帮我写一个用c++下用opencv4.6 基于facenet实现的人脸比对项目 不使用dlib
时间: 2023-11-27 09:53:05 浏览: 85
好的,下面是一个基于OpenCV 4.6和FaceNet的人脸比对项目的简单实现。注意,这只是一个简单的示例,还有很多方面可以进行改进和优化。
首先需要安装OpenCV 4.6,并且下载FaceNet的预训练模型。可以在这里找到预训练模型:https://github.com/davidsandberg/facenet/blob/master/README.md
在开始编写代码之前,需要了解一些基本概念:
1. 人脸检测:使用OpenCV的cv::CascadeClassifier类进行人脸检测。
2. 人脸对齐:对图像中的人脸进行旋转和缩放,使得人脸出现在相同的位置。这里使用dlib库中的face_landmark_detection进行人脸对齐,但题目要求不使用dlib,所以这里简单介绍一下基于OpenCV的人脸对齐方法:首先检测人脸,然后根据眼睛位置计算旋转角度,最后进行旋转和缩放。
3. 特征提取:使用FaceNet模型将人脸图像转换为128维的特征向量。
4. 比对:计算两个人脸特征向量之间的欧几里得距离,如果距离小于某个阈值,则认为是同一个人。
下面是基于这些概念的示例代码:
```c++
#include <iostream>
#include <string>
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;
// 加载FaceNet模型
dnn::Net load_model(const string& model_path) {
dnn::Net net = dnn::readNetFromTensorflow(model_path);
return net;
}
// 人脸检测
vector<Rect> detect_faces(const Mat& img, CascadeClassifier& cascade) {
vector<Rect> faces;
cascade.detectMultiScale(img, faces, 1.1, 3, 0, Size(60, 60)); // 参数需要根据实际情况进行调整
return faces;
}
// 人脸对齐
Mat align_face(const Mat& img, Rect face_rect) {
Point2f eyes_center((face_rect.x + face_rect.width / 2.0), (face_rect.y + face_rect.height / 2.0)); // 眼睛的中心点
double angle = atan2((face_rect.y + face_rect.height * 0.25) - (face_rect.y + face_rect.height * 0.75), (face_rect.x + face_rect.width * 0.25) - (face_rect.x + face_rect.width * 0.75)); // 计算眼睛的倾斜角度
double scale = 1.0; // 缩放比例
Mat rot_mat = getRotationMatrix2D(eyes_center, angle, scale);
Mat aligned_face;
warpAffine(img, aligned_face, rot_mat, img.size());
return aligned_face;
}
// 提取人脸特征
Mat extract_features(const Mat& face_img, dnn::Net& net) {
Mat input_blob = dnn::blobFromImage(face_img, 1.0 / 255, Size(160, 160), Scalar(0, 0, 0), false, false); // 将图像转换为网络输入格式
net.setInput(input_blob);
Mat features = net.forward(); // 提取特征
return features;
}
// 计算两个特征向量之间的距离
double calc_distance(const Mat& feature1, const Mat& feature2) {
double dist = norm(feature1, feature2, NORM_L2);
return dist;
}
int main(int argc, char** argv) {
CascadeClassifier cascade;
if (!cascade.load("haarcascade_frontalface_default.xml")) {
cerr << "Failed to load cascade file." << endl;
return -1;
}
dnn::Net net = load_model("facenet.pb");
VideoCapture cap(0); // 打开摄像头
if (!cap.isOpened()) {
cerr << "Failed to open camera." << endl;
return -1;
}
Mat img;
namedWindow("Face Comparison", WINDOW_NORMAL);
while (true) {
cap >> img;
if (img.empty()) {
cerr << "Failed to read image." << endl;
continue;
}
vector<Rect> faces = detect_faces(img, cascade); // 检测人脸
if (faces.empty()) {
continue;
}
for (int i = 0; i < faces.size(); i++) {
Mat face_img = align_face(img, faces[i]); // 对齐人脸
Mat features = extract_features(face_img, net); // 提取特征
double dist = calc_distance(features1, features2); // 计算距离
if (dist < 1.0) { // 判断是否同一个人
rectangle(img, faces[i], Scalar(0, 255, 0), 2); // 绿色框表示同一个人
}
else {
rectangle(img, faces[i], Scalar(0, 0, 255), 2); // 红色框表示不同的人
}
}
imshow("Face Comparison", img);
if (waitKey(1) == 27) { // 按下ESC键退出程序
break;
}
}
return 0;
}
```
这段代码的主要思路是:在摄像头捕捉到的图像中,检测人脸并进行对齐,然后提取特征向量,最后计算两个特征向量之间的距离,如果距离小于某个阈值,则认为是同一个人。
这是一个简单的示例,还有很多可以改进和优化的地方。例如可以使用更准确的人脸检测算法,优化人脸对齐方法,调整特征提取和比对的参数等等。
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