怎么用Python給女同事頭像戴上口罩

今天就跟大家聊聊有關(guān)怎么用Python給女同事頭像戴上口罩，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

突如其來(lái)的新型冠狀病毒讓全國(guó)人民春節(jié)過(guò)的誠(chéng)惶誠(chéng)恐，出門必須帶口罩已經(jīng)達(dá)成共識(shí)。

圖片來(lái)自 Pexels

疫情防控期間，我們大家要做的就是遵從政府號(hào)令：“少出門，戴口罩、勤洗手......”，乖乖宅家就是為抗擊疫情做貢獻(xiàn)。

看到一些朋友叫設(shè)計(jì)同學(xué)幫忙給自己的頭像戴上口罩，作為技術(shù)人，心想一定還有更多人有這樣的訴求，不如開發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求，也算是幫助設(shè)計(jì)小姐姐減少工作量。

于是我花了些時(shí)間，寫了一個(gè)叫做 face-mask[1] 的命令行工具，能夠輕松的給圖片中的人像戴上口罩，而且口罩的方向和大小都是適應(yīng)人臉的哦~

使用

①安裝 face-mask

pip install face-mask

確保 Python 版本在 3.6 及以上。

②使用 face-mask

直接指定圖片路徑即可為圖片中的人像戴上口罩，并會(huì)生成一個(gè)新的圖片(額外有 -with-mask 后綴)：

face-mask /path/to/face/picture

通過(guò)指定 --show 選項(xiàng)，還可以使用默認(rèn)圖片查看器打開新生成的圖片：

face-mask /path/to/face/picture --show

③效果

給動(dòng)漫人物戴上口罩：

實(shí)現(xiàn)

思路

要想實(shí)現(xiàn)上面的效果，我們應(yīng)該怎么做?不妨這么想：

• 首先是識(shí)別出人的鼻子(nose_bridge)和臉輪廓(chin)。

• 通過(guò)臉輪廓確定出臉左點(diǎn)(chin_left_point)、臉底點(diǎn)(chin_bottom_point)和臉右點(diǎn)(chin_right_point)。

• 由鼻子和臉底點(diǎn)確定口罩大小的高度、中心線。

• 將口罩左右平均分為兩個(gè)部分，調(diào)整左口罩大小，寬度為臉左點(diǎn)到中心線的距離;調(diào)整右口罩大小，寬度為臉右點(diǎn)到中心線的距離;合并左右口罩為新口罩。

• 旋轉(zhuǎn)新口罩，角度為中心線相對(duì)于 y 軸的旋轉(zhuǎn)角。

• 將新口罩放在原圖適當(dāng)位置。

關(guān)于人臉識(shí)別，可以使用 face_recognition[2] 庫(kù)進(jìn)行識(shí)別。關(guān)于圖像處理，可以使用 Pillow[3] 庫(kù)進(jìn)行處理。

代碼

有了思路之后，實(shí)現(xiàn)就是件相對(duì)輕松的事情。不過(guò)對(duì)庫(kù)的熟悉和圖片的變換計(jì)算可能要花些時(shí)間。

詳細(xì)的代碼請(qǐng)參考如下鏈接，這里僅說(shuō)明下最核心的步驟：

https://github.com/Prodesire/face-mask

人臉識(shí)別：

import face_recognition  face_image_np = face_recognition.load_image_file('/path/to/face/picture') face_landmarks = face_recognition.face_landmarks(face_image_np)

借助 face_recognition 庫(kù)可以輕松的識(shí)別出人像，最終得到的 face_landmarks 是一個(gè)列表，里面的每個(gè)  face_landmark 都表示一個(gè)人像數(shù)據(jù)。

face_landmark 是一個(gè)字典，其中的鍵表示人像特征，值表示該特征的點(diǎn)的列表。比如：

• 鍵 nose_bridge 表示鼻梁

• 鍵 chin 表示臉頰

我們需要根據(jù)每個(gè) face_landmark，給對(duì)應(yīng)的頭像戴上口罩。

獲得鼻子和臉頰的特征點(diǎn)：

import numpy as np  nose_bridge = face_landmark['nose_bridge'] nose_point = nose_bridge[len(nose_bridge) * 1 // 4] nose_v = np.array(nose_point)  chin = face_landmark['chin'] chin_len = len(chin) chin_bottom_point = chin[chin_len // 2] chin_bottom_v = np.array(chin_bottom_point) chin_left_point = chin[chin_len // 8] chin_right_point = chin[chin_len * 7 // 8]

通過(guò)上述代碼，我們獲得了：

• 表示上鼻梁的一個(gè)點(diǎn)：nose_point

• 表示臉左點(diǎn)：chin_left_point

• 表示臉右點(diǎn)：chin_right_point

• 表示臉底點(diǎn)：chin_bottom_point

拆分、縮放和合并口罩：

from PIL import Image  _face_img = Image.fromarray(face_image_np) _mask_img = Image.open('/path/to/mask/picture')  # split mask and resize width = _mask_img.width height = _mask_img.height width_ratio = 1.2 new_height = int(np.linalg.norm(nose_v - chin_bottom_v))  # left mask_left_img = _mask_img.crop((0, 0, width // 2, height)) mask_left_width = get_distance_from_point_to_line(chin_left_point, nose_point, chin_bottom_point) mask_left_width = int(mask_left_width * width_ratio) mask_left_img = mask_left_img.resize((mask_left_width, new_height))  # right mask_right_img = _mask_img.crop((width // 2, 0, width, height)) mask_right_width = get_distance_from_point_to_line(chin_right_point, nose_point, chin_bottom_point) mask_right_width = int(mask_right_width * width_ratio) mask_right_img = mask_right_img.resize((mask_right_width, new_height))  # merge mask size = (mask_left_img.width + mask_right_img.width, new_height) mask_img = Image.new('RGBA', size) mask_img.paste(mask_left_img, (0, 0), mask_left_img) mask_img.paste(mask_right_img, (mask_left_img.width, 0), mask_right_img)

上述代碼主要做了如下內(nèi)容：

• 將口罩左右平均分為兩個(gè)部分。

• 調(diào)整左口罩大小，寬度為臉左點(diǎn)到中心線的距離*寬度系數(shù) 1.2。

• 調(diào)整右口罩大小，寬度為臉右點(diǎn)到中心線的距離*寬度系數(shù) 1.2。

• 合并左右口罩為新口罩。

get_distance_from_point_to_line 用來(lái)獲取一個(gè)點(diǎn)到一條線的距離，具體實(shí)現(xiàn)可看源代碼。

width_ratio 是寬度系數(shù)，用來(lái)適當(dāng)擴(kuò)大口罩。原因我們是根據(jù)臉頰的寬度計(jì)算口罩的寬度，但口罩是待在耳朵上的，真實(shí)寬度應(yīng)該要更寬。

旋轉(zhuǎn)口罩、并放到原圖適當(dāng)位置：

# rotate mask angle = np.arctan2(chin_bottom_point[1] - nose_point[1], chin_bottom_point[0] - nose_point[0]) rotated_mask_img = mask_img.rotate(angle, expand=True)  # calculate mask location center_x = (nose_point[0] + chin_bottom_point[0]) // 2 center_y = (nose_point[1] + chin_bottom_point[1]) // 2  offset = mask_img.width // 2 - mask_left_img.width radian = angle * np.pi / 180 box_x = center_x + int(offset * np.cos(radian)) - rotated_mask_img.width // 2 box_y = center_y + int(offset * np.sin(radian)) - rotated_mask_img.height // 2  # add mask _face_img.paste(mask_img, (box_x, box_y), mask_img)

上述代碼主要做了如下內(nèi)容：

• 旋轉(zhuǎn)新口罩，角度為中心線相對(duì)于 y 軸的旋轉(zhuǎn)角。

• 計(jì)算口罩應(yīng)該放置的坐標(biāo)。

• 將新口罩放在原圖的計(jì)算出的坐標(biāo)下。

最后就是將新圖片保存到本地路徑，代碼不再展示。

我們借助 face_recognition  庫(kù)可以輕松的識(shí)別出人像，然后根據(jù)臉頰的寬度和鼻梁位置計(jì)算出口罩的大小、方向和位置，并最終生成出戴上口罩的圖片。

整個(gè)過(guò)程并不復(fù)雜，但在坐標(biāo)計(jì)算上要格外小心，如此，我們便打造了一個(gè)短小精悍的“自動(dòng)戴上口罩”程序!

看完上述內(nèi)容，你們對(duì)怎么用Python給女同事頭像戴上口罩有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。