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OpenCV是如何實(shí)現(xiàn)人臉檢測的?

來源: 2020/5/7 22:46:56??????點(diǎn)擊:

OpenCV中有檢測人臉的函數(shù)(該函數(shù)還可以檢測一些其他物體), 甚至還包含一些預(yù)先訓(xùn)練好的物體識別文件。

所以利用這些現(xiàn)成的東西就可以很快做出一個(gè)人臉檢測的程序。

主要步驟為:

1.加載分類器。

用cvLoad函數(shù)讀入xml格式的文件。文件在OpenCV安裝目錄下的“data/haarcascades/”路徑下。

2.讀入待檢測圖像。讀入圖片或者視頻。

3.檢測人臉。

#include "cv.h" 

#include "highgui.h"


#include <stdio.h> 

#include <stdlib.h> 

#include <string.h> 

#include <assert.h> 

#include <math.h> 

#include <float.h> 

#include <limits.h> 

#include <time.h> 

#include <ctype.h>


#ifdef _EiC 

#define WIN32 

#endif


static CvMemStorage* storage = 0; 

static CvHaarClassifierCascade* cascade = 0;


void detect_and_draw( IplImage* image );


const char* cascade_name = 

"haarcascade_frontalface_alt.xml"; 

/*    "haarcascade_profileface.xml";*/


int main( int argc, char** argv ) 

    cascade_name = "haarcascade_frontalface_alt2.xml"; 

    cascade = (CvHaarClassifierCascade*)cvLoad( cascade_name, 0, 0, 0 ); 

  

    if( !cascade ) 

    { 

        fprintf( stderr, "ERROR: Could not load classifier cascade\n" ); 

        return -1; 

    } 

    storage = cvCreateMemStorage(0); 

    cvNamedWindow( "result", 1 ); 

     

    const char* filename = "Lena.jpg"; 

    IplImage* image = cvLoadImage( filename, 1 );


    if( image ) 

    { 

        detect_and_draw( image ); 

        cvWaitKey(0); 

        cvReleaseImage( &image );   

    }


    cvDestroyWindow("result"); 

  

    return 0; 

}



void detect_and_draw(IplImage* img ) 

    double scale=1.2; 

    static CvScalar colors[] = { 

        {{0,0,255}},{{0,128,255}},{{0,255,255}},{{0,255,0}}, 

        {{255,128,0}},{{255,255,0}},{{255,0,0}},{{255,0,255}} 

    };//Just some pretty colors to draw with


    //Image Preparation 

    // 

    IplImage* gray = cvCreateImage(cvSize(img->width,img->height),8,1); 

    IplImage* small_img=cvCreateImage(cvSize(cvRound(img->width/scale),cvRound(img->height/scale)),8,1); 

    cvCvtColor(img,gray, CV_BGR2GRAY); 

    cvResize(gray, small_img, CV_INTER_LINEAR);


    cvEqualizeHist(small_img,small_img); //直方圖均衡


    //Detect objects if any 

    // 

    cvClearMemStorage(storage); 

    double t = (double)cvGetTickCount(); 

    CvSeq* objects = cvHaarDetectObjects(small_img, 

                                                                        cascade, 

                                                                        storage, 

                                                                        1.1, 

                                                                        2, 

                                                                        0/*CV_HAAR_DO_CANNY_PRUNING*/, 

                                                                        cvSize(30,30));


    t = (double)cvGetTickCount() - t; 

    printf( "detection time = %gms\n", t/((double)cvGetTickFrequency()*1000.) );


    //Loop through found objects and draw boxes around them 

    for(int i=0;i<(objects? objects->total:0);++i) 

    { 

        CvRect* r=(CvRect*)cvGetSeqElem(objects,i); 

        cvRectangle(img, cvPoint(r->x*scale,r->y*scale), cvPoint((r->x+r->width)*scale,(r->y+r->height)*scale), colors[i%8]); 

    } 

    for( int i = 0; i < (objects? objects->total : 0); i++ ) 

    { 

        CvRect* r = (CvRect*)cvGetSeqElem( objects, i ); 

        CvPoint center; 

        int radius; 

        center.x = cvRound((r->x + r->width*0.5)*scale); 

        center.y = cvRound((r->y + r->height*0.5)*scale); 

        radius = cvRound((r->width + r->height)*0.25*scale); 

        cvCircle( img, center, radius, colors[i%8], 3, 8, 0 ); 

    }


    cvShowImage( "result", img ); 

    cvReleaseImage(&gray); 

    cvReleaseImage(&small_img); 

}

 流程說明:


       原始待檢測圖像經(jīng)過resize,生成不同尺寸的圖像構(gòu)建圖像金字塔作為網(wǎng)絡(luò)的輸入。


構(gòu)建的圖像金字塔,其層數(shù)由兩個(gè)因素決定,第一個(gè)是設(shè)置的最小人臉minSize,第二個(gè)是縮放因子factor,最小人臉表示min(w,h),論文中說明最小人臉不能小于12,給出的縮放因子0.709可以根據(jù)公式計(jì)算圖像金字塔的層數(shù)


minL=org_L*(12/minsize)*factor^(n),n={0,1,2,3,...,N}


其中n就是金字塔的層數(shù),org_L是輸入原始圖像的最小邊min(W,H),minisize是人為根據(jù)應(yīng)用場景設(shè)定,在保證minL大于12的情況下,所有的n就構(gòu)成金字塔的層。所以minsize的值越小,n的取值范圍就越大,計(jì)算量就相應(yīng)地增加,能夠檢測到的人臉越小