摄影是光的艺术。如何用光直接影响到摄影的质量。有经验的摄影师通过曝光三角调节相机的曝光参数,控制进入相机的曝光量和曝光时长,从而拍摄出震撼人心的作品。现代复杂的数码相机和专业的单反相机给有经验的用户提供了丰富的可控操作,同时给没有经验的普通用户提供了不同的拍摄模式可供选择,大大降低了普通用户拍摄的难度。随着电子技术的发展,便携式设备得到普及,普通用户使用移动设备进行人物拍摄的场景越来越多。然而移动设备的嵌入式相机不具备专业相机对于场景的分析能力和丰富可调的曝光参数对曝光进行把控,造成很多情况下用户使用嵌入式相机很难拍摄出理想的照片。本文在对现有的解决方案进行广泛而充分地调研基础上,专门针对普通用户在拍摄人物照的实际情况中遇到的问题,提出了移动设备上的人物摄影辅助系统。该系统的核心是对于场景的分类算法和不同场景下的光照感知算法。论文首先研究了现有的场景分析算法。场景分析是指在摄影的过程当中实时对当前场景下的环境光照进行分析,以达到追踪光源位置、确定环境光强度等目的。基于上述分析,论文提出了将典型场景模式划分为顺光模式和夜景模式的概念并介绍了相应的分析方法。紧接着论文专门针对两种拍照模式,提出了顺光模式下人物摄影的光照感知算法和夜景模式下的光照感知算法。由于该算法建立在对光源和环境光进行实时分析,顾称之为光照感知算法。在顺光模式下,论文提出了一种基于机器学习的光源追踪和环境光定量检测算法,利用光源在被摄者面部投射的光照特性建立光源和面部光照之间的关系,从而追踪到光源。顺光模式下的光照感知算法以光源投射到被摄者面部的光照场景建立模型,经过多轮实验,建立训练样本数据集。在该算法的论述中,论文介绍了一种全新的特征提取方式。利用该特征,可以建立核心算法中定义的光照图的定量表达矩阵。论文中用到的机器学习方法可以根据训练样本集对目标光照图进行分类,从而根据输入的人物面部光照图,唯一确定光源位置。论文还介绍了第二种解决夜景模式下人物摄影中出现的问题的光照感知算法。该算法先通过理想实验假设,得出了拍摄位置和面部光照强度之间的定量表达,接着根据光照的可加性,总结出在实际中可用的位置-光强关系。算法捕获到被摄者面部光照以后,可以实时给摄影师提供最优的拍摄位置意见。人物摄影辅助系统的在不同的应用场景中得到了充分的验证。最终的用户研究表明,系统能够满足不同场景下人物摄影的需要,对于顺光模式和夜景模式下的人物摄影质量具有改善的作用。