Python基于OpenCV Haar级联分类器的人脸检测实战
本文介绍使用Python和OpenCV进行人脸检测的实战方法。通过加载训练好的Haar特征XML文件,代码可自动识别图片中的人脸坐标并框出区域。文中对比了多种级联分类器,指出haarcascade_frontalface_alt.xml识别率最高,并提供了完整源码及效果展示,适用于基础人脸识别场景。
前言与应用背景
前言
随着科技的进步,人脸识别技术已广泛应用于手机支付、银行身份验证及手机人脸解锁等众多领域。
识别原理与实现方法
识别原理
本文直接使用OpenCV库中内置的haar人脸特征分类器。通过加载训练好的haar特征xml文件,程序可在图片中检测出人脸的坐标位置。基于这些坐标,我们可以将人脸区域剪切并保存,或者在原图上绘制矩形框以标示人脸位置。
代码实现与效果展示
代码实现部分
# -*-coding:utf8-*-#
import os
import cv2
from PIL import Image, ImageDraw
from datetime import datetime
"""
分类器 https://github.com/opencv/opencv/tree/master/data/haarcascades
安装模块:pip install Pillow pip install opencv-python
博客:https://blog.52itstyle.vip/archives/3771/
"""
def detectFaces(image_name):
img = cv2.imread(image_name)
face_cascade = cv2.CascadeClassifier(os.getcwd()+"\\haarcascade\\haarcascade_frontalface_alt.xml")
if img.ndim == 3:
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
else:
gray = img # if语句:如果img维度为3,说明不是灰度图,先转化为灰度图gray,如果不为3,也就是2,原图就是灰度图
faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, 1.2, 5) # 1.3和5是特征的最小、最大检测窗口,它改变检测结果也会改变
result = []
for (x, y, width, height) in faces:
result.append((x, y, x + width, y + height))
return result
# 保存人脸图
def saveFaces(image_name):
faces = detectFaces(image_name)
if faces:
# 将人脸保存在save_dir目录下。
# Image模块:Image.open获取图像句柄,crop剪切图像(剪切的区域就是detectFaces返回的坐标),save保存。
save_dir = image_name.split('.')[0] + "_faces"
os.mkdir(save_dir)
count = 0
for (x1, y1, x2, y2) in faces:
file_name = os.path.join(save_dir, str(count) + ".jpg")
Image.open(image_name).crop((x1, y1, x2, y2)).save(file_name)
count += 1
if __name__ == '__main__':
time1 = datetime.now()
result = detectFaces(os.getcwd()+"\\images\\gaoyuanyuan.jpg")
time2 = datetime.now()
print("耗时:" + str(time2 - time1))
if len(result) > 0:
print("有人存在!!---》人数为:" + str(len(result)))
else:
print('视频图像中无人!!')
drawFaces(os.getcwd()+"\\images\\", "hanxue.jpg")
saveFaces(os.getcwd()+\\images\\gaoyuanyuan.jpg)
以下是识别效果的展示:

多人脸同时识别的效果如下:

分类器对比与选型
经过多次测试,最终选定haarcascade_frontalface_alt.xml作为人脸识别的分类器,因其识别率最高。
不同人脸检测分类器的对比情况如下:
| 级联分类器的类型 | XML文件名 |
|---|---|
| 人脸检测器(默认) | haarcascade_frontalface_default.xml |
| 人脸检测器(快速的Haar) | haarcascade_frontalface_alt2.xml |
| 人脸检测器(Tree) | haarcascade_frontalface_alt_tree.xml |
| 人脸检测器(Haar_1) | haarcascade_frontalface_alt.xml |
技术局限与总结
小结
对于标准的人脸识别场景,开源的人脸检测分类器已足够使用。若需处理侧脸、图像模糊、光照变化或遮挡等复杂情况,则必须通过深度机器学习进一步优化识别精度和速度。
源码获取
完整源码托管于:https://gitee.com/52itstyle/Python/tree/master/Day09(支持本地下载)
总结
以上就是本文的全部内容,希望这些内容能对您的学习或工作提供参考价值。如有任何疑问,欢迎留言交流,感谢大家对本站的支持。
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