CN109714543A - 一种获取相机数据流中皮肤亮度及调节曝光度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种获取相机数据流中皮肤亮度及调节曝光度的方法，属于图像处理技术领域，包括步骤：S1、获取相机数据流中的帧；S2、获取每一帧中的像素点；S3、遍历步骤S2得到的像素点，得到所述像素点的RGB值；S4、将步骤S3得到的像素点的RGB值转换为YCbCr值；S5、根据步骤S4得到的YCbCr值，筛选得到皮肤数据；S6、根据所述皮肤数据，计算得到皮肤数据的平均亮度值，得到皮肤亮度；在基础上，步骤(1)：获取相机摄像头采集的视频流数据，每隔固定的帧率，获得所述皮肤亮度；步骤(2)：判断所述皮肤亮度是否在阈值范围内，并根据判断结果进行曝光度调节，解决现有技术不能通过对相机数据流中的帧数据进行局部精确曝光调节的问题。

Description

一种获取相机数据流中皮肤亮度及调节曝光度的方法

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种根据相机数据流中出现的皮肤，尤其是人脸皮肤，从而获取皮肤数据亮度的方法及根据获取的皮肤数据亮度调节曝光度的方法。

背景技术

移动电子设备自身的操作系统内部提供大量的API(ApplicationProgrammingInterface，应用程序程接口)，以方便软件开发人员编程时调用API，获取所需的各类参数值。现有系统相机或其他第三方相机在复杂的环境下(低光/暗光/高光)会产生曝光不足或者过曝的现象，导致拍摄的照片效果不佳。

在现有的系统相机，可以根据相机数据流中的帧数据，根据帧数据整体亮度，自动的判定亮度以调整曝光量，从而拍摄出更加合适的照片。这种方法虽然可以解决照片整体上因曝光不足或过曝导致的照片效果差，但其不能呈现出照片中人物或动物的最好的效果。由于照相，特别是移动设备照相，大多为了满足人们自拍，因此，其照片主要关注照片中人物的成像效果，因此，需要一种针对照片中人物的调节曝光的方法，以得到照片中人物的成像效果最好的照片，满足人们关于类似于美颜的需要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明首先提供一种获取相机数据流中皮肤亮度的方法，以准确高效的获得相机数据流中的帧数据中皮肤亮度，其次，提供一种运用获得的皮肤亮度调节曝光度的方法，以解决现有技术不能通过对相机数据流中的帧数据进行局部精确曝光调节，从而不能呈现出照片中人物或动物的最好的效果的问题。

为此，本发明采用的技术方案是：

提供一种获取相机数据流中皮肤亮度的方法，包括以下步骤：

S1、获取相机数据流中的帧；

S2、获取每一帧中的像素点；

S3、遍历步骤S2得到的像素点，得到所述像素点的RGB值；

S4、将步骤S3得到的像素点的RGB值转换为YCbCr值；

S5、根据步骤S4得到的YCbCr值，筛选得到皮肤数据；

S6、根据所述皮肤数据，计算得到皮肤数据的平均亮度值，得到皮肤亮度。

进一步的是，所述步骤S1，具体包括如下步骤：调用相机所在系统提供的API获取相机数据流中帧，并将每一帧的图片数据获取成位图。

进一步的是，所述步骤S3中，采用每间隔一行采样一次，且每个采样行中每两个像素采样一次的方式遍历所有行数和像素点，得到所述像素点的RGB值。

进一步的是，所述步骤S4中，所述转换的公式为：

Y＝0.257×R+0.504×G+0.098×B+16，

Cr＝-0.148×R-0.291×G+0.439×B+128，

Cb＝0.439×R-0368×G-0.071×B+128。

进一步的是，所述步骤S5中，同时满足Cb为133-173，Cr值为77-127时，对应的像素点为皮肤，对应像素点的YCbCr值即为皮肤数据。

进一步的是，将步骤S5中所述的皮肤数据中的Y值求平均值，即得到皮肤亮度。

进一步的是，所述皮肤为人脸部位的皮肤。

一种调节曝光度的方法，包括以下步骤：

步骤(1)：获取相机摄像头采集的数据，每隔固定的帧率，获得所述皮肤亮度；

步骤(2)：判断所述皮肤亮度是否在阈值范围内，并根据判断结果进行曝光度调节。

所述阈值是根据本领域普通技术人员对皮肤亮度的效果要求来设定的，不同的环境，不同的视觉对效果的要求不同。

进一步的是，所述步骤(2)中，如果检测到所述皮肤亮度在阈值范围内，则不进行曝光调节；如果检测到所述皮肤亮度不在阈值范围内，根据设定的期望亮度值曝光增益幅度进行曝光增益操作，完成曝光度调节。

进一步的是，所述曝光度调节的步骤包括：

步骤(21)：确定期望效果对于正常光源下的亮度；

步骤(22)：确定不同光源下的亮度值，并获取所述亮度值下使效果最接近所述期望效果时的曝光增益幅度；

步骤(23)：根据步骤(22)获取的所述亮度值与曝光增益幅度，建立不同光源下的所述亮度值与曝光增益幅度的线性关系；

步骤(24)：根据期望效果下的当前光源亮度值，进行曝光度的调整。

不同的亮度下，要达到期望效果，需要的曝光增益幅度也不同，建立线性关系后，可根据当前亮度，通过系统对曝光增益幅度的调整来找到效果好的曝光增益幅度，从而找到对应的亮度值，通过系统进行曝光度的调整。

本发明方法的理论原理如下：

因iOS相机的虽然能够较为真实的反应当前环境光源，但是无法满足用户对于″美颜″的需求。用户身处的环境多种多样，或者过曝，或者过亮，目前需要一种能够自动调节画面的方式。对于该方式，主要针对自拍，所以希望能够基于人脸皮肤本分为主要依据进行调节。所以需要有2个步骤：第一个步骤，通过一定的方法得到人脸；第二个步骤，基于人脸的部分，调节亮度。得到人脸部分，是基于业内较为成熟的方案和参数：将目标图片转换为YCbCr格式，其中Y代表亮度，CbCr在一定范围内，代表皮肤。这个范围是通过大量的统计得来的。相对来讲，较为准确。通过这样的方式进行统计，则能获取到皮肤部分的亮度的平均亮度。因iOS系统提供了调整曝光度的API，所以基于皮肤的平均亮度以及我们设计的效果所需要的亮度，则可以进行调整，以达到目的。

采用本技术方案的有益效果：

1、本发明的方法，能有效的在非理想环境下提升拍照的曝光度，使得照片的亮度更加自然，从而带来更好的拍照体验，规避了曝光不足或者过曝等问题。

2、本发明发明方法，通过特殊的皮肤像素点采样方式更快速更精确的得到皮肤亮度，针对自拍这种对美颜效果要求比较高的拍照方式，针对皮肤进行曝光调节，尤其针对是人脸的亮度进行曝光调节，获得效果更好，更突出人物的照片。

附图说明

图1是本发明一种获取相机数据流中皮肤亮度的方法的流程图；

图2是本发明一种调节曝光度的方法的流程图；

图3是本发明方法曝光不足的对比例的效果图；

图4是本发明方法过曝的对比例的效果图；

图5是本发明方法实施例的效果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1：

在本实施例中，如图1所示，一种获取相机数据流中皮肤亮度的方法，包括以下步骤：

S1、获取相机数据流中的帧；

所述步骤S1，具体包括如下步骤：调用相机所在系统提供的API获取相机数据流中帧，并将每一帧的图片数据获取成位图，格式如下：

pixel＝{R，G，B，A}每个像素保存为四个字节，分别代表这个像素点的红绿蓝，透明度的值，各个像素点连续组成图像数据。

S2、获取每一帧中的像素点；

S3、遍历步骤S2得到的像素点，得到所述像素点的RGB值；

所述步骤S3中，采用每间隔一行采样一次，且每个采样行中每两个像素采样一次的方式遍历所有行数和像素点，得到所述像素点的RGB值。

具体的：通过系统提供的API获取图像数据的行数以及每行的像素数量

Width＝GetWdth(CMSampleBufferRef)

Height＝GetHeight(CMSampleBufferRef)

其中GetWidth和GetHeigh分别是系统提供的获取图像高度和宽度的方法；

因皮肤具备连续性，为节约性能，采用每间隔一行采样一次，且每个采样行中每两个像素采样一次的方式：

遍历行数，采用n＝n+2的方式；

每个RGB像素占据4个字节；

遍历像素，采用j＝j+4*2的方式；

S4、将步骤S3得到的像素点的RGB值转换为YCbCr值；

所述转换的公式为：

Y＝0.257×R+0.504×G+0.098×B+16，

Cr＝-0.148×R-0.291×G+0.439×B+128，

Cb＝0.439×R-0.368×G-0.071×B+128。

S5、根据步骤S4得到的YCbCr值，筛选得到皮肤数据；

所述步骤S5中，同时满足Cb为133-173，Cr值为77-127时，对应的像素点为皮肤，对应像素点的YCbCr值即为皮肤数据。

且将步骤S5中所述的皮肤数据中的Y值求平均值，即得到皮肤亮度。

S6、根据所述皮肤数据，计算得到皮肤数据的平均亮度值，得到皮肤亮度。

实施例2：

如图2和4所示，一种调节曝光度的方法，包括以下步骤：

本实施例是在移动设备的ios系统中实现，对一只狐狸进行拍照；

步骤(1)：获取相机摄像头采集的数据，每隔固定的帧率，获得所述皮肤亮度；

步骤(2)：判断所述皮肤亮度是否在阈值范围内，并根据判断结果进行曝光度调节。

所述步骤(2)中，如果检测到所述皮肤亮度在阈值范围内，则不进行曝光调节；如果检测到所述皮肤亮度不在阈值范围内，根据设定的期望亮度值曝光增益边界和曝光增益幅度进行曝光增益操作，完成曝光度调节。

所述曝光度调节的步骤包括：

步骤(21)：确定期望效果对于止常光源下的亮度；

步骤(22)：确定不同光源下的亮度值，并获取所述亮度值下使效果最接近所述期望效果时的曝光增益幅度；

步骤(23)：根据步骤(22)获取的所述亮度值与曝光增益幅度，建立不同光源下的所述亮度值与曝光增益幅度的线性关系；线性关系的线性比例为0.8/22；曝光增益幅度为(-1，1)；

步骤(24)：根据期望效果下的当前光源亮度值，通过ios系统的setExposureTargetBias进行曝光度的调整。

本实施例中，期望效果对于正常光源下的亮度约为140。

对比例：

针对实施例2，使用该流程进行调节光线，获取了如图2和3所示的较暗和过曝两个场景进行调整。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种获取相机数据流中皮肤亮度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取相机数据流中的帧；

S2、获取每一帧中的像素点；

S3、遍历步骤S2得到的像素点，得到所述像素点的RGB值；

S4、将步骤S3得到的像素点的RGB值转换为YCbCr值；

S5、根据步骤S4得到的YCbCr值，筛选得到皮肤数据；

S6、根据所述皮肤数据，计算得到皮肤数据的平均亮度值，得到皮肤亮度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1，具体包括如下步骤：调用相机所在系统提供的API获取相机数据流中帧，并将每一帧的图片数据获取成位图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用每间隔一行采样一次，且每个采样行中每两个像素采样一次的方式遍历所有行数和像素点，得到所述像素点的RGB值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述转换的公式为：

Y＝0.257×R+0.504×G+0.098×B+16，

Cr＝-0.148×R-0.291×G+0.439×B+128，

Cb＝0.439×R-0.368×G-0.071×B+128。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，同时满足Cb为133-173，Cr值为77-127时，对应的像素点为皮肤，对应像素点的YCbCr值即为皮肤数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将步骤S5中所述的皮肤数据中的Y值求平均值，即得到皮肤亮度。

7.根据权利要求1-6任一项所述方法，其特征在于，所述皮肤为人脸部位的皮肤。

8.利用权利要求1-7任一项所述方法获得的皮肤亮度调节曝光度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：获取相机摄像头采集的视频流数据，每隔固定的帧率，获得所述皮肤亮度；

步骤(2)：判断所述皮肤亮度是否在阈值范围内，并根据判断结果进行曝光度调节。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，如果检测到所述皮肤亮度在阈值范围内，则不进行曝光调节；如果检测到所述皮肤亮度不在阈值范围内，根据设定的期望亮度值曝光增益幅度进行曝光增益操作，完成曝光度调节。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述曝光度调节的步骤包括：

步骤(21)：确定期望效果对于正常光源下的亮度；

步骤(22)：确定不同光源下的亮度值，并获取所述亮度值下使效果最接近所述期望效果时的曝光增益幅度；

步骤(23)：根据步骤(22)获取的所述亮度值与曝光增益幅度，建立不同光源下的所述亮度值与曝光增益幅度的线性关系；

步骤(24)：根据期望效果下的当前光源亮度值，进行曝光度的调整。