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基于Python的人臉識別軟件

2023-01-04

1. 人臉識別

人臉識別,是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。用攝像頭或攝像機采集含有人臉的圖像或視頻流,并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉,進而對檢測到的人臉進行臉部識別的一系列相關技術,通常也叫做人像識別、面部識別。

目前,人臉識別技術已經(jīng)非常成熟,被應用在多個領域,例如,數(shù)碼相機的人臉自動對焦技術,門禁系統(tǒng)的人臉識別門禁,公共場所的身份辨識系統(tǒng),以及網(wǎng)絡應用中的實名認證或網(wǎng)絡支付等。

本文基于Python的face_recognition庫,使用PySide6設計一個GUI程序,調用筆記本電腦攝像頭實現(xiàn)實時的人臉識別。

2. Python人臉識別庫——face_recognition

face_recognition是世界上最簡潔的人臉識別庫,該庫的人臉識別是基于業(yè)內領先的C++開源庫dlib中的深度學習模型,用Labeled Faces in the Wild人臉數(shù)據(jù)集進行測試,有高達99.38%的準確率。但對小孩和亞洲人臉的識別準確率尚待提升。

2.1 人臉識別關鍵步驟

1. 從圖片里找到人臉

定位圖片中的人臉:

圖1.png


圖1 定位人臉

2. 識別人臉關鍵點

識別人臉關鍵點,包括眼睛、鼻子、嘴和下巴。

圖2.png

圖2 人臉關鍵點

3. 識別圖片中的人是誰

計算人臉特征編碼,在人臉編碼數(shù)據(jù)庫中匹配目標。

圖3.png

圖3 識別人臉

3. 研發(fā)流程

3.1 Python庫安裝

本程序結合Python的opencv庫和face_recognition庫實現(xiàn)實時的人臉識別,下載face_recognition庫前需要下載dlib庫。

1. dlib庫安裝

采用無需編譯安裝dlib的方式,直接下載對應Python版本的whl文件安裝。小編的Python版本為3.9,對應whl版本為dlib-19.23.0-cp39-cp39-win_amd64.whl,點擊此處下載。

pip安裝:

pip install dlib-19.23.0-cp39-cp39-win_amd64.whl

2. opencv庫安裝

pip install opencv-python

3. face_recognition庫安裝

pip install face_recognition

3.2 人臉識別軟件設計

1. Qt Designer設計界面

Qt Designer是一個可視化GUI設計工具,相比直接使用Python設計軟件界面可以極大提高開發(fā)效率,Qt Designer中設置的所有控件和屬性都可以在Python代碼中動態(tài)調用和修改。人臉識別軟件界面如圖4。

圖4.png

圖4 人臉識別軟件界面

下一步,使用PySide6調用軟件頁面,實現(xiàn)自定義功能。

2. 基于圖片的人臉識別

點擊<選擇圖片>按鈕,你可以在計算機上選擇一張人臉圖片進行識別,軟件會自動識別出人臉并標記上綠框,顯示圖片的比例會自適應軟件頁面大小。

圖5.png

圖5 拜登人臉識別

3. 基于攝像頭的人臉識別

點擊<攝像頭>按鈕會調用計算機的攝像頭,實時識別出視頻中的人臉并標記上綠框。

4. 人臉信息錄入

點擊<錄入人臉>按鈕,在頁面左下角會出現(xiàn)<人臉標簽輸入框><確定>按鈕,這時只需要選擇一張人臉圖片或打開攝像頭對準人臉,最后點擊<確定>按鈕即可完成人臉信息的錄入。

圖6.png

圖6 拜登人臉錄入

由于人臉識別是實時完成的,在點擊<確定>按鈕后立刻識別出了圖片中的人臉是“Joe Biden”。我們再選擇一張“Joe Biden”的圖片進行識別。

圖7.png

圖7 新拜登圖片人臉識別

可以看到,面對一張新的“Joe Biden”圖片,人臉識別軟件仍然進行了正確的識別。

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