人臉識別演算法源代碼

1. opencv實現人臉識別有多少種演算法

OpenCV在2.4.1以後的版本中開始自帶人臉識別，共有三種人臉識別演算法的實現，分別是PCA , LDA , LBPH. OpenCV2創建方法如下:
cv::Ptr<cv::FaceRecognizer>facerPCA,facerLDA;
cv::Ptr<cv::FaceRecognizer>facerLBPH=cv::createLBPHFaceRecognizer();
facerPCA=cv::Algorithm::create<cv::FaceRecognizer>("FaceRecognizer.Eigenfaces");
facerLDA=cv::Algorithm::create<cv::FaceRecognizer>("FaceRecognizer.Fisherfaces");
在OpenCV3中,人臉識別的實現被移動到第三方庫opencv_contrib中,而且OpenCV3版本的各個版本3.0.0,3.2.0,3.3.0的創建方法均不同,且都被移動到cv::face::名字空間下.

2. 有沒有支持多人人臉識別的演算法，要識別的人臉比較多

人臉識別SDK是否支持/如何實現多人臉識別？/在打開活體開關的情況下如何實現多人同時識別？
虹軟Android2.2版本demo——在faceHelper里去掉keepMaxFace那句代碼（demo畫框設置了只畫最大人臉框），並關閉活體，通過faceID的判斷可以實現多人臉識別。2、Android2.0/2.1/2.2版本，並可實現活體下多人臉識別——需通過trackID的概念在應用層實現。以下為熱心網友分享的基於trackID實現的多人臉識別demo，可參考其實現邏輯：
https://github.com/wangshengyang1996/ArcfaceDemo

3. 人臉識別門禁系統Java源代碼

基於彈性模板匹配的人臉表情識別程序。首先針對靜態表情圖像進行表情圖像的灰度、尺寸歸一化，然後利用Gabor小波變換提取人臉表情特徵以構造表情彈性圖，最後提出基於彈性模板匹配及K-近鄰的分類演算法實現人臉表情的識別。

4. 人臉識別的識別演算法

人臉識別的基本方法

人臉識別的方法很多，以下介紹一些主要的人臉識別方法。

(1)幾何特徵的人臉識別方法

幾何特徵可以是眼、鼻、嘴等的形狀和它們之間的幾何關系(如相互之間的距離)。這些演算法識別速度快，需要的內存小，但識別率較低。

(2)基於特徵臉(PCA)的人臉識別方法

特徵臉方法是基於KL變換的人臉識別方法，KL變換是圖像壓縮的一種最優正交變換。高維的圖像空間經過KL變換後得到一組新的正交基，保留其中重要的正交基，由這些基可以張成低維線性空間。如果假設人臉在這些低維線性空間的投影具有可分性，就可以將這些投影用作識別的特徵矢量，這就是特徵臉方法的基本思想。這些方法需要較多的訓練樣本，而且完全是基於圖像灰度的統計特性的。目前有一些改進型的特徵臉方法。

(3)神經網路的人臉識別方法

神經網路的輸入可以是降低解析度的人臉圖像、局部區域的自相關函數、局部紋理的二階矩等。這類方法同樣需要較多的樣本進行訓練，而在許多應用中，樣本數量是很有限的。

(4)彈性圖匹配的人臉識別方法

彈性圖匹配法在二維的空間中定義了一種對於通常的人臉變形具有一定的不變性的距離，並採用屬性拓撲圖來代表人臉，拓撲圖的任一頂點均包含一特徵向量，用來記錄人臉在該頂點位置附近的信息。該方法結合了灰度特性和幾何因素，在比對時可以允許圖像存在彈性形變，在克服表情變化對識別的影響方面收到了較好的效果，同時對於單個人也不再需要多個樣本進行訓練。

(5)線段Hausdorff 距離(LHD) 的人臉識別方法

心理學的研究表明，人類在識別輪廓圖(比如漫畫)的速度和准確度上絲毫不比識別灰度圖差。LHD是基於從人臉灰度圖像中提取出來的線段圖的，它定義的是兩個線段集之間的距離，與眾不同的是，LHD並不建立不同線段集之間線段的一一對應關系，因此它更能適應線段圖之間的微小變化。實驗結果表明，LHD在不同光照條件下和不同姿態情況下都有非常出色的表現，但是它在大表情的情況下識別效果不好。

(6)支持向量機(SVM) 的人臉識別方法

近年來，支持向量機是統計模式識別領域的一個新的熱點，它試圖使得學習機在經驗風險和泛化能力上達到一種妥協，從而提高學習機的性能。支持向量機主要解決的是一個2分類問題，它的基本思想是試圖把一個低維的線性不可分的問題轉化成一個高維的線性可分的問題。通常的實驗結果表明SVM有較好的識別率，但是它需要大量的訓練樣本(每類300個)，這在實際應用中往往是不現實的。而且支持向量機訓練時間長，方法實現復雜，該函數的取法沒有統一的理論。

人臉識別的方法很多，當前的一個研究方向是多方法的融合，以提高識別率。

在人臉識別中，第一類的變化是應該放大而作為區分個體的標準的，而第二類的變化應該消除，因為它們可以代表同一個個體。通常稱第一類變化為類間變化，而稱第二類變化為類內變化。對於人臉，類內變化往往大於類間變化，從而使在受類內變化干擾的情況下利用類間變化區分個體變得異常困難。正是基於上述原因，一直到21 世紀初，國外才開始出現人臉識別的商用，但由於人臉識別演算法非常復雜，只能採用龐大的伺服器，基於強大的計算機平台。

如果可以的話，可以Te一下colorreco，更好的技術解答。

5. 怎樣使用OpenCV進行人臉識別

1.1.介紹Introction
從OpenCV2.4開始，加入了新的類FaceRecognizer，我們可以使用它便捷地進行人臉識別實驗。本文既介紹代碼使用，又介紹演算法原理。(他寫的源代碼，我們可以在OpenCV的opencv\moles\contrib\doc\facerec\src下找到，當然也可以在他的github中找到，如果你想研究源碼，自然可以去看看，不復雜)

目前支持的演算法有
Eigenfaces特徵臉createEigenFaceRecognizer()
Fisherfaces createFisherFaceRecognizer()
LocalBinary Patterns Histograms局部二值直方圖 createLBPHFaceRecognizer()
下面所有的例子中的代碼在OpenCV安裝目錄下的samples/cpp下面都能找到，所有的代碼商用或者學習都是免費的。

1.2.人臉識別Face Recognition
對人類來說，人臉識別很容易。文獻[Tu06]告訴我們，僅僅是才三天的嬰兒已經可以區分周圍熟悉的人臉了。那麼對於計算機來說，到底有多難？其實，迄今為止，我們對於人類自己為何可以區分不同的人所知甚少。是人臉內部特徵(眼睛、鼻子、嘴巴)還是外部特徵(頭型、發際線)對於人類識別更有效?我們怎麼分析一張圖像，大腦是如何對它編碼的？David Hubel和TorstenWiesel向我們展示，我們的大腦針對不同的場景，如線、邊、角或者運動這些局部特徵有專門的神經細胞作出反應。顯然我們沒有把世界看成零散的塊塊，我們的視覺皮層必須以某種方式把不同的信息來源轉化成有用的模式。自動人臉識別就是如何從一幅圖像中提取有意義的特徵，把它們放入一種有用的表示方式，然後對他們進行一些分類。基於幾何特徵的人臉的人臉識別可能是最直觀的方法來識別人臉。第一個自動人臉識別系統在[Kanade73]中又描述：標記點(眼睛、耳朵、鼻子等的位置)用來構造一個特徵向量(點與點之間的距離、角度等)。通過計算測試和訓練圖像的特徵向量的歐氏距離來進行識別。這樣的方法對於光照變化很穩健，但也有巨大的缺點：標記點的確定是很復雜的，即使是使用最先進的演算法。一些幾何特徵人臉識別近期工作在文獻[Bru92]中有描述。一個22維的特徵向量被用在一個大資料庫上，單靠幾何特徵不能提供足夠的信息用於人臉識別。

特徵臉方法在文獻[TP91]中有描述，他描述了一個全面的方法來識別人臉：面部圖像是一個點，這個點是從高維圖像空間找到它在低維空間的表示，這樣分類變得很簡單。低維子空間低維是使用主元分析(Principal Component Analysis,PCA)找到的，它可以找擁有最大方差的那個軸。雖然這樣的轉換是從最佳重建角度考慮的，但是他沒有把標簽問題考慮進去。[gm:讀懂這段需要一些機器學習知識]。想像一個情況，如果變化是基於外部來源，比如光照。軸的最大方差不一定包含任何有鑒別性的信息，因此此時的分類是不可能的。因此，一個使用線性鑒別(Linear Discriminant Analysis,LDA)的特定類投影方法被提出來解決人臉識別問題[BHK97]。其中一個基本的想法就是，使類內方差最小的同時，使類外方差最大。
近年來，各種局部特徵提取方法出現。為了避免輸入的圖像的高維數據，僅僅使用的局部特徵描述圖像的方法被提出，提取的特徵(很有希望的)對於局部遮擋、光照變化、小樣本等情況更強健。有關局部特徵提取的方法有蓋伯小波(Gabor Waelets)([Wiskott97])，離散傅立葉變換(DiscreteCosinus Transform,DCT)([Messer06])，局部二值模式(LocalBinary Patterns,LBP)([AHP04])。使用什麼方法來提取時域空間的局部特徵依舊是一個開放性的研究問題，因為空間信息是潛在有用的信息。
1.3.人臉庫Face Database
我們先獲取一些數據來進行實驗吧。我不想在這里做一個幼稚的例子。我們在研究人臉識別，所以我們需要一個真的人臉圖像！你可以自己創建自己的數據集，也可以從這里(http://face-rec.org/databases/)下載一個。
AT&TFacedatabase又稱ORL人臉資料庫，40個人，每人10張照片。照片在不同時間、不同光照、不同表情(睜眼閉眼、笑或者不笑)、不同人臉細節(戴眼鏡或者不戴眼鏡)下採集。所有的圖像都在一個黑暗均勻的背景下採集的，正面豎直人臉(有些有有輕微旋轉)。

YaleFacedatabase A ORL資料庫對於初始化測試比較適合，但它是一個簡單的資料庫，特徵臉已經可以達到97%的識別率，所以你使用其他方法很難得到更好的提升。Yale人臉資料庫是一個對於初始實驗更好的資料庫，因為識別問題更復雜。這個資料庫包括15個人(14個男人,1個女人)，每一個都有11個灰度圖像，大小是320*243像素。資料庫中有光照變化(中心光照、左側光照、右側光照)、表情變化(開心、正常、悲傷、瞌睡、驚訝、眨眼)、眼鏡(戴眼鏡或者沒戴)。
壞消息是它不可以公開下載，可能因為原來的伺服器壞了。但我們可以找到一些鏡像(比如 theMIT)但我不能保證它的完整性。如果你需要自己剪裁和校準圖像，可以閱讀我的筆記(bytefish.de/blog/fisherfaces)。

ExtendedYale Facedatabase B 此資料庫包含38個人的2414張圖片，並且是剪裁好的。這個資料庫重點是測試特徵提取是否對光照變化強健，因為圖像的表情、遮擋等都沒變化。我認為這個資料庫太大，不適合這篇文章的實驗，我建議使用ORL資料庫。
1.3.1. 准備數據
我們從網上下了數據，下了我們需要在程序中讀取它，我決定使用CSV文件讀取它。一個CSV文件包含文件名，緊跟一個標簽。
/path/to/image.ext;0
假設/path/to/image.ext是圖像，就像你在windows下的c:/faces/person0/image0.jpg。最後我們給它一個標簽0。這個標簽類似代表這個人的名字，所以同一個人的照片的標簽都一樣。我們對下載的ORL資料庫進行標識，可以獲取到如下結果：
./at/s1/1.pgm;0
./at/s1/2.pgm;0
...
./at/s2/1.pgm;1
./at/s2/2.pgm;1
...
./at/s40/1.pgm;39
./at/s40/2.pgm;39

想像我已經把圖像解壓縮在D:/data/at下面，而CSV文件在D:/data/at.txt。下面你根據自己的情況修改替換即可。一旦你成功建立CSV文件，就可以像這樣運行示常式序：
facerec_demo.exe D:/data/at.txt

1.3.2 Creating the CSV File
你不需要手工來創建一個CSV文件，我已經寫了一個python程序來做這事。
[gm:說一個我實現的方法
如果你會cmd命令，或者稱DOS命令，那麼你打開命令控制台。假設我們的圖片放在J:下的Faces文件夾下，可以輸入如下語句：
J:\Faces\ORL>dir /b/s *.bmp > at.txt

然後你打開at.txt文件可能看到如下內容(後面的0，1..標簽是自己加的)：
。。。。
J:\Faces\ORL\s1\1.bmp;0
J:\Faces\ORL\s1\10.bmp;0
J:\Faces\ORL\s1\2.bmp;0
J:\Faces\ORL\s1\3.bmp;0
J:\Faces\ORL\s1\4.bmp;0
J:\Faces\ORL\s1\5.bmp;0
J:\Faces\ORL\s1\6.bmp;0
J:\Faces\ORL\s1\7.bmp;0
J:\Faces\ORL\s1\8.bmp;0
J:\Faces\ORL\s1\9.bmp;0
J:\Faces\ORL\s10\1.bmp;1
J:\Faces\ORL\s10\10.bmp;1
J:\Faces\ORL\s10\2.bmp;1
J:\Faces\ORL\s10\3.bmp;1
J:\Faces\ORL\s10\4.bmp;1
J:\Faces\ORL\s10\5.bmp;1
J:\Faces\ORL\s10\6.bmp;1
。。。。

自然還有c++編程等方法可以做得更好，看這篇文章反響，如果很多人需要，我就把這部分的代碼寫出來。(遍歷多個文件夾，標上標簽)
]
特徵臉Eigenfaces
我們講過，圖像表示的問題是他的高維問題。二維灰度圖像p*q大小，是一個m=qp維的向量空間，所以一個100*100像素大小的圖像就是10，000維的圖像空間。問題是，是不是所有的維數空間對我們來說都有用？我們可以做一個決定，如果數據有任何差異，我們可以通過尋找主元來知道主要信息。主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)是KarlPearson (1901)獨立發表的，而 Harold Hotelling (1933)把一些可能相關的變數轉換成一個更小的不相關的子集。想法是，一個高維數據集經常被相關變數表示，因此只有一些的維上數據才是有意義的，包含最多的信息。PCA方法尋找數據中擁有最大方差的方向，被稱為主成分。
演算法描述Algorithmic Description
令 表示一個隨機特徵，其中 .
計算均值向量

計算協方差矩陣 S

計算 的特徵值 和對應的特徵向量

對特徵值進行遞減排序，特徵向量和它順序一致. K個主成分也就是k個最大的特徵值對應的特徵向量。
x的K個主成份:

其中 .
PCA基的重構:

其中 .
然後特徵臉通過下面的方式進行人臉識別：
A． 把所有的訓練數據投影到PCA子空間
B． 把待識別圖像投影到PCA子空間
C． 找到訓練數據投影後的向量和待識別圖像投影後的向量最近的那個。
還有一個問題有待解決。比如我們有400張圖片，每張100*100像素大小，那麼PCA需要解決協方差矩陣 的求解，而X的大小是10000*400，那麼我們會得到10000*10000大小的矩陣，這需要大概0.8GB的內存。解決這個問題不容易，所以我們需要另一個計策。就是轉置一下再求，特徵向量不變化。文獻 [Duda01]中有描述。
[gm:這個PCA還是自己搜著看吧，這里的講的不清楚，不適合初學者看]

OpenCV中使用特徵臉Eigenfaces in OpenCV
給出示常式序源代碼
#include "opencv2/core/core.hpp"
#include "opencv2/contrib/contrib.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>

usingnamespace cv;
usingnamespace std;

static Mat norm_0_255(InputArray _src) {
Mat src = _src.getMat();
// 創建和返回一個歸一化後的圖像矩陣:
Mat dst;
switch(src.channels()) {
case1:
cv::normalize(_src, dst, 0,255, NORM_MINMAX, CV_8UC1);
break;
case3:
cv::normalize(_src, dst, 0,255, NORM_MINMAX, CV_8UC3);
break;
default:
src.To(dst);
break;
}
return dst;
}
//使用CSV文件去讀圖像和標簽，主要使用stringstream和getline方法
staticvoid read_csv(const string& filename, vector<Mat>& images, vector<int>& labels, char separator =';') {
std::ifstream file(filename.c_str(), ifstream::in);
if (!file) {
string error_message ="No valid input file was given, please check the given filename.";
CV_Error(CV_StsBadArg, error_message);
}
string line, path, classlabel;
while (getline(file, line)) {
stringstream liness(line);
getline(liness, path, separator);
getline(liness, classlabel);
if(!path.empty()&&!classlabel.empty()) {
images.push_back(imread(path, 0));
labels.push_back(atoi(classlabel.c_str()));
}
}
}

int main(int argc, constchar*argv[]) {
// 檢測合法的命令，顯示用法
// 如果沒有參數輸入則退出！.
if (argc <2) {
cout <<"usage: "<< argv[0]<<" <csv.ext> <output_folder> "<< endl;
exit(1);
}
string output_folder;
if (argc ==3) {
output_folder = string(argv[2]);
}
//讀取你的CSV文件路徑.
string fn_csv = string(argv[1]);
// 2個容器來存放圖像數據和對應的標簽
vector<Mat> images;
vector<int> labels;
// 讀取數據. 如果文件不合法就會出錯
// 輸入的文件名已經有了.
try {
read_csv(fn_csv, images, labels);
} catch (cv::Exception& e) {
cerr <<"Error opening file \""<< fn_csv <<"\". Reason: "<< e.msg << endl;
// 文件有問題，我們啥也做不了了，退出了
exit(1);
}
// 如果沒有讀取到足夠圖片，我們也得退出.
if(images.size()<=1) {
string error_message ="This demo needs at least 2 images to work. Please add more images to your data set!";
CV_Error(CV_StsError, error_message);
}
// 得到第一張照片的高度. 在下面對圖像
// 變形到他們原始大小時需要
int height = images[0].rows;
// 下面的幾行代碼僅僅是從你的數據集中移除最後一張圖片
//[gm:自然這里需要根據自己的需要修改，他這里簡化了很多問題]
Mat testSample = images[images.size() -1];
int testLabel = labels[labels.size() -1];
images.pop_back();
labels.pop_back();
// 下面幾行創建了一個特徵臉模型用於人臉識別，
// 通過CSV文件讀取的圖像和標簽訓練它。
// T這里是一個完整的PCA變換
//如果你只想保留10個主成分，使用如下代碼
// cv::createEigenFaceRecognizer(10);
//
// 如果你還希望使用置信度閾值來初始化，使用以下語句：
// cv::createEigenFaceRecognizer(10, 123.0);
//
// 如果你使用所有特徵並且使用一個閾值，使用以下語句：
// cv::createEigenFaceRecognizer(0, 123.0);
//
Ptr<FaceRecognizer> model = createEigenFaceRecognizer();
model->train(images, labels);
// 下面對測試圖像進行預測，predictedLabel是預測標簽結果
int predictedLabel = model->predict(testSample);
//
// 還有一種調用方式，可以獲取結果同時得到閾值:
// int predictedLabel = -1;
// double confidence = 0.0;
// model->predict(testSample, predictedLabel, confidence);
//
string result_message = format("Predicted class = %d / Actual class = %d.", predictedLabel, testLabel);
cout << result_message << endl;
// 這里是如何獲取特徵臉模型的特徵值的例子，使用了getMat方法:
Mat eigenvalues = model->getMat("eigenvalues");
// 同樣可以獲取特徵向量:
Mat W = model->getMat("eigenvectors");
// 得到訓練圖像的均值向量
Mat mean = model->getMat("mean");
// 現實還是保存:
if(argc==2) {
imshow("mean", norm_0_255(mean.reshape(1, images[0].rows)));
} else {
imwrite(format("%s/mean.png", output_folder.c_str()), norm_0_255(mean.reshape(1, images[0].rows)));
}
// 現實還是保存特徵臉:
for (int i =0; i < min(10, W.cols); i++) {
string msg = format("Eigenvalue #%d = %.5f", i, eigenvalues.at<double>(i));
cout << msg << endl;
// 得到第 #i個特徵
Mat ev = W.col(i).clone();
//把它變成原始大小，為了把數據顯示歸一化到0~255.
Mat grayscale = norm_0_255(ev.reshape(1, height));
// 使用偽彩色來顯示結果，為了更好的感受.
Mat cgrayscale;
applyColorMap(grayscale, cgrayscale, COLORMAP_JET);
// 顯示或者保存:
if(argc==2) {
imshow(format("eigenface_%d", i), cgrayscale);
} else {
imwrite(format("%s/eigenface_%d.png", output_folder.c_str(), i), norm_0_255(cgrayscale));
}
}
// 在一些預測過程中，顯示還是保存重建後的圖像:
for(int num_components =10; num_components <300; num_components+=15) {
// 從模型中的特徵向量截取一部分
Mat evs = Mat(W, Range::all(), Range(0, num_components));
Mat projection = subspaceProject(evs, mean, images[0].reshape(1,1));
Mat reconstruction = subspaceReconstruct(evs, mean, projection);
// 歸一化結果，為了顯示:
reconstruction = norm_0_255(reconstruction.reshape(1, images[0].rows));
// 顯示或者保存:
if(argc==2) {
imshow(format("eigenface_reconstruction_%d", num_components), reconstruction);
} else {
imwrite(format("%s/eigenface_reconstruction_%d.png", output_folder.c_str(), num_components), reconstruction);
}
}
// 如果我們不是存放到文件中，就顯示他，這里使用了暫定等待鍵盤輸入:
if(argc==2) {
waitKey(0);
}
return0;
}

我使用了偽彩色圖像，所以你可以看到在特徵臉中灰度值是如何分布的。你可以看到特徵臉不但對人臉特徵進行編碼，還對這些圖像中的光照進行編碼。(看第四張圖像是左側的光照，而第五張是右側的光照)[gm:PCA對光照變化圖像識別效果很差，自然有一些改進方法，有後再談]

6. matlab中PCA的人臉識別，最後得出的識別率是什麼意思啊！

1. 識別率指的是通過人臉識別技術識別正確數占識別總數的百分比。

2. 人臉識別演算法分類

   基於人臉特徵點的識別演算法（Feature-based recognition algorithms）。

   基於整幅人臉圖像的識別演算法（Appearance-based recognition algorithms）。

   基於模板的識別演算法（Template-based recognition algorithms）。

   利用神經網路進行識別的演算法（Recognition algorithms using neural network）。

   神經網路識別

   基於光照估計模型理論

   提出了基於Gamma灰度矯正的光照預處理方法,並且在光照估計模型的基礎上，進行相應的光照補償和光照平衡策略。

   優化的形變統計校正理論

   基於統計形變的校正理論，優化人臉姿態；

   強化迭代理論

   強化迭代理論是對DLFA人臉檢測演算法的有效擴展；

   獨創的實時特徵識別理論

   該理論側重於人臉實時數據的中間值處理，從而可以在識別速率和識別效能之間，達到最佳的匹配效果

7. 如何線上部署用python基於dlib寫的人臉識別演算法

python使用dlib進行人臉檢測與人臉關鍵點標記

Dlib簡介：

首先給大家介紹一下Dlib

我使用的版本是dlib-18.17,大家也可以在我這里下載：

之後進入python_examples下使用bat文件進行編譯，編譯需要先安裝libboost-python-dev和cmake

cd to dlib-18.17/python_examples

./compile_dlib_python_mole.bat 123

之後會得到一個dlib.so，復制到dist-packages目錄下即可使用

這里大家也可以直接用我編譯好的.so庫,但是也必須安裝libboost才可以，不然python是不能調用so庫的，下載地址：

將.so復制到dist-packages目錄下

sudo cp dlib.so /usr/local/lib/python2.7/dist-packages/1

最新的dlib18.18好像就沒有這個bat文件了，取而代之的是一個setup文件，那麼安裝起來應該就沒有這么麻煩了，大家可以去直接安裝18.18，也可以直接下載復制我的.so庫，這兩種方法應該都不麻煩～

有時候還會需要下面這兩個庫，建議大家一並安裝一下

9.安裝skimage

sudo apt-get install python-skimage1

10.安裝imtools

sudo easy_install imtools1

Dlib face landmarks Demo

環境配置結束之後，我們首先看一下dlib提供的示常式序

1.人臉檢測

dlib-18.17/python_examples/face_detector.py 源程序：

#!/usr/bin/python# The contents of this file are in the public domain. See LICENSE_FOR_EXAMPLE_PROGRAMS.txt## This example program shows how to find frontal human faces in an image. In# particular, it shows how you can take a list of images from the command# line and display each on the screen with red boxes overlaid on each human# face.## The examples/faces folder contains some jpg images of people. You can run# this program on them and see the detections by executing the# following command:# ./face_detector.py ../examples/faces/*.jpg## This face detector is made using the now classic Histogram of Oriented# Gradients (HOG) feature combined with a linear classifier, an image# pyramid, and sliding window detection scheme. This type of object detector# is fairly general and capable of detecting many types of semi-rigid objects# in addition to human faces. Therefore, if you are interested in making# your own object detectors then read the train_object_detector.py example# program. ### COMPILING THE DLIB PYTHON INTERFACE# Dlib comes with a compiled python interface for python 2.7 on MS Windows. If# you are using another python version or operating system then you need to# compile the dlib python interface before you can use this file. To do this,# run compile_dlib_python_mole.bat. This should work on any operating# system so long as you have CMake and boost-python installed.# On Ubuntu, this can be done easily by running the command:# sudo apt-get install libboost-python-dev cmake## Also note that this example requires scikit-image which can be installed# via the command:# pip install -U scikit-image# Or downloaded from . import sys

import dlib

from skimage import io

detector = dlib.get_frontal_face_detector()

win = dlib.image_window()

print("a");for f in sys.argv[1:]:

print("a");

print("Processing file: {}".format(f))
img = io.imread(f)
# The 1 in the second argument indicates that we should upsample the image
# 1 time. This will make everything bigger and allow us to detect more
# faces.
dets = detector(img, 1)
print("Number of faces detected: {}".format(len(dets))) for i, d in enumerate(dets):
print("Detection {}: Left: {} Top: {} Right: {} Bottom: {}".format(
i, d.left(), d.top(), d.right(), d.bottom()))

win.clear_overlay()
win.set_image(img)
win.add_overlay(dets)
dlib.hit_enter_to_continue()# Finally, if you really want to you can ask the detector to tell you the score# for each detection. The score is bigger for more confident detections.# Also, the idx tells you which of the face sub-detectors matched. This can be# used to broadly identify faces in different orientations.if (len(sys.argv[1:]) > 0):
img = io.imread(sys.argv[1])
dets, scores, idx = detector.run(img, 1) for i, d in enumerate(dets):
print("Detection {}, score: {}, face_type:{}".format(
d, scores[i], idx[i]))5767778798081

我把源代碼精簡了一下，加了一下注釋： face_detector0.1.py

# -*- coding: utf-8 -*-import sys

import dlib

from skimage import io#使用dlib自帶的frontal_face_detector作為我們的特徵提取器detector = dlib.get_frontal_face_detector()#使用dlib提供的圖片窗口win = dlib.image_window()#sys.argv[]是用來獲取命令行參數的，sys.argv[0]表示代碼本身文件路徑，所以參數從1開始向後依次獲取圖片路徑for f in sys.argv[1:]: #輸出目前處理的圖片地址
print("Processing file: {}".format(f)) #使用skimage的io讀取圖片
img = io.imread(f) #使用detector進行人臉檢測 dets為返回的結果
dets = detector(img, 1) #dets的元素個數即為臉的個數
print("Number of faces detected: {}".format(len(dets))) #使用enumerate 函數遍歷序列中的元素以及它們的下標
#下標i即為人臉序號
#left：人臉左邊距離圖片左邊界的距離 ；right：人臉右邊距離圖片左邊界的距離
#top：人臉上邊距離圖片上邊界的距離 ；bottom：人臉下邊距離圖片上邊界的距離
for i, d in enumerate(dets):
print("dets{}".format(d))
print("Detection {}: Left: {} Top: {} Right: {} Bottom: {}"
.format( i, d.left(), d.top(), d.right(), d.bottom())) #也可以獲取比較全面的信息，如獲取人臉與detector的匹配程度
dets, scores, idx = detector.run(img, 1)
for i, d in enumerate(dets):
print("Detection {}, dets{},score: {}, face_type:{}".format( i, d, scores[i], idx[i]))

#繪制圖片(dlib的ui庫可以直接繪制dets)
win.set_image(img)
win.add_overlay(dets) #等待點擊
dlib.hit_enter_to_continue()041424344454647484950

分別測試了一個人臉的和多個人臉的，以下是運行結果：

運行的時候把圖片文件路徑加到後面就好了

python face_detector0.1.py ./data/3.jpg12

一張臉的：

兩張臉的：

這里可以看出側臉與detector的匹配度要比正臉小的很多

2.人臉關鍵點提取

人臉檢測我們使用了dlib自帶的人臉檢測器（detector），關鍵點提取需要一個特徵提取器（predictor），為了構建特徵提取器，預訓練模型必不可少。

除了自行進行訓練外，還可以使用官方提供的一個模型。該模型可從dlib sourceforge庫下載：

arks.dat.bz2

也可以從我的連接下載：

這個庫支持68個關鍵點的提取，一般來說也夠用了，如果需要更多的特徵點就要自己去訓練了。

dlib-18.17/python_examples/face_landmark_detection.py 源程序：

#!/usr/bin/python# The contents of this file are in the public domain. See LICENSE_FOR_EXAMPLE_PROGRAMS.txt## This example program shows how to find frontal human faces in an image and# estimate their pose. The pose takes the form of 68 landmarks. These are# points on the face such as the corners of the mouth, along the eyebrows, on# the eyes, and so forth.## This face detector is made using the classic Histogram of Oriented# Gradients (HOG) feature combined with a linear

8. 人臉識別原理及演算法

人臉識別原理就是指在動態的場景與復雜的背景中判斷是否存在面像，並分離出這種面像。

人臉識別是一項熱門的計算機技術研究領域，其中包括人臉追蹤偵測，自動調整影像放大，夜間紅外偵測，自動調整曝光強度等技術。

人臉識別技術是基於人的臉部特徵，對輸入的人臉圖像或者視頻流 . 首先判斷其是否存在人臉 , 如果存在人臉，則進一步的給出每個臉的位置、大小和各個主要面部器官的位置信息。並依據這些信息，進一步提取每個人臉中所蘊涵的身份特徵，並將其與已知的人臉進行對比，從而識別每個人臉的身份。

一般來說，人臉識別系統包括圖像攝取、人臉定位、圖像預處理、以及人臉識別（身份確認或者身份查找）。系統輸入一般是一張或者一系列含有未確定身份的人臉圖像，以及人臉資料庫中的若干已知身份的人臉圖象或者相應的編碼，而其輸出則是一系列相似度得分，表明待識別的人臉的身份。

人臉識別是採用的分析演算法。

人臉識別技術中被廣泛採用的區域特徵分析演算法，它融合了計算機圖像處理技術與生物統計學原理於一體，利用計算機圖像處理技術從視頻中提取人像特徵點，利用生物統計學的原理進行分析建立數學模型,即人臉特徵模板。利用已建成的人臉特徵模板與被測者的人的面像進行特徵分析，根據分析的結果來給出一個相似值。通過這個值即可確定是否為同一人。