11OpenCV 人脸检测

• 目标：确定图片中人脸的位置，并画出矩形框。

image.png

• Haar Cascade 哈尔级联

1. 核心原理
   （1）使用Haar-like特征做检测
   （2）Integral Image : 积分图加速特征计算
   （3）AdaBoost : 选择关键特征，进行人脸和非人脸分类
   （4）Cascade : 级联，弱分类器成为强分类器

论文：Rapid Object Detection using a Boosted Cascade of Simple Features
OpenCV 源码：https://github.com/opencv/opencv
参考博文：https://www.cnblogs.com/zyly/p/9410563.html

（1）使用Haar-like特征做检测
注意：特征值为白色矩形像素和减去黑色矩形像素和

image.png

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• 3. Haar cascade

它提供了四个级联分类器（针对人脸的正面）：
（1）haarcascade_frontalface_alt.xml (FA1):
22 stages and 20 x 20 haar features

（2）haarcascade_frontalface_alt2.xml (FA2):
20 stages and 20 x 20 haar features

（3）haarcascade_frontalface_alt_tree.xml (FAT):
47 stages and 20 x 20 haar features

（4）haarcascade_frontalface_default.xml (FD):
25 stages and 24 x 24 haar features

# 1 导入库
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 2 方法：显示图片
def show_iamge(image, title, pos):
    # BGR to RGB
    img_RGB = image[:,:,::-1]
    plt.subplot(2, 2, pos)
    plt.title(title)
    plt.imshow(img_RGB)
    plt.axis("off")


# 3 方法：绘制图片中检测到的人脸
def plot_rectangle(image, faces):
    # 拿到检测到的人脸数据，返回4个值：坐标(x,y), 宽高width, height
    for (x, y, w, h) in faces:
        cv2.rectangle(image, (x, y), (x+w, y+h), (255, 0, 0), 3)
    return image

# 4 主函数
def main():
    #  5 读取一张图片
    image = cv2.imread("girls.jpg")

    # 6 转换成灰度图片
    gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

    # 7 通过OpenCV自带的方法cv2.CascadeClassifier()加载级联分类器
    face_alt2 = cv2.CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_alt2.xml")

    # 8 通过第7步，对图像中的人脸进行检测
    face_alt2_detect = face_alt2.detectMultiScale(gray)

    # 9 绘制图片中检测到的人脸
    face_alt2_result = plot_rectangle(image.copy(), face_alt2_detect)

    # 10 创建画布
    plt.figure(figsize=(9, 6))
    plt.suptitle("Face detection with Haar Cascade", fontsize=14, fontweight="bold")

    # 11 最终显示整个检测效果
    show_iamge(face_alt2_result, "face_alt2", 1)

    plt.show()
# 12 主程序入口
if __name__ == '__main__':
    main()

#  导入库
import cv2

#  方法：绘制图片中检测到的人脸
def plot_rectangle(image, faces):
    # 拿到检测到的人脸数据，返回4个值：坐标(x,y), 宽高width, height
    for (x, y, w, h) in faces:
        cv2.rectangle(image, (x, y), (x+w, y+h), (255, 0, 0), 3)
    return image

# 主函数
def main():
    #  读取摄像头
    capture = cv2.VideoCapture(0)

    # 通过OpenCV自带的方法cv2.CascadeClassifier()加载级联分类器
    face_alt2 = cv2.CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_alt2.xml")

    # 判断摄像头是否正常工作
    if capture.isOpened() is False:
        print("Camera Error !")

    while True:
        # 获取每一帧
        ret, frame = capture.read()
        if ret:
            # 灰度转换
            gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
            # 对图像中的人脸进行检测
            face_alt2_detect = face_alt2.detectMultiScale(gray)

            # 绘制图片中检测到的人脸
            face_alt2_result = plot_rectangle(frame.copy(), face_alt2_detect)

            cv2.imshow("face detection", face_alt2_result)

            if cv2.waitKey(10) & 0xFF == ord('q'):
                break

    capture.release()
    cv2.destroyWindow()

# 主程序入口
if __name__ == '__main__':
    main()