寫在前面的話
基于dlib庫的模型,實作人臉識別和焦點人物的檢測,最后呈現的效果為焦點人物的識別框顏色與其他人物框不一樣,
準備作業
需要安裝好python環境,安裝好dlib、opencv-python庫等,具體可以看報錯資訊(可以使用PyCharm來運行和編輯py檔案),然后把需要的庫補全,文章最后會有完整代碼,但是需要與shape_predictor_68_face_landmarks.dat模型檔案同處一個路徑下,然后啟用,(百度可以下載到)
設計程序
- 因為是在自己電腦完成的必做題設計,所以前期還經歷了相應的Python安裝與環境配置,相應的資源庫安裝,例如dlib、opencv-python等等,
- 然后運行綜合了(68個人臉特征點檢測模型完成靜止影像的人臉檢測與標注)和(完成實時攝制視頻的人臉檢測與定位)的參考檔案opencv_webcam_face_detection.py,發現可以實作實時視頻的人臉檢測,
- 對參考檔案的代碼進行分析,理解每一句代碼的意思,對比查找設計需要的功能模塊,實作1280x720視頻輸出,實作類win10相機的焦點人物識別,
- 上網查找并學習相應資料,參考win10相機的演算法,創建自己的基于距離與面積的焦點人物演算法,根據自己的需要對源代碼進行添加及修改,
- 最后對代碼進行測驗,且不斷修改成最適合的版本,
Python程式
流程圖

焦點人物演算法
內在邏輯:模仿win10相機,當有多于1個人時,優先選擇最居中的為焦點人物,但若在其他地方的人臉面積大于4倍中心的人臉面積,則選擇其他地方的作為焦點人物,
實際代碼
import dlib
import cv2
import math
# 攝像頭引數設定
cam = cv2.VideoCapture(0) # 引數0,呼叫計算機的攝像頭
cam.set(3, 1280) # 引數3,設定寬度分辨為1280
cam.set(4, 720) # 引數4,設定高度分辨為720
# 設定人臉框的邊框顏色及寬度,便于分辨焦點人物
color_focus = (255, 0, 255) # 設定焦點人臉框的顏色,紫紅色
color_other = (255, 255, 255) # 設定其余人臉框的顏色,白色
lineWidth_focus = 2 # 設定焦點人臉框的寬度
lineWidth_other = 1 # 設定其他人臉框的寬度
# 設定計算的一些引數
w = cam.get(3) / 2 # 設定螢屏中心的橫坐標X
h = cam.get(4) / 2 # 設定螢屏中心的縱坐標Y
d_center = 10000 # 預設人臉框到螢屏中心的距離
index_center = 0 # 預設距離優先時的人臉框序號
index_area = 0 # 預設面積優先時的人臉框序號
area_center = -1 # 預設距離中心最近人臉框的面積
area = -1 # # 預設人臉框面積最大時的面積
detector = dlib.get_frontal_face_detector() # 加載這個庫自帶的人臉檢測器
predictor_path = "shape_predictor_68_face_landmarks.dat" # 設定人臉預測模型的路徑位置
predictor = dlib.shape_predictor(predictor_path) # 人臉預測實體化
while True: # 當獲取到視頻輸入時
ret_val, img = cam.read() # 讀取視頻每一幀,顏色格式為BGR格式,
rgb_image = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB) # 顏色BGR格式轉為RGB格式
faces = detector(rgb_image) # 回傳RGB格式人臉捕捉框
# 邏輯演算法:當有多于1個人時,優先選擇最居中的為焦點人物,但若其他地方的人臉面積大于4倍中心的人臉面積,則選擇該為焦點人物,
# 這個for回圈先求出距離螢屏中心最近時的人臉框的序號和距離優先面積
for i, det in enumerate(faces): # 遍歷所有人臉框,i是人臉框序號,det是每個人臉框
d = math.sqrt((w-(det.left()+(det.right()-det.left())/2))**2+(h-(det.top()+(det.bottom()-det.top())/2))**2)
# 計算該人臉框到螢屏中心的距離
if d < d_center: # 對比剛計算出的距離與設定的最近距離,達成選擇更小
index_center = i # 更新距離最近時的人臉框序號
d_center = d # 更新最近距離
area_center = abs((det.right() - det.left()) * (det.bottom() - det.top())) # 算出該人臉框的面積(距離更近優先)
# 這個for回圈求出面積最大的人臉框的序號和面積優先面積
for i, det in enumerate(faces): # 遍歷所有人臉框,i是人臉框序號,det是每個人臉框
if abs((det.right() - det.left()) * (det.bottom() - det.top())) > area: # 對比該人臉面積與設定的最大面積,實作選擇更大
index_area = i # 更新面積更大時的人臉框序號
area = abs((det.right() - det.left()) * (det.bottom() - det.top())) # 算出該人臉框的面積(面積更大優先)
if area > 5*area_center: # 判斷依據,若面積優先面積大于距離優先面積的5倍,就實作面積優先選擇焦點人物,否則就距離優先,
index_center = index_area # 面積優先時,使用面積最大的人臉框序號
for i, det in enumerate(faces): # 遍歷所有人臉框
if i == index_center: # 確定焦點人臉框的序號
print(d_center, i) # 輸出焦點人物的距離中心位置,方便除錯
cv2.rectangle(img, (det.left(), det.top()), (det.right(), det.bottom()), color_focus, lineWidth_focus)
# 繪出焦點人臉框
shape = predictor(img, det) # 從預測模型處,得到68個人物特征點
for p in shape.parts(): # 遍歷68個人物特征點
cv2.circle(img, (p.x, p.y), 2, (124, 252, 0), -1) # 設定焦點人物的68個點的形狀顏色,茶綠色、實心
else:
cv2.rectangle(img, (det.left(), det.top()), (det.right(), det.bottom()), color_other, lineWidth_other)
# 繪出其他人臉框
shape = predictor(img, det) # 從預測模型處,得到68個人物特征點
for p in shape.parts(): # 遍歷68個人物特征點
cv2.circle(img, (p.x, p.y), 2, (255, 255, 255), -1) # 設定其他人物的68個點的形狀顏色,白色、實心
cv2.imshow('my webcam', img) # 輸出繪好框后的幀影片
if cv2.waitKey(1) == 27: # 設定一個滯留時間,等待用戶觸發事件,若用戶按下 ESC(ASCII碼為27),則執行 if 體
break # (if主體)退出
cv2.destroyAllWindows() # 銷毀所有輸出影像窗
運行情況
為了容易分辨焦點人物與其他人物,首先將焦點人物框的寬度設為2,顏色設為紫紅色,68個識別點設為茶綠色;其他人物框的寬度設為1,顏色設為白色,68個識別點設為白色,
然后進行多次測驗,通過整理測驗結果,發現演算法沒有錯誤,焦點人物按照距離和面積兩個因素來決定,成功運行圖如下:
不展示圖了,但是主人物為紫紅框,其他人物為白色圈,與預期一致,
如果能給你提供一點幫助,希望你能點個贊,謝謝,
轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/qita/317719.html
標籤:其他
