CN102244717B - 可产生特殊音效的网络摄影机及其产生特殊音效的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可产生特殊音效的网络摄影机及其产生特殊音效的方法，该可产生特殊音效的网络摄影机包含一影像装置、一声音装置、一多路复用器、一微处理器及一通用序列总线装置。该影像装置用以撷取并处理一影像，以产生一处理过影像；该声音装置用以撷取并处理一声音，以产生一处理过声音；该多路复用器耦接于该影像装置与该声音装置，用以接收该处理过影像与该处理过声音；该微处理器用以控制该影像装置与该声音装置；该通用序列总线装置用以根据一主机的指令，控制该多路复用器由该影像装置读取该处理过影像及由该声音装置读取该处理过声音，并传送该处理过影像与该处理过声音至该主机。

Description

可产生特殊音效的网络摄影机及其产生特殊音效的方法
技术领域
本发明有关于一种网络摄影机，尤指一种可实时处理声音以产生特殊音效的网络摄影机。
背景技术
现今网络摄影机广泛地和通讯软件(例如Skype，MSN等)搭配使用。而网络摄影机用以撷取实时影像和声音，并将所撷取的实时影像和声音透过通用序列总线或网络连结传送至一主机。因此使用者利用网络摄影机即可建立和其它使用者之间的影音连结。
然而在现有技术中，网络摄影机仅用以撷取实时影像和声音，而由主机接收处理实时声音以产生特殊音效。但并非所有与网络摄影机连结的主机皆支持特殊音效。另外，对使用者而言，现有技术由主机处理网络摄影机所收录的实时声音，以后制产生特殊音效。因此，在现有技术中，网络摄影机并无提供实时特殊音效的功能。
发明内容
本发明的一实施例提供一种可产生特殊音效的网络摄影机。该网络摄影机包含一影像装置、一声音装置、一多路复用器、一微处理器及一通用序列总线装置。该影像装置用以撷取并处理一影像，以产生一处理过影像，并储存该处理过影像；该声音装置用以撷取并处理一声音，以产生一处理过声音，并储存该处理过声音；该多路复用器耦接于该影像装置与该声音装置，用以接收该处理过影像与该处理过声音；该微处理器耦接于该影像装置与该声音装置，用以控制该影像装置与该声音装置；该通用序列总线装置耦接于该多路复用器与该微处理器，用以根据一主机的指令，控制该多路复用器由该影像装置读取该处理过影像及由该声音装置读取该处理过声音，并传送该处理过影像与该处理过声音至该主机。
本发明的另一实施例提供一种网络摄影机产生特殊音效的方法。该方法包含撷取并处理一影像，产生一处理过影像，并储存该处理过影像；撷取并处理一声音，产生一处理过声音，并储存该处理过声音；一多路复用器接收该处理过影像与该处理过声音；根据一主机的指令，控制该多路复用器由该影像装置读取该处理过影像及由该声音装置读取该处理过声音，并传送该处理过影像与该处理过声音至该主机。
本发明提供一种可产生特殊音效的网络摄影机及网络摄影机产生特殊音效的方法。该网络摄影机及方法利用一声音处理单元对一声音撷取单元撷取并数字化的声音执行一音效处理，以产生具有一特殊音效的声音，其中该音效处理包含混音、加入回音及/或改变音高。因此，不论依主机是否支持一特殊音效，本发明皆可提供使用者在传输一实时影像和一实时声音时，即可加入特殊音效而有更多的乐趣。
附图说明
图1为本发明的一实施例说明一种可产生特殊音效的网络摄影机的示意图；
图2A为说明声音处理单元对数字化声音执行混音的示意图；
图2B为说明声音处理单元对数字化声音加入回音的示意图；
图2C为说明声音处理单元对数字化声音改变音高的示意图；
图3为本发明的另一实施例说明一种网络摄影机产生特殊音效的方法的流程图。
其中，附图标记：
100 网络摄影机
102 影像装置
104 声音装置
106 多路复用器
108 微处理器
110 通用序列总线装置
112 主机
1022 影像撷取单元
1024 影像处理单元
1026 影像缓冲器
1042 声音撷取单元
1044 声音处理单元
1046 声音缓冲器
1102 通用序列总线控制器
1104 通用序列总线接口
10442、10444、10448 乘法器
10446、10452 加法器
10450 延迟衰减单元
DIA 数字影像
DSo 数字声音
FDSo 滤波的数字声音
NDSo 新的数字声音
LINDSo 高采样的数字声音
frame0-frameN 音框
IA 影像
PIA 处理过影像
PSo 处理过声音
So 声音
SSo 第二数字声音
S1 第一声音
S2 第二声音
S3 第三声音
S4 第四声音
W1 第一权重
W2 第二权重
W3 第三权重
210至222、300至316 步骤
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
请参照图1，图1为本发明的一实施例说明一种可产生特殊音效的网络摄影机100的示意图。网络摄影机100包含一影像装置102、一声音装置104、一多路复用器106、一微处理器108及一通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)装置110。影像装置102用以撷取并处理一影像IA，以产生一处理过影像PIA，并储存处理过影像PIA；声音装置104用以撷取并处理一声音So，以产生一处理过声音PSo，并储存处理过声音PSo；多路复用器106耦接于影像装置102与声音装置104，用以接收处理过影像PIA与处理过声音PSo；微处理器108耦接于影像装置102与声音装置104，用以根据储存于微处理器108内的一固件，控制影像装置102与声音装置104；通用序列总线装置110耦接于多路复用器106与微处理器108，包含一通用序列总线控制器1102及一通用序列总线接口1104。通用序列总线控制器1102用以根据一主机112的指令，控制多路复用器106由影像装置102读取处理过影像PIA及由声音装置104读取处理过声音PSo。通用序列总线接口1104耦接于通用序列总线控制器1102，用以传送处理过影像PIA与处理过声音PSo至主机112。
如图1所示，影像装置102包含一影像撷取单元1022、一影像处理单元1024及一影像缓冲器1026。影像撷取单元1022用以撷取并数字化影像IA，以产生一数字影像DIA，其中影像撷取单元1022为一互补金属氧化物半导体影像传感器(CMOS image sensor)或一电荷耦合元件影像传感器(ChargeCoupled Device image sensor)；影像处理单元1024耦接于影像撷取单元1022，用以对数字影像DIA执行一影像处理，产生处理过影像PIA，其中影像处理包含缩放、调整颜色、调整亮度、调整分辨率、移除噪声、强化边缘(edgeenhance)、内插(interpolation)、缩放及/或调整对比；影像缓冲器1026耦接于影像处理单元1024，用以接收并储存处理过影像PIA。
如图1所示，声音装置104包含一声音撷取单元1042、一声音处理单元1044及一声音缓冲器1046。声音撷取单元1042用以撷取并数字化声音So，以产生一数字声音DSo，其中声音撷取单元1042为一模拟麦克风加上一模拟数字转换器，或一数字麦克风；声音处理单元1044用以对数字声音DSo执行一音效处理，产生处理过声音PSo，其中音效处理包含混音、加入回音及/或改变音高；声音缓冲器1046耦接于声音处理单元1044，用以接收并储存处理过声音PSo。
请参照图2A、图2B和图2C，图2A为说明声音处理单元1044对数字声音DSo执行混音的示意图，图2B为说明声音处理单元1044对数字声音DSo加入回音的示意图，和图2C为说明声音处理单元1044对数字声音DSo改变音高的示意图。如图2A所示，声音处理单元1044利用声音处理单元1044内的乘法器10442对数字声音DSo乘上一第一权重W1，以产生一第一声音S1，以及利用声音处理单元1044内的乘法器10444对第二数字声音SSo乘上一第二权重W2，以产生一第二声音S2，其中第二数字声音SSo为内建于声音处理单元1044内的特殊声音或于另一时段由声音撷取单元1042所预先撷取的声音。然后，声音处理单元1044利用一加法器10446，将第一声音S1与第二声音S2混音产生处理过声音PSo。
如图2B所示，声音处理单元1044利用声音处理单元1044内的乘法器10448对处理过声音PSo乘上一第三权重W3，以产生一第三声音S3，以及利用声音处理单元1044内的延迟衰减单元10450对第三声音S3执行延迟和衰减，以产生一第四声音S4。然后，一加法器10452将第四声音S4与数字声音DSo混音产生处理过声音PSo。因此，处理过声音PSo将会具有回音的效果。
如图2C所示，声音处理单元1044利用PSOLA算法对数字声音DSo改变音高，其中PSOLA算法在时域上对数字声音DSo改变音高，但本发明并不受限于PSOLA算法。在步骤210中，将数字声音DSo在时域上分割成N+1个时间区间相同的音框frame0-frameN。在步骤212中，对音框frame0-frameN中的每个音框做音高检测，并记录每个音框的音高。在步骤214中，利用以每个音框的音高为中心的汉尼窗(Hanning window)，找出N+1个汉尼窗的时间长度。在步骤216中，利用具有缩放因子的Overlap and add算法在时域上缩放每个汉尼窗的时间长度，以产生一新的数字声音NDSo。在步骤218中，利用线性内插(linear interpolation)的方法，对新的数字声音NDSo做高采样，以产生一高采样的数字声音LINDSo。在步骤219中，对高采样的数字声音LINDSo滤波，以产生一滤波的数字声音FDSo。在步骤220中，对滤波的数字声音FDSo重新采样，以产生和数字声音DSo的时间长度相同的处理过声音PSo。在步骤222中，输出处理过声音PSo。例如，使用者想将1秒长度的声音信号，转变成像是2秒长度效果的声音信号，则Overlap and add算法会在时域上放大每个汉尼窗的时间长度。然后利用线性内插与重新采样，以产生时间长度为1秒但具有2秒长度效果的处理过声音PSo。因此，声音处理单元1044可利用PSOLA算法，转变男声成为女声或转变女声成为男声。
在本发明的另一实施例中，声音处理单元1044整合于一网络摄影机驱动器(driver)内，亦即可由软件(driver)实现声音处理单元1044，其中网络摄影机驱动器安装于主机112之内。
请参照图3，图3为本发明的另一实施例说明一种网络摄影机产生特殊音效的方法的流程图。图3的方法利用图1的网络摄影机100说明，详细步骤如下：
步骤300：开始；
步骤302：影像撷取单元1022撷取并数字化影像IA，以产生数字影像DIA；
步骤304：影像处理单元1024对数字影像DIA执行影像处理，产生处理过影像PIA；
步骤306：影像缓冲器1026接收并储存处理过影像PIA，跳至步骤314；
步骤308：声音撷取单元1042撷取并数字化声音So，以产生数字声音DSo；
步骤310：声音处理单元1044对数字声音DSo执行音效处理，产生处理过声音PSo；
步骤312：声音缓冲器1046接收并储存处理过声音PSo；
步骤314：根据主机112的指令，控制多路复用器106由影像装置102中的影像缓冲器1026读取处理过影像PIA及由声音装置104中的声音缓冲器1046读取处理过声音PSo，并传送处理过影像PIA与处理过声音PSo至主机112；
步骤316：结束。
在步骤302中，影像撷取单元1022为互补金属氧化物半导体影像传感器或电荷耦合元件影像传感器。在步骤304中，影像处理包含缩放、调整颜色、调整亮度、调整分辨率、移除噪声、强化边缘、内插、缩放及/或调整对比。在步骤308中，声音撷取单元1042为模拟麦克风加上模拟数字转换器，或数字麦克风。在步骤310中，音效处理包含混音(如图2A所示)、加入回音(如图2B所示)及/或改变音高(如图2C所示)。在步骤314中，通用序列总线装置110可根据主机112的指令，控制多路复用器106由影像装置102读取处理过影像PIA及由声音装置104读取处理过声音PSo，并传送处理过影像PIA与处理过声音PSo至主机112。
综上所述，本发明所提供的可产生特殊音效的网络摄影机及网络摄影机产生特殊音效的方法，利用声音处理单元对声音撷取单元撷取并数字化的声音执行音效处理，以产生具有特殊音效的声音，其中音效处理包含混音、加入回音及/或改变音高。因此，不论主机是否支持特殊音效，本发明皆可提供使用者在传输实时影像和实时声音时，即可加入特殊音效而有更多的乐趣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种可产生特殊音效的网络摄影机，其特征在于，包含：
一影像装置，用以撷取并处理一影像，以产生一处理过影像，并储存该处理过影像；
一声音装置，用以撷取并处理一声音，以产生一处理过声音，并储存该处理过声音；
一多路复用器，耦接于该影像装置与该声音装置，用以接收该处理过影像与该处理过声音；
一微处理器，耦接于该影像装置与该声音装置，用以控制该影像装置与该声音装置；及
一通用序列总线装置，耦接于该多路复用器与该微处理器，用以根据一主机的指令，控制该多路复用器由该影像装置读取该处理过影像及由该声音装置读取该处理过声音，并传送该处理过影像与该处理过声音至该主机；
该声音装置包含：
一声音撷取单元，用以撷取并数字化该声音，以产生一数字化声音；
一声音处理单元，用以对该数字化声音执行一音效处理，产生该处理过声音；及
一声音缓冲器，耦接于该声音处理单元，用以接收并储存该处理过声音；
所述网络摄影机利用该声音处理单元对该声音撷取单元产生的该数字化声音执行音效处理，以产生具有特殊音效的声音；
该影像装置包含：
一影像撷取单元，用以撷取并数字化该影像，以产生一数字化影像；
一影像处理单元，耦接于该影像撷取单元，用以对该数字化影像执行一影像处理，产生该处理过影像；及
一影像缓冲器，耦接于该影像处理单元，用以接收并储存该处理过影像。
2.根据权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该影像处理包含缩放、调整颜色、调整亮度、调整分辨率、移除噪声、强化边缘、内插、缩放及/或调整对比。
3.根据权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该影像撷取单元为一互补金属氧化物半导体影像传感器。
4.根据权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该影像撷取单元为一电荷耦合元件影像传感器。
5.根据权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该音效处理包含混音、加入回音及/或改变音高。
6.根据权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该声音处理单元整合于一网络摄影机驱动器。
7.根据权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该声音撷取单元为一模拟麦克风加上一模拟数字转换器。
8.根据权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该声音撷取单元为一数字麦克风。
9.根据权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该微处理器根据储存于该微处理器内的一固件，控制该影像装置与该声音装置。
10.根据权利要求1所述的网络摄影机，其特征在于，该通用序列总线装置包含：
一通用序列总线控制器，用以根据该主机的指令，控制该多路复用器由该影像装置读取该处理过影像及由该声音装置读取该处理过声音；及
一通用序列总线接口，耦接于该通用序列总线控制器，用以传送该处理过影像与该处理过声音至该主机。
11.一种网络摄影机产生特殊音效的方法，其特征在于，包含：
撷取并处理一影像，产生一处理过影像，并储存该处理过影像；
撷取并处理一声音，产生一处理过声音，并储存该处理过声音；
一多路复用器接收该处理过影像与该处理过声音；及
根据一主机的指令，控制该多路复用器由一影像装置读取该处理过影像及由一声音装置读取该处理过声音，并传送该处理过影像与该处理过声音至该主机；
撷取并处理该声音，产生该处理过声音，并储存该处理过声音包含：
一声音撷取单元撷取并数字化该声音，以产生一数字化声音；
一声音处理单元对该数字化声音执行一音效处理，产生该处理过声音；及
一声音缓冲器接收并储存该处理过声音；
所述方法利用该声音处理单元对该声音撷取单元产生的该数字化声音执行音效处理，以产生具有特殊音效的声音；
撷取并处理该影像，产生该处理过影像，并储存该处理过影像包含：
一影像撷取单元撷取并数字化该影像，以产生一数字化影像；
一影像处理单元对该数字化影像执行一影像处理，产生该处理过影像；及
一影像缓冲器接收并储存该处理过影像。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该影像处理包含缩放、调整颜色、调整亮度、调整分辨率、移除噪声、强化边缘、内插及/或调整对比。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该音效处理包含混音、加入回音及/或改变音高。
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