IntelliZoomer——基于前攝CV的手機(jī)拍照輔助工具
作者：鄭逢時(shí)，王琛，蔚兆洋 計(jì)算機(jī)系
指導(dǎo)老師：喻純 計(jì)算機(jī)系
關(guān)鍵詞：人機(jī)交互、CV、移動(dòng)設(shè)備
摘要
IntelliZoomer 是一個(gè)集成了前攝人臉識(shí)別、微 笑識(shí)別技術(shù)的智能手機(jī)拍照縮放輔助工具。提供給用戶“所見即所得”的縮放體驗(yàn)，及“心想事成”的快門體驗(yàn)。徹底實(shí)現(xiàn)了免觸控的拍照 機(jī)制，讓單手拍攝更加容易和專業(yè)。
圖1. IntelliZoomer 效果示意圖
背景介紹
我們留意到了這樣的一種智能手機(jī)拍照的需求場景：用戶在拍照時(shí)通常用兩個(gè)手指進(jìn)行捏合或擴(kuò)張，如果用戶使用單手進(jìn)行拍攝則會(huì)帶來很大的不便。此外，對(duì)于大屏幕的手機(jī)，即便對(duì)好了焦距，用一只手有時(shí)也難以按準(zhǔn)快門按鈕，也難免產(chǎn)生抖動(dòng)。
圖2. 單手拍照需求示意圖
因此我們決定探索一種更加高效和便捷的單手拍照解決方案。
經(jīng)過前期調(diào)研與討論，我們希望設(shè)計(jì)出具有如下特點(diǎn)的手機(jī)拍照應(yīng)用：
§ 智能縮放：手機(jī)能自動(dòng)調(diào)節(jié)拍攝的縮放率，使得屏幕上顯示出的畫面和用戶實(shí)際透過手機(jī)屏幕看到的景物一模一樣。即“所見即所得”；
圖3. 智能縮放功能示意圖
§ 智能快門：讓用戶在最短的時(shí)間內(nèi)拍攝出滿意的照片，取好景后無需點(diǎn)擊“拍攝”按鈕，直接通過眨眼或者微笑等 touch free 的交互方式控制拍照。
圖4. 智能快門功能示意圖
技術(shù)要點(diǎn)
智能縮放：
• 輸入：前置攝像頭捕獲到人臉圖像
• 用CV庫提取出人臉框大小
• 根據(jù)反比關(guān)系計(jì)算出人臉與屏幕的距離
• 線性插值得到縮放率
• 指數(shù)移動(dòng)平均降噪
圖5. 智能縮放算法概覽
智能快門：
• 輸入：前置攝像頭捕獲到人臉圖像
• 用CV庫檢測是否微笑
• 指數(shù)移動(dòng)平均，上邊沿檢測
圖6.上邊沿檢測示意圖
成果展示
我們最終實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用界面如下圖所示：
圖7. 應(yīng)用的UI截圖
用戶實(shí)驗(yàn)
我們分室內(nèi)和室外兩個(gè)場景進(jìn)行了用戶實(shí)驗(yàn)，以證實(shí)我們項(xiàng)目的可用性。在兩組設(shè)定下，我們都要求用戶拍攝一組目標(biāo)，記錄用戶拍攝所用總時(shí)間和偏好度。
在實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們一共部署了三個(gè)App，一個(gè)是Naive Camera，調(diào)用了系統(tǒng)原生的API，但是沒有防抖功能（因?yàn)槲覀兊南鄼C(jī)不能防抖）；另外兩個(gè)都是我們的實(shí)現(xiàn)，分別為Subtle和Fierce方案，其中Fierce方案變焦范圍更大。
圖8. 實(shí)驗(yàn)所用的三組App示意圖
在室內(nèi)的情況下，F(xiàn)ierce方案和傳統(tǒng)方案使用的時(shí)間基本一致，Subtle方案的耗時(shí)最長。用戶偏好傳統(tǒng)方案，所有用戶表示在單手情況下會(huì)選擇Fierce方案。
而在室外時(shí)，F(xiàn)ierce方案用時(shí)更短，而且在第二次實(shí)驗(yàn)中優(yōu)勢更加明顯。用戶也給予了Fierce方案更高的評(píng)分。
此外，所有的用戶表明，在單手的情況下，他們會(huì)選擇我們的拍照方案。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了我們的工作的價(jià)值——解決了單手拍照縮放難的問題。
