用Python做有趣的AI项目4：AI 表情识别助手

本项目将使用 计算机视觉 + CNN 模型来识别人脸表情，例如：

开心 | 生气 | 悲伤 | 惊讶 | 厌恶 | 害怕 | 中性

项目目标

实时摄像头捕捉人脸

分析面部表情

显示识别结果（文字/emoji）

技术栈

Python

OpenCV（人脸检测）

TensorFlow / Keras（表情分类）

预训练模型或 FER2013 数据集（表情识别）

✅ 第一步：安装依赖

bash

pip install opencv-python tensorflow keras numpy

第二步：准备数据 / 模型

你可以选择两种方式：

✔️ 使用预训练模型（推荐）
用一个训练好的模型，比如：

FER2013 数据集 + CNN 模型


预训练 .h5 模型权重文件

✔️ 自己训练模型（需要时间）

python

from tensorflow.keras.models import Sequential
from tensorflow.keras.layers import Conv2D, MaxPooling2D, Flatten, Dense, Dropout

model = Sequential([
    Conv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(48, 48, 1)),
    MaxPooling2D(2, 2),
    Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'),
    MaxPooling2D(2, 2),
    Flatten(),
    Dense(128, activation='relu'),
    Dropout(0.3),
    Dense(7, activation='softmax')  # 7 个表情类别
])

️ 第三步：实现摄像头人脸检测

python

import cv2

face_cascade = cv2.CascadeClassifier(cv2.data.haarcascades + 'haarcascade_frontalface_default.xml')

def detect_faces(frame):
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, 1.3, 5)
    return faces, gray

第四步：表情识别函数

python

import numpy as np

emotion_labels = [' 中性', ' 开心', ' 悲伤', ' 生气', ' 惊讶', ' 害怕', ' 厌恶']

def predict_emotion(face_img, model):
    resized = cv2.resize(face_img, (48, 48))
    resized = resized / 255.0
    resized = resized.reshape(1, 48, 48, 1)
    prediction = model.predict(resized)
    return emotion_labels[np.argmax(prediction)]

第五步：实时识别展示

python

model = ...  # 加载你训练好或下载的模型

cap = cv2.VideoCapture(0)

while True:
    ret, frame = cap.read()
    faces, gray = detect_faces(frame)
    for (x, y, w, h) in faces:
        face_img = gray[y:y+h, x:x+w]
        emotion = predict_emotion(face_img, model)
        cv2.rectangle(frame, (x, y), (x+w, y+h), (255, 0, 0), 2)
        cv2.putText(frame, emotion, (x, y-10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0,255,0), 2)
    
    cv2.imshow('表情识别', frame)
    if cv2.waitKey(10) & 0xFF == ord('q'):
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

可扩展功能

把 emoji 加入窗口，增强可视化

做表情日记记录：统计当天的情绪趋势

加上语音反馈：识别表情并说出来

接入心理分析 API（例如聊天情绪建议）