张静 张柏博 祝箐
摘 要：本文介绍了一种基于蓝牙技术与人脸识别的智能手机摄像技术，手机摄像系统通过人脸识别技术、蓝牙技术、滚动导轨技术、自拍技术、红外遥控技术、超声波技术等多种技术的融合，实现职能拍摄。开发手机APP并安装，通过蓝牙模块实现连接，手机通过人脸识别功能判断人像在屏幕的位置与大小，然后与用户设置的参数进行比较，APP进行一系列算法后通过蓝牙向设备发送指令。设备收到指令后驱动手机物理导轨进行移动，进而进行自动拍照或跟拍视频。
关键词：蓝牙 人脸识别 APP
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（a）-0023-02
智能摄像系统的发展经历了比较长时间的研究，自拍工具、手机直播、网络直播等技术快速发展。国内外对于智能摄像机的研究也空前热门，随着电子技术的发展，手机像素已经满足摄像要求，在不少场合完全可以代替照相机和摄像机实现拍照和录像。但是，手机拍照及摄像需要自拍杆或人工操作实现，还没有出现可以智能取代人工操作的智能硬件。基于此，研究出一款基于蓝牙技术与人脸识别技术的智能手机摄像系统，一款能够代替人工操作的智能摄像系统，可以实现智能拍摄。
1 系统方案
本作品采用自主开发的手机APP，手机安装APP后与该设备通过蓝牙连接，手机通过人脸识别功能判断人像在屏幕的位置与大小，然后与用户设置的参数进行比较，进而APP进行一系列算法后通过蓝牙向设备发送指令，设备收到指令后驱动智能手机物理导轨进行移动，进而进行自动进行前后、上下移动、翻转拍照或跟拍视频。项目开发流程图如图1所示。
2 软件技术
2.1 蓝牙技术
“蓝牙”技术，可有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够较为轻松地简化以上这些设备与因特网Internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓寬道路。
2.2 Android APP
通过开发手机APP，可实现如下功能。
（1）设置：用户可以在APP中自定义设置人脸位置、人脸大小、位置与大小精度、摄像提示方式、摄像辅助、拍照模式等。
（2）摄像辅助：用户输入年龄与性别信息后，APP可以根据人脸的宽度绘制出大致的人像轮廓，显示在摄像画面中。
（3）拍照：首先APP会对预览画面进行扫描捕捉，当捕捉到人脸时会计算出人脸的大小与位置，进而与设置中的参数比对，APP进行一系列算法后通过蓝牙向设备发送指令，设备收到指令后驱动手机进行移动。当捕捉到的画面符合用户设置要求时，会提示用户进行拍照，拍照结束后会提示用户拍照结束。结束后默认再次进入拍照模式。
（4）录像：用户进入录像模式后APP会对预览画面进行扫描捕捉，当捕捉到人脸时会计算出人脸的大小与位置，而与设置中的参数比对，APP进行一系列算法后通过蓝牙向设备发送指令，设备收到指令后驱动手机进行移动跟拍。
2.3 基于google公司的android人脸识别技术
人脸识别技术是基于人的脸部特征，对输入的人脸图像或者视频流。首先判断其是否存在人，如果存在人脸，则进一步地给出每个脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息。并依据这些信息，进一步提取每个人脸中所蕴涵的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比，从而识别每个人脸的身份。
3 硬件技术
3.1 核心芯片——ARM STM32F103ZET6芯片
核心芯片选用ARM STM32F103ZET6，具有性能高、成本低廉、通信设计合理能优点，芯片见图2。
3.2 超声波HC-SR04模块
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
在设备中安装两个超声波模块，其中自拍杆顶部安装的超声波模块可以利用底部亚克力板的反射作用，实现上下移动，底部安装的超声波模块，利用导轨两边的板材实现设备的前后移动。
3.3 红外模块设计
红外模块设备利用红外遥控控制拍照与摄像的开始与结束。
3.4 电机驱动模块
L298N是ST公司生产的一种电机驱动芯片，安装于产品底部可以实现自拍杆的快速升降。
4 主要功能和实用情况
本产品采用红外遥控技术实现拍摄的开始与结束，通过自动化对焦技术驱动摄像系统在物理导轨上智能移动，手机APP通过智能人脸识别技术来智能跟随，跟随距离通过超声波模块控制，前后识别距离可以达到10m左右，上下距离可以达到20cm。
作品填补了网络直播工具市场空白；通过蓝牙通信及人脸识别技术智能控制摄像系统在物理导轨上移动；人脸识别技术、蓝牙技术、滚动导轨技术、自拍技术、红外遥控技术、超声波技术等多种技术融合，从而与当今科技发展形式接轨；“随变拍”智能手机摄像系统具有成本低廉、方便快捷、性能稳定等优点。
参考文献
[1]岳永霞，金华.基于Wi-Fi和蓝牙技术的停车场智能引导系统[J].计算机与现代化，2016（4）：90-93.
[2]刘芮，李中梅，宋雅静，等.人脸识别技术在智能快递箱身份认证中的应用研究[J].电脑编程技巧与维护，2016（2）：77-78.
[3]黄和平.一种电气零件标识面智能识别装置[J].机械设计与制造工程，2018（5）：229-231，235.
