具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

结合图1、图2所示，照明亮度自适应调整方法，包括：

实时采集使用者的状态信息，对采集的状态信息进行预处理，并将经预处理后的状态信息发送至分析评估模块；

所述分析评估模块接收经预处理后的使用者的状态信息，采用方向梯度直方图特征输入卷积神经网络对所述使用者的信息进行解析和识别，提取使用者的面部信息，判断使用者在各情况下的状态信息并将判断的所述状态信息发送至监测反馈模块；

接收所述状态信息，并根据判断使用者当前的情感状态生成灯光调节输出信息；

接受所述控制模块的输出信息，并根据预设值控制灯发出相应的灯光亮度和色调。

进一步地，本发明照明亮度自适应调整方法的较佳的实施例中，采用方向梯度直方图特征输入卷积神经网络包括采用情感预测神经网络模型从所述图像信号中解析得到使用者当前的状态信息并在所述状态信息中输出。

进一步地，本发明照明亮度自适应调整方法的较佳的实施例中，采用情感预测神经网络模型包括：

采集获得原始建模数据，选定检测到的五官特征、面部动作特征、头部动作特征的各项指标作为模型训练阶段的输入值，选定输入量所对应的表情值作为模型训练阶段的期望输出值；

根据所述选定输入量和期望输出量，构建BP神经网络模型，所述BP神经网络模型包括三层前馈神经网络结构，分别为输入层、隐含层和输出层，所述输入层的输入指标是所述选定输入量，所述输出层的输出指标为期望输出量；根据实际预测精度要求，设定期望误差E；

用当前训练数据训练所述BP神经网络模型；

根据当前测得的数据，模型应用，使用所述BP神经网络模型对状态信息进行确认；

其中所述输入层、隐含层和输出层均包括与与表情种类相对应的节点，当所述表情种类有M种，所述输入层为M+5个节点，所述输出层M个节点，所述隐含层为M+7个节点；

所述隐藏层的激活函数采用Relu函数，所述输出层的激活函数采用线性函数。

具体实施例，表情预测方面可以构建一个输入层为5个节点，输出层1个节点，中间隐含层为15个节点的BP神经网络。将输入层的P1到P5替换为以下其方面的数值：

P1:检测到的表情的种类；

P2:检测到表情的时间；

P3:五官特征；

P4:面部动作特征；

P5:头部动作特征；

而输出O₁则可以替换为预测的第n时间段的表情的种类，该模型中隐藏层的激活函数采用Relu函数，输出层的激活函数采用线性函数。

进一步地，本发明照明亮度自适应调整方法的较佳的实施例中，训练所述BP神经网络模型包括：

从指标中取一个样本P_i、Q_j,将P_i输入网络；

计算出误差测度E_i和实际输出O_i；

重复调整权重，直到∑E_i＜ε；

计算实际输出O_p与理想输出Q_i的差；

通过所述输出层的误差调整所述输出层权矩阵；

通过所述输出层的误差估计所述输出层的前导层的误差，以此获得其他各层的误差估计；

通过误差估计实现对权值矩阵的修改，形成将所述输出端的误差沿着与输出信号相反的方向逐级向所述输出端传递；

其中，所述误差计算公式为

本项目采用的BP神经网络通过“训练”这一事件来得到输入和输出之间合适的线性或者非线性关系。“训练”过程可以分为前向传输和后向传输两个阶段。。

进一步地，本发明照明亮度自适应调整方法的较佳的实施例中，所述根据预设值控制灯发出相应的灯光亮度包括调节手机照明亮度：

驱动单元产生脉冲调制信号以驱动所述照明单元点亮；

增加或减小所述脉冲调制信号的占空比以调节所述照明单元的亮度；

当所述脉冲调制信号的占空比增加未到100％时，继续增加所述脉冲调制信号的占空比，则所述照明单元的点亮时间继续增加，亮度继续增强；

当所述脉冲调制信号的占空比增加到100％时，继续增加所述脉冲调制信号的占空比，则所述照明单元的点亮时间不增加，亮度不增强

当所述脉冲调制信号的占空比低于设定的下限值，则所述照明单元开始亮暗交替，出现闪烁，通过测试可得到，当脉冲调制信号的占空比低与某一值时，会由于导通时间降低，频率到人眼可观测的时候，出现闪烁；

当所述脉冲调制信号的占空比降低为0时，则所述照明单元的点亮时间为0，所述照明单元熄灭；

当产生的脉冲调制信号的占空比值为100％，点亮时间达到最长，亮度增强至最大，每调节一次，产生的脉冲调制信号的占空比值增加/降低20％。当脉冲调制信号的占空比值增加/降低大于20％时，会导致亮度的调节无法达到精准调节，极易出现闪烁。如此设定能够保证每次调节能够达到点亮时间的最佳改变值，使亮度的调节达到最显著的改变。

照明亮度自适应调整系统，包括上述的照明亮度自适应调整方法，还包括信息采集模块1、分析评估模块2、传输模块3、控制模块4和照明单元5；

所述信息采集模块1用于实时采集环境内使用者的信息，对采集的信息进行预处理，并将经预处理后的信息发送至所述分析评估模块2；

所述分析评估模块2用于接收经预处理后的使用者的信息，采用方向梯度直方图特征输入卷积神经网络对所述使用者的信息进行解析和识别，提取使用者的面部信息，判断使用者在各情况下的状态信息，所述状态信息为使用者的情绪状态，和/或表示使用者处于清醒状态或者处于睡眠状态；

所述传输模块3用于将所述分析评估模块2判断的所述状态信息发送至所述控制模块4，所述传输模块3包括支持WIFI、Zigbee、NB-loT、eMTC、Z-wave、LoRa、SigFox、RF射频以及蓝牙中的任意一种或者多种组合，具体地，WIFI和移动数据具有不同的信号频段，根据用户所在环境信号的不同，可以随意在WIFI和移动数据之间进行切换，有时候，Wifi网络不稳定或者断开后，如果此前开启了移动网络，那么会默认切换使用移动网络；

所述控制模块4用于接收所述分析评估模块2发送的所述状态信息，并根据判断使用者当前的情感状态生成灯光调节输出信息；

所述照明单元5用于接受所述控制模块的输出信息，并根据预设值控制灯发出相应的灯光亮度和色调，照明单元5包括LED灯，LED灯无频闪，纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳，同时方便本发明中通过可调节占空比的脉冲调制信号来控制LED灯的工作。

进一步地，本发明照明亮度自适应调整系统的较佳的实施例中，所述分析评估模块2被设置于和所述信息采集模块1之间实现局域网连接的本地端；或者所述分析评估模块2被设置于和所述信息采集模块1之间实现远程连接的服务端。

进一步地，本发明照明亮度自适应调整系统的较佳的实施例中，所述信息采集模块1包括摄像单元11，所述摄像单元11用于采集得到使用者面部的图像信号，所述摄像单元11用于采集得到使用者的图像信号，具体地，所述摄像单元11为阵列式摄像头，阵列式摄像头的感应距离为1-7m，垂直感应角度为30°，水平感应角度为120°，这样，阵列式摄像头在测量使用者生理信号状态时，基本能在无需旋转的情况下完全覆盖整个房间进行测量。

进一步地，本发明照明亮度自适应调整系统的较佳的实施例中，所述分析评估模块2包括图像处理单元21，用于采用情感预测神经网络模型从所述图像信号中解析得到使用者当前的状态信息并在所述状态信息中输出。

进一步地，本发明照明亮度自适应调整系统的较佳的实施例中，包括驱动单元6，所述驱动单元6与所述照明单元5信号连接，所述驱动单元6包括：

波形发生模块61，用于产生脉冲调制信号；

波形调节模块62，信号连接所述波形发生模块61，用于调节所述脉冲调制信号的占空比；

调节照明单元5亮度时，脉冲调制信号的信号频率是不变的，改变的是脉冲调制信号脉冲的高电平的时间，即照明单元5的导通时间，这种信号调节亮度相当于调节照明单元5的平均电流，所以电流会发生变化，所以脉冲调制信号占空比变化可以改变照明单元5功率的大小；

波形发生模块61产生的为脉冲宽度调制信号。PWM就是脉冲宽度调制，也就是占空比可变的脉冲波形。PWM波形对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。电流跟踪型PWM变流电路就是对变流电路采用电流跟踪控制。也就是，不用信号波对载波进行调制，而是把希望输出的电流作为指令信号，把实际电流作为反馈信号，通过二者的瞬时值比较来决定逆变电路各功率器件的通断，使实际的输出跟踪电流的变化。PWM波形频率不变，直接改变脉冲的宽度，亦即控制开关元件的导通时间；比如现在是高电平导通，那么方波的A越大，B越小，导通时间就长；否则就越短。

一种电子设备，包括：存储器以及一个或多个处理器；

其中，所述存储器与所述一个或多个处理器通信连接，所述存储器中存储有可被所述一个或多个处理器执行的指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，所述电子设备用于实现如以上任一项所述的方法。

具体地，处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，以通过总线连接为例。处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序/指令以及功能模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络(比如通过通信接口)连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被计算装置执行时，可用来实现如以上任一项所述的方法。

前述的计算机可读取存储介质包括以存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方式或技术来实现的物理易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机可读取存储介质具体包括，但不限于，U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他固态存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、HD-DVD、蓝光(Blue-Ray)或其他光存储设备、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备、或能用于存储所需信息且可以由计算机访问的任何其他介质。

尽管此处所述的主题是在结合操作系统和应用程序在计算机系统上的执行而执行的一般上下文中提供的，但本领域技术人员可以认识到，还可结合其他类型的程序模块来执行其他实现。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构和其他类型的结构。本领域技术人员可以理解，此处所述的本主题可以使用其他计算机系统配置来实践，包括手持式设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子产品、小型计算机、大型计算机等，也可使用在其中任务由通过通信网络连接的远程处理设备执行的分布式计算环境中。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储设备的两者中。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所本申请的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对原有技术做出贡献的部分或者该技术方案的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，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

综上所述，本发明这种照明亮度自适应调整系统及其调整方法能够自主捕捉人脸图像，能针对用户的人脸情绪而开启不同的照明环境，智能地“识人”从而控制家庭不同位置灯具的亮暗，可根据所采集对象生理特征及生理信号特点自动调整信号采集电路的滤波及增益放大电路，实现对生理信号的准确获取，通过利用基于深度学习的神经网络识别人脸状态，通过对采集到的信息比拟出人脸心情从而调动照明模块对照明设备的亮灭状态。本发明通过识别人脸情绪状态，实现控制相适应照明模块的灯光亮暗，从而根据心情调控照明光线安抚心理，达到提高用户体验和舒适度的目的。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。