专利名称：可旋转多摄像头手机及基于声源识别定位的三维摄像实现方法
技术领域：
本发明涉及移动通信设备技术领域，具体涉及可旋转多摄像头手机及基于声源识 别定位的三维摄像实现方法。
背景技术：
随着科学技术的不断进步，电子产业的发展如火如荼，特别是移动通信设备领域。手机已不单单是一种简单的通讯工具，仅仅需要实现能干什么，而是要满足消费者极致的用户体验。而如今，大多数的手机都只有一个摄像头，所以3D拍摄无法实现。同时大多数手机也都只是在手机背面内嵌一个摄像头，而且这个摄像头是不能旋转至手机正面的，这样视频通话也就无法实现。自拍时还需要翻转手机以使摄像头对准自己，这在操作上带来了诸多不便。再次，在一些现场采访、电话会议、视频会议等场合，需要不断翻转手机来切换定位目标，这样除操作不便外还可能露拍掉一些及时信息。除了这些，现好多女性都喜欢把手机屏幕当镜子使，可究竟有几款手机做到了这样的效果，更有甚者提出了在手机上镶嵌镜子的做法，这只会无谓的增加手机的重量罢了。基于图像的绘制(Image Based Rendering I BR)是近十年来新兴的一门学科。它能够利用一系列已知的参考图像合成新视点的图像。与传统的基于三维建模的绘制(3DModel-Based Rendering MBR)技术相比，它具有不需要复杂的三维场景建模，绘制速度快，对计算机要求不高等优点。但是单纯利用已知图像合成新图像，所需处理的图像数据是非常庞大的，例如IBR中的光场绘制技术。而近几年发展起来的图像重投影技术由于引进了摄像机内、外部参数以及深度信息，降低了处理的数据量，加快了绘制速度，是IBR中比较有发展前途的一门技术。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种内置可声控摄像头旋转的多摄像头多功能手机及其三维摄像实现方法，实现三维拍摄，三维视频通话和随时随地三维自拍，具有手机屏幕当镜子使用的功能，可以通过声控实现视像会议、现场采访中的话者定向等目的。本发明是通过以下的技术方案实现的可旋转多摄像头手机，包括手机本体，还包括设于该手机本体内的基带芯片，至少两个摄像头，声控识别定位模块，摄像头旋转驱动模块，三维图像处理模块以及显示模块，所述基带芯片分别与声控识别定位模块和摄像头旋转驱动模块控制连接，该声控识别定位模块用于定位声源坐标，并将声源坐标信号通过基带芯片发送到摄像头旋转驱动模块，摄像头旋转驱动模块用于驱动摄像头旋转至声源方向，并获取声源方向的图像信号，至少两个摄像头获取的至少两张图像信号经由三维图像处理模块整合处理，生成模拟的三维图像信号，并传送至显示模块，该显示模块用于显示接收到的三维图像信号。
作为上述技术方案的改良，本发明的进一步技术方案如下进一步，上述的摄像头旋转驱动模块进一步包括设于摄像头上的第一磁力线圈和作用于该第一磁力线圈的第二磁力线圈，所述的摄像头以可旋转的方式设于手机本体中，该第一磁力线圈在第二磁力线圈的磁力驱动下带动摄像头旋转。
在摄像头外缠绕有第一磁力线圈，通电后摄像头就相当于一个磁铁。当第一磁力线圈通以既定方向电流时，根据右手螺旋定则，四指弯向第一磁力线圈的电流方向，大拇指所指的那一端就是第一磁力线圈的N极方向。假设摄像头的N极位于镜头端。第二磁力线圈通电后就相当于另一个磁铁。当第二磁力线圈通以第一方向电流时，利用右手螺旋定则右手握住第二磁力线圈，四指弯向第二磁力线圈的电流方向，大拇指所指的那一端就是第二磁力线圈的N极方向。假设第二磁力线圈的N极位于手机前盖端。同理，若第二磁力线圈通以第二方向电流，则第二磁力线圈的N极位于手机后盖端。第一磁力线圈和第二磁力线圈通电后都会产生磁场，根据同性相斥、异性相吸的原理，摄像头的N极会指向第二磁力线圈的S极，摄像头的S极会指向第二磁力线圈的N极。进一步，上述声控识别定位模块包括声音收集装置和声源识别定位单元，所述声音收集装置为内置式手机话筒。本声源识别定位模块米用基于麦克风阵列的声源定位技术，根据声音到达麦克风阵列中两个麦克风的时间差来进行方位估计，从而定位声源位置。基于到达时间差的声源定位算法主要包括两个步骤(I)先进行延时估计，从中获得麦克风阵列中两个阵元对之间的声音到达时延。(2)利用延时估计进行方位估计。该算法的结构流程如下(I)首先由第一麦克风和第二麦克风获得说话人的语音信号，再经过A/D采样(将模拟信号转为数字信号)和低通滤波器，最后得到待输入的语音信号，可以分别记为Xl (n)和X2 (n)，n为时间。(2)语音信号的带宽是0. 3 3. 4kHz,因而需要设计一个带通滤波器滤除语音信号带宽之外的噪声。为了使处理过的信号相位不发生变化即保持线性相位，需要采用FIR滤波器。经过FIR带通滤波器后，用半重叠汉明窗对Xl (n)和X2(n)加窗可得到Xlw(n)和X2w (n)，然后通过FFT傅里叶变换，将信号从时域转换为频域，然后即可求得Xl (n)和X2 (n)的互功率谱为P12 (k) = Xlw (k) X X2w (k)为了减弱噪声和混响的影响，可以进行频域加权。加权后功率谱为C12 (k) = V12 (k) XP12 (k)(3)为进一步突出峰值，在频域加权后，可对麦克风信号间的互功率谱平滑，得到
_ aZ = Ic'2 f=!其中，m表示累加平滑的帧数。(4)反傅里叶变换求互相关函数，其峰值就是麦克风I和2之间的时延
(5)根据角度距离定位法，得到声源位置。声源相对原点的水平角为
权利要求
1.可旋转多摄像头手机，包括手机本体，其特征在于还包括设于该手机本体内的基带芯片，至少两个摄像头，声控识别定位模块，摄像头旋转驱动模块，三维图像处理模块以及显示模块，所述基带芯片分别与声控识别定位模块和摄像头旋转驱动模块控制连接，该声控识别定位模块用于定位声源坐标，并将声源坐标信号通过基带芯片发送到摄像头旋转驱动模块，摄像头旋转驱动模块用于驱动摄像头旋转至声源方向，并获取声源方向的图像信号，至少两个摄像头获取的至少两张图像信号经由三维图像处理模块整合处理，生成模拟的三维图像信号，并传送至显示模块，该显示模块用于显示接收到的三维图像信号。
2.根据权利要求I所述的可旋转多摄像头手机，其特征在于所述的摄像头旋转驱动模块进一步包括设于摄像头上的第一磁力线圈和作用于该第一磁力线圈的第二磁力线圈， 所述的摄像头以可旋转的方式设于手机本体中，该第一磁力线圈在第二磁力线圈的磁力驱动下带动摄像头旋转。
3.根据权利要求I所述的可旋转多摄像头手机，其特征在于所述声控识别定位模块包括声音收集装置和声源识别定位单元，所述声音收集装置为内置式手机话筒。
4.基于声源识别定位的三维摄像实现方法，其特征在于，该方法包括如下步骤(1)两个摄像头在不同视点拍摄同一场景得到两幅参考图像；(2)利用第一幅参考图像对应的摄像头内部参数矩阵和目标图像的旋转矩阵计算出从第一幅参考图像到目标图像的单应矩阵；(3)利用单应矩阵将第一幅参考图像投影到目标图像，从而合成目标图像的一部分；(4)确定遍历第二幅参考图像像素的顺序；(5)根据步骤(4)确定的遍历顺序遍历第二幅参考图像的像素点，利用三维图像变换方程组将这些像素点投影到目标图像，如果该像素点被投影到了步骤(3)所合成的目标图像部分的区域，则对投影像素点不做任何处理，否则将第二幅参考图像中的该像素点值直接拷贝到目标图像相对应的投影像素点，得到目标图像的剩余部分，从而合成目标图像。
全文摘要
本发明公开了可旋转多摄像头手机，包括手机本体，还包括设于该手机本体内的基带芯片，至少两个摄像头，声控识别定位模块，摄像头旋转驱动模块，三维图像处理模块以及显示模块，该声控识别定位模块用于定位声源坐标，至少两个摄像头获取的至少两张图像信号经由三维图像处理模块整合处理，生成模拟的三维图像信号，并传送至显示模块，该显示模块用于显示接收到的三维图像信号。本发明能够实现三维拍摄，三维视频通话和随时随地三维自拍，具有手机屏幕当镜子使用的功能，可以通过声控实现视像会议、现场采访中的话者定向等。
文档编号H04N13/02GK102624978SQ201210050660
公开日2012年8月1日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者何宁 申请人:广东步步高电子工业有限公司