专利名称：一种智能手机底座与手机及其实现方法
技术领域：
本发明涉及通信终端设备技术领域，尤其涉及一种智能手机底座与手机及其实现方法。
背景技术：
随着移动通讯的发展，人们对于手机终端的各种新奇应用要求越来越高。目前， 随着手机多媒体功能的不断扩展，手机拍照、摄像、录音等多媒体功能层出不穷，已出现包括拍照摄像功能的手机、旋转摄像头、手机连接电视机播放、手机音乐底座等各种新功能设备，以满足用户在多媒体应用方面越来越多的需求。同时，为了更方便用户使用，还出现了诸如自动对焦，面部跟踪，笑脸识别等功能， 使用户的操作傻瓜化，只需要很少的操作就能达到很好的效果，提升了用户体验。此外，很多手机还会提供一个手机底座，可实现充电和数据同步的功能，如 IPHONE。这种手机底座的应用提升了产品的档次，同时也方便用户使用。但是，目前出现的一些手机底座大多功能比较单一，与手机的功能结合并不紧密。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种智能手机底座与手机及其实现方法，通过控制手机底座及连接在底座上的手机旋转，实现摄像头自动跟踪，进行抓拍或摄像。为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能手机底座，所述智能手机底座包括座基、控制模块、驱动模块，以及设在所述座基上的支架，所述支架用于，通过卡接装置将手机固定在所述支架上；所述控制模块用于，根据接收到的所述手机中的图像捕捉及校准模块发送的控制信号，向所述驱动模块发送驱动信号；所述驱动模块用于，根据接收到的所述控制模块发送的驱动信号，驱动所述支架及所述手机终端实现平动和/或转动。进一步地，所述控制信号，包括手机摄像头捕捉到的人脸图像的中心位置坐标与所述手机摄像头的成像框中心位置坐标的偏移量或修正量。进一步地，所述驱动模块包括伺服电机，所述伺服电机的旋转轴上设有齿轮和齿轮槽，所述伺服电机旋转带动所述齿轮旋转，所述齿轮在所述齿轮槽中水平和/或上下运动，带动所述支架做相应运动。进一步地，所述控制模块用于，通过将所述控制信号转换为所述驱动信号，以控制所述驱动电机旋转的速度和旋转的角度。进一步地，所述卡接装置包括所述支架上的固定卡扣。本发明还提供了一种手机，所述手机包括成像装置，所述成像装置包括图像捕捉及校准模块，所述图像捕捉及校准模块用于，根据手机摄像头采集的图像数据得出人脸图像偏移量或修正量，并根据所述人脸图像偏移量或修正量发出控制信号，以控制所述手机实现平动和/或转动。进一步地，所述人脸图像偏移量或修正量，包括手机摄像头捕捉到的人脸图像的中心位置坐标与所述手机摄像头的成像框中心位置坐标的偏移量或修正量。进一步地，所述图像捕捉及校准模块用于，根据所述手机摄像头捕捉到的人脸图像确定人脸框，并将该人脸框的中心位置坐标确定为所述人脸图像的中心位置坐标。本发明还提供了一种智能手机底座的实现方法，其中，根据手机摄像头采集的图像数据得出人脸图像偏移量或修正量，并向控制模块发出控制信号；所述控制模块根据接收到的所述控制信号，向智能手机底座中的驱动模块发送驱
动信号；所述驱动模块根据接收到的所述控制模块发送的驱动信号，驱动所述智能手机底座及卡接在所述智能手机底座上的手机终端实现平动和/或转动。进一步地，所述人脸图像偏移量或修正量，包括手机摄像头捕捉到的人脸图像的中心位置坐标与所述手机摄像头的成像框中心位置坐标的偏移量或修正量。本发明综合了目前的面部跟踪，笑脸识别，手机多功能底座等功能，通过设计一种手机摄像头主动识别，自动控制底座旋转俯仰，实现摄像头自动跟踪，自动抓拍，自动摄像等功能，让用户不需分心控制，通过智能手机底座即可实现生活细节的自动抓拍，记录生活的点点滴滴，同时实现更多的有趣功能，大幅提升用户体验。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I为本发明的手机与智能手机底座的示意图；图2为本发明的智能底座的结构示意图；图3为本发明的智能底座的旋转角度示意图；图4为本发明实施例的校准原理示意图；图5为本发明实施例的智能手机底座的实现方法的流程示意图。
具体实施例方式本实施方式提供了一种通过手机摄像头自动识别人脸，并控制智能手机底座以及连接在底座上的手机旋转，朝向用户，实现自动追踪人像，从而进行自动抓拍或自动摄像的实现方法。本实施方式提供的智能手机底座，采用以下技术方案所述智能手机底座包括座基、控制模块、驱动模块，以及设在所述座基上的支架，所述支架用于，通过卡接装置将手机固定在所述支架上；所述控制模块用于，根据接收到的所述手机中的图像捕捉及校准模块发送的控制信号，向所述驱动模块发送驱动信号；所述驱动模块用于，根据接收到的所述控制模块发送的驱动信号，驱动所述支架及所述手机终端实现平动和/或转动。具体地，所述驱动模块可以采用伺服电机，伺服电机的旋转轴上设有齿轮和齿轮槽，通过齿轮与底座的齿轮槽连接，电机旋转带动齿轮旋转，齿轮在齿轮槽中滚动，带动支架做水平和/或上下方向的运动。具体地，所述支架上的卡接装置，可以采用固定卡扣实现。进一步地，本发明智能手机的实现方法的具体工作流程如下手机中的人脸捕捉模块捕捉人脸，确定人脸的位置坐标；然后自动校准模块根据人脸的位置坐标以及整个成像框的中心坐标之间的差值，得出偏移量，通过手机与智能手机底座之间的通讯接口将控制信号发送给底座中的控制模块；底座的控制模块根据控制信号驱动底座电机旋转，带动底座及手机旋转，使摄像头对准人脸。进一步地，上述的控制模块的主要功能如下根据图像捕捉及校准模块发送的控制信号，对电机输出水平位移和垂直位移的向量，并向伺服电机发出驱动信号，从而控制伺服电机的水平或垂直旋转，进而带动手机旋转，实现自动追踪人像的功能。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。如图I所示为本发明实施例的手机终端与智能手机底座的示意图。如图I所示， 手机101与智能手机底座102组合成为一套自动拍摄跟踪系统103。该手机终端具有与智能底座相连的接口( 一般标准USB接口即可，或者通过其他的可拆卸/分离的连接方式，如固定卡扣等)，且该手机能够支持人脸识别，笑脸快门；该智能手机底座，包含与手机连接固定用的支架、内部的伺服电机、控制模块和相关接口。其中，手机摄像头加入人脸识别、笑脸快门的功能，是目前数码相机和高端摄像手机普遍拥有的一项拍照技术。人脸识别是在以软件技术为基础的面部识别技术上发展而来，通过对采集的图像样品实施分析，把人脸从背景中分辨出来，实现自动对焦，保证拍摄时人脸的清晰。笑脸快门是在人脸识别的基础上增加对人面部表情的分辨，自动抓拍人面部目前高端的摄像手机，目前一些厂商已推出了带人脸识别、笑脸快门的手机，这项技术已经比较成熟。如图2所示，本发明实施例的智能手机底座包含一个连接手机用的支架105、一个与手机通过USB 口通讯并控制伺服电机动作的控制模块和实际产生动作的伺服电机/马达 106。本实施例的智能手机底座相较于目前普通的手机底座有较大创新，主要是在普通手机底座座基104的基础上增加由电机控制的水平、俯仰旋转的支架105。该支架105 —头通过USB 口 107和固定卡扣108连接手机101，可以固定手机101，保持手机101的稳固；另一头连接座基104，与手机底座相连。如图3所示，支架105在伺服电机106的动作下可以带动手机101在水平方向360 度旋转，也可以在垂直方向实现正负45°的俯仰旋转。并且，支架105上还具有USB 口或其他通讯端口，用于手机101和智能手机底座102的数据连通。智能手机底座102上还可以设置拍照/充电选择按键109和工作指示灯110，方便用户使用。智能手机底座102内置控制模块，用于接收手机通过USB 口传输过来的控制信号并进行处理，转换为伺服电机的驱动信号，对伺服电机输出水平位移和垂直位移的向量，控制伺服电机旋转，从而带动支架105上的手机旋转。伺服电机106采用电控静音马达，控制模块发出电信号，控制马达旋转的速度和旋转角度。通过齿轮与底座的齿轮槽连接，电机旋转带动齿轮旋转，齿轮在齿轮槽中滚动， 带动支架做相应运动。此外，智能手机底座102还保留一般手机底座的功能，如充电、时间数据同步、视频信号输出等功能，保证传统的实用性和更多的功能拓展。以下将对本发明的手机、以及智能手机底座的实现做更进一步详细介绍。现有手机中支持人脸识别，笑脸快门，可以通过摄像头自动设别人脸，并自动对焦，保持对人脸的清晰拍摄、准确定位。手机内的处理软件还会对识别到的人脸实行定位， 保持人脸居中。手机中的处理软件可以内置集成到版本中，也可以通过应用软件的模式，提供给用户下载，自行安装，定时升级支持的机型，拓展适用范围和灵活性。将软件与底座捆绑为一种产品。下面设定两个概念，便于后面内容的理解整个摄像头所能拍摄到的面积，称为 “成像框”，作为基准的定位；根据人脸在“成像框”内的大小，利用人脸识别技术，根据识别到的人脸，自动设定一个框，标示出人脸的位置和大小，下面简称“人脸框”。人脸框根据人脸的位置和远近实时变化，作为校准的依据。具体的处理方法是，当开启自动拍摄功能后，摄像头在成像框内捕捉人脸，捕捉到人脸后，生成人脸框，计算出人脸框的中心位置坐标，作为人脸框位置的定位数据。其中，人脸框根据人脸的远近，大小会有不同，但是都会有一个中心坐标。同时，成像框的中心位置坐标是固定不变的，作为成像框的定位数据。将人脸框的中心坐标与成像框的中心坐标进行比对，如果人脸框不在成像框中心，两者中心坐标不一致，就说明人脸框与成像框存在偏移，此时，则计算人脸框在X，Y轴上的偏移量，如图4所示。计算完成后，生成对偏移量的修正数据，通过USB 口发往底座中的控制模块，控制模块再将修正数据转化为控制电机的电信号，从而控制伺服电机水平或垂直旋转，如图3所示，从而带动手机旋转，从而将人脸框保持在成像框中间的位置。此外，手机中的图像捕捉及校准模块也可以直接将计算的偏移量作为控制信号发送给底座中的控制模块，由控制模块根据该偏移量生成对该偏移量的修正量，也是可以的。上述过程是实时，自动的，如果人脸框不断位移，软件也会不断计算偏移量，并经行不间断的修正。这个过程是完全闭环的，不需要人工参与，实现傻瓜化操作。同时通过面部识别技术，不断读取人脸框中的数据，到检测到笑脸后，自动对焦自动拍摄笑脸，取得角度和表情俱佳照片。摄像时也是通过如上步骤，减少了笑脸识别的过程，保证人脸始终在摄像框中心的位置，免去了用户手动调节角度的麻烦。当出现多个人脸并存的情况下，软件会生成多个人脸框，计算多个人脸框的相对位置，尽可能将人脸全部摄入。当某位用户不想出现摄像范围内，只需要快速移动一下身体，让自己离开成像框的范围，软件将自动设别剩余的人脸框，并再次计算和调整，跟踪剩下的用户。在软件中还可设置几种超时时间设置，如未捕获超时和待机超时时间。当摄像头超过一段时间未捕获人脸，达到未捕获超时条件，软件自动控制将摄像头焦距调到最小，扩
7大摄像范围，同时控制底座旋转，进入搜索模式，在最大的范围内扫描，及早捕获人脸。当超过更长的时间未捕获，即进入待机模式，自动省电，再次使用需要用户激活。智能手机底座内置的伺服电机及其控制模块。伺服电机可由单片机控制，单片机的工作相当于一个转换器。一面接收来自于手机的控制信号，一面经行解算和转换，将控制信号转化为马达驱动电信号，从而精确控制马达做旋转的动作。马达的驱动轴上带有齿轮和齿轮槽，马达转动时，驱动齿轮在齿轮槽上运动，从而带动支架上的手机旋转对准用户。智能手机底座上连接手机的支架，不但包括与手机通讯用的USB接口，还包括固定手机用的卡扣，可以紧固手机，防止脱落或抖动。同时支架还设计为可替换，以便兼容不同手机。智能手机底座上还预留有与一般手机底座相同的充电接口和数据接口，以及视频输出接口，从而可以兼顾充电，传输数据和视频输出功能。与自动旋转功能组合，开发出更多的功能。智能手机底座的电源有两种，一种是电缆供电，通过USB 口或直流变压器输入，另一种是电池独立供电。所以底座预留有电池仓，在不外接电源的情况下，可以通过电池给底座内部的伺服电机和相应控制模块供电。两者自动切换，当插入外接电源时，自动使用外接电源供电；当无外接电源时，使用内置电池供电，让用户摆脱线束的束缚，方便用户使用。需要说明的是，本发明中所述的智能手机底座，与相关软件处理方法，以及自带相关软件的拍照手机均为本发明保护之范围。进一步地，为更好的描述本发明的技术方案及其实施，图5示出了采用本发明智能手机底座的实现方法的一个较佳实施例。在此实施例中，智能手机底座与相应的拍照手机通过支架结合，手机与底座通过USB接口建立通讯。建立起手机与伺服马达的控制通道。如图5所示，该实施例具体流程描述如下步骤SOOl :连接手机与智能化手机底座。步骤S002 :按键选择激活自动拍照功能，摄像头开启，捕捉用户面部；用户激活自动拍照功能后，拍照指示灯亮起，手机前置摄像头打开，同时在屏幕上显示出摄像头所拍摄的画面，软件会不断从摄取的画面中判断有无人脸。步骤S003 :手机计算出人脸框中心点与成像框中心点的偏移量，输出控制信号；当用户进入画面中时，摄像头即捕获人脸数据，生成人脸框，同时计算出相对于成像框的偏移量。步骤S004 :底座内的伺服马达控制模块根据控制信号驱动马达做水平和垂直运动，使手机屏幕对准用户面部；步骤S005 :面部识别和笑脸快门功能实时开启，校准用户面部的同时，时刻捕捉用户笑脸；步骤S006 :检测到笑脸后，及时抓拍，存储照片。综上所述，本发明主要目的在于简化用户的操作，使用户对于手机拍照和摄像的工作简化，完全交由手机自主控制选择，方便了客户的使用，提升了客户的新鲜感，创造了一种全新的娱乐方式。所述的软件处理方面具有创新性，通过手机终端上的软件处理实现人脸识别和自动跟踪，保持人脸始终在屏幕中心，以取得最佳的拍摄角度，当人脸移动时，自动计算人脸偏离屏幕中心的偏移量，计算出需要修正的量，然后通过USB接口，控制底座内的伺服电机，从而控制手机自动跟随旋转，保证人脸始终在屏幕中心，从而实现自动跟踪的功能。再结合笑脸识别功能，当检测到面部出现笑脸时，自动对焦抓拍，从而保证了随时都可以拍出最佳角度与最佳表情的照片，大大提升产品的档次和用户体验，增加产品的附加价值，提高利润。同时，利用智能底座自动旋转追踪的功能特点还能实现其他不同的应用，比如视频通话，欣赏音乐、免提通话等，下面介绍本发明的一些设计功能实现和应用应用I.家庭生活的帮手在Party时或与孩子玩乐时，需要拍一些图片或视频作纪念。如果应用了本发明的智能手机底座，就可以解放自己的双手，拍摄任务交给智能手机底座去完成，专心投入 party中或与孩子尽情玩耍，不再需要烦心的找角度，对焦的工作，避免手忙脚乱。甚至可以作为远程监控宝宝作息的工具，通过3G网络实时发出视频信息，用户通过另一台手机终端监控。应用2. 3G视频通话进行3G可视通话时，如果应用了本发明的智能手机底座，就不再需要手动调节焦距和角度，手机控制智能底座自动追踪用户的面部，并且自动对焦。一直保持最佳焦距和头像定位，从而获得最佳的视频效果。应用3.免提通话、音乐播放当手机免提通话或外放音乐和收音机时，随着用户的走动，与手机的角度和距离都会变化，会使得麦克风的拾音效果变差或外放声音效果变差，影响效果。应用本发明后， 通过摄像头跟踪自动跟踪，始终保持麦克风和外放喇叭与用户保持垂直，声音传播路径最短，达到最好的声音效果。根据以上描述，通过本发明手机与智能手机底座的配合，可以实现不同场景下的多媒体应用。简化用户操作，提升用户体验，让用户用更少的操作，感受到更多的乐趣，提升了产品的档次和竞争力。在手机终端的开发上，可以开发出不同型号的手机，只要带有人脸识别、笑脸快门的技术，加上相应的控制软件和接口都可以使用智能手机底座。进一步地，所述如上方法，还可以通过底座上的视频输出端口，实现即拍即显，视频监控等功能，同时通过底座上的数据接口也可以实现普通手机底座的充电，数据备份同步等功能。由上所述，本发明的主要特点通过综合人脸识别、笑脸快门、伺服电机闭环控制等技术，开发出一套全新的手机相关概念产品，作为一种手机终端的附件，拓展手机的应用， 提高手机的智能水平，提升用户体验。以上内容仅为本发明的优选实施案例而已，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围，如底座与手机的接口，不但包括USB接口，也包括各种形式串口，并口或者蓝牙等无线接口。因此，这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
权利要求
1.一种智能手机底座，其特征在于，所述智能手机底座包括座基、控制模块、驱动模块， 以及设在所述座基上的支架，所述支架用于，通过卡接装置将手机固定在所述支架上；所述控制模块用于，根据接收到的所述手机中的图像捕捉及校准模块发送的控制信号，向所述驱动模块发送驱动信号；所述驱动模块用于，根据接收到的所述控制模块发送的驱动信号，驱动所述支架及所述手机终端实现平动和/或转动。
2.如权利要求I所述的智能手机底座，其特征在于，所述控制信号，包括手机摄像头捕捉到的人脸图像的中心位置坐标与所述手机摄像头的成像框中心位置坐标的偏移量或修正量。
3.如权利要求I或2所述的智能手机底座，其特征在于，所述驱动模块包括伺服电机，所述伺服电机的旋转轴上设有齿轮和齿轮槽，所述伺服电机旋转带动所述齿轮旋转，所述齿轮在所述齿轮槽中水平和/或上下运动，带动所述支架做相应运动。
4.如权利要求3所述的智能手机底座，其特征在于，所述控制模块用于，通过将所述控制信号转换为所述驱动信号，以控制所述驱动电机旋转的速度和旋转的角度。
5.如权利要求I所述的智能手机底座，其特征在于，所述卡接装置包括所述支架上的固定卡扣。
6.一种手机，其特征在于，所述手机包括成像装置，所述成像装置包括图像捕捉及校准模块，所述图像捕捉及校准模块用于，根据手机摄像头采集的图像数据得出人脸图像偏移量或修正量，并根据所述人脸图像偏移量或修正量发出控制信号，以控制所述手机实现平动和/或转动。
7.如权利要求6所述的手机，其特征在于，所述人脸图像偏移量或修正量，包括手机摄像头捕捉到的人脸图像的中心位置坐标与所述手机摄像头的成像框中心位置坐标的偏移量或修正量。
8.如权利要求7所述的手机，其特征在于，所述图像捕捉及校准模块用于，根据所述手机摄像头捕捉到的人脸图像确定人脸框， 并将该人脸框的中心位置坐标确定为所述人脸图像的中心位置坐标。
9.一种智能手机底座的实现方法，其特征在于，根据手机摄像头采集的图像数据得出人脸图像偏移量或修正量，并向控制模块发出控制信号；所述控制模块根据接收到的所述控制信号，向智能手机底座中的驱动模块发送驱动信号;所述驱动模块根据接收到的所述控制模块发送的驱动信号，驱动所述智能手机底座及卡接在所述智能手机底座上的手机终端实现平动和/或转动。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述人脸图像偏移量或修正量，包括手机摄像头捕捉到的人脸图像的中心位置坐标与所述手机摄像头的成像框中心位置坐标的偏移量或修正量。
全文摘要
本发明公开了一种智能手机底座与手机及其实现方法，该智能手机底座包括座基、控制模块、驱动模块，以及设在座基上的支架，该支架用于，通过卡接装置将手机固定在该支架上；控制模块用于，根据接收到的手机中的图像捕捉及校准模块发送的控制信号，向驱动模块发送驱动信号；驱动模块用于，根据接收到的控制模块发送的驱动信号，驱动支架及手机终端实现平动和/或转动。本发明通过控制手机底座及连接在底座上的手机旋转，能够实现摄像头自动跟踪，从而进行抓拍或摄像。
文档编号H04N5/232GK102594990SQ20121003008
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者陆靖 申请人:中兴通讯股份有限公司