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[雪峰磁针石博客]计算机视觉opcencv工具深度学习快速实战1人脸识别

2018-11-19 2840
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简介： 使用OpenCV提供的预先训练的深度学习面部检测器模型，可快速，准确的进行人脸识别。 2017年8月OpenCV 3.3正式发布，带来了高改进的“深度神经网络”(dnn deep neural networks)模块。

使用OpenCV提供的预先训练的深度学习面部检测器模型，可快速，准确的进行人脸识别。

2017年8月OpenCV 3.3正式发布，带来了高改进的“深度神经网络”(dnn deep neural networks)模块。该模块支持许多深度学习框架，包括Caffe，TensorFlow和Torch / PyTorch。

基于Caffe的面部检测器在这里。

需要两组文件：

  • 定义模型体系结构的.prototxt文件
  • .caffemodel文件，包含实际图层的权重

权重文件不包含在OpenCV示例目录。

OpenCV深度学习面部检测器如何工作？

图片.png

# 模型下载：https://itbooks.pipipan.com/fs/18113597-320346529
# 代码存放：https://github.com/china-testing/python-api-tesing/tree/master/opencv_crash_deep_learning
# 技术支持qq群144081101(代码和模型存放）
# USAGE
# python detect_faces.py --image rooster.jpg --prototxt deploy.prototxt.txt --model res10_300x300_ssd_iter_140000.caffemodel

# import the necessary packages
import numpy as np
import argparse
import cv2

# construct the argument parse and parse the arguments
ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("-i", "--image", required=True,
    help="path to input image")
ap.add_argument("-p", "--prototxt", required=True,
    help="path to Caffe 'deploy' prototxt file")
ap.add_argument("-m", "--model", required=True,
    help="path to Caffe pre-trained model")
ap.add_argument("-c", "--confidence", type=float, default=0.5,
    help="minimum probability to filter weak detections")
args = vars(ap.parse_args())

# load our serialized model from disk
print("[INFO] loading model...")
net = cv2.dnn.readNetFromCaffe(args["prototxt"], args["model"])

# load the input image and construct an input blob for the image
# by resizing to a fixed 300x300 pixels and then normalizing it
image = cv2.imread(args["image"])
(h, w) = image.shape[:2]
blob = cv2.dnn.blobFromImage(cv2.resize(image, (300, 300)), 1.0,
    (300, 300), (104.0, 177.0, 123.0))

# pass the blob through the network and obtain the detections and
# predictions
print("[INFO] computing object detections...")
net.setInput(blob)
detections = net.forward()

# loop over the detections
for i in range(0, detections.shape[2]):
    # extract the confidence (i.e., probability) associated with the
    # prediction
    confidence = detections[0, 0, i, 2]

    # filter out weak detections by ensuring the `confidence` is
    # greater than the minimum confidence
    if confidence > args["confidence"]:
        # compute the (x, y)-coordinates of the bounding box for the
        # object
        box = detections[0, 0, i, 3:7] * np.array([w, h, w, h])
        (startX, startY, endX, endY) = box.astype("int")
 
        # draw the bounding box of the face along with the associated
        # probability
        text = "{:.2f}%".format(confidence * 100)
        y = startY - 10 if startY - 10 > 10 else startY + 10
        cv2.rectangle(image, (startX, startY), (endX, endY),
            (0, 0, 255), 2)
        cv2.putText(image, text, (startX, y),
            cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.45, (0, 0, 255), 2)

# show the output image
cv2.imshow("Output", image)
cv2.waitKey(0)

执行：

$ python detect_faces.py --image rooster.jpg --prototxt deploy.prototxt.txt --model res10_300x300_ssd_iter_140000.caffemodel

图片.png

上面的面部有74.30％的置信度。 尽管OpenCV的Haar级联因缺少“直接”角度的面孔，但通过使用OpenCV的深度学习面部探测器，依然能够测到脸部。

再来看三个面孔的示例：

python detect_faces.py --image iron_chic.jpg --prototxt deploy.prototxt.txt --model res10_300x300_ssd_iter_140000.caffemodel

图片.png

视频，视频流和网络摄像头应用人脸检测

# USAGE
# python detect_faces_video.py --prototxt deploy.prototxt.txt --model res10_300x300_ssd_iter_140000.caffemodel

# import the necessary packages
from imutils.video import VideoStream
import numpy as np
import argparse
import imutils
import time
import cv2

# construct the argument parse and parse the arguments
ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("-p", "--prototxt", required=True,
    help="path to Caffe 'deploy' prototxt file")
ap.add_argument("-m", "--model", required=True,
    help="path to Caffe pre-trained model")
ap.add_argument("-c", "--confidence", type=float, default=0.5,
    help="minimum probability to filter weak detections")
args = vars(ap.parse_args())

# load our serialized model from disk
print("[INFO] loading model...")
net = cv2.dnn.readNetFromCaffe(args["prototxt"], args["model"])

# initialize the video stream and allow the cammera sensor to warmup
print("[INFO] starting video stream...")
vs = VideoStream(src=0).start()
time.sleep(2.0)

# loop over the frames from the video stream
while True:
    # grab the frame from the threaded video stream and resize it
    # to have a maximum width of 400 pixels
    frame = vs.read()
    frame = imutils.resize(frame, width=400)
 
    # grab the frame dimensions and convert it to a blob
    (h, w) = frame.shape[:2]
    blob = cv2.dnn.blobFromImage(cv2.resize(frame, (300, 300)), 1.0,
        (300, 300), (104.0, 177.0, 123.0))
 
    # pass the blob through the network and obtain the detections and
    # predictions
    net.setInput(blob)
    detections = net.forward()

    # loop over the detections
    for i in range(0, detections.shape[2]):
        # extract the confidence (i.e., probability) associated with the
        # prediction
        confidence = detections[0, 0, i, 2]

        # filter out weak detections by ensuring the `confidence` is
        # greater than the minimum confidence
        if confidence < args["confidence"]:
            continue

        # compute the (x, y)-coordinates of the bounding box for the
        # object
        box = detections[0, 0, i, 3:7] * np.array([w, h, w, h])
        (startX, startY, endX, endY) = box.astype("int")
 
        # draw the bounding box of the face along with the associated
        # probability
        text = "{:.2f}%".format(confidence * 100)
        y = startY - 10 if startY - 10 > 10 else startY + 10
        cv2.rectangle(frame, (startX, startY), (endX, endY),
            (0, 0, 255), 2)
        cv2.putText(frame, text, (startX, y),
            cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.45, (0, 0, 255), 2)

    # show the output frame
    cv2.imshow("Frame", frame)
    key = cv2.waitKey(1) & 0xFF
 
    # if the `q` key was pressed, break from the loop
    if key == ord("q"):
        break

# do a bit of cleanup
cv2.destroyAllWindows()
vs.stop()

执行：

python detect_faces_video.py --prototxt deploy.prototxt.txt --model res10_300x300_ssd_iter_140000.caffemodel

deep_learning_face_detection_opencv.gif

参考资料

其他python人脸识别库介绍

python库介绍-face_recognition 人脸识别

可以命令识别人脸框。

$ face_detection --model cnn iron_chic.jpg 
iron_chic.jpg,79,422,243,258
iron_chic.jpg,146,272,310,108
iron_chic.jpg,194,144,330,7
文章标签：
Python
机器学习/深度学习
计算机视觉
算法框架/工具
Caffe
python人工智能命理
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