如何使用Python,基于OpenCV与Face++实现人脸解锁的功能

发布网友发布时间：2022-04-23 12:11

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热心网友时间：2022-04-18 02:55

近几天微软的发布会上讲到了不少认脸解锁的内容，经过探索，其实利用手头的资源我们完全自己也可以完成这样一个过程。

本文讲解了如何使用Python，基于OpenCV与Face++实现人脸解锁的功能。

本文基于Python 2.7.11，Windows 8.1 系统。

主要内容

Windows 8.1上配置OpenCV

OpenCV的人脸检测应用

使用Face++完*脸辨识（如果你想自己实现这部分的功能，可以借鉴例如这个项目）

Windows 8.1上配置OpenCV

入门的时候配置环境总是一个非常麻烦的事情，在Windows上配置OpenCV更是如此。

既然写了这个推广的科普教程，总不能让读者卡在环境配置上吧。

下面用到的文件都可以在这里（提取码：b6ec）下载，但是注意，目前OpenCV仅支持Python2.7。

将cv2加入site-packages

将下载下来的cv2.pyd文件放入Python安装的文件夹下的Libsite-packages目录。

就我的电脑而言，这个目录就是C:/Python27/Lib/site-packages/。

记得不要直接使用pip安装，将文件拖过去即可。

安装numpy组件

在命令行下进入到下载下来的文件所在的目录（按住Shift右键有在该目录打开命令行的选项）

键入命令：

pip install numpy-1.11.0rc2-cp27-cp27m-win32.whl

如果你的系统或者Python不适配，可以在这里下载别的轮子。

测试OpenCV安装

在命令行键入命令：

python -c "import cv2"

如果没有出现错误提示，那么cv2就已经安装好了。

OpenCV的人脸检测应用

人脸检测应用，简而言之就是一个在照片里找到人脸，然后用方框框起来的过程（我们的相机经常做这件事情）

那么具体而言就是这样一个过程：

获取摄像头的图片

在图片中检测到人脸的区域

在人脸的区域周围绘制方框

获取摄像头的图片

这里简单的讲解一下OpenCV的基本操作。

以下操作是打开摄像头的基本操作：

#coding=utf8

import cv2

# 一般笔记本的默认摄像头都是0

capInput = cv2.VideoCapture(0)

# 我们可以用这条命令检测摄像头是否可以读取数据

if not capInput.isOpened(): print('Capture failed because of camera')

那么怎么从摄像头读取数据呢？

# 接上段程序

# 现在摄像头已经打开了，我们可以使用这条命令读取图像

# img就是我们读取到的图像，就和我们使用open('pic.jpg', 'rb').read()读取到的数据是一样的

ret, img = capInput.read()

# 你可以使用open的方式存储，也可以使用cv2提供的方式存储

cv2.imwrite('pic.jpg', img)

# 同样，你可以使用open的方式读取，也可以使用cv2提供的方式读取

img = cv2.imread('pic.jpg')

为了方便显示图片，cv2也提供了显示图片的方法：

# 接上段程序

# 定义一个窗口，当然也可以不定义

imgWindowName = 'ImageCaptured'

imgWindow = cv2.namedWindow(imgWindowName, cv2.WINDOW_NORMAL)

# 在窗口中显示图片

cv2.imshow(imgWindowName, img)

当然在完成所有操作以后需要把摄像头和窗口都做一个释放：

# 接上段程序

# 释放摄像头

capInput.release()

# 释放所有窗口

cv2.destroyAllWindows()

在图片中检测到人脸的区域

OpenCV给我们提供了已经训练好的人脸的xml模板，我们只需要载入然后比对即可。

# 接上段程序

# 载入xml模板

faceCascade = cv2.CascadeClassifier('haarcascade_frontalface_default.xml')

# 将图形存储的方式进行转换

gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 使用模板匹配图形

faces = faceCascade.detectMultiScale(gray, 1.3, 5)

print(faces)

在人脸的区域周围绘制方框

在上一个步骤中，faces中的四个量分别为左上角的横坐标、纵坐标、宽度、长度。

所以我们根据这四个量很容易的就可以绘制出方框。

# 接上段程序

# 函数的参数分别为：图像，左上角坐标，右下角坐标，颜色，宽度

img = cv2.rectangle(img, (x, y), (x + w, y + h), (255, 0, 0), 2)

成果

根据上面讲述的内容，我们现在已经可以完成一个简单的人脸辨认了：

#coding=utf8

import cv2

print('Press Esc to exit')

faceCascade = cv2.CascadeClassifier('haarcascade_frontalface_default.xml')

imgWindow = cv2.namedWindow('FaceDetect', cv2.WINDOW_NORMAL)

def detect_face():

capInput = cv2.VideoCapture(0)

# 避免处理时间过长造成画面卡顿

nextCaptureTime = time.time()

faces = []

if not capInput.isOpened(): print('Capture failed because of camera')

while 1:

ret, img = capInput.read()

gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

if nextCaptureTime < time.time():

nextCaptureTime = time.time() + 0.1

faces = faceCascade.detectMultiScale(gray, 1.3, 5)

if faces:

for x, y, w, h in faces:

img = cv2.rectangle(img, (x, y), (x + w, y + h), (255, 0, 0), 2)

cv2.imshow('FaceDetect', img)

# 这是简单的读取键盘输入，27即Esc的acsii码

if cv2.waitKey(1) & 0xFF == 27: break

capInput.release()

cv2.destroyAllWindows()

if __name__ == '__main__':

detect_face()

使用Face++完*脸辨识

第一次认识Face++还是因为支付宝的人脸支付，响应速度还是非常让人满意的。

现在只需要免费注册一个账号然后新建一个应用就可以使用了，非常方便。

他的官方网址是这个，注册好之后在这里的我的应用中创建应用即可。

创建好应用之后你会获得API Key与API Secret。

Face++的API调用逻辑简单来说是这样的：

上传图片获取读取到的人的face_id

创建Person，获取person_id（Person中的图片可以增加、删除）

比较两个face_id，判断是否是一个人

比较face_id与person_id，判断是否是一个人

上传图片获取face_id

在将图片通过post方法上传到特定的地址后将返回一个json的值。

如果api_key, api_secret没有问题，且在上传的图片中有识别到人脸，那么会存储在json的face键值下。

#coding=utf8

import requests

# 这里填写你的应用的API Key与API Secret

API_KEY = ''

API_SECRET = ''

# 目前的API网址是这个，你可以在API文档里找到这些

BASE_URL = 'httlus.com/v2'

# 使用Requests上传图片

url = '%s/detection/detect?api_key=%s&api_secret=%s&attribute=none'%(

BASE_URL, API_KEY, API_SECRET)

files = {'img': (os.path.basename(fileDir), open(fileDir, 'rb'),

mimetypes.guess_type(fileDir)[0]), }

r = requests.post(url, files = files)

# 如果读取到图片中的头像则输出他们，其中的'face_id'就是我们所需要的值

faces = r.json().get('face')

print faces

创建Person

这个操作没有什么可以讲的内容，可以对照这段程序和官方的API介绍。

官方的API介绍可以见这里，相信看完这一段程序以后你就可以自己完成其余的API了。

# 上接上一段程序

# 读取face_id

if not faces is None: faceIdList = [face['face_id'] for face in faces]

# 使用Requests创建Person

url = '%s/person/create'%BASE_URL

params = {

'api_key': API_KEY,

'api_secret': API_SECRET,

'person_name': 'LittleCoder',

'face_id': ','.join(faceIdList), }

r = requests.get(url, params = params)

# 获取person_id

print r.json.()['person_id']

进度确认

到目前为止，你应该已经可以就给定的两张图片比对是否是同一个人了。

那么让我们来试着写一下这个程序吧，两张图片分别为’pic1.jpg’, ‘pic2.jpg’好了。

下面我给出了我的代码：

def upload_img(fileDir, oneface = True):

url = '%s/detection/detect?api_key=%s&api_secret=%s&attribute=none'%(

BASE_URL, API_KEY, API_SECRET)

if oneface: url += '&mode=oneface'

files = {'img': (os.path.basename(fileDir), open(fileDir, 'rb'),

mimetypes.guess_type(fileDir)[0]), }

r = requests.post(url, files = files)

faces = r.json().get('face')

if faces is None:

print('There is no face found in %s'%fileDir)

else:

return faces[0]['face_id']

def compare(faceId1, faceId2):

url = '%s/recognition/compare'%BASE_URL

params = BASE_PARAMS

params['face_id1'] = faceId1

params['face_id2'] = faceId2

r = requests.get(url, params)

return r.json()

faceId1 = upload_img('pic1.jpg')

faceId2 = upload_img('pic2.jpg')

if face_id1 and face_id2:

print(compare(faceId1, faceId2))

else:

print('Please change two pictures')

成品

到此，所有的知识介绍都结束了，相比大致如何完成这个项目各位读者也已经有想法了吧。

下面我们需要构思一下人脸解锁的思路，大致而言是这样的：

使用一个程序设置账户（包括向账户中存储解锁用的图片）

使用另一个程序登陆（根据输入的用户名测试解锁）

这里会有很多重复的代码，就不再赘述了，你可以在这里或者这里（提取码：c073）下载源代码测试使用。

这里是设置账户的截图：

设置账户

这里是登陆的截图：

登陆

结束语

希望读完这篇文章能对你有帮助，有什么不足之处万望指正（鞠躬）。

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