Python中提取人脸特征的三种方法详解
目录
- 1.直接使用dlib
- 2.使用深度学习方法查找人脸,dlib提取特征
- 3.使用insightface提取人脸特征
- 安装InsightFace
- 提取特征
1.直接使用dlib
安装dlib方法:
Win10安装dlib GPU过程详解
思路:
1、使用dlib.get_frontal_face_detector()方法检测人脸的位置。
2、使用 dlib.shape_predictor()方法得到人脸的关键点。
3、使用dlib.face_recognition_model_v1()方法提取特征。
新建face_embedding1.py,插入代码:
import dlib,numpy import cv2 # 人脸关键点检测器 predictor_path = "shape_predictor_68_face_landmarks.dat" # 人脸识别模型、提取特征值 face_rec_model_path = "dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat"
predictor_path是恋人关键点检测器模型的路径。
face_rec_model_path是提取人脸特征的路径。
# 加载模型 detector = dlib.get_frontal_face_detector() #人脸检测 sp = dlib.shape_predictor(predictor_path) #关键点检测 facerec = dlib.face_recognition_model_v1(face_rec_model_path)# 编码
分别初始化人脸检测、关键点检测、特征编码方法。
image_path='train_images/11.jpg' image = cv2.imread(image_path) image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB) # 人脸检测 dets = detector(image, 1) if len(dets)==1: print('检测到人脸') shape = sp(image, dets[0])# 关键点 # 提取特征 face_descriptor = facerec.compute_face_descriptor(image, shape)#获取到128位的编码 v = numpy.array(face_descriptor) print(v)
读取图片。然后将图片转为RGB格式。
检测人脸。
获取人脸的68个关键点。
获取128位人脸编码。
使用感受: 使用dlib.get_frontal_face_detector()检测人脸效果一般,模糊的人脸检测不出来。速度上也是比较慢。
2.使用深度学习方法查找人脸,dlib提取特征
思路:
这种方法使用 cv2自带的dnn.readNetFromCaffe方法,加载深度学习模型实现人脸的检测。然后继续使用dlib提取人脸特征。
新建face_embedding2.py,插入代码:
import dlib,numpy import cv2 # 人脸关键点检测器 predictor_path = "shape_predictor_68_face_landmarks.dat" # 人脸识别模型、提取特征值 face_rec_model_path = "dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat" prototxt_path = 'deploy.proto.txt' model_path = 'res10_300x300_ssd_iter_140000_fp16.caffemodel'
导入需要的包。
定义模型的路径。
net = cv2.dnn.readNetFromCaffe(prototxt_path, model_path) sp = dlib.shape_predictor(predictor_path) #关键点检测 facerec = dlib.face_recognition_model_v1(face_rec_model_path)# 编码
初始化人脸检测模型、关键点检测模型、人脸特征提取模型。
image_path='train_images/11.jpg' image = cv2.imread(image_path) image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB) (h, w) = image.shape[:2] blob = cv2.dnn.blobFromImage(cv2.resize(image, (300, 300)), 1.0, (300, 300), (104.0, 177.0, 123.0)) net.setInput(blob) detections = net.forward() startX, startY, endX, endY = 0, 0, 0, 0 for i in range(0, detections.shape[2]): # extract the confidence (i.e., probability) associated with the # prediction confidence = detections[0, 0, i, 2] # filter out weak detections by ensuring the `confidence` is # greater than the minimum confidence if confidence > 0.5: # compute the (x, y)-coordinates of the bounding box for the # object box = detections[0, 0, i, 3:7] * numpy.array([w, h, w, h]) (startX, startY, endX, endY) = box.astype("int") break rect = dlib.rectangle(startX, startY, endX, endY)
这部分的代码主要是人脸检测逻辑。
读取图片,并将其改为RGB格式。
获取图片的大小。
初始化blob。
net.forward()计算人脸的位置。
遍历检测结果
- 如果置信度大于0.5,则认为是合格的人脸。
- 计算出人脸的坐标。
将坐标转为dlib.rectangle对象。
shape = sp(image, rect) print(shape) # 提取特征 face_descriptor = facerec.compute_face_descriptor(image, shape)#获取到128位的编码 v = numpy.array(face_descriptor) print(v)
计算人脸的关键点。
提取人脸的特征。
使用感受:使用深度学习模型提取人脸特征,无论速度还是准确率都有很大的提高,即使很模糊的图像依然能检测到。
3.使用insightface提取人脸特征
InsightFace 是一个开源的 2D&3D 深度人脸分析工具箱,其中高效地实现了丰富多样的人脸识别、人脸检测和人脸对齐算法,并且针对训练和部署进行了优化,在多项算法测评、比赛获得优胜。
安装InsightFace
pip install insightface pip install onnxruntime-gpu==1.9.0
注意:onnxruntime安装1.9以下的版本。
提取特征
新建face_embedding3.py 插入代码:
import insightface import cv2 model = insightface.app.FaceAnalysis() model.prepare(ctx_id=0, det_thresh=0.45) face_img = cv2.imread('train_images/11.jpg') res = model.get(face_img) print('embedding: ', res[0].embedding)
初始化FaceAnalysis()模型。
设置置信度位0.45。
读取图片
使用模型预测。
打印人脸特征res[0].embedding。
除了能人脸特征外,还有一些其他的属性,比如:bbox、kps、landmark_3d_68、landmark_2d_106、age、gender 。可以通过res[0].keys()查看。
使用感受:速度比较慢,精度还行。
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