OpenCV学习笔记(五十四)——概述FaceRecognizer人脸识别类contrib

在最新版的2.4.2中,文档的更新也是一大亮点,refrence manual扩充了200多页的内容,添加了contrib部分的文档。contrib就是指OpenCV中新添加的模块,但又不是很稳定,可以认为是一个雏形的部分。这次结合refman的阅读,介绍一下FaceRecognizer这个人脸识别类,这个类也是2.4.2更新日志里着重强调过的更新,配套的文档也是相当充实。这个类的基类也是Algorithm类,对于Algorithm类的简单介绍,请参看我之前的blogOpenCV学习笔记(五十)——Algorithm类介绍(core),这个类内的接口函数也是异常简单,人脸识别的任务也就是两大部分,训练和预测,分别对应着train函数和predict函数,还有对应的数据加载保存函数save和load。不过它当然还可以调用其基类Algorithm的函数。特别说明的是,人脸识别中预测的参数也是可以调节的,但这里只给出了train和predict函数,为啥没有setparameter的函数呢,那是因为各中人脸识别方法的参数并不相同,要通过Algorithm的get和set函数实时的调整~~v5啊!

先来说说训练的过程,train函数的两个参数也很简单,训练的图像组vector和对应的标签组vector,这个label标签只需保证同一个人的标签相同即可,不需要保证图像的按标签顺序输入,方便极了。对于预测,有两种调用,其中的参数有测试图像、返回的标签值和测试样本和标签样本的相似性返回的标签值为-1,说明测试样本在训练集中无对应或距离较远。这里用个FisherFace作为示例说明一下如何训练和预测:

	vector images;
	vector labels;
	// images for first person
	images.push_back(imread("person0/0.jpg", CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE));
	labels.push_back(0);
	images.push_back(imread("person0/1.jpg", CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE));
	labels.push_back(0);
	// images for second person
	images.push_back(imread("person1/0.jpg", CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE));
	labels.push_back(1);
	images.push_back(imread("person1/1.jpg", CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE));
	labels.push_back(1);

	Ptr model = createFisherFaceRecognizer();
	model->train(images, labels);

	Mat img = imread("person1/2.jpg", CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);
	int predicted = model->predict(img);

当然我们也不需要每次使用都进行一次训练, 可以把训练好的模型通过save函数保存成一个文件,下次使用的时候只需load即可

目前支持的3种人脸识别的方案:特征脸EigenFace、Fisher脸FisherFace、LBP直方图LBPHFace。分别调用函数createEigenFaceRecognizer、createFisherFaceRecognizer、createLBPHFaceRecognizer建立模型

对于EigenFace两个输入参数,分别为PCA主成分的维数num_components和预测时的阈值threshold,主成分这里没有一个选取的准则,要根据输入数据的大小而决定,通常认为80维主成分是足够的。除了这两个输入参数外,还有eigenvalues和eigenvectors分别代表特征值和特征向量,mean参数为训练样本的平均值,projections为训练数据的预测值,labels为预测时的阈值。

对于FisherFace,和EigenFace非常相似,也有num_componentsthreshold两个参数和其他5个参数,FisherFace的降维是LDA得到的。默认值为c-1,如果设置的初始值不在(0,c-1]的范围内,会自动设定为c-1。

特别需要强调的是,EigenFace和FisherFace的训练图像和测试图像都必须是灰度图,而且是经过归一化裁剪过的

对于LBPHFace,我想不用过多介绍,LBP简单和效果是大家都很喜欢的,参数包括半径radius,邻域大小即采样点个数neighbors,x和y方向的单元格数目grid_x,grid_y,还有两个参数histograms为训练数据得到的直方图,labels为直方图对应的标签。这个方法也要求训练和测试的图像是灰度图

接下来应该结合文档进一步研究一下这个人脸识别类。我之前大量的人脸实验都是在matlab下进行的,有了这个利器,我感觉会有越来越多的学生做老师和老板布置的project会选择用OpenCV,而不是Matlab。希望我们都爱的OpenCV越来越好,越来越强大。欢迎交流

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