灯具是人们生活和工作中不可或缺的照明工具。随着生活水平的不断提高,人们对灯具提出了越来越高的要求,智能灯具应运而生。虽然目前人们可以在市场上找到许多具有手机APP远程操控、多种场景模式和语音控制等功能的智能灯具,但是还很难发现一款可以通过自动识别人脸表情而与人互动的智能灯具。基于此本文设计开发了一套基于人脸表情识别的智能情感灯系统。为了实现人脸表情识别功能,智能情感灯系统首先通过Haar级联分类器检测图片中的人脸区域,然后通过人脸表情识别算法得到该人脸区域的表情识别结果,最后根据识别结果亮起不同颜色的灯光、播放不同类型的音乐,从而帮助人缓解情绪、释放压力。为了提高人脸表情识别算法的识别率和鲁棒性,本文将深度学习和集成学习相结合进行人脸表情识别。人脸表情识别算法通过集成学习将3个结构互不相同的卷积神经网络模型组合成集成网络模型,并通过加权投票法给3个子网络模型分配权重,使验证集上识别错误率低的子网络模型所占权重大,识别错误率高的子网络模型所占权重小。智能情感灯系统由智能情感灯、PC机、阿里云物联网和手机组成。智能情感灯是该系统最重要的组成部分,由摄像头、树莓派、彩灯模块和音响模块组成,其外形是由扬声孔、透明白罩和底座组成的类圆柱体。PC机的主要作用是离线训练人脸表情识别模型,并在线将人脸表情识别结果发送给智能情感灯。阿里云物联网使智能情感灯接入互联网,根据规则引擎将数据下发给智能情感灯。手机的蓝牙成功连接智能情感灯蓝牙后,智能情感灯可以播放手机音乐APP的歌曲;手机的微信小程序通过阿里云物联网远程控制智能情感灯的灯光颜色、亮度和开关。本文研发了一套基于人脸表情识别的智能情感灯系统,并对智能情感灯系统进行了测试。测试结果表明:智能情感灯能检测到人脸,大部分情况下PC机能正确识别智能情感灯发送人脸表情图片的类型,智能情感灯能根据识别结果快速地亮起灯光颜色、响起相应的背景音乐;智能情感灯可以播放手机音乐APP中的歌曲;手机的微信小程序可以远程选择灯光颜色、调节灯的亮度和控制灯的开关。