離線人臉識別python

『壹』 有一張人臉的側臉圖像，如何用python及相關的庫來計算人臉轉過的角度。

這個很難辦到，不過可以通過判斷關鍵點的特點進行判斷，但是准確率不高
前言
很多人都認為人臉識別是一項非常難以實現的工作，看到名字就害怕，然後心懷忐忑到網上一搜，看到網上N頁的教程立馬就放棄了。這些人里包括曾經的我自己。其實如果如果你不是非要深究其中的原理，只是要實現這一工作的話，人臉識別也沒那麼難。今天我們就來看看如何在40行代碼以內簡單地實現人臉識別。
一點區分
對於大部分人來說，區分人臉檢測和人臉識別完全不是問題。但是網上有很多教程有無無意地把人臉檢測說成是人臉識別，誤導群眾，造成一些人認為二者是相同的。其實，人臉檢測解決的問題是確定一張圖上有木有人臉，而人臉識別解決的問題是這個臉是誰的。可以說人臉檢測是是人識別的前期工作。今天我們要做的是人臉識別。
所用工具
Anaconda 2——Python 2
Dlib
scikit-image
Dlib
對於今天要用到的主要工具，還是有必要多說幾句的。Dlib是基於現代C++的一個跨平台通用的框架，作者非常勤奮，一直在保持更新。Dlib內容涵蓋機器學習、圖像處理、數值演算法、數據壓縮等等，涉獵甚廣。更重要的是，Dlib的文檔非常完善，例子非常豐富。就像很多庫一樣，Dlib也提供了Python的介面，安裝非常簡單，用pip只需要一句即可：
pip install dlib
上面需要用到的scikit-image同樣只是需要這么一句：
pip install scikit-image
註：如果用pip install dlib安裝失敗的話，那安裝起來就比較麻煩了。錯誤提示很詳細，按照錯誤提示一步步走就行了。

人臉識別
之所以用Dlib來實現人臉識別，是因為它已經替我們做好了絕大部分的工作，我們只需要去調用就行了。Dlib裡面有人臉檢測器，有訓練好的人臉關鍵點檢測器，也有訓練好的人臉識別模型。今天我們主要目的是實現，而不是深究原理。感興趣的同學可以到官網查看源碼以及實現的參考文獻。今天的例子既然代碼不超過40行，其實是沒啥難度的。有難度的東西都在源碼和論文里。
首先先通過文件樹看一下今天需要用到的東西：

准備了六個候選人的圖片放在candidate-faces文件夾中，然後需要識別的人臉圖片test.jpg。我們的工作就是要檢測到test.jpg中的人臉，然後判斷她到底是候選人中的誰。另外的girl-face-rec.py是我們的python腳本。shape_predictor_68_face_landmarks.dat是已經訓練好的人臉關鍵點檢測器。dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat是訓練好的ResNet人臉識別模型。ResNet是何凱明在微軟的時候提出的深度殘差網路，獲得了 ImageNet 2015 冠軍，通過讓網路對殘差進行學習，在深度和精度上做到了比
CNN 更加強大。
1. 前期准備
shape_predictor_68_face_landmarks.dat和dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat都可以在這里找到。
然後准備幾個人的人臉圖片作為候選人臉，最好是正臉。放到candidate-faces文件夾中。
本文這里准備的是六張圖片，如下：

她們分別是

然後准備四張需要識別的人臉圖像，其實一張就夠了，這里只是要看看不同的情況：

可以看到前兩張和候選文件中的本人看起來還是差別不小的，第三張是候選人中的原圖，第四張圖片微微側臉，而且右側有陰影。
2.識別流程
數據准備完畢，接下來就是代碼了。識別的大致流程是這樣的：
3.代碼
代碼不做過多解釋，因為已經注釋的非常完善了。以下是girl-face-rec.py
# -*- coding: UTF-8 -*-
import sys,os,dlib,glob,numpy
from skimage import io
if len(sys.argv) != 5:
print "請檢查參數是否正確"
exit()
# 1.人臉關鍵點檢測器
predictor_path = sys.argv[1]
# 2.人臉識別模型
face_rec_model_path = sys.argv[2]
# 3.候選人臉文件夾
faces_folder_path = sys.argv[3]
# 4.需識別的人臉
img_path = sys.argv[4]
# 1.載入正臉檢測器
detector = dlib.get_frontal_face_detector()
# 2.載入人臉關鍵點檢測器
sp = dlib.shape_predictor(predictor_path)
# 3. 載入人臉識別模型
facerec = dlib.face_recognition_model_v1(face_rec_model_path)
# win = dlib.image_window()
# 候選人臉描述子list
descriptors = []
# 對文件夾下的每一個人臉進行:
# 1.人臉檢測
# 2.關鍵點檢測
# 3.描述子提取
for f in glob.glob(os.path.join(faces_folder_path, "*.jpg")):
print("Processing file: {}".format(f))
img = io.imread(f)
#win.clear_overlay()
#win.set_image(img)
# 1.人臉檢測
dets = detector(img, 1)
print("Number of faces detected: {}".format(len(dets)))
for k, d in enumerate(dets):
# 2.關鍵點檢測
shape = sp(img, d)
# 畫出人臉區域和和關鍵點
# win.clear_overlay()
# win.add_overlay(d)
# win.add_overlay(shape)
# 3.描述子提取，128D向量
face_descriptor = facerec.compute_face_descriptor(img, shape)
# 轉換為numpy array
v = numpy.array(face_descriptor)
descriptors.append(v)
# 對需識別人臉進行同樣處理
# 提取描述子，不再注釋
img = io.imread(img_path)
dets = detector(img, 1)
dist = []
for k, d in enumerate(dets):
shape = sp(img, d)
face_descriptor = facerec.compute_face_descriptor(img, shape)
d_test = numpy.array(face_descriptor)
# 計算歐式距離
for i in descriptors:
dist_ = numpy.linalg.norm(i-d_test)
dist.append(dist_)
# 候選人名單
candidate = ['Unknown1','Unknown2','Shishi','Unknown4','Bingbing','Feifei']
# 候選人和距離組成一個dict
c_d = dict(zip(candidate,dist))
cd_sorted = sorted(c_d.iteritems(), key=lambda d:d[1])
print "\n The person is: ",cd_sorted[0][0]
dlib.hit_enter_to_continue()

4.運行結果
我們在.py所在的文件夾下打開命令行，運行如下命令
python girl-face-rec.py 1.dat 2.dat ./candidate-faecs test1.jpg
由於shape_predictor_68_face_landmarks.dat和dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat名字實在太長，所以我把它們重命名為1.dat和2.dat。
運行結果如下：
The person is Bingbing。
記憶力不好的同學可以翻上去看看test1.jpg是誰的圖片。有興趣的話可以把四張測試圖片都運行下試試。
這里需要說明的是，前三張圖輸出結果都是非常理想的。但是第四張測試圖片的輸出結果是候選人4。對比一下兩張圖片可以很容易發現混淆的原因。
機器畢竟不是人，機器的智能還需要人來提升。
有興趣的同學可以繼續深入研究如何提升識別的准確率。比如每個人的候選圖片用多張，然後對比和每個人距離的平均值之類的。全憑自己了。

『貳』 怎麼用python調取一個人臉識別 api

必備知識
Haar-like
通俗的來講，就是作為人臉特徵即可。
Haar特徵值反映了圖像的灰度變化情況。例如：臉部的一些特徵能由矩形特徵簡單的描述，如：眼睛要比臉頰顏色要深，鼻樑兩側比鼻樑顏色要深，嘴巴比周圍顏色要深等。
opencv api
要想使用opencv，就必須先知道其能幹什麼，怎麼做。於是API的重要性便體現出來了。就本例而言，使用到的函數很少，也就普通的讀取圖片，灰度轉換，顯示圖像，簡單的編輯圖像罷了。
如下：
讀取圖片
只需要給出待操作的圖片的路徑即可。
import cv2
image = cv2.imread(imagepath)
灰度轉換
灰度轉換的作用就是：轉換成灰度的圖片的計算強度得以降低。
import cv2
gray = cv2.cvtColor(image,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
畫圖
opencv 的強大之處的一個體現就是其可以對圖片進行任意編輯，處理。
下面的這個函數最後一個參數指定的就是畫筆的大小。
import cv2
cv2.rectangle(image,(x,y),(x+w,y+w),(0,255,0),2)
顯示圖像
編輯完的圖像要麼直接的被顯示出來，要麼就保存到物理的存儲介質。
import cv2
cv2.imshow("Image Title",image)
獲取人臉識別訓練數據
看似復雜，其實就是對於人臉特徵的一些描述，這樣opencv在讀取完數據後很據訓練中的樣品數據，就可以感知讀取到的圖片上的特徵，進而對圖片進行人臉識別。
import cv2
face_cascade = cv2.CascadeClassifier(r'./haarcascade_frontalface_default.xml')
里賣弄的這個xml文件，就是opencv在GitHub上共享出來的具有普適的訓練好的數據。我們可以直接的拿來使用。
訓練數據參考地址：

探測人臉
說白了，就是根據訓練的數據來對新圖片進行識別的過程。
import cv2
# 探測圖片中的人臉
faces = face_cascade.detectMultiScale(
gray,
scaleFactor = 1.15,
minNeighbors = 5,
minSize = (5,5),
flags = cv2.cv.CV_HAAR_SCALE_IMAGE
)
我們可以隨意的指定裡面參數的值，來達到不同精度下的識別。返回值就是opencv對圖片的探測結果的體現。
處理人臉探測的結果
結束了剛才的人臉探測，我們就可以拿到返回值來做進一步的處理了。但這也不是說會多麼的復雜，無非添加點特徵值罷了。
import cv2
print "發現{0}個人臉!".format(len(faces))
for(x,y,w,h) in faces:
cv2.rectangle(image,(x,y),(x+w,y+w),(0,255,0),2)
實例
有了剛才的基礎，我們就可以完成一個簡單的人臉識別的小例子了。
圖片素材
下面的這張圖片將作為我們的檢測依據。

人臉檢測代碼
# coding:utf-8
import sys

reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf8')
# __author__ = '郭 璞'
# __date__ = '2016/9/5'
# __Desc__ = 人臉檢測小例子，以圓圈圈出人臉
import cv2
# 待檢測的圖片路徑
imagepath = r'./heat.jpg'

# 獲取訓練好的人臉的參數數據，這里直接從GitHub上使用默認值
face_cascade = cv2.CascadeClassifier(r'./haarcascade_frontalface_default.xml')

# 讀取圖片
image = cv2.imread(imagepath)
gray = cv2.cvtColor(image,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 探測圖片中的人臉
faces = face_cascade.detectMultiScale(
gray,
scaleFactor = 1.15,
minNeighbors = 5,
minSize = (5,5),
flags = cv2.cv.CV_HAAR_SCALE_IMAGE
)

print "發現{0}個人臉!".format(len(faces))

for(x,y,w,h) in faces:
# cv2.rectangle(image,(x,y),(x+w,y+w),(0,255,0),2)
cv2.circle(image,((x+x+w)/2,(y+y+h)/2),w/2,(0,255,0),2)

cv2.imshow("Find Faces!",image)
cv2.waitKey(0)
人臉檢測結果
輸出圖片：

輸出結果：
D:\Software\Python2\python.exe E:/Code/Python/DataStructor/opencv/Demo.py
發現3個人臉!

『叄』 python人臉識別所用的優化演算法有什麼

python三步實現人臉識別

Face Recognition軟體包

這是世界上最簡單的人臉識別庫了。你可以通過Python引用或者命令行的形式使用它，來管理和識別人臉。

該軟體包使用dlib中最先進的人臉識別深度學習演算法，使得識別准確率在《Labled Faces in the world》測試基準下達到了99.38%。

它同時提供了一個叫face_recognition的命令行工具，以便你可以用命令行對一個文件夾中的圖片進行識別操作。

特性

在圖片中識別人臉

找到圖片中所有的人臉

這里是一個例子：

『肆』 誰用過python中的第三方庫face recognition

簡介
該庫可以通過python或者命令行即可實現人臉識別的功能。使用dlib深度學習人臉識別技術構建，在戶外臉部檢測資料庫基準（Labeled Faces in the Wild）上的准確率為99.38%。
在github上有相關的鏈接和API文檔。

在下方為提供的一些相關源碼或是文檔。當前庫的版本是v0.2.0，點擊docs可以查看API文檔，我們可以查看一些函數相關的說明等。

安裝配置
安裝配置很簡單，按照github上的說明一步一步來就可以了。
根據你的python版本輸入指令：
pip install face_recognition11

或者
pip3 install face_recognition11

正常來說，安裝過程中會出錯，會在安裝dlib時出錯，可能報錯也可能會卡在那不動。因為pip在編譯dlib時會出錯，所以我們需要手動編譯dlib再進行安裝。

按照它給出的解決辦法：
1、先下載下來dlib的源碼。
git clone

2、編譯dlib。
cd dlib
mkdir build
cd build
cmake .. -DDLIB_USE_CUDA=0 -DUSE_AVX_INSTRUCTIONS=1
cmake --build1234512345

3、編譯並安裝python的拓展包。
cd ..
python3 setup.py install --yes USE_AVX_INSTRUCTIONS --no DLIB_USE_CUDA1212

注意：這個安裝步驟是默認認為沒有GPU的，所以不支持cuda。
在自己手動編譯了dlib後，我們可以在python中import dlib了。
之後再重新安裝，就可以配置成功了。
根據你的python版本輸入指令：
pip install face_recognition11

或者
pip3 install face_recognition11

安裝成功之後，我們可以在python中正常import face_recognition了。

編寫人臉識別程序
編寫py文件：
# -*- coding: utf-8 -*-
#

# 檢測人臉
import face_recognition
import cv2

# 讀取圖片並識別人臉
img = face_recognition.load_image_file("silicon_valley.jpg")
face_locations = face_recognition.face_locations(img)
print face_locations

# 調用opencv函數顯示圖片
img = cv2.imread("silicon_valley.jpg")
cv2.namedWindow("原圖")
cv2.imshow("原圖", img)

# 遍歷每個人臉，並標注
faceNum = len(face_locations)
for i in range(0, faceNum):
top = face_locations[i][0]
right = face_locations[i][1]
bottom = face_locations[i][2]
left = face_locations[i][3]

start = (left, top)
end = (right, bottom)

color = (55,255,155)
thickness = 3
cv2.rectangle(img, start, end, color, thickness)

# 顯示識別結果
cv2.namedWindow("識別")
cv2.imshow("識別", img)

cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

注意：這里使用了python-OpenCV，一定要配置好了opencv才能運行成功。
運行結果：
程序會讀取當前目錄下指定的圖片，然後識別其中的人臉，並標注每個人臉。
（使用圖片來自美劇矽谷）

編寫人臉比對程序
首先，我在目錄下放了幾張圖片：

這里用到的是一張喬布斯的照片和一張奧巴馬的照片，和一張未知的照片。
編寫程序：
# 識別圖片中的人臉
import face_recognition
jobs_image = face_recognition.load_image_file("jobs.jpg");
obama_image = face_recognition.load_image_file("obama.jpg");
unknown_image = face_recognition.load_image_file("unknown.jpg");

jobs_encoding = face_recognition.face_encodings(jobs_image)[0]
obama_encoding = face_recognition.face_encodings(obama_image)[0]
unknown_encoding = face_recognition.face_encodings(unknown_image)[0]

results = face_recognition.compare_faces([jobs_encoding, obama_encoding], unknown_encoding )
labels = ['jobs', 'obama']

print('results:'+str(results))

for i in range(0, len(results)):
if results[i] == True:
print('The person is:'+labels[i])

運行結果：

識別出未知的那張照片是喬布斯的。
攝像頭實時識別
代碼：
# -*- coding: utf-8 -*-
import face_recognition
import cv2

video_capture = cv2.VideoCapture(1)

obama_img = face_recognition.load_image_file("obama.jpg")
obama_face_encoding = face_recognition.face_encodings(obama_img)[0]

face_locations = []
face_encodings = []
face_names = []
process_this_frame = True

while True:
ret, frame = video_capture.read()

small_frame = cv2.resize(frame, (0, 0), fx=0.25, fy=0.25)

if process_this_frame:
face_locations = face_recognition.face_locations(small_frame)
face_encodings = face_recognition.face_encodings(small_frame, face_locations)

face_names = []
for face_encoding in face_encodings:
match = face_recognition.compare_faces([obama_face_encoding], face_encoding)

if match[0]:
name = "Barack"
else:
name = "unknown"

face_names.append(name)

process_this_frame = not process_this_frame

for (top, right, bottom, left), name in zip(face_locations, face_names):
top *= 4
right *= 4
bottom *= 4
left *= 4

cv2.rectangle(frame, (left, top), (right, bottom), (0, 0, 255), 2)

cv2.rectangle(frame, (left, bottom - 35), (right, bottom), (0, 0, 255), 2)
font = cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEX
cv2.putText(frame, name, (left+6, bottom-6), font, 1.0, (255, 255, 255), 1)

cv2.imshow('Video', frame)

if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
break

video_capture.release()
cv2.destroyAllWindows()5455

識別結果：
我直接在手機上網路了幾張圖試試，程序識別出了奧巴馬。

這個庫很cool啊！