張靜 張柏博 祝箐

摘 要：本文介紹了一種基于藍(lán)牙技術(shù)與人臉識(shí)別的智能手機(jī)攝像技術(shù)，手機(jī)攝像系統(tǒng)通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、滾動(dòng)導(dǎo)軌技術(shù)、自拍技術(shù)、紅外遙控技術(shù)、超聲波技術(shù)等多種技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)職能拍攝。開發(fā)手機(jī)APP并安裝，通過(guò)藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)連接，手機(jī)通過(guò)人臉識(shí)別功能判斷人像在屏幕的位置與大小，然后與用戶設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比較，APP進(jìn)行一系列算法后通過(guò)藍(lán)牙向設(shè)備發(fā)送指令。設(shè)備收到指令后驅(qū)動(dòng)手機(jī)物理導(dǎo)軌進(jìn)行移動(dòng)，進(jìn)而進(jìn)行自動(dòng)拍照或跟拍視頻。

關(guān)鍵詞：藍(lán)牙 人臉識(shí)別 APP

中圖分類號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）08（a）-0023-02

智能攝像系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了比較長(zhǎng)時(shí)間的研究，自拍工具、手機(jī)直播、網(wǎng)絡(luò)直播等技術(shù)快速發(fā)展。國(guó)內(nèi)外對(duì)于智能攝像機(jī)的研究也空前熱門，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)像素已經(jīng)滿足攝像要求，在不少場(chǎng)合完全可以代替照相機(jī)和攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)拍照和錄像。但是，手機(jī)拍照及攝像需要自拍桿或人工操作實(shí)現(xiàn)，還沒有出現(xiàn)可以智能取代人工操作的智能硬件。基于此，研究出一款基于藍(lán)牙技術(shù)與人臉識(shí)別技術(shù)的智能手機(jī)攝像系統(tǒng)，一款能夠代替人工操作的智能攝像系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)智能拍攝。

1 系統(tǒng)方案

本作品采用自主開發(fā)的手機(jī)APP，手機(jī)安裝APP后與該設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙連接，手機(jī)通過(guò)人臉識(shí)別功能判斷人像在屏幕的位置與大小，然后與用戶設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比較，進(jìn)而APP進(jìn)行一系列算法后通過(guò)藍(lán)牙向設(shè)備發(fā)送指令，設(shè)備收到指令后驅(qū)動(dòng)智能手機(jī)物理導(dǎo)軌進(jìn)行移動(dòng)，進(jìn)而進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)行前后、上下移動(dòng)、翻轉(zhuǎn)拍照或跟拍視頻。項(xiàng)目開發(fā)流程圖如圖1所示。

2 軟件技術(shù)

2.1 藍(lán)牙技術(shù)

“藍(lán)牙”技術(shù)，可有效地簡(jiǎn)化掌上電腦、筆記本電腦和移動(dòng)電話手機(jī)等移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠較為輕松地簡(jiǎn)化以上這些設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而使這些現(xiàn)代通信設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。

2.2 Android APP

通過(guò)開發(fā)手機(jī)APP，可實(shí)現(xiàn)如下功能。

（1）設(shè)置：用戶可以在APP中自定義設(shè)置人臉位置、人臉大小、位置與大小精度、攝像提示方式、攝像輔助、拍照模式等。

（2）攝像輔助：用戶輸入年齡與性別信息后，APP可以根據(jù)人臉的寬度繪制出大致的人像輪廓，顯示在攝像畫面中。

（3）拍照：首先APP會(huì)對(duì)預(yù)覽畫面進(jìn)行掃描捕捉，當(dāng)捕捉到人臉時(shí)會(huì)計(jì)算出人臉的大小與位置，進(jìn)而與設(shè)置中的參數(shù)比對(duì)，APP進(jìn)行一系列算法后通過(guò)藍(lán)牙向設(shè)備發(fā)送指令，設(shè)備收到指令后驅(qū)動(dòng)手機(jī)進(jìn)行移動(dòng)。當(dāng)捕捉到的畫面符合用戶設(shè)置要求時(shí)，會(huì)提示用戶進(jìn)行拍照，拍照結(jié)束后會(huì)提示用戶拍照結(jié)束。結(jié)束后默認(rèn)再次進(jìn)入拍照模式。

（4）錄像：用戶進(jìn)入錄像模式后APP會(huì)對(duì)預(yù)覽畫面進(jìn)行掃描捕捉，當(dāng)捕捉到人臉時(shí)會(huì)計(jì)算出人臉的大小與位置，而與設(shè)置中的參數(shù)比對(duì)，APP進(jìn)行一系列算法后通過(guò)藍(lán)牙向設(shè)備發(fā)送指令，設(shè)備收到指令后驅(qū)動(dòng)手機(jī)進(jìn)行移動(dòng)跟拍。

2.3 基于google公司的android人臉識(shí)別技術(shù)

人臉識(shí)別技術(shù)是基于人的臉部特征，對(duì)輸入的人臉圖像或者視頻流。首先判斷其是否存在人，如果存在人臉，則進(jìn)一步地給出每個(gè)臉的位置、大小和各個(gè)主要面部器官的位置信息。并依據(jù)這些信息，進(jìn)一步提取每個(gè)人臉中所蘊(yùn)涵的身份特征，并將其與已知的人臉進(jìn)行對(duì)比，從而識(shí)別每個(gè)人臉的身份。

3 硬件技術(shù)

3.1 核心芯片——ARM STM32F103ZET6芯片

核心芯片選用ARM STM32F103ZET6，具有性能高、成本低廉、通信設(shè)計(jì)合理能優(yōu)點(diǎn)，芯片見圖2。

3.2 超聲波HC-SR04模塊

超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。

在設(shè)備中安裝兩個(gè)超聲波模塊，其中自拍桿頂部安裝的超聲波模塊可以利用底部亞克力板的反射作用，實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，底部安裝的超聲波模塊，利用導(dǎo)軌兩邊的板材實(shí)現(xiàn)設(shè)備的前后移動(dòng)。

3.3 紅外模塊設(shè)計(jì)

紅外模塊設(shè)備利用紅外遙控控制拍照與攝像的開始與結(jié)束。

3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

L298N是ST公司生產(chǎn)的一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，安裝于產(chǎn)品底部可以實(shí)現(xiàn)自拍桿的快速升降。

4 主要功能和實(shí)用情況

本產(chǎn)品采用紅外遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)拍攝的開始與結(jié)束，通過(guò)自動(dòng)化對(duì)焦技術(shù)驅(qū)動(dòng)攝像系統(tǒng)在物理導(dǎo)軌上智能移動(dòng)，手機(jī)APP通過(guò)智能人臉識(shí)別技術(shù)來(lái)智能跟隨，跟隨距離通過(guò)超聲波模塊控制，前后識(shí)別距離可以達(dá)到10m左右，上下距離可以達(dá)到20cm。

作品填補(bǔ)了網(wǎng)絡(luò)直播工具市場(chǎng)空白；通過(guò)藍(lán)牙通信及人臉識(shí)別技術(shù)智能控制攝像系統(tǒng)在物理導(dǎo)軌上移動(dòng)；人臉識(shí)別技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、滾動(dòng)導(dǎo)軌技術(shù)、自拍技術(shù)、紅外遙控技術(shù)、超聲波技術(shù)等多種技術(shù)融合，從而與當(dāng)今科技發(fā)展形式接軌；“隨變拍”智能手機(jī)攝像系統(tǒng)具有成本低廉、方便快捷、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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