人脸识别最简单的办法

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本文的人脸检测基于dlib，dlib依赖Boost和cmake，所以首先需要安装这些包，以Ubuntu为例：

$sudo apt-get install build-essential cmake$ sudo apt-get install libgtk-3-dev
$sudo apt-get install libboost-all-dev 我们的程序中还用到numpy，opencv，所以也需要安装这些库：$ pip install numpy
$pip install scipy$ pip install opencv-python
$ pip install dlib
人脸检测基于事先训练好的模型数据，从这里可以下到模型数据
http:
//dlib.net/files/shape_predictor_68_face_landmarks.dat.bz2
下载到本地路径后解压，记下解压后的文件路径，程序中会用到。
dlib的人脸特征点
上面下载的模型数据是用来估计人脸上68个特征点(x, y)的坐标位置，这68个坐标点的位置如下图所示：

我们的程序将包含两个步骤：
第一步，在照片中检测人脸的区域
第二部，在检测到的人脸区域中，进一步检测器官（眼睛、鼻子、嘴巴、下巴、眉毛）
脸检测代码
我们先来定义几个工具函数：
def
rect_to_bb(rect):
x = rect.left()
y = rect.top()
w = rect.right() - x
h = rect.bottom() - y
return
(x, y, w, h)
这个函数里的rect是dlib脸部区域检测的输出。这里将rect转换成一个序列，序列的内容是矩形区域的边界信息。

def
shape_to_np(shape, dtype=
“int”
):
coords = np.zeros((
68
,
2
), dtype=dtype)

for
i
in
range(
0
,
68
):
coords[i] = (shape.part(i).x, shape.part(i).y)
return
coords
这个函数里的shape是dlib脸部特征检测的输出，一个shape里包含了前面说到的脸部特征的68个点。这个函数将shape转换成Numpy array，为方便后续处理。

def
resize(image, width=
1200
):
r = width *
1.0
/ image.shape[
1
]
dim = (width,
int
(image.shape[
0
] * r))
resized = cv2.resize(image, dim, interpolation=cv2.INTER_AREA)
return
resized
这个函数里的image就是我们要检测的图片。在人脸检测程序的最后，我们会显示检测的结果图片来验证，这里做resize是为了避免图片过大，超出屏幕范围。

接下来，开始我们的主程序部分
import sys
import numpy as np
import dlib
import cv2
if len(sys.argv) < 2:
print “Usage: %s ” % sys.argv[0]
sys.exit(1)
image_file = sys.argv[1]
detector = dlib.get_frontal_face_detector()
predictor = dlib.shape_predictor(“shape_predictor_68_face_landmarks.dat”)
我们从sys.argv[1]参数中读取要检测人脸的图片，接下来初始化人脸区域检测的detector和人脸特征检测的predictor。shape_predictor中的参数就是我们之前解压后的文件的路径。
image = cv2.imread(image_file)
image = resize(image, width=1200)
gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
rects = detector(gray, 1)
在检测特征区域前，我们先要检测人脸区域。这段代码调用opencv加载图片，resize到合适的大小，转成灰度图，最后用detector检测脸部区域。因为一张照片可能包含多张脸，所以这里得到的是一个包含多张脸的信息的数组rects。
for (i, rect) in enumerate(rects):
shape = predictor(gray, rect)
shape = shape_to_np(shape)
(x, y, w, h) = rect_to_bb(rect)
cv2.rectangle(image, (x, y), (x + w, y + h), (0, 25，5, 0), 2)
cv2.putText(image,
“Face #{}”
.format(i +
1
), (x -
10
, y -
10
),
cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,
0.5
, (
0
,
255
,
0
),
2
)

for
(x, y)
in
shape:
cv2.circle(image, (x, y),
2
, (
0
,
0
,
255
), -
1
)
cv2.imshow(
“Output”
, image)
cv2.waitKey(
0
)
对于每一张检测到的脸，我们进一步检测脸部的特征（鼻子、眼睛、眉毛等）。对于脸部区域，我们用绿色的框在照片上标出；对于脸部特征，我们用红色的点标出来。

最后我们把加了检测标识的照片显示出来，waitKey(0)表示按任意键可退出程序。

以上是我们程序的全部