基于图像处理技术的智能照明

赵佑铭 吉林省石油化工设计研究院

在如今智能照明系统设计中，往往要求设计以及技术人员可以考虑加强图像处理技术的应用，因为这关系着图像处理技术的应用效果，同时对于最终照明效果具有一定的影响，只有加强图像处理技术的应用，才能提高照明系统的功能性，达到预期的系统设计目的。然而，如何有效的利用图像处理技术加强照明系统设计就成为了设计人员所思考的问题，这就要求设计人员提高对于图像处理技术的认识，并结合自身经验，了解其基础原理的同时，合理加以融合应用，以便解决传统照明控制方法的不足之处。

一、常见的照明控制方法

（一）手动方式。手动方式即通过手动操作加以控制，也是常见照明控制方法之一，一般表现为通过开关进行手动控制。开关主要分为以下三种：一是标准墙壁开关，仅仅有开启与关闭两个功能。二是安装按键控制按钮进行无极调节与有级调节控制。三是遥控开关，遥控开关主要依靠无线发射与接受装置加以控制，进而达到预期照明的目的。

（二）自动方式。伴随自然光源以及自动化技术的应用，照明控制方式也变得多样，自动化照明功能的便捷性也有所凸显。常见的自动照明方式体现在以下两点：首先，以自然光为主的照明控制方式，例如，太阳光等，取得较好的自动照明效果。其次，以技术为主的照明控制方式，例如，红外探测器以及自动控制技术的应用，使得光照装置可以自动变明变暗，方便进行照度控制。

二、图像处理技术

图像处理技术，顾名思义，主要指的是利用计算机编辑图像以及处理数据的先进技术，具体包含图像增强和复原、数据编码、分割以及像识别等。就图像处理技术发展历程而言，主要起源于上个时代中期，美国喷射推进实验中利用计算机技术针对月球照片加以处理，最终得到清晰度较高的图像，实现了图像的基本处理。而在70年代左右，图像处理方面的研究越来愈多，当前图像处理技术主要包含点处理、组处理、几何处理以及帧处理等方法，相关技术已经形成较为系统的学科体系。目前而言，图像处理技术已经被应用在各个领域，智能照明控制系统设计中，该技术的应用也具有重要意义。传统红外技术以及传感技术很难达到庞大照明条件的要求，而且需要安装很多传感器，增加人力物力财力，而图像处理技术的应用可以解决这类问题，取得灯光智能控制与节能的效果。

三、基于图像处理技术的智能照明系统

（一）智能照度控制系统

1.控制结构。智能照度控制系统用于调节光线明暗，包括以下几方面：一是照明灯具，由大量电路构成，可以改变照度值。二是现场检测装置，安装在照明灯具内部，通过传感器接收外界信息。三是信号采集及测量电路。现场监测装置利用传感器检测出信号以后，会将信号传入到测量电路，采集信号后展开合理的计算机比较，最终传入到控制器内部。四是控制器。控制器是智能照度控制系统的核心，可以转换传感器信号，通过控制键完成信号转换，实现对光源电路的调节控制，更改为需要的照度值。五是控制按钮。照明系统上设置标准开关及按键，使用者可以结合自身需求采取手动控制或者遥控控制的方式，实现对照明系统的开启关闭。2.智能照度控制系统控制策略。该照明控制系统实现自动调节管线，可以节省大量的照明能源。在检测到房间有人或者自然光要求较高的情况，会自动开启人工光源，可以手动光比。此外，由于系统设置了安装控制单元，所以可以认为切断自动控制，可以结合实际需求调整照明程度，可以满足人工控制和自动控制两种需求。房间照度由两大因素决定，一个就是自然光照，另一个为人工光照，自然光照较差时，会自动辅以人工光照，反之也一样。当自然光超出设定值，理论上应该立即关闭人工灯管，为了避免系统在自然光短暂变化间隙出现反映，需要设定照度阈值，假定该数值为25%，一旦超出该极限，并且时间持续15min，就会自动关闭人工光照，等待自然光减弱到最低值，重新打开人工照度系统。

（二）基于图像处理技术的智能照明控制系统。基于图像处理技术的智能照明控制系统的框图如图1所示。其中CCD传感器的作用在于将某一区域的照度值传送给图像处理控制器，而后控制器再进行数据运算，控制照度，方便进行调光。为提高图像器的处理效率，图像处理计算方式也有所不同，主要将图像进行分割成更小块的图像，而后一一快捷处理。最后利用图像相邻像素之间的相关系数来提取亮域和暗域之间的边界。提高控制的准确度,大大地延长了灯具的使用寿命。

图1 基于数字图像处理技术的智能照明系统

结语：伴随信息时代的变化与发展，技术已经成为智能化社会发展的持续动力，在技术变革的背景下，图像处理技术得以诞生，被人们应用在各个领域阶段。现阶段，智能照明系统设计中，部分设计人员就已经加强图像处理技术的应用，主要采用CCD摄像传感，并利用传感器等实现自动化照明等功能，不仅降低了工作量，还能进一步提高照明的可靠性。由此可见，图像处理技术在智能照明系统设计以及控制中起着极为关键的作用，该技术值得加以推广和应用，有利于加快我国智能化社会的建设。