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python使用opencv进行人脸识别
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python使用opencv进行人脸识别

环境

  • ubuntu 12.04 LTS
  • python 2.7.3
  • opencv 2.3.1-7

安装依赖

sudo apt-get install libopencv-*sudo apt-get install python-opencvsudo apt-get install python-numpy

示例代码

#!/usr/bin/env python#coding=utf-8import osfrom PIL import Image, ImageDrawimport cvdef detect_object(image):    '''检测图片,获取人脸在图片中的坐标'''    grayscale = cv.CreateImage((image.width, image.height), 8, 1)    cv.CvtColor(image, grayscale, cv.CV_BGR2GRAY)    cascade = cv.Load("/usr/share/opencv/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt_tree.xml")    rect = cv.HaarDetectObjects(grayscale, cascade, cv.CreateMemStorage(), 1.1, 2,        cv.CV_HAAR_DO_CANNY_PRUNING, (20,20))    result = []    for r in rect:        result.append((r[0][0], r[0][1], r[0][0]+r[0][2], r[0][1]+r[0][3]))    return resultdef process(infile):    '''在原图上框出头像并且截取每个头像到单独文件夹'''    image = cv.LoadImage(infile);    if image:        faces = detect_object(image)    im = Image.open(infile)    path = os.path.abspath(infile)    save_path = os.path.splitext(path)[0]+"_face"    try:        os.mkdir(save_path)    except:        pass    if faces:        draw = ImageDraw.Draw(im)        count = 0        for f in faces:            count += 1            draw.rectangle(f, outline=(255, 0, 0))            a = im.crop(f)            file_name = os.path.join(save_path,str(count)+".jpg")     #       print file_name            a.save(file_name)        drow_save_path = os.path.join(save_path,"out.jpg")        im.save(drow_save_path, "JPEG", quality=80)    else:        print "Error: cannot detect faces on %s" % infileif __name__ == "__main__":    process("./opencv_in.jpg")

 

转换效果

原图:

转换后

使用感受

对于大部分图像来说,只要是头像是正面的,没有被阻挡,识别基本没问题,准确性还是很高的。

识别效率有点低,有时候一张图片能处理七八秒才能处理完,当然这个和机器配置有关。 如果想加速的话可以使用C语言重写,经测试,C语言版的所花时间大约是python的一半

另外,官方提供了几个库可一选择,这里使用的是haarcascade_frontalface_alt_tree.xml, 除此之外,/usr/share/opencv/haarcascades/文件夹下还有几个库:

~~/usr/share/opencv/haarcascades>> ll -h总用量 19Mdrwxr-xr-x 2 root root  4.0K  3月 22 17:14 ./drwxr-xr-x 4 root root  4.0K  3月 22 17:14 ../-rw-r--r-- 1 root root  1.1M  4月 28  2011 haarcascade_eye_tree_eyeglasses.xml-rw-r--r-- 1 root root  495K  4月 28  2011 haarcascade_eye.xml-rw-r--r-- 1 root root  818K  4月 28  2011 haarcascade_frontalface_alt2.xml-rw-r--r-- 1 root root  3.5M  4月 28  2011 haarcascade_frontalface_alt_tree.xml-rw-r--r-- 1 root root  899K  4月 28  2011 haarcascade_frontalface_alt.xml-rw-r--r-- 1 root root  1.2M  4月 28  2011 haarcascade_frontalface_default.xml-rw-r--r-- 1 root root  622K  4月 28  2011 haarcascade_fullbody.xml-rw-r--r-- 1 root root  316K  4月 28  2011 haarcascade_lefteye_2splits.xml-rw-r--r-- 1 root root  520K  4月 28  2011 haarcascade_lowerbody.xml-rw-r--r-- 1 root root  350K  4月 28  2011 haarcascade_mcs_eyepair_big.xml-rw-r--r-- 1 root root  401K  4月 28  2011 haarcascade_mcs_eyepair_small.xml-rw-r--r-- 1 root root  306K  8月  2  2011 haarcascade_mcs_leftear.xml-rw-r--r-- 1 root root  760K  4月 28  2011 haarcascade_mcs_lefteye.xml-rw-r--r-- 1 root root  703K  4月 28  2011 haarcascade_mcs_mouth.xml-rw-r--r-- 1 root root  1.6M  4月 28  2011 haarcascade_mcs_nose.xml-rw-r--r-- 1 root root  318K  8月  2  2011 haarcascade_mcs_rightear.xml-rw-r--r-- 1 root root  1.4M  4月 28  2011 haarcascade_mcs_righteye.xml-rw-r--r-- 1 root root  1.5M  4月 28  2011 haarcascade_mcs_upperbody.xml-rw-r--r-- 1 root root  1.1M  4月 28  2011 haarcascade_profileface.xml-rw-r--r-- 1 root root  317K  4月 28  2011 haarcascade_righteye_2splits.xml-rw-r--r-- 1 root root 1022K  4月 28  2011 haarcascade_upperbody.xml~/usr/share/opencv/haarcascades>> 

 

根据文件名大家应该能知道是识别什么的。值得一提的是,这里面有四个关于人脸(frontalface)的识别库, 根据我的使用体验,default这个xml识别的最多,这就意味着本来不是头像的也识别成头像了。 alt_tree这个库虽然是最大的,但并不意味着这个库是最好的,应该说,用这个库,识别是最严格的, 这就意味着,有些头像不能被识别,因为根据他的算法,他认为这不是头像。 其余两个和alt_tree差不多。具体识别细节大家可以打开相应的xml看一下。

上面的代码只是识别面部,并不包括头发,如果大家想抓一个完整的头像的话, 可以将识别出来的矩形框的上边缘增加一定的比例,比如增加20%头像的高度。

附:C++语言人脸识别代码

网上找的,亲测可用,效率比python高一点。

#include "cv.h"#include "highgui.h"#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <assert.h>#include <math.h>#include <float.h>#include <limits.h>#include <time.h>#include <ctype.h>#ifdef _EiC#define WIN32#endifstatic CvMemStorage* storage = 0;static CvHaarClassifierCascade* cascade = 0;void detect_and_draw( IplImage* image );const char* cascade_name ="haarcascade_frontalface_alt.xml";/*    "haarcascade_profileface.xml";*/int main( int argc, char** argv ){    CvCapture* capture = 0;    IplImage *frame, *frame_copy = 0;    int optlen = strlen("--cascade=");    const char* input_name;    if( argc > 1 && strncmp( argv[1], "--cascade=", optlen ) == 0 )    {        cascade_name = argv[1] + optlen;        input_name = argc > 2 ? argv[2] : 0;    }    else    {        cascade_name = "/usr/share/opencv/haarcascades/haarcascade_frontalface_default.xml";        //opencv装好后haarcascade_frontalface_alt2.xml的路径,        //也可以把这个文件拷到你的工程文件夹下然后不用写路径名cascade_name= "haarcascade_frontalface_alt2.xml";          //或者cascade_name ="C:\\Program Files\\OpenCV\\data\\haarcascades\\haarcascade_frontalface_alt2.xml"        input_name = argc > 1 ? argv[1] : 0;    }    cascade = (CvHaarClassifierCascade*)cvLoad( cascade_name, 0, 0, 0 );    if( !cascade )    {        fprintf( stderr, "ERROR: Could not load classifier cascade\n" );        fprintf( stderr,                "Usage: facedetect --cascade=\"<cascade_path>\" [filename|camera_index]\n" );        return -1;    }    storage = cvCreateMemStorage(0);    if( !input_name || (isdigit(input_name[0]) && input_name[1] == '\0') )    capture = cvCaptureFromCAM( !input_name ? 0 : input_name[0] - '0' );    else    capture = cvCaptureFromAVI( input_name );     cvNamedWindow( "result", 1 );    if( capture )    {        for(;;)        {            if( !cvGrabFrame( capture ))            break;            frame = cvRetrieveFrame( capture );            if( !frame )            break;            if( !frame_copy )            frame_copy = cvCreateImage( cvSize(frame->width,frame->height),                                       IPL_DEPTH_8U, frame->nChannels );            if( frame->origin == IPL_ORIGIN_TL )            cvCopy( frame, frame_copy, 0 );            else            cvFlip( frame, frame_copy, 0 );            detect_and_draw( frame_copy );            if( cvWaitKey( 10 ) >= 0 )            break;        }        cvReleaseImage( &frame_copy );        cvReleaseCapture( &capture );    }    else    {        const char* filename = input_name ? input_name : (char*)"lena.jpg";        IplImage* image = cvLoadImage( filename, 1 );        if( image )        {            detect_and_draw( image );            cvWaitKey(0);            cvReleaseImage( &image );        }        else        {            /* assume it is a text file containing the            list of the image filenames to be processed - one per line */            FILE* f = fopen( filename, "rt" );            if( f )            {                char buf[1000+1];                while( fgets( buf, 1000, f ) )                {                    int len = (int)strlen(buf);                    while( len > 0 && isspace(buf[len-1]) )                    len--;                    buf[len] = '\0';                    image = cvLoadImage( buf, 1 );                    if( image )                    {                        detect_and_draw( image );                        cvWaitKey(0);                        cvReleaseImage( &image );                    }                }                fclose(f);            }        }    }    //    getchar();    cvDestroyWindow("result");    return 0;}void detect_and_draw( IplImage* img ){    static CvScalar colors[] =     {        {{0,0,255}},        {{0,128,255}},        {{0,255,255}},        {{0,255,0}},        {{255,128,0}},        {{255,255,0}},        {{255,0,0}},        {{255,0,255}}    };    double scale = 1.3;    IplImage* gray = cvCreateImage( cvSize(img->width,img->height), 8, 1 );    IplImage* small_img = cvCreateImage( cvSize( cvRound (img->width/scale),                                                cvRound (img->height/scale)),                                        8, 1 );    int i;    cvCvtColor( img, gray, CV_BGR2GRAY );    cvResize( gray, small_img, CV_INTER_LINEAR );    cvEqualizeHist( small_img, small_img );    cvClearMemStorage( storage );    if( cascade )    {        double t = (double)cvGetTickCount();        CvSeq* faces = cvHaarDetectObjects( small_img, cascade, storage,                                           1.1, 2, 0/*CV_HAAR_DO_CANNY_PRUNING*/,                                           cvSize(30, 30) );        t = (double)cvGetTickCount() - t;        printf( "detection time = %gms\n", t/((double)cvGetTickFrequency()*1000.) );        for( i = 0; i < (faces ? faces->total : 0); i++ )        {            CvRect* r = (CvRect*)cvGetSeqElem( faces, i );            CvPoint center;            int radius;            center.x = cvRound((r->x + r->width*0.5)*scale);            center.y = cvRound((r->y + r->height*0.5)*scale);            radius = cvRound((r->width + r->height)*0.25*scale);            cvCircle( img, center, radius, colors[i%8], 3, 8, 0 );        }    }    cvShowImage( "result", img );    cvReleaseImage( &gray );    cvReleaseImage( &small_img );}
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