Модные функции цифровых фотоаппаратов

Часть 1. Распознавание лиц

Сергей Асмаков

Узнать в лицо

Снимок с улыбкой

За и против

 

Настоящая публикация открывает цикл статей, в которых рассматриваются вспомогательные функции современных компактных цифровых фотоаппаратов. Первая часть обзора посвящена решениям, созданным на базе технологии распознавания лиц людей в кадре.

Проанализировав изменения, произошедшие в линейках ведущих производителей за последнюю пару лет, нетрудно заметить, что вектор развития цифровой фототехники любительского уровня постепенно меняет направление. Чем дальше, тем более очевидным даже для людей неискушенных становится то, что гонка за достижением максимальных численных показателей разрешающей способности, кратности оптического зума и т.п. уже утратила всякий смысл.

В условиях, когда рынок цифровых фотоаппаратов близок к насыщению, разработчики вынуждены искать новые направления развития этих устройств — ведь в противном случае могут возникнуть серьезные трудности с продвижением новых моделей. Впрочем, универсальный рецепт уже найден. Многие эксперты считают, что одним из приоритетных направлений развития компактных цифровых фотоаппаратов в ближайшем будущем станет расширение набора встроенных функций, обеспечивающих максимальную простоту использования и получение оптимального результата практически без вмешательства пользователя. В идеале владельцу камеры останется лишь нажать на спусковую кнопку в нужный момент. Минимум манипуляций, максимум комфорта и огромное количество вспомогательных возможностей, позволяющих обрабатывать и передавать изображения «в одно касание» — пожалуй, именно так можно сформулировать концепцию нового витка эволюции компактных цифровых фотоаппаратов.

В этой статье мы рассмотрим группу функций, работа которых основана на использовании системы распознавания лиц в кадре. Тема эта выбрана неслучайно: в минувшем году функция распознавания лиц стала одной из наиболее модных и распространенных инноваций, появившихся в компактных цифровых фотоаппаратах.

Узнать в лицо

В начале 2007 года пункт «функция распознавания лиц» появился в описании многих моделей цифровых фотоаппаратов. Судя по частоте употребления, данная функция стала чуть ли не главной инновацией года. К сожалению, производители нечасто утруждают себя разъяснением необходимости внедрения тех или иных модных технологий. И естественно, у людей неискушенных возникает вполне закономерный вопрос: а зачем вообще цифровой камере уметь распознавать лица? Что ж, давайте попробуем разобраться.

Прежде всего необходимо пояснить, что сама по себе технология распознавания лиц — это лишь основа, на базе которой реализована целая группа различных функций и элементов автоматической системы помощи фотографу. Именно поэтому в данной статье мы не будем вдаваться в технические детали и особенности реализации конкретных алгоритмов распознавания лиц, используемых в фотоаппаратах тех или иных производителей. Наша главная цель — рассказать о тех функциях, которые созданы на базе этой технологии.

Начнем с небольшого исторического экскурса. Алгоритмы распознавания лиц на цифровых изображениях стали использоваться в серийно выпускаемых цифровых фотоаппаратах задолго до 2007 года (просто раньше на этом не заостряли внимание в рекламных материалах). Одним из пионеров данного направления стала компания НР, первой реализовавшая в своих фотоаппаратах и фотопринтерах функцию автоматического устранения эффекта красных глаз, базирующуюся на алгоритме поиска лиц в кадре. Первоначально эта возможность была реализована в виде фильтра (то есть ее можно было применять только для обработки уже сделанных снимков). Однако по мере появления более совершенных алгоритмов и роста производительности процессоров фотокамер появилась возможность выполнять эту операцию на лету — уже в процессе первичной обработки цифрового изображения перед записью файла на карту памяти. В настоящее время функция автоматического устранения эффекта красных глаз как в процессе съемки, так и на уже сделанных кадрах имеется во многих моделях цифровых фотоаппаратов ведущих производителей — Canon, Nikon, Sony и др.

 

Рисунок

Технология распознавания лиц в кадре является основой
для целой группы функций современных цифровых фотоаппаратов

Интересно отметить, что в ряде моделей фотокамер НР, выпущенных в начале прошлого года, была реализована функция pet-eye fix, позволяющая автоматически ретушировать эффект «засвеченных» глаз животных, часто возникающий на снимках, сделанных с использованием вспышки. Впрочем, это уже выходит за рамки рассматриваемой темы.

Вернемся к началу прошлого года, когда сразу несколько производителей представили новые модели цифровых фотоаппаратов с функцией распознавания лиц. Поначалу действие этой функции ограничивалось автоматической коррекцией настроек экспозиции и фокусировки с учетом информации о расположении обнаруженных в кадре лиц. Если абстрагироваться от технических деталей, работает это следующим образом: в режиме предварительной готовности (то есть после того, как спусковая кнопка наполовину нажата) процессор анализирует поступающее с сенсора изображение, выполняя поиск в кадре объектов, соответствующих заложенному разработчиками описанию человеческого лица. Если таковые найдены, настройки фокусировки и экспозиции автоматически корректируются таким образом, чтобы обеспечить максимальную четкость и оптимальную проработку лиц (в том случае, если с первоначальными настройками они получаются слишком светлыми или, наоборот, темными).

Учитывая, что портреты и групповые снимки неизменно входят в число наиболее популярных сюжетов любительской фотографии, успех описанной выше функции был вполне предсказуем. Не искушенные в искусстве фотографии владельцы цифровых фотокамер довольно часто сетуют на несовершенство используемой камеры, когда лица на портретах и групповых снимках получаются темными и невыразительными. Идя навстречу пожеланиям массового потребителя, разработчики смастерили более-менее универсальный «костыль» для тех, кто не желает овладевать элементарными навыками в области фотографии.

 

Рисунок

Результаты работы функции коррекции экспозиции
и фокусировки с учетом обнаруженных в кадре лиц.
Снимок, расположенный сверху, сделан без использования
данной функции; внизу — изображение, полученное при съемке
с включенной коррекцией

Как бы там ни было, инновация прижилась, и буквально спустя полгода набор функций, базирующихся на технологии распознавания лиц, был расширен. Так, в ряде компактных аппаратов Canon, выпущенных во второй половине прошлого года (PowerShot A590 IS, Digital IXUS 970 IS и др.), зоны вблизи найденных в кадре лиц используются не только для коррекции настроек фокусировки и экспозиции, но и для баланса белого и мощности вспышки. Это, в частности, позволяет предотвратить появление на изображении синюшных лиц, что зачастую происходит в том случае, когда фотографируемый находится в тени. Данная функция позволяет автоматически распознавать до девяти лиц в кадре, и в случае съемки групповых портретов принудительно активирует интеллектуальный 9-точечный автофокус AiAF. Помимо этого Canon реализовала технологию запоминания лиц (Face Select and Track), которая позволяет выбирать одно из обнаруженных в кадре лиц и отслеживать его положение при изменении компоновки кадра. Как и во многих ранее выпускавшихся фотоаппаратах этой компании, реализована функция автоматического устранения эффекта красных глаз как непосредственно при съемке, так и при обработке уже отснятых кадров.

 

Рисунок

FinePix F47fd — одна из моделей компании Fujifilm,
в которой реализована технология
распознавания лиц Face Detection

Функция распознавания лиц Face Detection реализована в компактных цифровых фотоаппаратах Fujifilm семейства FinePix, имеющих в названии модели аббревиатуру fd после номера — например FinePix Z100fd, FinePix F47fd, FinePix S8000fd и др. Это решение позволяет находить в кадре до десяти лиц и использовать эти данные для коррекции настроек фокусировки, экспозиции и баланса белого, а также устранения эффекта красных глаз в процессе съемки.

В начале текущего года Fujifilm представила камеру Fujifilm S100FS класса prosumer, в которой реализована новая версия технологии распознавания лиц — Face Detection 2.0. По словам разработчиков, улучшения, внесенные в алгоритм распознавания, позволяют камере уверенно находить на изображении лица, не только обращенные непосредственно к объективу, но и повернутые вбок на угол до 90° (в том числе расположенные в профиль) и наклоненные вниз.

 

Рисунок

В модели Exilim Zoom EX-Z80 функция распознавания лиц
позволяет не только корректировать настройки
экспозиции и фокусировки, но и идентифицировать
конкретных людей

Во многих моделях компактных фотокамер Exilim, выпускаемых Casio, используется технология распознавания лиц FSE (Face Sensing Engine), разработанная специалистами компании OKI. Помимо коррекции настроек экспозиции и фокусировки по обнаруженным в кадре лицам в ряде новых аппаратов Exilim (в частности, Exilim Zoom EX-Z80) реализована функция запоминания лиц. Благодаря ей новые камеры позволяют не только находить в кадре абстрактные образы лиц, но и идентифицировать конкретных людей. В памяти аппарата можно сохранить образы лиц десяти разных людей, которые будут иметь приоритет над прочими. Например, при съемке группы людей камера будет фокусироваться и корректировать параметры экспозиции таким образом, чтобы именно «знакомые» лица были максимально четкими.

Во многих моделях фотоаппаратов Lumix компании Panasonic (в частности, DMC-FX35, DMC-TZ4, DMC-TZ5, DMC-FS20 и др.) реализована функция коррекции параметров фокусировки и экспозиции по обнаруженным в кадре лицам, которая является одним из компонентов системы интеллектуального автоматического управления съемкой iA. В текущей версии система способна обнаружить до 15 лиц на изображении и отслеживать их положение при изменении компоновки кадра.

 

Рисунок

В моделях Sony серий Cyber-shot W
и Cyber-shot T реализована функция
Smile Shutter

Начиная с 2008 года функция распознавания лиц под названием Face Detection присутствует практически во всех моделях цифровых фотоаппаратов Sony Cyber-shot. Данная система позволяет находить в кадре до восьми лиц и с учетом этой информации корректировать настройки фокусировки, экспозиции и баланса белого.

Алгоритмы распознавания лиц в кадре для коррекции настроек фокусировки и экспозиции также используются в ряде новых моделей компактных цифровых фотоаппаратов Olympus (FE-340, 830, 850SW, 1200 и др.).

Снимок с улыбкой

В некоторых современных цифровых фотоаппаратах функция распознавания лиц применяется не только для коррекции тех или иных настроек, но и для реализации так называемого интеллектуального автоспуска. Традиционно при использовании автоспуска затвор срабатывает с выбранной в настройках камеры временной задержкой, что в реальных условиях не всегда удобно. Благодаря возможности не только находить в кадре лица, но и определять их выражение, некоторые новые камеры предоставляют возможность автоматического срабатывания затвора не по истечении определенного времени, а при появлении в кадре лица с улыбкой.

Подобная функция под названием Auto Shutter реализована в аппаратах Casio (в частности, Exilim Card EX-S10, Exilim Zoom EX-Z200 и EX-Z100), причем в меню можно настроить уровень чувствительности к улыбке.

 

Рисунок

В некоторых камерах алгоритмы распознавания лиц позволяют определять
и их выражение, что дает возможность реализовать функцию
автоматического срабатывания затвора при появлении улыбки

В моделях Sony серий Cyber-shot W и Cyber-shot T имеется схожая функция, называемая Smile Shutter. При активации этого режима нажатие спусковой кнопки включает режим ожидания, а снимок будет сделан лишь тогда, когда в кадре будет обнаружено лицо с улыбкой. Усовершенствованная версия Smile Shutter реализована в новых моделях Cyber-shot T2, T200 и T70. При съемке групповых фото владельцы этих камер могут выбрать на экране сенсорного ЖК-дисплея лицо того, чья улыбка послужит сигналом для спуска затвора. Кроме того, в меню есть настройка степени чувствительности к улыбке.

Управлять затвором «от улыбки» умеют некоторые модели Pentax (функция Smile Capture реализована в аппаратах Optio M50 и Optio V20). Кстати, в камере Pentax Optio V20 помимо этого предусмотрена еще и функция Blinking detection, предупреждающая фотографа о том, что во время съемки кто-то из находящихся в кадре людей моргнул.

Режим автоспуска по лицу с улыбкой и функция предупреждения о моргании также есть у аппарата Nikon Coolpix S550.

За и против

Завершая рассказ о функциях, базирующихся на использовании технологий распознавания лиц в кадре, попробуем вкратце оценить их достоинства и недостатки. С одной стороны, внедрение подобных систем действительно позволяет снизить процент технического брака при съемке портретов и групповых фото — особенно в тех случаях, когда пользователь не обременен даже элементарными знаниями и практическими навыками в области фотографии. Иногда возникают ситуации, когда думать об освещении и композиции просто некогда — успеть бы «поймать» интересный сюжет. Разумеется, в подобной ситуации система коррекции настроек «по лицам» может пригодиться не только начинающему, но и опытному фотографу.

С другой стороны, использование «умной» автоматики не всегда позволяет задействовать весь арсенал классических приемов, известных еще со времен пленочной фотографии. Например, чтобы получить эффектный силуэт в контровом свете, имеет смысл заранее отключить функцию распознавания лиц. Нередко коррекция экспозиции с высоким приоритетом имеющихся в кадре лиц может сделать фотографию неинтересной, особенно когда более светлый фон выбеляется до такой степени, что различить на снимке какие-либо детали, за исключением попавших в кадр людей, становится практически невозможно.

В любом случае окончательное решение относительно того, задействовать автоматическую систему помощи или полностью полагаться на свои знания и опыт, остается за фотографом. И хорошо, что производители компактных камер, изобретающие все новые и новые вспомогательные функции, оставили пользователям право выбора.

На этом мы завершаем обзор функций, базирующихся на технологии автоматического распознавания лиц в кадре. Следующая статья будет посвящена функциям оптимизации динамического диапазона.

Продолжение следует

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 7'2008