AI 程序员码说摄影图像基础

课程简介

摄影,随着大众消费电子产品的水平越来越高,手机传感器的能力越来越强,已经不再是摄影师的专属,普通人越来越多地利用手里的设备记录自己的生活。

图像技术,随着传统算法的越来越成熟以及深度学习的发展,已经催生出越来越多的后期软件,降低了大众修图的门槛。

本课程是一门图像处理算法和摄影基础的交叉课程,共12篇,主要从3大方向来与大家交流。

  • 普及图像处理技术在摄影各方面的应用现状,如图像增强、构图、滤镜类。
  • 介绍摄影基础知识以及辅助提高摄影技术的一些工具。
  • 浅析摄影后期各项应用背后的图像原理,如美白滤镜、抠图、前背景融合的图像技术原理。

作为一门基础课,最重要的是让大家知道当前的现状,对基本技术有个概念,为高阶教程铺垫基础。

作者介绍

龙鹏,5年计算机视觉从业经验,华中科技大学本科,中国科学院硕士,原 360 图像搜索,人工智能研究院算法工程师,今陌陌信息技术创新组深度学习算法工程师,摄影业余爱好者,500px 粉丝 1800+,摄影旅游自媒体,拥有公众号《言有三工作室》。曾参与或主持基础图像增强与降噪,自动驾驶中的分割检测,视频图像内容分析等项目,熟悉传统图像处理算法基础知识,拥有丰富的基于机器学习的计算机视觉项目经验。

课程内容

导读:来一场摄影与算法的相遇

Photoshop 想必大家都很熟悉,Adobe 靠着 Photoshop 称霸图像处理领域几十年,就是因为其中每一个功能,背后都是扎实的算法的支持。

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摄影,在胶片时代,纯靠摄影师的美学造诣和熟练技巧,一旦成片,基本上也就成片了。但是现在圈子里流行着一句话,7分靠前期,3分靠后期。

现在,那些好看的图,或者说没有经过精确地布景拍出来的好图,很少没有后期的。如下图,是从一个在线图片网站上截取下来的封面,都是好图对吧,那你能猜到都有些什么后期吗/p>

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还可以对颜值打分,当做一款娱乐的工具,其实很受大家欢迎,毕竟大众的审美还是趋同的,所以颜值打分、魅力值打分,其实挺靠谱的。

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上图是 500 px,推荐出的相似图,第一张图是我的图,由于是专门的摄影平台,收录的图质量就比较高了,后面这些图除了都有个女生外,构图、色调其实并不一致,所以应该不是仅仅基于图像底层特征(颜色、纹理)等的检索,猜测有一定的美学质量在里面。

总之,没有人会排斥当你搜索图片时,给你返回美学质量更高的图吧,这仍然是一个需要填补的应用领域。

构图推荐

下面分别是一张原图,以及利用 iPhone 的照片管理软件自动裁剪出来的图。

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构图在前期和后期都是摄影师开始工作的第一步,而且是必做的一步。如果让计算机学会了理解摄影师的意图,找到了最佳的构图,那能提升很多图像工作者的效率,包括前面说的泼辣相册的美学打分,也会专门有构图的打分。500 px 的人工评分中,目前也有这一项,以后一定会发展成人工智能评分,笔者这张图有人在构图上加了分,目前使用这个功能的人还很少。

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磨皮、美白

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就连 Google 旗下,简洁专业著称的 Snapseed 也在最近更新了美颜功能,更别说美图秀秀,天天 P 图中的瘦脸、大长腿、大眼等等功能了,这也符合当下国民的审美。

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自动增强

原片尤其是手机拍出来的,很多都需要做图像增强、调节对比度、亮度等,如下图是我拍的照片,画面偏暗。

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当然结果还不是令人满意,这种基本的图像增强操作,比较底层,不涉及过多的智能化操作,所以有很多相关的研究在研究智能的对摄影作品进行后期增强。

很多的 App 也在陆续加入这个功能,如 Google 的 Snapseed、泼辣修图等。

自然背景下的抠图,换背景

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就冲模拟大光圈这项功能,就值得关注。

图像融合、创作

可能对于大多数人来说,PS 最牛逼之处就在于无中生有,以假乱真了。

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当然了,肯定还有很多人玩 POCO、LOFTER、豆瓣、微博等,但以上两家绝对是最大的。没事多去上面逛逛,欣赏欣赏好的作品,和别人多多交流(忍不住推一下自己的账号,以后来多多关注、交流吧)。

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学会跟图像工程师一样去看图

上面推荐了社区让大家去交流学习,平时非摄影爱好者,大家看图也就是直观感觉一看一评论,但是咱们这里是 GitChat 平台,来这里的多少都有点技术基础,大家应该对自己有更高的要求。所以,接下来要从几个维度来剖析图片,这也会成为以后看图的技术基础。

建立亮度语感

任何正常的照片,必然会有明暗对比、色彩对比,我们平常看的照片,大部分都是8位的深度,什么意思呢是,图片的亮度从黑到白,是 0~28 的范围。

下面我们把 28 也就是 256 均分为 16 份,大家感受一下各个亮度。没事多看看这张图,争取以后看到一个像素点,基本上能断定亮度值是多少,这就是语感。

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建立一张照片的色彩分布和亮度分布语感——亮度分布和颜色分布直方图

上面让大家看了亮度图,下面来看下亮度分布图。熟悉单反和后期工具的诸位,一定不会对此感到陌生,下面就放了一张彩色图和黑白图各自的直方图。

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从黑白图中我们更好理解,横轴为 X,纵轴为 Y,图像出现的两个峰值,一个 X 比较小,一个 X 值比较大。

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前景调暗,右侧的黄色间距线变长,整个直方图相对于原始的左移动。

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相机的自动对焦功能就会用到主体检测,越高端的相机,对焦速度越快,有的相机还会针对人脸做优化。而美图秀秀等工具之所以美颜效果好,其中也是加入了人脸检测算法,连 Snapseed 最近都加入了人脸智能美颜,突出主体,我们时刻要牢记。

学会掌握作品的色彩——色调风格

风格,是我们很喜欢谈论的东西,不同的照片会给人完全不同的感觉,最简单的分类,有的是暖色,有的是冷色。一般,色调的分布会满足统一色调原理,或者补色原理、或者90度色原理,以后我们也会单独开篇来说。

怎么量化这个呢们可以看看图像的色调分布,下面是一个360度的色相环,以颜色直方图的形式来展现。

单一色调:

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90度色调原理:

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好的例子,这张图利用了大光圈,虚化了背景,对比很明显。看起来明显就比上图舒服很多。

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下图是弄了个高斯模糊处理了一下上图,CPBD=0.0180

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值的变化非常大对吧,很有参考意义!

具体的公式就不上了,CPBD 指标的计算流程如下:

  • 选择一个边缘检测方法,如 canny 来检测边缘。
  • 把图像分为很多大小相同的小块,判断每一个小块是否为边缘块。
  • 对于边缘块,计算其边缘的宽度和对比度,根据对比度,计算一个参考的边缘宽度。
  • 依据参考的边缘宽度和实际宽度,采用负指数函数来获取 blur 的概率,即模糊的概率,累积得到锐化指标。

本课结束,主要是说了几个图像底层的维度,大家以后看到一张图时,可以先从这几个方面去想想!

第02课:初探摄影技巧与计算机图片分类
第03课:构图基础及自动构图工具与原理
第04课:摄影中的基本色调学原理
第05课:增强图片细节及原理解析
第06课:常用黑白后期及图像原理
第07课:抠图算法原理与算法实现
第08课:艺术类滤镜原理介绍和使用
第09课:常用美颜算法及其背后的基本原理
第10课:多重曝光中的图像融合介绍
第11课:美学评分,从传统方法到深度学习的初探

阅读全文: http://gitbook.cn/gitchat/column/5a6011fbbd5ff2623773394c

相关资源:今目标软件(桌面今目标)09/26-专业指导文档类资源-CSDN文库

来源:蔚1

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