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手把手教你如何用 OpenCV + Python 实现人脸识别

本文作者:AI研习社 2017-05-02 15:33
导语:如何实现人脸识别?

雷锋网(公众号:雷锋网)按:本文作者郭璞,原文载于作者个人博客,雷锋网已获授权。

下午的时候,配好了OpenCV的Python环境,OpenCV的Python环境搭建。于是迫不及待的想体验一下opencv的人脸识别,如下文。

  必备知识

Haar-like

Haar-like百科释义。通俗的来讲,就是作为人脸特征即可。

Haar特征值反映了图像的灰度变化情况。例如:脸部的一些特征能由矩形特征简单的描述,如:眼睛要比脸颊颜色要深,鼻梁两侧比鼻梁颜色要深,嘴巴比周围颜色要深等。

opencv api

要想使用opencv,就必须先知道其能干什么,怎么做。于是API的重要性便体现出来了。就本例而言,使用到的函数很少,也就普通的读取图片,灰度转换,显示图像,简单的编辑图像罢了。

如下:

读取图片

只需要给出待操作的图片的路径即可。

import cv2
image = cv2.imread(imagepath)

灰度转换

灰度转换的作用就是:转换成灰度的图片的计算强度得以降低。

import cv2
gray = cv2.cvtColor(image,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

画图

opencv 的强大之处的一个体现就是其可以对图片进行任意编辑,处理。 
下面的这个函数最后一个参数指定的就是画笔的大小。

import cv2
cv2.rectangle(image,(x,y),(x+w,y+w),(0,255,0),2)

显示图像

编辑完的图像要么直接的被显示出来,要么就保存到物理的存储介质。

import cv2
cv2.imshow("Image Title",image)

获取人脸识别训练数据

看似复杂,其实就是对于人脸特征的一些描述,这样opencv在读取完数据后很据训练中的样品数据,就可以感知读取到的图片上的特征,进而对图片进行人脸识别。

import cv2
face_cascade = cv2.CascadeClassifier(r'./haarcascade_frontalface_default.xml')

里卖弄的这个xml文件,就是opencv在GitHub上共享出来的具有普适的训练好的数据。我们可以直接的拿来使用。

训练数据参考地址:

https://github.com/opencv/opencv/tree/master/data/haarcascades 

探测人脸

说白了,就是根据训练的数据来对新图片进行识别的过程。

import cv2

# 探测图片中的人脸

faces = face_cascade.detectMultiScale(
   gray,
   scaleFactor = 1.15,
   minNeighbors = 5,
   minSize = (5,5),
   flags = cv2.cv.CV_HAAR_SCALE_IMAGE
)

我们可以随意的指定里面参数的值,来达到不同精度下的识别。返回值就是opencv对图片的探测结果的体现。

处理人脸探测的结果

结束了刚才的人脸探测,我们就可以拿到返回值来做进一步的处理了。但这也不是说会多么的复杂,无非添加点特征值罢了。

import cv2

print "发现{0}个人脸!".format(len(faces))

for(x,y,w,h) in faces:
   cv2.rectangle(image,(x,y),(x+w,y+w),(0,255,0),2)

  实例

有了刚才的基础,我们就可以完成一个简单的人脸识别的小例子了。

图片素材

下面的这张图片将作为我们的检测依据。 

手把手教你如何用 OpenCV + Python 实现人脸识别

人脸检测代码

# coding:utf-8

import sys


reload(sys)

sys.setdefaultencoding('utf8')

#    __author__ = '郭 璞'

#    __date__ = '2016/9/5'

#    __Desc__ = 人脸检测小例子,以圆圈圈出人脸

import cv2

# 待检测的图片路径

imagepath = r'./heat.jpg'


# 获取训练好的人脸的参数数据,这里直接从GitHub上使用默认值

face_cascade = cv2.CascadeClassifier(r'./haarcascade_frontalface_default.xml')


# 读取图片

image = cv2.imread(imagepath)

gray = cv2.cvtColor(image,cv2.COLOR_BGR2GRAY)


# 探测图片中的人脸

faces = face_cascade.detectMultiScale(

    gray,

    scaleFactor = 1.15,

    minNeighbors = 5,

    minSize = (5,5),

    flags = cv2.cv.CV_HAAR_SCALE_IMAGE

)


print "发现{0}个人脸!".format(len(faces))


for(x,y,w,h) in faces:

    # cv2.rectangle(image,(x,y),(x+w,y+w),(0,255,0),2)

    cv2.circle(image,((x+x+w)/2,(y+y+h)/2),w/2,(0,255,0),2)


cv2.imshow("Find Faces!",image)

cv2.waitKey(0)

人脸检测结果

输出图片: 

手把手教你如何用 OpenCV + Python 实现人脸识别

输出结果:

D:\Software\Python2\python.exe E:/Code/Python/DataStructor/opencv/Demo.py
发现3个人脸!

详情见:案例参考

  总结

回顾一下,这次的实验就是简单的对opencv的常用的api的使用,重点在于训练数据的使用和人脸探测的处理。

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