50行Python代码实现人脸检测功能


Posted in Python onJanuary 23, 2018

50行Python代码实现人脸检测功能 

现在的人脸识别技术已经得到了非常广泛的应用,支付领域、身份验证、美颜相机里都有它的应用。用iPhone的同学们应该对下面的功能比较熟悉

50行Python代码实现人脸检测功能 

iPhone的照片中有一个“人物”的功能,能够将照片里的人脸识别出来并分类,背后的原理也是人脸识别技术。

这篇文章主要介绍怎样用Python实现人脸检测。人脸检测是人脸识别的基础。人脸检测的目的是识别出照片里的人脸并定位面部特征点,人脸识别是在人脸检测的基础上进一步告诉你这个人是谁。

好了,介绍就到这里。接下来,开始准备我们的环境。

准备工作

本文的人脸检测基于dlib,dlib依赖Boost和cmake,所以首先需要安装这些包,以Ubuntu为例:

$ sudo apt-get install build-essential cmake 
$ sudo apt-get install libgtk-3-dev 
$ sudo apt-get install libboost-all-dev

我们的程序中还用到numpy,opencv,所以也需要安装这些库:

$ pip install numpy 
$ pip install scipy 
$ pip install opencv-python 
$ pip install dlib

人脸检测基于事先训练好的模型数据,从这里可以下到模型数据

http://dlib.net/files/shape_predictor_68_face_landmarks.dat.bz2

下载到本地路径后解压,记下解压后的文件路径,程序中会用到。

dlib的人脸特征点

上面下载的模型数据是用来估计人脸上68个特征点(x, y)的坐标位置,这68个坐标点的位置如下图所示

50行Python代码实现人脸检测功能 

我们的程序将包含两个步骤:

第一步,在照片中检测人脸的区域

第二部,在检测到的人脸区域中,进一步检测器官(眼睛、鼻子、嘴巴、下巴、眉毛)

人脸检测代码

我们先来定义几个工具函数:

def rect_to_bb(rect): 
  x = rect.left() 
  y = rect.top() 
  w = rect.right() - x 
  h = rect.bottom() - y   
  return (x, y, w, h)

这个函数里的rect是dlib脸部区域检测的输出。这里将rect转换成一个序列,序列的内容是矩形区域的边界信息。

def shape_to_np(shape, dtype="int"): 
  coords = np.zeros((68, 2), dtype=dtype)   
  for i in range(0, 68): 
      coords[i] = (shape.part(i).x, shape.part(i).y)   
  return coords

这个函数里的shape是dlib脸部特征检测的输出,一个shape里包含了前面说到的脸部特征的68个点。这个函数将shape转换成Numpy array,为方便后续处理。

def resize(image, width=1200): 
  r = width * 1.0 / image.shape[1] 
  dim = (width, int(image.shape[0] * r)) 
  resized = cv2.resize(image, dim, interpolation=cv2.INTER_AREA)   
  return resized

这个函数里的image就是我们要检测的图片。在人脸检测程序的最后,我们会显示检测的结果图片来验证,这里做resize是为了避免图片过大,超出屏幕范围。

接下来,开始我们的主程序部分

import sys import numpy as np 
import dlib import cv2 
if len(sys.argv) < 2:   
  print "Usage: %s <image file>" % sys.argv[0] 
  sys.exit(1) 
image_file = sys.argv[1] 
detector = dlib.get_frontal_face_detector() 
predictor = dlib.shape_predictor("shape_predictor_68_face_landmarks.dat")

我们从sys.argv[1]参数中读取要检测人脸的图片,接下来初始化人脸区域检测的detector和人脸特征检测的predictor。shape_predictor中的参数就是我们之前解压后的文件的路径。

image = cv2.imread(image_file) 
image = resize(image, width=1200) 
gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) 
rects = detector(gray, 1)

在检测特征区域前,我们先要检测人脸区域。这段代码调用opencv加载图片,resize到合适的大小,转成灰度图,最后用detector检测脸部区域。因为一张照片可能包含多张脸,所以这里得到的是一个包含多张脸的信息的数组rects。

for (i, rect) in enumerate(rects): 
  shape = predictor(gray, rect) 
  shape = shape_to_np(shape) 
  (x, y, w, h) = rect_to_bb(rect) 
  cv2.rectangle(image, (x, y), (x + w, y + h), (0, 255, 0), 2) 
  cv2.putText(image, "Face #{}".format(i + 1), (x - 10, y - 10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 255, 0), 2)   
for (x, y) in shape: 
      cv2.circle(image, (x, y), 2, (0, 0, 255), -1) 
cv2.imshow("Output", image) 
cv2.waitKey(0)

对于每一张检测到的脸,我们进一步检测脸部的特征(鼻子、眼睛、眉毛等)。对于脸部区域,我们用绿色的框在照片上标出;对于脸部特征,我们用红色的点标出来。

最后我们把加了检测标识的照片显示出来,waitKey(0)表示按任意键可退出程序。

以上是我们程序的全部

测试

接下来是令人兴奋的时刻,检验我们结果的时刻到来了。

下面是原图

50行Python代码实现人脸检测功能 

下面是程序识别的结果

50行Python代码实现人脸检测功能 

可以看到脸部区域被绿色的长方形框起来了,脸上的特征(鼻子,眼睛等)被红色点点标识出来了。

总结

以上所述是小编给大家介绍的50行Python代码实现人脸检测功能,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对三水点靠木网站的支持!

Python 相关文章推荐
python快速排序代码实例
Nov 21 Python
Python函数式编程指南(二):从函数开始
Jun 24 Python
python中OrderedDict的使用方法详解
May 05 Python
用python写扫雷游戏实例代码分享
May 27 Python
对python指数、幂数拟合curve_fit详解
Dec 29 Python
浅谈Python 多进程默认不能共享全局变量的问题
Jan 11 Python
pytorch 固定部分参数训练的方法
Aug 17 Python
Pytorch使用MNIST数据集实现基础GAN和DCGAN详解
Jan 10 Python
Python多线程正确用法实例解析
May 30 Python
python实现一次性封装多条sql语句(begin end)
Jun 06 Python
Pandas数据分析的一些常用小技巧
Feb 07 Python
python保存图片的四个常用方法
Feb 28 Python
Python基于OpenCV实现视频的人脸检测
Jan 23 #Python
Python求出0~100以内的所有素数
Jan 23 #Python
python之matplotlib学习绘制动态更新图实例代码
Jan 23 #Python
彻底搞懂Python字符编码
Jan 23 #Python
Python实现PS滤镜的万花筒效果示例
Jan 23 #Python
python处理csv数据动态显示曲线实例代码
Jan 23 #Python
Python+matplotlib实现华丽的文本框演示代码
Jan 22 #Python
You might like
PHP模块 Memcached功能多于Memcache
2011/06/14 PHP
那些年一起学习的PHP(二)
2012/03/21 PHP
浅谈laravel框架sql中groupBy之后排序的问题
2019/10/17 PHP
Laravel框架实现抢红包功能示例
2019/10/31 PHP
js,jquery滚动/跳转页面到指定位置的实现思路
2014/06/03 Javascript
浅谈Javascript如何实现匀速运动
2014/12/19 Javascript
JavaScript返回0-1之间随机数的方法
2015/04/06 Javascript
jquery使用on绑定a标签无效 只能用live解决
2016/06/02 Javascript
jQuery获取同级元素的简单代码
2016/07/09 Javascript
JS实现线性表的链式表示方法示例【经典数据结构】
2017/04/11 Javascript
Vue实现动态响应数据变化
2017/04/28 Javascript
Angular 4 指令快速入门教程
2017/06/07 Javascript
Node.js微信 access_token ( jsapi_ticket ) 存取与刷新的示例
2017/09/30 Javascript
JS返回顶部实例代码
2020/08/09 Javascript
vue打包相关细节整理(小结)
2018/09/28 Javascript
微信小程序点击列表跳转到对应详情页过程解析
2019/09/26 Javascript
基于javascript实现贪吃蛇经典小游戏
2020/04/10 Javascript
koa2的中间件功能及应用示例
2020/03/05 Javascript
vue实现div单选多选功能
2020/07/16 Javascript
一篇文章看懂JavaScript中的回调
2021/01/05 Javascript
详解Python中的元组与逻辑运算符
2015/10/13 Python
Python使用arrow库优雅地处理时间数据详解
2017/10/10 Python
python实现超市扫码仪计费
2018/05/30 Python
python 模拟银行转账功能过程详解
2019/08/06 Python
Python操作dict时避免出现KeyError的几种解决方法
2020/09/20 Python
印度低票价航空公司:GoAir
2017/10/11 全球购物
学期自我鉴定范文
2013/10/01 职场文书
九月份红领巾广播稿
2014/01/22 职场文书
大学生活动策划方案
2014/02/10 职场文书
教师国庆节演讲稿范文2014
2014/09/21 职场文书
社区艾滋病宣传活动总结
2015/05/07 职场文书
公司仓库管理制度
2015/08/04 职场文书
2016入党培训心得体会范文
2016/01/08 职场文书
个人的事迹材料怎么写
2019/04/24 职场文书
2019如何书写演讲稿?
2019/07/01 职场文书
Go微服务项目配置文件的定义和读取示例详解
2022/06/21 Golang