mtcnn代码实现

时间: 2023-08-11 17:06:44 浏览: 108
MTCNN(Multi-task Cascaded Convolutional Networks)是一种用于人脸检测的深度神经网络。MTCNN使用了一个三级级联的CNN进行人脸检测。以下是MTCNN的代码实现。 首先,需要导入必要的库和模型: ```python import cv2 import numpy as np from keras.models import load_model PNet = load_model('PNet.h5') RNet = load_model('RNet.h5') ONet = load_model('ONet.h5') ``` 接下来,定义一个函数来进行人脸检测: ```python def detect_faces(image): img = image.copy() img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB) height, width = img.shape[:2] # 图像预处理 img_resized = cv2.resize(img, (int(width/2), int(height/2))) img_resized = (img_resized - 127.5) / 128.0 img_resized = np.expand_dims(img_resized, axis=0) # PNet 预测 threshold = 0.7 scale_factor = 0.709 scales = [] bounding_boxes = [] while min(img_resized.shape[:2]) > 12: scales.append(np.array([img_resized.shape[1]/width, img_resized.shape[0]/height])) output = PNet.predict(img_resized) cls_prob = output[0][:,:,1] bbox_pred = output[1] indices = np.where(cls_prob > threshold) indices = np.stack(indices, axis=1) if indices.shape[0] == 0: img_resized = cv2.resize(img_resized, (int(img_resized.shape[1]*scale_factor), int(img_resized.shape[0]*scale_factor))) continue for index in indices: xmin = index[1] * 2 ymin = index[0] * 2 xmax = index[1] * 2 + 12 ymax = index[0] * 2 + 12 score = cls_prob[index[0], index[1]] offset = bbox_pred[index[0], index[1]] bounding_boxes.append([xmin, ymin, xmax, ymax, score, offset]) img_resized = cv2.resize(img_resized, (int(img_resized.shape[1]*scale_factor), int(img_resized.shape[0]*scale_factor))) # NMS 处理 bounding_boxes = np.array(bounding_boxes) keep = nms(bounding_boxes[:, :5], 0.5) bounding_boxes = bounding_boxes[keep] # RNet 预测 threshold = 0.7 scales = [] for b in bounding_boxes: w = b[2] - b[0] h = b[3] - b[1] size = max(w, h) img_sub = img[b[1]:b[3], b[0]:b[2]] img_resized = cv2.resize(img_sub, (24, 24)) img_resized = (img_resized - 127.5) / 128.0 img_resized = np.expand_dims(img_resized, axis=0) scales.append(size/24) output = RNet.predict(img_resized) cls_prob = output[0][:,1] bbox_pred = output[1] if cls_prob > threshold: score = cls_prob offset = bbox_pred xmin = int(b[0] + offset[0]*w) ymin = int(b[1] + offset[1]*h) xmax = int(b[2] + offset[2]*w) ymax = int(b[3] + offset[3]*h) bounding_boxes.append([xmin, ymin, xmax, ymax, score]) # NMS 处理 bounding_boxes = np.array(bounding_boxes) keep = nms(bounding_boxes[:, :5], 0.7, 'iom') bounding_boxes = bounding_boxes[keep] # ONet 预测 threshold = 0.7 faces = [] for b in bounding_boxes: w = b[2] - b[0] h = b[3] - b[1] size = max(w, h) img_sub = img[b[1]:b[3], b[0]:b[2]] img_resized = cv2.resize(img_sub, (48, 48)) img_resized = (img_resized - 127.5) / 128.0 img_resized = np.expand_dims(img_resized, axis=0) output = ONet.predict(img_resized) cls_prob = output[0][:,1] bbox_pred = output[1] landmark_pred = output[2] if cls_prob > threshold: score = cls_prob offset = bbox_pred landmark = landmark_pred xmin = int(b[0] + offset[0]*w) ymin = int(b[1] + offset[1]*h) xmax = int(b[2] + offset[2]*w) ymax = int(b[3] + offset[3]*h) x1 = xmin + landmark[0]*w y1 = ymin + landmark[1]*h x2 = xmin + landmark[2]*w y2 = ymin + landmark[3]*h x3 = xmin + landmark[4]*w y3 = ymin + landmark[5]*h x4 = xmin + landmark[6]*w y4 = ymin + landmark[7]*h faces.append([xmin, ymin, xmax, ymax, score, x1, y1, x2, y2, x3, y3, x4, y4]) return faces ``` 其中,nms函数实现了非极大值抑制: ```python def nms(dets, thresh, method='union'): x1 = dets[:, 0] y1 = dets[:, 1] x2 = dets[:, 2] y2 = dets[:, 3] scores = dets[:, 4] areas = (x2 - x1 + 1) * (y2 - y1 + 1) order = scores.argsort()[::-1] keep = [] while order.size > 0: i = order[0] keep.append(i) xx1 = np.maximum(x1[i], x1[order[1:]]) yy1 = np.maximum(y1[i], y1[order[1:]]) xx2 = np.minimum(x2[i], x2[order[1:]]) yy2 = np.minimum(y2[i], y2[order[1:]]) w = np.maximum(0.0, xx2 - xx1 + 1) h = np.maximum(0.0, yy2 - yy1 + 1) inter = w * h if method == 'union': ovr = inter / (areas[i] + areas[order[1:]] - inter) elif method == 'min': ovr = inter / np.minimum(areas[i], areas[order[1:]]) else: print('Unknown nms method!') inds = np.where(ovr <= thresh)[0] order = order[inds + 1] return keep ``` 最后,可以使用以下代码来进行人脸检测: ```python image = cv2.imread('test.jpg') faces = detect_faces(image) for face in faces: xmin, ymin, xmax, ymax = face[:4] cv2.rectangle(image, (xmin, ymin), (xmax, ymax), (0, 0, 255), 2) for i in range(5, 13, 2): x, y = int(face[i]), int(face[i+1]) cv2.circle(image, (x, y), 2, (0, 0, 255), -1) cv2.imshow('image', image) cv2.waitKey(0) cv2.destroyAllWindows() ```

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