最简单的python 人脸检测

本篇文章是最基本的人脸检测,没有复杂的算法,只是简单的运用了这三个库opencv,numpy,pillow。

 

一.开发环境搭建
我们使用Python自带的IDLE进行编程,我使用的电脑是Windows系统,代码在win7 64位,win10 64位这两种电脑上验证过。Python版本为3.xx,需要使用的库有opencv,numpy,pillow。这三个库分别使用pip按照即可,指令分别为;
1)opencv;pip install opencv-python
2)numpy;pip install numpy
3)pillow;pip install pillow

所有的文件夹

face_pic  存档获取的照片

转为灰度图片

本文的路径采用自动获取绝对路径

 

在Python的安装目录,按照这个路径依次打开文件夹Lib→site-packages→cv2→data,复制文件“haarcascade_frontalface_default.xml”,“haarcascade_frontalcatface.xml”到face_identity文件夹,这两个是分类器,用于进行人脸检测。

然后放到我们准备新建的文件夹中,这里我已经整好了,

 


 

最简单的python 人脸检测_第1张图片

注意 

如果提示“module' object has no attribute 'face'”

解决方法:可以输入 pip install opencv-contrib-python解决,如果提示需要commission,可以在后面加上 --user,即 pip install opencv-contrib-python --user

 

废话不多说,上代码

'''
本程序用于产生800张灰度图片素材用于后续训练人脸识别系统
'''

#-----获取人脸样本-----
import cv2
import os
#调用笔记本内置摄像头,参数为0,如果有其他的摄像头可以调整参数为1,2
cap = cv2.VideoCapture(0)
#调用人脸分类器,获取绝对路径
face_xml_location=os.path.join('.','haarcascade_frontalface_default.xml')
face_detector = cv2.CascadeClassifier(face_xml_location)

#为即将录入的脸标记一个id
face_id = input('\n User data input,Look at the camera and wait ...')
#sampleNum用来计数样本数目
count = 0

while True:    
    #从摄像头读取图片
    success,img = cap.read()    
    #转为灰度图片,减少程序符合,提高识别度
    if success is True: 
        gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) 
    else:   
        break
    #检测人脸,将每一帧摄像头记录的数据带入OpenCv中,让Classifier判断人脸
    #其中gray为要检测的灰度图像,1.3为每次图像尺寸减小的比例,5为minNeighbors
    faces = face_detector.detectMultiScale(gray, 1.3, 5)

    #框选人脸,for循环保证一个能检测的实时动态视频流
    for (x, y, w, h) in faces:
        #xy为左上角的坐标,w为宽,h为高,用rectangle为人脸标记画框
        cv2.rectangle(img, (x, y), (x+w, y+w), (255, 0, 0))
        #成功框选则样本数增加
        count += 1  
        #保存图像,把灰度图片看成二维数组来检测人脸区域
        #(这里是建立了data的文件夹,当然也可以设置为其他路径或者调用数据库)
        cv2.imwrite("face_pic/User."+str(face_id)+'.'+str(count)+'.jpg',gray[y:y+h,x:x+w]) 
        #显示图片
        cv2.imshow('image',img)       
        #保持画面的连续。waitkey方法可以绑定按键保证画面的收放,通过q键退出摄像
    k = cv2.waitKey(1)        
    if k == '27':
        break        
        #或者得到800个样本后退出摄像,这里可以根据实际情况修改数据量,实际测试后800张的效果是比较理想的
    elif count >= 50:
        break

#关闭摄像头,释放资源
cap.realease()
cv2.destroyAllWindows()

最简单的python 人脸检测_第2张图片

ID用来标示不同人的模型照片

为了方便也可以修改不同的文件夹

最简单的python 人脸检测_第3张图片

经过我的思考决定还是放上照片吧

最简单的python 人脸检测_第4张图片

 

接下来最重要的一步来了

开始模型的分析建立

import cv2
import os
import numpy as np
from PIL import Image
#导入pillow库,用于处理图像
#设置之前收集好的数据文件路径
#获取分类器的路径
face_xml_location=os.path.join('.','haarcascade_frontalface_default.xml')
print('',face_xml_location)
#调用熟悉的人脸分类器
detector = cv2.CascadeClassifier(face_xml_location)
#初始化识别的方法
recognizer = cv2.face.LBPHFaceRecognizer_create()
#创建一个函数,用于从数据集文件夹中获取训练图片,并获取id
#注意图片的命名格式为User.id.sampleNum

def get_images_and_labels(path):
    image_paths = [os.path.join(path, f) for f in os.listdir(path)]
    #新建连个list用于存放
    face_samples = []
    ids = []
#遍历图片路径,导入图片和id添加到list中
    for image_path in image_paths:
        #通过图片路径将其转换为灰度图片
        image = Image.open(image_path).convert('L')
        #将图片转化为数组
        image_np = np.array(image, 'uint8')
        if os.path.split(image_path)[-1].split(".")[-1] != 'jpg':
            continue
        #为了获取id,将图片和路径分裂并获取
        image_id = int(os.path.split(image_path)[-1].split(".")[1])
        faces = detector.detectMultiScale(image_np)
        #将获取的图片和id添加到list中
        for (x, y, w, h) in faces:
            face_samples.append(image_np[y:y + h, x:x + w])
            ids.append(image_id)
            print('',image_id)
    return face_samples, ids
#调用函数并将数据喂给识别器训练
print('Training...')

tain_data_location=os.path.join('.','train_data','train.yml')
face_data_location=os.path.join('.','face_pic')
faces, Ids = get_images_and_labels(face_data_location)
#训练模型
recognizer.train(faces, np.array(Ids))
recognizer.save(tain_data_location)

 根据分类器解析  获取的模型信息倍存放在

最简单的python 人脸检测_第5张图片

 

 

最后是我们的人脸检测代码

 

import cv2
import numpy as np
import os
#准备好识别方法
recognizer = cv2.face.LBPHFaceRecognizer_create()
#使用之前训练好的模型
train_data_location=os.path.join('.','train_data','train.yml')
recognizer.read(train_data_location)
#再次调用人脸分类器
face_xml_location=os.path.join('.','haarcascade_frontalface_default.xml')
face_cascade = cv2.CascadeClassifier(face_xml_location)
#加载一个字体,用于识别后,在图片上标注出对象的名字
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
#打开摄像头
camera = cv2.VideoCapture(0)
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX

while True:
    ret, im = camera.read()
    gray = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    #识别人脸
    faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, 1.2, 5)
    #校验
    for (x, y, w, h) in faces:
        cv2.rectangle(im, (x - 50, y - 50), (x + w + 50, y + h + 50), (225, 0, 0), 2)
        img_id, confidence = recognizer.predict(gray[y:y + h, x:x + w])
        #计算出结果
        if confidence < 40:
            print('',img_id)
            if img_id == 1:
                img_id = 'wei'
                confidence = "{0}%",format(round(100-confidence))
            elif img_id == 2:
                img_id = '2'
                confidence = "{0}%",format(round(100-confidence))
        else:
            img_id = "Unknown"
            #输出结果和用户名
        cv2.putText(im, str(img_id), (x, y + h), font, 1, (0, 255, 0), 1)
        cv2.putText(im,str(confidence),(x+50,y+h-50),font,2,(255,0,0),1)
        #图片显示
    cv2.imshow('im', im)
    if cv2.waitKey(10) & 0xFF == ord('q'):
        break
#释放资源
camera.release()
cv2.destroyAllWindows()

confidence是置信度,就是预测这个头像为用户id的可信度为conf%

越小越精确

 

最简单的python 人脸检测_第6张图片

识别不到我们的训练模型太少了

加到300个照片  开始训练

牛逼  

 

最简单的python 人脸检测_第7张图片

 

再来一次 800个模型  置信度<30

最简单的python 人脸检测_第8张图片

 

我曹  达不到30以下  对此我还拿了手机补光,可求刺眼

最后 

import cv2
import numpy as np
import os
#准备好识别方法
recognizer = cv2.face.LBPHFaceRecognizer_create()
#使用之前训练好的模型
train_data_location=os.path.join('.','train_data','train.yml')
recognizer.read(train_data_location)
#再次调用人脸分类器
face_xml_location=os.path.join('.','haarcascade_frontalface_default.xml')
face_cascade = cv2.CascadeClassifier(face_xml_location)
#加载一个字体,用于识别后,在图片上标注出对象的名字
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
#打开摄像头
camera = cv2.VideoCapture(0)
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX

while True:
    ret, im = camera.read()
    gray = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    #识别人脸
    faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, 1.2, 5)
    #校验
    for (x, y, w, h) in faces:
        cv2.rectangle(im, (x - 50, y - 50), (x + w + 50, y + h + 50), (225, 0, 0), 2)
        img_id, confidence = recognizer.predict(gray[y:y + h, x:x + w])
        #计算出结果
        if confidence < 40:
            print('',img_id)
            if img_id == 1:
                img_id = 'wei'
                confidence = "{zhixindu}%",format(round(100-confidence))
            elif img_id == 2:
                img_id = '2'
                confidence = "{0}%",format(round(100-confidence))
        else:
            img_id = "Unknown"
            #输出结果和用户名
        cv2.putText(im, str(img_id), (x, y + h), font, 1, (0, 255, 0), 1)
        cv2.putText(im,str(confidence),(x+50,y+h-50),font,2,(255,0,0),1)
        #图片显示
    cv2.imshow('im', im)
    if cv2.waitKey(10) & 0xFF == ord('q'):
        break
#释放资源
camera.release()
cv2.destroyAllWindows()

 

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