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ChaocunChen/wear_mask_to_face

 
 

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wear_mask_to_face

该代码基于开源库dlib,face_recognition

对原始人脸图片戴口罩后并对齐、裁剪成128*128大小的图片 支持数据集输入,输出

该算法由四个模块组成,分别是:主体模块、人脸关键点检测模块、口罩佩戴模块和人脸对齐模块。软件的系统总框图下图所示。

Image text

主体模块

主体模块进行了相关参数初始化、数据的读取,以及各部分模块的调用。说明如下:

参数说明

face_locations = [left_up,left_down,right_up,right_down] # 人脸在图片中的位置

face_landmarks = []#人脸68个关键点坐标

CROPE_SIZE = 128 #最后输出的人脸图片尺寸

predictor = dlib.shape_predictor("./models/shape_predictor_68_face_landmarks.dat") #预训练模型位置

unmasked_paths=[] #记录未成功佩戴口罩的位置

数据的读取

dataset_path =' ' 输入图片文件夹的位置

output_dir = ‘’ 输出文件位置

调用流程

Image text

此模块的流程如下:

(1)初始化相关参数值:face_locations,face_landmarks,CROPE_SIZE = 128, predictor

(2)读入数据;

(3) 调用人脸坐标点检测模块、口罩佩戴模块和人脸对齐模块。

(4) 保存佩戴完口罩的图片,并记录佩戴失败的图片

人脸关键点检测模块

本模块用于计算人脸关键点位置坐标,并返回输入图片face_locations,face_landmarks。

方法说明

(1) face_recognition.face_locations(face_img)方法。 获得输入图片中人脸位置的坐标。其基本参数如下:

img(以numpy读取的图片)

number_of_times_to_upsample	(寻找人脸时对图片上采样的次数,数字越大,越可以找到更小的人脸,默认为1)

model (使用哪种面部检测模型。“ hog”不太准确,但在CPU上更快。“ cnn”是经过GPU / CUDA加速(如果可用)的更准确的深度学习模型。 默认为“hog)

(2)face_recognition.face_landmarks(face_image_np, face_locations)方法,计算人脸关键点,返回face_landmarks。其基本参数如下:

face_image_np	(需要检测人脸关键点的图片)

face_locations	(可选)提供面部位置列表以进行检查
model	可选-使用哪种型号。 “大”(默认)或“小”,仅返回5点,但速度更快

人脸关键点检测的处理流程图如下图所示。

Image text

口罩佩戴模块

本模块的作用是根据检测出的人脸关键点,将口罩图片放缩成合适大小并放到合适位置。

方法说明

add_mask方法是该模块的主要方法,其基本参数如下:

mask_path	口罩图片位置
 
face_locations	人脸位置坐标矩阵

face_landmarks	人脸关键点坐标矩阵

get_distance_from_point_to_line方法,获得点到线距离,其基本参数如下:

get_distance_from_point_to_line	point	点的坐标,由长度为2的一维数组构成。

line_point1	线的第一个端点坐标,由长度为2的一维数组构成。
 
line_point2	线的第二个端点坐标,由长度为2的一维数组构成。

FaceMasker类:对人脸图片加入口罩

口罩佩戴的流程图如下图所示。

Image text

人脸对齐模块

当人脸图片佩戴好口罩后,为提高人脸识别精度,需要将图片进行旋转和重塑尺寸。

方法说明

face_alignment方法是该模块的主要方法,其基本参数如下:

face_alignment	faces	戴完口罩的人脸数据矩阵

shape_predictor	预训练dlib人脸关键点检测模型

人脸对齐模块处理流程如下:

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lfw数据集 效果图 Image text Image text

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