用Python實(shí)現(xiàn)簡單的人臉識別功能步驟詳解

#-----獲取人臉樣本-----
import cv2
 
#調(diào)用筆記本內(nèi)置攝像頭，參數(shù)為0，如果有其他的攝像頭可以調(diào)整參數(shù)為1,2
cap = cv2.VideoCapture(0)
#調(diào)用人臉分類器，要根據(jù)實(shí)際路徑調(diào)整3
face_detector = cv2.CascadeClassifier(r'X:/Users/73950/Desktop/FaceRec/haarcascade_frontalface_default.xml') #待更改
#為即將錄入的臉標(biāo)記一個(gè)id
face_id = input('\n User data input,Look at the camera and wait ...')
#sampleNum用來計(jì)數(shù)樣本數(shù)目
count = 0
 
while True: 
 #從攝像頭讀取圖片
 success,img = cap.read() 
 #轉(zhuǎn)為灰度圖片，減少程序符合，提高識別度
 if success is True: 
 gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) 
 else: 
 break
 #檢測人臉，將每一幀攝像頭記錄的數(shù)據(jù)帶入OpenCv中，讓Classifier判斷人臉
 #其中g(shù)ray為要檢測的灰度圖像，1.3為每次圖像尺寸減小的比例，5為minNeighbors
 faces = face_detector.detectMultiScale(gray, 1.3, 5)
 
 #框選人臉，for循環(huán)保證一個(gè)能檢測的實(shí)時(shí)動態(tài)視頻流
 for (x, y, w, h) in faces:
 #xy為左上角的坐標(biāo),w為寬，h為高，用rectangle為人臉標(biāo)記畫框
 cv2.rectangle(img, (x, y), (x+w, y+w), (255, 0, 0))
 #成功框選則樣本數(shù)增加
 count += 1 
 #保存圖像，把灰度圖片看成二維數(shù)組來檢測人臉區(qū)域
 #(這里是建立了data的文件夾，當(dāng)然也可以設(shè)置為其他路徑或者調(diào)用數(shù)據(jù)庫)
 cv2.imwrite("data/User."+str(face_id)+'.'+str(count)+'.jpg',gray[y:y+h,x:x+w]) 
 #顯示圖片
 cv2.imshow('image',img) 
 #保持畫面的連續(xù)。waitkey方法可以綁定按鍵保證畫面的收放，通過q鍵退出攝像
 k = cv2.waitKey(1) 
 if k == '27':
 break 
 #或者得到800個(gè)樣本后退出攝像，這里可以根據(jù)實(shí)際情況修改數(shù)據(jù)量，實(shí)際測試后800張的效果是比較理想的
 elif count >= 800:
 break
 
#關(guān)閉攝像頭，釋放資源
cap.realease()
cv2.destroyAllWindows()

#-----建立模型、創(chuàng)建數(shù)據(jù)集-----#-----建立模型、創(chuàng)建數(shù)據(jù)集-----
 
import os
import cv2
import numpy as np
from PIL import Image
#導(dǎo)入pillow庫，用于處理圖像
#設(shè)置之前收集好的數(shù)據(jù)文件路徑
path = 'data'
 
#初始化識別的方法
recog = cv2.face.LBPHFaceRecognizer_create()
 
#調(diào)用熟悉的人臉分類器
detector = cv2.CascadeClassifier('haarcascade_frontalface_default.xml')
 
#創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)，用于從數(shù)據(jù)集文件夾中獲取訓(xùn)練圖片,并獲取id
#注意圖片的命名格式為User.id.sampleNum
def get_images_and_labels(path):
 image_paths = [os.path.join(path,f) for f in os.listdir(path)]
 #新建連個(gè)list用于存放
 face_samples = []
 ids = []
 
 #遍歷圖片路徑，導(dǎo)入圖片和id添加到list中
 for image_path in image_paths:
 
 #通過圖片路徑將其轉(zhuǎn)換為灰度圖片
 img = Image.open(image_path).convert('L')
 
 #將圖片轉(zhuǎn)化為數(shù)組
 img_np = np.array(img,'uint8')
 
 if os.path.split(image_path)[-1].split(".")[-1] != 'jpg':
  continue
 
 #為了獲取id，將圖片和路徑分裂并獲取
 id = int(os.path.split(image_path)[-1].split(".")[1])
 faces = detector.detectMultiScale(img_np)
 
 #將獲取的圖片和id添加到list中
 for(x,y,w,h) in faces:
  face_samples.append(img_np[y:y+h,x:x+w])
  ids.append(id)
 return face_samples,ids
 
#調(diào)用函數(shù)并將數(shù)據(jù)喂給識別器訓(xùn)練
print('Training...')
faces,ids = get_images_and_labels(path)
#訓(xùn)練模型
recog.train(faces,np.array(ids))
#保存模型
recog.save('trainner/trainner.yml')

#-----檢測、校驗(yàn)并輸出結(jié)果-----
import cv2
 
#準(zhǔn)備好識別方法
recognizer = cv2.face.LBPHFaceRecognizer_create()
 
#使用之前訓(xùn)練好的模型
recognizer.read('trainner/trainner.yml')
 
#再次調(diào)用人臉分類器
cascade_path = "haarcascade_frontalface_default.xml" 
face_cascade = cv2.CascadeClassifier(cascade_path)
 
#加載一個(gè)字體，用于識別后，在圖片上標(biāo)注出對象的名字
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
 
idnum = 0
#設(shè)置好與ID號碼對應(yīng)的用戶名，如下，如0對應(yīng)的就是初始
 
names = ['初始','admin','user1','user2','user3']
 
#調(diào)用攝像頭
cam = cv2.VideoCapture(0)
minW = 0.1*cam.get(3)
minH = 0.1*cam.get(4)
 
while True:
 ret,img = cam.read()
 gray = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
 #識別人臉
 faces = face_cascade.detectMultiScale(
  gray,
  scaleFactor = 1.2,
  minNeighbors = 5,
  minSize = (int(minW),int(minH))
  )
 #進(jìn)行校驗(yàn)
 for(x,y,w,h) in faces:
 cv2.rectangle(img,(x,y),(x+w,y+h),(0,255,0),2)
 idnum,confidence = recognizer.predict(gray[y:y+h,x:x+w])
 
 #計(jì)算出一個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果
 if confidence  100:
  idum = names[idnum]
  confidence = "{0}%",format(round(100-confidence))
 else:
  idum = "unknown"
  confidence = "{0}%",format(round(100-confidence))
 
 #輸出檢驗(yàn)結(jié)果以及用戶名
 cv2.putText(img,str(idum),(x+5,y-5),font,1,(0,0,255),1)
 cv2.putText(img,str(confidence),(x+5,y+h-5),font,1,(0,0,0),1)
 
 #展示結(jié)果
 cv2.imshow('camera',img)
 k = cv2.waitKey(20)
 if k == 27:
  break
 
#釋放資源
cam.release()
cv2.destroyAllWindows()