了解人脸识别和二维码识别

人脸识别方案

• CoreImage （二维码识别，人脸识别）
• face++ 2014阿里 收费（两种方案本地计算 服务器计算）
• 腾讯优图
• OpenCV （人脸识别 滤镜等）
• libefacedetection c++
• AVFoundation
• vision 面部检查 iOS11.0以上

这里主要了解AVFoundation的人脸识别

tips：视频采集上文已经讲过，这里不再赘述
1.视频采集
2.配置Session，添加一个元数据的输出
3.指定检测的元数据类型（人脸，二维码，一维码）
4.开始捕捉，设置捕捉完成代理

//媒体设备
    self.metadataOutput = [[AVCaptureMetadataOutput alloc]init];
    
    //为捕捉会话添加设备
    if ([self.captureSession canAddOutput:self.metadataOutput]){
        [self.captureSession addOutput:self.metadataOutput];
        
        
        //获得人脸属性
        //优化 指定元数据的类型，减少识别兴趣，只对人类数据有兴趣
        NSArray *metadatObjectTypes = @[AVMetadataObjectTypeFace];
        
        //设置metadataObjectTypes 指定对象输出的元数据类型。
        /*
         限制检查到元数据类型集合的做法是一种优化处理方法。可以减少我们实际感兴趣的对象数量
         支持多种元数据。这里只保留对人脸元数据感兴趣
         */
        self.metadataOutput.metadataObjectTypes = metadatObjectTypes;
        
        //创建主队列： 因为人脸检测用到了硬件加速，而且许多重要的任务都在主线程中执行，所以需要为这次参数指定主队列。
        dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
        
        //4.设置代理
        //通过设置AVCaptureVideoDataOutput的代理，就能获取捕获到一帧一帧数据
        //检测是否包含人脸数据，如果包含则调用回调方法
        [self.metadataOutput setMetadataObjectsDelegate:self queue:mainQueue];

5.代理方法中获取捕捉人脸相关信息

//代理方法--捕获到你设置的元数据对象
//捕捉数据
- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
didOutputMetadataObjects:(NSArray *)metadataObjects
       fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection {

    
    //使用循环，打印人脸数据(人脸数据会重复)
    for (AVMetadataFaceObject *face in metadataObjects) {
        
        NSLog(@"Face detected with ID:%li",(long)face.faceID);
        NSLog(@"Face bounds:%@",NSStringFromCGRect(face.bounds));
        
    }
    
    
    //将元数据 传递给 THPreviewView.m   将元数据转换为layer
    [self.faceDetectionDelegate didDetectFaces:metadataObjects];
    

}

6.对人脸数据的处理！如将人脸框出来
7.拿到人脸数据后的处理，细节较多，以下附上详细代码

#import "THPreviewView.h"

@interface THPreviewView ()


@property(nonatomic,strong)CALayer *overlayLayer;

@property(strong,nonatomic)NSMutableDictionary *faceLayers;

@property(nonatomic,strong)AVCaptureVideoPreviewLayer *previewLayer;

@end

@implementation THPreviewView

+ (Class)layerClass {
    //重写layerClass方法
    return [AVCaptureVideoPreviewLayer class];
}

- (id)initWithFrame:(CGRect)frame {
    self = [super initWithFrame:frame];
    if (self) {
        [self setupView];
    }
    return self;
}

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)coder {
    self = [super initWithCoder:coder];
    if (self) {
        [self setupView];
    }
    return self;
}

- (void)setupView {

    //初始化faceLayers属性  字典 用来记录人脸图层
    self.faceLayers = [NSMutableDictionary dictionary];
    
    //图层的填充方式
    //设置videoGravity 使用AVLayerVideoGravityResizeAspectFill 铺满整个预览层的边界范围
    self.previewLayer.videoGravity = AVLayerVideoGravityResizeAspectFill;
    
    //初始化overlayLayer
    self.overlayLayer = [CALayer layer];
    
    //设置它的frame
    self.overlayLayer.frame = self.bounds;
    
    //子图层形变 sublayerTransform属性   Core  Animation动画
    //假设你的图层上的图形会发生3D变换，设置投影方式（透视投影）
    self.overlayLayer.sublayerTransform = CATransform3DMakePerspective(1000);
    
    //将子图层添加到预览图层来
    [self.previewLayer addSublayer:self.overlayLayer];
    
}

//会话的get方法
- (AVCaptureSession*)session {

    return self.previewLayer.session;
}


//会话的set方法
- (void)setSession:(AVCaptureSession *)session {

    
    self.previewLayer.session = session;
    

}

//获得layer
- (AVCaptureVideoPreviewLayer *)previewLayer {

    return (AVCaptureVideoPreviewLayer *)self.layer;
}



//将检测到的人脸进行可视化
- (void)didDetectFaces:(NSArray *)faces {

    //创建一个本地数组 保存转换后的人脸数据
    NSArray *transformedFaces = [self transformedFacesFromFaces:faces];
    
    //如果人脸从摄像头消失，删除它的图层faceID
    //获取faceLayers的key，用于确定哪些人移除了视图并将对应的图层移出界面。
    /*
        支持同时识别10个人脸
     */
    //先假设所有的人脸都需要删除，然后获取不需要删除的faceid从删除列表中移除
    NSMutableArray *lostFaces = [self.faceLayers.allKeys mutableCopy];
    
    //遍历每个转换的人脸对象
    for (AVMetadataFaceObject *face in transformedFaces) {
        
        //获取关联的faceID。这个属性唯一标识一个检测到的人脸
        NSNumber *faceID = @(face.faceID);
        //faceid存在，意味着
        //将对象从lostFaces 移除
        [lostFaces removeObject:faceID];
        
        //old face
        //拿到当前faceID对应的layer
        CALayer *layer = self.faceLayers[faceID];
        
        //new face
        //如果给定的faceID 没有找到对应的图层
        if (!layer) {
            
            //调用makeFaceLayer 创建一个新的人脸图层
            layer = [self makeFaceLayer];
            
            //将新的人脸图层添加到 overlayLayer上
            [self.overlayLayer addSublayer:layer];
            
            //将layer加入到字典中
            self.faceLayers[faceID] = layer;
            
        }
        
        //设置图层的transform属性 CATransform3DIdentity 图层默认变化 这样可以重新设置之前应用的变化
        //单元矩阵
        layer.transform = CATransform3DIdentity;
        
        //图层的大小 = 人脸的大小
        layer.frame = face.bounds;
        
        
        //z轴
        //判断人脸对象是否具有有效的斜倾交。
        //理解为人的头部向肩膀方向倾斜
        if (face.hasRollAngle) {
            
            //如果为YES,则获取相应的CATransform3D 值
            CATransform3D t = [self transformForRollAngle:face.rollAngle];
            
            //将它与标识变化关联在一起，并设置transform属性
            layer.transform = CATransform3DConcat(layer.transform, t);
        }
        
        //y轴
        //判断人脸对象是否具有有效的偏转角
        if (face.hasYawAngle) {
            
            //如果为YES,则获取相应的CATransform3D 值
            CATransform3D  t = [self transformForYawAngle:face.yawAngle];
            layer.transform = CATransform3DConcat(layer.transform, t);
            
        }
    }
    
    
    //处理已经从镜头中消失的人脸图层
    //遍历数组将剩下的人脸ID集合从上一个图层和faceLayers字典中移除
    for (NSNumber *faceID in lostFaces) {
        
        CALayer *layer = self.faceLayers[faceID];
        [layer removeFromSuperlayer];
        [self.faceLayers  removeObjectForKey:faceID];
    }
    
}


//将设备的坐标空间的人脸转换为视图空间的对象集合
- (NSArray *)transformedFacesFromFaces:(NSArray *)faces {

    NSMutableArray *transformeFaces = [NSMutableArray array];
    
    for (AVMetadataObject *face in faces) {
        
        //将摄像头的人脸数据 转换为 视图上的可展示的数据
        //简单说：UIKit的坐标 与 摄像头坐标系统（0，0）-（1，1）不一样。所以需要转换
        //转换需要考虑图层、镜像、视频重力、方向等因素 在iOS6.0之前需要开发者自己计算，但iOS6.0后提供方法
        AVMetadataObject *transformedFace = [self.previewLayer transformedMetadataObjectForMetadataObject:face];
        
        //转换成功后，加入到数组中
        [transformeFaces addObject:transformedFace];
        
        
    }
    
    return transformeFaces;
    
    
    
}

- (CALayer *)makeFaceLayer {

    //创建一个layer
    CALayer *layer = [CALayer layer];
    
    //边框宽度为5.0f
    layer.borderWidth = 5.0f;
    
    //边框颜色为红色
    layer.borderColor = [UIColor redColor].CGColor;
    
    layer.contents = (id)[UIImage imageNamed:@"551.png"].CGImage;
    
    //返回layer
    return layer;
    
}



//将 RollAngle 的 rollAngleInDegrees 值转换为 CATransform3D
- (CATransform3D)transformForRollAngle:(CGFloat)rollAngleInDegrees {

    //将人脸对象得到的RollAngle 单位“度” 转为Core Animation需要的弧度值
    CGFloat rollAngleInRadians = THDegreesToRadians(rollAngleInDegrees);

    //将结果赋给CATransform3DMakeRotation x,y,z轴为0，0，1 得到绕Z轴倾斜角旋转转换
    return CATransform3DMakeRotation(rollAngleInRadians, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    
}


//将 YawAngle 的 yawAngleInDegrees 值转换为 CATransform3D
- (CATransform3D)transformForYawAngle:(CGFloat)yawAngleInDegrees {

    //将角度转换为弧度值
     CGFloat yawAngleInRaians = THDegreesToRadians(yawAngleInDegrees);
    
    //将结果CATransform3DMakeRotation x,y,z轴为0，-1，0 得到绕Y轴选择。
    //由于overlayer 需要应用sublayerTransform，所以图层会投射到z轴上，人脸从一侧转向另一侧会有3D 效果
    CATransform3D yawTransform = CATransform3DMakeRotation(yawAngleInRaians, 0.0f, -1.0f, 0.0f);
    
    //因为应用程序的界面固定为垂直方向，但需要为设备方向计算一个相应的旋转变换
    //如果不这样，会造成人脸图层的偏转效果不正确
    return CATransform3DConcat(yawTransform, [self orientationTransform]);
}

- (CATransform3D)orientationTransform {

    CGFloat angle = 0.0;
    //拿到设备方向
    switch ([UIDevice currentDevice].orientation) {
            
            //方向：下
        case UIDeviceOrientationPortraitUpsideDown:
            angle = M_PI;
            break;
            
            //方向：右
        case UIDeviceOrientationLandscapeRight:
            angle = -M_PI / 2.0f;
            break;
        
            //方向：左
        case UIDeviceOrientationLandscapeLeft:
            angle = M_PI /2.0f;
            break;

            //其他
        default:
            angle = 0.0f;
            break;
    }
    
    return CATransform3DMakeRotation(angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    
}

#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wunused"


static CGFloat THDegreesToRadians(CGFloat degrees) {

    return degrees * M_PI / 180;
}


static CATransform3D CATransform3DMakePerspective(CGFloat eyePosition) {
    
    //投影方式
    //CATransform3D 图层的旋转，缩放，偏移，歪斜和应用的透
    //CATransform3DIdentity是单位矩阵，该矩阵没有缩放，旋转，歪斜，透视。该矩阵应用到图层上，就是设置默认值。
    CATransform3D  transform = CATransform3DIdentity;
    
    
    //透视效果（就是近大远小），是通过设置m34 m34 = -1.0/D 默认是0.D越小透视效果越明显
    //D:eyePosition 观察者到投射面的距离 500-1000
    transform.m34 = -1.0/eyePosition;
    
    return transform;
    
    
}


#pragma clang diagnostic pop

@end

二维码识别

二维码分类

• QR码：移动营销
• Aztec码 ：登机牌
• PDF417：商品运输

二维码识别要比人脸识别简单，不需要计算角度偏移
区别在于设置相机自动对焦，以及采集数据之后代理方法中的处理

//委托代理回掉。处理条码
- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
didOutputMetadataObjects:(NSArray *)metadataObjects
       fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection {
    
    if (metadataObjects.count > 0) {
        
        NSLog(@"%@",metadataObjects[0]);
        
        /*
         corners { 0.4,0.6 0.6,0.6 0.6,0.4 0.4,0.4 }, time 122373330766250, stringValue ""http://www.echargenet.com/portal/csService/html/app.html
         */

    }
    
    
    //获取了
    [self.codeDetectionDelegate didDetectCodes:metadataObjects];

}