尺度时序特征提取模块，用于将所述环境亮度多维度时序输入向量通过多尺度邻域特征提取模块以得到环境亮度多维度时序特征向量；特征级强化模块，用于基于高斯密度图对所述环境亮度多维度时序特征向量进行特征级强化以得到环境亮度多维度时序特征矩阵；特征响应增强模块，用于将所述环境亮度多维度时序特征矩阵通过双向注意力机制模块以得到分类特征矩阵；流形曲面维度正交化模块，用于对所述分类特征矩阵进行流形曲面维度正交化以得到优化分类特征矩阵；以及控制结果生成模块，用于将所述优化分类特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示照明亮度值应增大或应减小。2.根据权利要求1所述的智能调光调色照明系统，其特征在于，所述数据级联模块，用于：以如下级联公式将所述环境亮度值变化时序输入向量和所述环境亮度值时序输入向量进行级联以得到环境亮度多维度时序输入向量；其中，所述级联公式为：其中，，表示所述环境亮度值变化时序输入向量和所述环境亮度值时序输入向量，表示级联函数，表示所述环境亮度多维度时序输入向量。3.根据权利要求2所述的智能调光调色照明系统，其特征在于，所述多尺度邻域特征提取模块，包括：相互并行的第一卷积层和第二卷积层，以及，与所述第一卷积层和所述第二卷积层连接的融合层，其中，所述第一卷积层和所述第二卷积层使用具有不同尺度的一维卷积核。4.根据权利要求3所述的智能调光调色照明系统，其特征在于，所述多尺度时序特征提取模块，包括：第一尺度特征提取单元，用于使用所述多尺度邻域特征提取模的第一卷积层以如下第一卷积公式对所述环境亮度多维度时序输入向量进行一维卷积编码以得到第一尺度环境亮度特征向量；其中，所述第一卷积公式为：其中，为第一一维卷积核在方向上的宽度、为第一一维卷积核参数向量、为与第一一维卷积核函数运算的局部向量矩阵，为第一一维卷积核的尺寸，表示所述环境亮度多维度时序输入向量，表示对所述环境亮度多维度时序输入向量进行一维卷积编码；第二尺度特征提取单元，用于使用所述多尺度邻域特征提取模的第二卷积层以如下第二卷积公式对所述环境亮度多维度时序输入向量进行一维卷积编码以得到第二尺度环境亮度特征向量；其中，所述第二卷积公式为：，其中，
为第二一维卷积核在方向上的宽度、为第二一维卷积核参数向量、为与第二一维卷积核函数运算的局部向量矩阵，为第二一维卷积核的尺寸，表示所述环境亮度多维度时序输入向量，表示对所述环境亮度多维度时序输入向量进行一维卷积编码；以及多尺度融合单元，用于使用所述多尺度邻域特征提取模的融合层对所述第一尺度环境亮度特征向量和所述第二尺度环境亮度特征向量进行级联以得到所述环境亮度多维度时序特征向量。5.根据权利要求4所述的智能调光调色照明系统，其特征在于，所述特征级强化模块，包括：强化单元，用于基于高斯密度图以如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春生，
申请(专利权)人：杭州行至云起科技有限公司，
类型：发明
国别省市：