自学记录鸿蒙 API 13:实现人脸检测 Core Vision Face Detector

简介: 本文介绍了基于HarmonyOS Next API 13中的Core Vision Face Detector API实现人脸检测小应用的过程。通过研究发现,该API不仅支持人脸检测框的定位,还能识别关键点(如眼睛、鼻子和嘴角位置)及人脸姿态信息。文章详细记录了开发历程,包括项目初始化、权限配置、图像加载与人脸检测、用户界面设计,以及性能优化和功能扩展的思路。应用场景涵盖身份验证、照片管理和实时交互等。未来计划将技术应用于智能照片管理工具,提供更高效的照片分类体验。欢迎对人脸检测技术感兴趣的读者一起探讨和进步。

在完成了文本识别项目后,我决定继续挑战另一个视觉相关领域,于是我瞄上了API 13中的——人脸检测。通过研究HarmonyOS Next最新版本API 13中的Core Vision Face Detector API,我发现这项技术不仅支持人脸检测框的定位,还可以识别关键点(如眼睛、鼻子和嘴角位置)及人脸姿态信息。

确实,有点意思,这个玩意。

本文将记录我的学习历程和开发过程,重点展示如何利用Face Detector API实现一个人脸检测小应用。


开始我的开发之旅

在学习的过程中,我思考了人脸检测技术的实际应用场景,例如:

  • 身份验证:通过检测人脸和其特征点实现智能身份验证。
  • 照片管理:为相册中的照片添加人脸标注。
  • 实时交互:结合人脸位置与姿态实现增强现实(AR)效果。

在深入思考这些场景的同时,我也意识到技术本身的挑战性:如何提高检测的准确率和速度,如何处理多张人脸的复杂场景,以及如何优化性能以适应低功耗设备。


第一步:理解Core Vision Face Detector API的核心功能

核心功能介绍

Core Vision Face Detector API 提供了检测图片中人脸的能力,支持以下核心功能:

  • 人脸位置检测:返回所有检测到的人脸的矩形框位置。
  • 关键点识别:识别出眼睛、鼻子和嘴角的精确坐标。
  • 人脸姿态估计:获取人脸在三维空间中的角度,包括偏航(yaw)、俯仰(pitch)和横滚(roll)。
  • 检测排序:按照人脸框大小从大到小排序。

应用场景

  • 智能设备解锁:检测和识别人脸位置以触发设备解锁。
  • 照片优化:调整人脸照片的对比度、亮度或背景。
  • 虚拟试妆:结合人脸关键点和姿态实现化妆品试戴效果。
  • 安全监控:实时识别陌生人并发出警报。
  • 健康管理:通过人脸特征推断疲劳或健康状况。

第二步:项目初始化与配置

必要权限配置

在项目的config.json文件中,添加以下权限,确保应用可以读取图片和调用设备能力:

{
  "module": {
    "abilities": [
      {
        "name": "FaceDetectionAbility",
        "permissions": [
          "ohos.permission.INTERNET",
          "ohos.permission.READ_MEDIA",
          "ohos.permission.WRITE_MEDIA"
        ]
      }
    ]
  }
}

这一配置确保了应用能够访问本地文件并与网络通信,满足大多数场景需求。


第三步:实现人脸检测功能

初始化Face Detector服务

通过以下代码初始化Face Detector服务,并检查是否初始化成功:

import faceDetector from '@kit.CoreVisionKit';
async function initializeFaceDetector() {
    try {
        const isInitialized = await faceDetector.init();
        if (isInitialized) {
            console.info('人脸检测服务初始化成功');
        } else {
            console.error('人脸检测服务初始化失败');
        }
    } catch (error) {
        console.error('初始化过程中发生错误:', error);
    }
}
initializeFaceDetector();

初始化过程简单而高效,但仍需注意错误处理,特别是在设备资源有限的情况下。

图像加载与人脸检测

以下代码展示了如何从图库选择图片并调用Face Detector进行人脸检测:

async function detectFaces(imageUri: string) {
    try {
        const pixelMap = await loadPixelMap(imageUri); // 将图像加载为PixelMap
        const visionInfo = { pixelMap };
        const faces = await faceDetector.detect(visionInfo);
        if (faces.length > 0) {
            console.info(`检测到 ${faces.length} 张人脸`);
            faces.forEach((face, index) => {
                console.info(`人脸 ${index + 1} 的详细信息:`);
                console.info(`  置信度: ${face.probability}`);
                console.info(`  位置: (${face.rect.left}, ${face.rect.top}, 宽: ${face.rect.width}, 高: ${face.rect.height})`);
                console.info(`  姿态: pitch=${face.pose.pitch}, yaw=${face.pose.yaw}, roll=${face.pose.roll}`);
                face.points.forEach((point, i) => {
                    console.info(`  特征点 ${i + 1}: (${point.x}, ${point.y})`);
                });
            });
        } else {
            console.info('未检测到人脸');
        }
    } catch (error) {
        console.error('人脸检测失败:', error);
    }
}
async function loadPixelMap(imageUri: string) {
    // 假设有一个工具库实现图像加载
    return await someImageLibrary.loadPixelMap(imageUri);
}

我简单的整理了一下代码,图像加载可以参考我之前的文章。这样既适合初学者理解,也方便后续扩展功能。


第四步:构建用户界面

使用ArkUI设计用户界面

以下代码实现了一个简单的用户界面,支持图片选择和人脸检测结果展示:

import { View, Text, Button, Image } from '@ohos.arkui';
export default View.create({
    build() {
        return (
            {
                type: "flex",
                flexDirection: "column",
                children: [
                    {
                        type: Text,
                        content: "人脸检测应用",
                        style: { height: "50vp", fontSize: "20vp", textAlign: "center" },
                    },
                    {
                        type: Image,
                        src: this.imageUri || '',
                        style: { height: "200vp", width: "200vp", margin: "20vp" },
                    },
                    {
                        type: Button,
                        content: "选择图片",
                        style: { height: "50vp", marginTop: "20vp" },
                        onClick: this.onSelectImage,
                    },
                    {
                        type: Button,
                        content: "检测人脸",
                        style: { height: "50vp", marginTop: "10vp" },
                        onClick: this.onDetectFaces,
                    },
                ],
            }
        );
    },
    onSelectImage() {
        // 模拟图片选择
        this.imageUri = '/data/media/sample_image.jpg';
        console.info('图片已选择:', this.imageUri);
    },
    async onDetectFaces() {
        await detectFaces(this.imageUri);
    },
});

这一界面通过简洁的布局设计,再配合刚才的代码,让用户能够快速上手应用功能。


第五步:性能优化与功能扩展

性能优化

在项目开发过程中,我发现通过优化配置项可以显著提升性能。例如,当不需要检测关键点时,可以关闭该功能以减少处理时间。

const configuration = { detectKeyPoints: false };
const faces = await faceDetector.detect(visionInfo, configuration);

此外,在处理多张人脸或高分辨率图片时,可以利用设备的多核能力进行并行计算。

功能扩展

未来可以通过以下方式扩展功能:

  • 多线程优化:利用设备多核能力加速人脸检测过程。
  • 结果可视化:在图片上绘制人脸框和关键点信息。
  • 实时检测:结合相机模块实现视频流中的人脸检测。
  • 情绪分析:基于检测的人脸特征进一步推断情绪状态。
  • 动态交互:结合手势或语音控制增强用户体验。
  • 隐私保护:在检测过程中对敏感信息进行模糊化处理,确保用户隐私安全。

最后的小总结

啃完了HarmonyOS Next Core Vision Face Detector API 13,感觉非常舒服,体会到了鸿蒙生态在人工智能领域的技术优势。人脸检测的应用场景非常广泛,从智能设备交互到增强现实,它八成会改变我们的生活。

当然,我也有计划将这一技术应用到更多实际项目中,例如开发一款智能照片管理工具,为用户提供更高效、更便捷的照片分类体验。如果你也对人脸检测技术感兴趣,不妨从这些基础功能开始,逐步实现自己的创意!

当然如果你也在这一领域研究,不妨关注我,我们一起进步~!

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