怎么用Python+MediaPipe實現(xiàn)檢測人臉功能

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MediaPipe概述

谷歌開源MediaPipe于2019年6月首次推出。它的目標是通過提供一些集成的計算機視覺和機器學習功能，使我們的生活變得輕松。

MediaPipe是用于構(gòu)建多模態(tài)（例如視頻、音頻或任何時間序列數(shù)據(jù)）、跨平臺（即eAndroid、IOS、web、邊緣設(shè)備）應用ML管道的框架。

Mediapipe還促進了機器學習技術(shù)在各種不同硬件平臺上的演示和應用程序中的部署。

應用

• 人臉檢測

• 多手跟蹤

• 頭發(fā)分割

• 目標檢測與跟蹤

• 目標：三維目標檢測與跟蹤

• AutoFlip：視頻裁剪管道

• 其他

為什么需要MediaPipe

有效管理資源（CPU和GPU）以實現(xiàn)低延遲性能，處理時間序列數(shù)據(jù)（如音頻和視頻幀）的同步。

MediaPipe將每個感知模型抽象為一個模塊，并將它們與維護圖連接起來。

除上述功能外，MediaPipe還支持TensorFlow和TF Lite推理引擎。任何TensorFlow和TF Lite模型均可用于MediaPipe。同時，在移動和嵌入式平臺上，MediaPipe還支持設(shè)備本身的GPU加速。

現(xiàn)在是時候向MediaPipe的應用邁進了，人臉檢測。

人臉檢測

考慮一個場景，“零售商要求你計算訪客數(shù)量，并跟蹤訪客的移動。”

看起來很難??！我們怎樣才能解決這個問題？嗯…

哦，是的！我們將使用人臉檢測來解決這個問題。

人臉檢測是計算機視覺中的一個問題，即在照片中定位和定位一個或多個人臉。

問題的一般陳述可以定義如下：給定一幅靜止或視頻圖像，檢測并定位未知數(shù)量（如果有）的人臉。

使用MediaPipe執(zhí)行人臉檢測：

要執(zhí)行人臉檢測，可以使用三種模型：

• 近景模型（最適合距離相機2米以內(nèi)的人臉）

• 全范圍模型（密集型，最適合距離相機5米以內(nèi)的人臉）

• 全范圍模型（稀疏，最適合距離相機5米以內(nèi)的人臉）

全范圍密集模型和稀疏模型在F分數(shù)方面具有相同的質(zhì)量，但在基礎(chǔ)度量方面有所不同。

密集型模型的召回率略高于稀疏模型，而稀疏模型的精確度高于稠密模型。

現(xiàn)在是時候使用MediaPipe的人臉檢測模型了。

安裝必要的庫

要執(zhí)行人臉檢測，首先必須在機器中安裝MediaPipe。如果你是windows用戶，則可以在計算機的命令提示符下運行以下代碼。

pip install mediapipe

有關(guān)詳細說明，你可以訪問以下鏈接：

https://google.github.io/mediapipe/getting_started/python.html

你還需要為網(wǎng)絡(luò)攝像頭或圖像輸入安裝OpenCV。如果你是windows用戶，可以在命令提示符下運行以下代碼。

pip install opencv-python

有關(guān)詳細說明，你可以訪問以下鏈接：

https://pypi.org/project/opencv-python/

編寫代碼以了解API的使用：

我們使用Google Colab來運行代碼。你可以選擇使用它。

我們需要cv2，能夠讀取和顯示圖像，以及MediaPipe模塊，它公開了我們執(zhí)行人臉檢測所需的功能

import cv2
import mediapipe as mp

然后我們將訪問兩個子模塊face_detection和drawing_utils。人臉檢測用于加載所有功能以執(zhí)行人臉檢測，而繪圖工具用于在圖像上繪制檢測到的人臉。

mp_face_detection = mp.solutions.face_detection
mp_drawing = mp.solutions.drawing_utils

是時候深入研究代碼了。首先，我們將圖像作為輸入。這里我們使用兩種類型的圖像

（i） 包含2米以內(nèi)的人臉的圖像

（ii）包含5米以內(nèi)的人臉的圖像。

我們使用colab中的文件直接從本地目錄加載圖像。你也可以使用cv2.imread用于在本地計算機中工作時加載圖像。

（a） 第一張照片

from google.colab import files
 
uploaded_short_range = files.upload()

（b） 第二張照片

from google.colab import files
 
uploaded_full_range = files.upload()

在本地PC上工作時，你可以使用

cv2.imread() # 獲取輸入

單擊此處了解有關(guān)cv2.imread:

現(xiàn)在我們將調(diào)整圖像大小并顯示圖像。為了顯示圖像，我們必須使用colab或cv2的cv2_imshow模塊。

在本地機器中工作時顯示cv2.imshow(frame name, iamge)。我們可以使用下面的代碼在google colab中調(diào)整圖像大小并顯示圖像。

用于調(diào)整圖像大小和顯示圖像的代碼:

import cv2
from google.colab.patches import cv2_imshow
import math
import numpy as np
 
DESIRED_HEIGHT = 480
DESIRED_WIDTH = 480
def resize_and_show(image):
  h, w = image.shape[:2]
  if h < w:
    img = cv2.resize(image, (DESIRED_WIDTH, math.floor(h/(w/DESIRED_WIDTH))))
  else:
    img = cv2.resize(image, (math.floor(w/(h/DESIRED_HEIGHT)), DESIRED_HEIGHT))
  cv2_imshow(img)
 

# 預覽圖片.
 
short_range_images = {name: cv2.imread(name) 
for name in uploaded_short_range.keys()}
for name, image in short_range_images.items():
  print(name)   
  resize_and_show(image)
 
 
full_range_images = {name: cv2.imread(name) 
for name in uploaded_full_range.keys()}
for name, image in full_range_images.items():
  print(name)   
 
  resize_and_show(image)

上述代碼的輸出示例

現(xiàn)在，我們將在臉上畫關(guān)鍵點。

我們可以如下更改thickness和circle_radius的值。

drawing_spec = mp_drawing.DrawingSpec(thickness=1, circle_radius=1)

以下代碼了解mp.solutions.face_detection的詳細信息。

help(mp_face_detection.FaceDetection)

在此之后，我們將創(chuàng)建一個FaceDetection類的對象。該對象將允許我們處理圖像并執(zhí)行人臉關(guān)鍵點檢測。此類的構(gòu)造函數(shù)支持以下參數(shù)：

（i） 模型選擇：整數(shù)索引0或1。使用0選擇最適合距離攝影機2米以內(nèi)的面的短距離模型，使用1選擇最適合距離攝影機5米以內(nèi)的面的全范圍模型。對于全范圍選項，稀疏模型用于提高推理速度。

（ii）最小檢測置信度：人臉檢測模型中的最小置信值（[0.0,1.0]），檢測成功。默認值為0.5。

with mp_face_detection.FaceDetection(min_detection_confidence=0.5, model_selection=0) as face_detection:

上面的代碼model_selection=0，這意味著我們選擇短距離模型進行人臉檢測。使用下面的代碼，我們使用一個簡短的圖像模型執(zhí)行最終的人臉檢測，并繪制關(guān)鍵點。

# 運行MediaPipe人臉檢測與近距離模型
 
with mp_face_detection.FaceDetection(
    
    min_detection_confidence=0.5, model_selection=0) as face_detection:
        
  for name, image in short_range_images.items():
    # 將BGR圖像轉(zhuǎn)換為RGB，并使用MediaPipe人臉檢測進行處理。
 
    results = face_detection.process(cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB))
 
    # 繪制每個人臉的檢測。
    print(f'Face detections of {name}:')
    
    if not results.detections:
        
      continue
    annotated_image = image.copy()

    for detection in results.detections:
 
      mp_drawing.draw_detection(annotated_image, detection)
 
    resize_and_show(annotated_image)

短長度（2米以內(nèi)）圖像的人臉檢測模型

現(xiàn)在對于model_selection=1，這意味著我們選擇人臉檢測全范圍模型。使用下面的代碼，我們使用完整的圖像模型執(zhí)行最終的人臉檢測，并繪制關(guān)鍵點。

with mp_face_detection.FaceDetection(
 
    min_detection_confidence=0.5, model_selection=1) as face_detection:
 
  for name, image in full_range_images.items():
    # 將BGR圖像轉(zhuǎn)換為RGB，并使用MediaPipe人臉檢測進行處理。
    results = face_detection.process(cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB))
    # 繪制每個人臉的檢測。
    print(f'Face detections of {name}:')
 
    if not results.detections:
 
      continue
 
    annotated_image = image.copy()
 
    for detection in results.detections:
 
      mp_drawing.draw_detection(annotated_image, detection)
 
    resize_and_show(annotated_image)

全范圍（5米以內(nèi)）圖像的人臉檢測模型

我們還可以使用全范圍人臉檢測模型的代碼對集體照片執(zhí)行此過程。

到此，關(guān)于“怎么用Python+MediaPipe實現(xiàn)檢測人臉功能”的學習就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續(xù)學習更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>