基于圖像處理技術的智能照明

趙佑銘 吉林省石油化工設計研究院

在如今智能照明系統設計中，往往要求設計以及技術人員可以考慮加強圖像處理技術的應用，因為這關系著圖像處理技術的應用效果，同時對于最終照明效果具有一定的影響，只有加強圖像處理技術的應用，才能提高照明系統的功能性，達到預期的系統設計目的。然而，如何有效的利用圖像處理技術加強照明系統設計就成為了設計人員所思考的問題，這就要求設計人員提高對于圖像處理技術的認識，并結合自身經驗，了解其基礎原理的同時，合理加以融合應用，以便解決傳統照明控制方法的不足之處。

一、常見的照明控制方法

（一）手動方式。手動方式即通過手動操作加以控制，也是常見照明控制方法之一，一般表現為通過開關進行手動控制。開關主要分為以下三種：一是標準墻壁開關，僅僅有開啟與關閉兩個功能。二是安裝按鍵控制按鈕進行無極調節與有級調節控制。三是遙控開關，遙控開關主要依靠無線發射與接受裝置加以控制，進而達到預期照明的目的。

（二）自動方式。伴隨自然光源以及自動化技術的應用，照明控制方式也變得多樣，自動化照明功能的便捷性也有所凸顯。常見的自動照明方式體現在以下兩點：首先，以自然光為主的照明控制方式，例如，太陽光等，取得較好的自動照明效果。其次，以技術為主的照明控制方式，例如，紅外探測器以及自動控制技術的應用，使得光照裝置可以自動變明變暗，方便進行照度控制。

二、圖像處理技術

圖像處理技術，顧名思義，主要指的是利用計算機編輯圖像以及處理數據的先進技術，具體包含圖像增強和復原、數據編碼、分割以及像識別等。就圖像處理技術發展歷程而言，主要起源于上個時代中期，美國噴射推進實驗中利用計算機技術針對月球照片加以處理，最終得到清晰度較高的圖像，實現了圖像的基本處理。而在70年代左右，圖像處理方面的研究越來愈多，當前圖像處理技術主要包含點處理、組處理、幾何處理以及幀處理等方法，相關技術已經形成較為系統的學科體系。目前而言，圖像處理技術已經被應用在各個領域，智能照明控制系統設計中，該技術的應用也具有重要意義。傳統紅外技術以及傳感技術很難達到龐大照明條件的要求，而且需要安裝很多傳感器，增加人力物力財力，而圖像處理技術的應用可以解決這類問題，取得燈光智能控制與節能的效果。

三、基于圖像處理技術的智能照明系統

（一）智能照度控制系統

1.控制結構。智能照度控制系統用于調節光線明暗，包括以下幾方面：一是照明燈具，由大量電路構成，可以改變照度值。二是現場檢測裝置，安裝在照明燈具內部，通過傳感器接收外界信息。三是信號采集及測量電路。現場監測裝置利用傳感器檢測出信號以后，會將信號傳入到測量電路，采集信號后展開合理的計算機比較，最終傳入到控制器內部。四是控制器。控制器是智能照度控制系統的核心，可以轉換傳感器信號，通過控制鍵完成信號轉換，實現對光源電路的調節控制，更改為需要的照度值。五是控制按鈕。照明系統上設置標準開關及按鍵，使用者可以結合自身需求采取手動控制或者遙控控制的方式，實現對照明系統的開啟關閉。2.智能照度控制系統控制策略。該照明控制系統實現自動調節管線，可以節省大量的照明能源。在檢測到房間有人或者自然光要求較高的情況，會自動開啟人工光源，可以手動光比。此外，由于系統設置了安裝控制單元，所以可以認為切斷自動控制，可以結合實際需求調整照明程度，可以滿足人工控制和自動控制兩種需求。房間照度由兩大因素決定，一個就是自然光照，另一個為人工光照，自然光照較差時，會自動輔以人工光照，反之也一樣。當自然光超出設定值，理論上應該立即關閉人工燈管，為了避免系統在自然光短暫變化間隙出現反映，需要設定照度閾值，假定該數值為25%，一旦超出該極限，并且時間持續15min，就會自動關閉人工光照，等待自然光減弱到最低值，重新打開人工照度系統。

（二）基于圖像處理技術的智能照明控制系統。基于圖像處理技術的智能照明控制系統的框圖如圖1所示。其中CCD傳感器的作用在于將某一區域的照度值傳送給圖像處理控制器，而后控制器再進行數據運算，控制照度，方便進行調光。為提高圖像器的處理效率，圖像處理計算方式也有所不同，主要將圖像進行分割成更小塊的圖像，而后一一快捷處理。最后利用圖像相鄰像素之間的相關系數來提取亮域和暗域之間的邊界。提高控制的準確度,大大地延長了燈具的使用壽命。

圖1 基于數字圖像處理技術的智能照明系統

結語：伴隨信息時代的變化與發展，技術已經成為智能化社會發展的持續動力，在技術變革的背景下，圖像處理技術得以誕生，被人們應用在各個領域階段。現階段，智能照明系統設計中，部分設計人員就已經加強圖像處理技術的應用，主要采用CCD攝像傳感，并利用傳感器等實現自動化照明等功能，不僅降低了工作量，還能進一步提高照明的可靠性。由此可見，圖像處理技術在智能照明系統設計以及控制中起著極為關鍵的作用，該技術值得加以推廣和應用，有利于加快我國智能化社會的建設。