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插入排序算法实例分析
Jul 03 Python
Python中的左斜杠、右斜杠(正斜杠和反斜杠)
Aug 30 Python
Python实现注册登录系统
Aug 08 Python
python爬虫使用cookie登录详解
Dec 27 Python
python MysqlDb模块安装及其使用详解
Feb 23 Python
用 Python 连接 MySQL 的几种方式详解
Apr 04 Python
Python实现读取字符串按列分配后按行输出示例
Apr 17 Python
对numpy中轴与维度的理解
Apr 18 Python
Python 生成器,迭代,yield关键字,send()传参给yield语句操作示例
Oct 12 Python
利用Python的turtle库绘制玫瑰教程
Nov 23 Python
Python+unittest+requests+excel实现接口自动化测试框架
Dec 23 Python
Python字节单位转换(将字节转换为K M G T)
Mar 02 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
COM in PHP (winows only)
2006/10/09 PHP
yii中widget的用法
2014/12/03 PHP
PHP添加图片水印、压缩、剪切的封装类
2015/08/17 PHP
PHP判断文件是否被引入的方法get_included_files用法示例
2016/11/29 PHP
各种效果的jquery ui(接口)介绍
2008/09/17 Javascript
JavaScript中URL编码函数代码
2011/01/11 Javascript
js 得到文件后缀(通过正则实现)
2013/07/08 Javascript
jQuery的观察者模式详解
2014/12/22 Javascript
js给网页加上背景音乐及选择音效的方法
2015/03/03 Javascript
深入理解JavaScript系列(45):代码复用模式(避免篇)详解
2015/03/04 Javascript
js中不同的height, top的区别对比
2015/09/24 Javascript
基于BootStrap Metronic开发框架经验小结【三】下拉列表Select2插件的使用
2016/05/12 Javascript
javascript中Date对象应用之简易日历实现
2016/07/12 Javascript
js简单实现图片延迟加载的方法
2016/07/19 Javascript
微信小程序前端源码逻辑和工作流
2016/09/25 Javascript
Canvas 制作动态进度加载水球详解及实例代码
2016/12/09 Javascript
AngularJS实现的获取焦点及失去焦点时的表单验证功能示例
2017/10/25 Javascript
swiper在vue项目中loop循环轮播失效的解决方法
2018/09/15 Javascript
mocha的时序规则讲解
2019/02/16 Javascript
vue项目移动端实现ip输入框问题
2019/03/19 Javascript
javascript 内存模型实例详解
2020/04/18 Javascript
Vue 中如何将函数作为 props 传递给组件的实现代码
2020/05/12 Javascript
JQuery获得内容和属性方法解析
2020/05/30 jQuery
[52:03]DOTA2-DPC中国联赛 正赛 Ehome vs iG BO3 第三场 1月31日
2021/03/11 DOTA
python网络编程学习笔记(一)
2014/06/09 Python
TensorFlow入门使用 tf.train.Saver()保存模型
2018/04/24 Python
Python实现手写一个类似django的web框架示例
2018/07/20 Python
使用Python制作自动推送微信消息提醒的备忘录功能
2018/09/06 Python
如何使用Python破解ZIP或RAR压缩文件密码
2020/01/09 Python
使用python创建生成动态链接库dll的方法
2020/05/09 Python
关于HTML5 Placeholder新标签低版本浏览器下不兼容的问题分析及解决办法
2016/01/27 HTML / CSS
中国宠物用品商城:E宠商城
2016/08/27 全球购物
ToysRus日本官网:玩具反斗城
2018/09/08 全球购物
《草原的早晨》教学反思
2014/04/08 职场文书
Spring实现内置监听器
2021/07/09 Java/Android
《黑岩★★射手 DAWN FALL》BD发售宣传CM公开
2022/04/04 日漫