專利名稱：可旋轉多攝像頭手機及基于聲源識別定位的三維攝像實現方法
技術領域：
本發明涉及移動通信設備技術領域，具體涉及可旋轉多攝像頭手機及基于聲源識 別定位的三維攝像實現方法。
背景技術：
隨著科學技術的不斷進步，電子產業的發展如火如荼，特別是移動通信設備領域。手機已不單單是一種簡單的通訊工具，僅僅需要實現能干什么，而是要滿足消費者極致的用戶體驗。而如今，大多數的手機都只有一個攝像頭，所以3D拍攝無法實現。同時大多數手機也都只是在手機背面內嵌一個攝像頭，而且這個攝像頭是不能旋轉至手機正面的，這樣視頻通話也就無法實現。自拍時還需要翻轉手機以使攝像頭對準自己，這在操作上帶來了諸多不便。再次，在一些現場采訪、電話會議、視頻會議等場合，需要不斷翻轉手機來切換定位目標，這樣除操作不便外還可能露拍掉一些及時信息。除了這些，現好多女性都喜歡把手機屏幕當鏡子使，可究竟有幾款手機做到了這樣的效果，更有甚者提出了在手機上鑲嵌鏡子的做法，這只會無謂的增加手機的重量罷了。基于圖像的繪制(Image Based Rendering I BR)是近十年來新興的一門學科。它能夠利用一系列已知的參考圖像合成新視點的圖像。與傳統的基于三維建模的繪制(3DModel-Based Rendering MBR)技術相比，它具有不需要復雜的三維場景建模，繪制速度快，對計算機要求不高等優點。但是單純利用已知圖像合成新圖像，所需處理的圖像數據是非常龐大的，例如IBR中的光場繪制技術。而近幾年發展起來的圖像重投影技術由于引進了攝像機內、外部參數以及深度信息，降低了處理的數據量，加快了繪制速度，是IBR中比較有發展前途的一門技術。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種內置可聲控攝像頭旋轉的多攝像頭多功能手機及其三維攝像實現方法，實現三維拍攝，三維視頻通話和隨時隨地三維自拍，具有手機屏幕當鏡子使用的功能，可以通過聲控實現視像會議、現場采訪中的話者定向等目的。本發明是通過以下的技術方案實現的可旋轉多攝像頭手機，包括手機本體，還包括設于該手機本體內的基帶芯片，至少兩個攝像頭，聲控識別定位模塊，攝像頭旋轉驅動模塊，三維圖像處理模塊以及顯示模塊，所述基帶芯片分別與聲控識別定位模塊和攝像頭旋轉驅動模塊控制連接，該聲控識別定位模塊用于定位聲源坐標，并將聲源坐標信號通過基帶芯片發送到攝像頭旋轉驅動模塊，攝像頭旋轉驅動模塊用于驅動攝像頭旋轉至聲源方向，并獲取聲源方向的圖像信號，至少兩個攝像頭獲取的至少兩張圖像信號經由三維圖像處理模塊整合處理，生成模擬的三維圖像信號，并傳送至顯示模塊，該顯示模塊用于顯示接收到的三維圖像信號。
作為上述技術方案的改良，本發明的進一步技術方案如下進一步，上述的攝像頭旋轉驅動模塊進一步包括設于攝像頭上的第一磁力線圈和作用于該第一磁力線圈的第二磁力線圈，所述的攝像頭以可旋轉的方式設于手機本體中，該第一磁力線圈在第二磁力線圈的磁力驅動下帶動攝像頭旋轉。
在攝像頭外纏繞有第一磁力線圈，通電后攝像頭就相當于一個磁鐵。當第一磁力線圈通以既定方向電流時，根據右手螺旋定則，四指彎向第一磁力線圈的電流方向，大拇指所指的那一端就是第一磁力線圈的N極方向。假設攝像頭的N極位于鏡頭端。第二磁力線圈通電后就相當于另一個磁鐵。當第二磁力線圈通以第一方向電流時，利用右手螺旋定則右手握住第二磁力線圈，四指彎向第二磁力線圈的電流方向，大拇指所指的那一端就是第二磁力線圈的N極方向。假設第二磁力線圈的N極位于手機前蓋端。同理，若第二磁力線圈通以第二方向電流，則第二磁力線圈的N極位于手機后蓋端。第一磁力線圈和第二磁力線圈通電后都會產生磁場，根據同性相斥、異性相吸的原理，攝像頭的N極會指向第二磁力線圈的S極，攝像頭的S極會指向第二磁力線圈的N極。進一步，上述聲控識別定位模塊包括聲音收集裝置和聲源識別定位單元，所述聲音收集裝置為內置式手機話筒。本聲源識別定位模塊米用基于麥克風陣列的聲源定位技術，根據聲音到達麥克風陣列中兩個麥克風的時間差來進行方位估計，從而定位聲源位置。基于到達時間差的聲源定位算法主要包括兩個步驟(I)先進行延時估計，從中獲得麥克風陣列中兩個陣元對之間的聲音到達時延。(2)利用延時估計進行方位估計。該算法的結構流程如下(I)首先由第一麥克風和第二麥克風獲得說話人的語音信號，再經過A/D采樣(將模擬信號轉為數字信號)和低通濾波器，最后得到待輸入的語音信號，可以分別記為Xl (n)和X2 (n)，n為時間。(2)語音信號的帶寬是0. 3 3. 4kHz,因而需要設計一個帶通濾波器濾除語音信號帶寬之外的噪聲。為了使處理過的信號相位不發生變化即保持線性相位，需要采用FIR濾波器。經過FIR帶通濾波器后，用半重疊漢明窗對Xl (n)和X2(n)加窗可得到Xlw(n)和X2w (n)，然后通過FFT傅里葉變換，將信號從時域轉換為頻域，然后即可求得Xl (n)和X2 (n)的互功率譜為P12 (k) = Xlw (k) X X2w (k)為了減弱噪聲和混響的影響，可以進行頻域加權。加權后功率譜為C12 (k) = V12 (k) XP12 (k)(3)為進一步突出峰值，在頻域加權后，可對麥克風信號間的互功率譜平滑，得到
_ aZ = Ic'2 f=!其中，m表示累加平滑的幀數。(4)反傅里葉變換求互相關函數，其峰值就是麥克風I和2之間的時延
(5)根據角度距離定位法，得到聲源位置。聲源相對原點的水平角為
權利要求
1.可旋轉多攝像頭手機，包括手機本體，其特征在于還包括設于該手機本體內的基帶芯片，至少兩個攝像頭，聲控識別定位模塊，攝像頭旋轉驅動模塊，三維圖像處理模塊以及顯示模塊，所述基帶芯片分別與聲控識別定位模塊和攝像頭旋轉驅動模塊控制連接，該聲控識別定位模塊用于定位聲源坐標，并將聲源坐標信號通過基帶芯片發送到攝像頭旋轉驅動模塊，攝像頭旋轉驅動模塊用于驅動攝像頭旋轉至聲源方向，并獲取聲源方向的圖像信號，至少兩個攝像頭獲取的至少兩張圖像信號經由三維圖像處理模塊整合處理，生成模擬的三維圖像信號，并傳送至顯示模塊，該顯示模塊用于顯示接收到的三維圖像信號。
2.根據權利要求I所述的可旋轉多攝像頭手機，其特征在于所述的攝像頭旋轉驅動模塊進一步包括設于攝像頭上的第一磁力線圈和作用于該第一磁力線圈的第二磁力線圈， 所述的攝像頭以可旋轉的方式設于手機本體中，該第一磁力線圈在第二磁力線圈的磁力驅動下帶動攝像頭旋轉。
3.根據權利要求I所述的可旋轉多攝像頭手機，其特征在于所述聲控識別定位模塊包括聲音收集裝置和聲源識別定位單元，所述聲音收集裝置為內置式手機話筒。
4.基于聲源識別定位的三維攝像實現方法，其特征在于，該方法包括如下步驟(1)兩個攝像頭在不同視點拍攝同一場景得到兩幅參考圖像；(2)利用第一幅參考圖像對應的攝像頭內部參數矩陣和目標圖像的旋轉矩陣計算出從第一幅參考圖像到目標圖像的單應矩陣；(3)利用單應矩陣將第一幅參考圖像投影到目標圖像，從而合成目標圖像的一部分；(4)確定遍歷第二幅參考圖像像素的順序；(5)根據步驟(4)確定的遍歷順序遍歷第二幅參考圖像的像素點，利用三維圖像變換方程組將這些像素點投影到目標圖像，如果該像素點被投影到了步驟(3)所合成的目標圖像部分的區域，則對投影像素點不做任何處理，否則將第二幅參考圖像中的該像素點值直接拷貝到目標圖像相對應的投影像素點，得到目標圖像的剩余部分，從而合成目標圖像。
全文摘要
本發明公開了可旋轉多攝像頭手機，包括手機本體，還包括設于該手機本體內的基帶芯片，至少兩個攝像頭，聲控識別定位模塊，攝像頭旋轉驅動模塊，三維圖像處理模塊以及顯示模塊，該聲控識別定位模塊用于定位聲源坐標，至少兩個攝像頭獲取的至少兩張圖像信號經由三維圖像處理模塊整合處理，生成模擬的三維圖像信號，并傳送至顯示模塊，該顯示模塊用于顯示接收到的三維圖像信號。本發明能夠實現三維拍攝，三維視頻通話和隨時隨地三維自拍，具有手機屏幕當鏡子使用的功能，可以通過聲控實現視像會議、現場采訪中的話者定向等。
文檔編號H04N13/02GK102624978SQ201210050660
公開日2012年8月1日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者何寧 申請人:廣東步步高電子工業有限公司