概述

人臉識(shí)別，是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部識(shí)別。

本項(xiàng)目中我們將實(shí)現(xiàn)攝像頭人臉識(shí)別效果，包含人名標(biāo)簽和識(shí)別框，并結(jié)合燈帶的亮燈狀態(tài)制作人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)。
（最終效果視頻）

項(xiàng)目基礎(chǔ)

人臉識(shí)別

硬件準(zhǔn)備：

AI主控：LattePanda
輸入輸出設(shè)備：5英寸顯示屏、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、攝像頭

人臉信息錄入：

1、雙擊桌面上的“startpage.sh”，打開(kāi)JupyterLab，切換到“home/lattepanda/桌面/LattePanda&AI項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)/”目錄下，如下圖，檢查一下項(xiàng)目必需的3個(gè)文件；

2、雙擊進(jìn)入“圖片拍攝”文件夾；

3、雙擊打開(kāi)程序，修改拍攝的照片數(shù)量，例如for index in range(3)；

樣例代碼：

4、選擇無(wú)其他人、無(wú)雜物的背景，正眼看著攝像頭，然后運(yùn)行程序，拍攝的圖片會(huì)在程序同目錄下依次出現(xiàn)；

5、雙擊圖片查看拍攝效果；

6、選擇效果最好的一張，重命名為此人的姓名；

7、將照片復(fù)制到“LattePanda&AI-人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)”文件夾下。

程序編寫(xiě)：

1、雙擊打開(kāi)“人臉識(shí)別.ipynb”；

樣例代碼：

復(fù)制代碼 隱藏代碼

1. #導(dǎo)入人臉識(shí)別模塊
2. from faceRecognition import *
4. #人臉檢測(cè)與識(shí)別文件調(diào)用
5. faceDetectorPath = "face-detection-retail-0005.xml"
6. landmarksPath = "landmarks-regression-retail-0009.xml"
7. faceReidentificationPath = "face-reidentification-retail-0095.xml"
9. #調(diào)用訓(xùn)練模型文件
10. model = Model()
12. model.load(faceDetectorPath = faceDetectorPath,
13. landmarksPath = landmarksPath,
14. faceReidentificationPath = faceReidentificationPath)
16. #初始化攝像頭與窗口
17. camera = Camera()
18. screen = Screen("人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)", (0,0,0))
20. #打開(kāi)手寫(xiě)數(shù)字交互窗口，按下“Q”鍵退出窗口
21. if_run = 1
22. while (if_run == 1):
23. #從攝像頭獲取圖片
24. image = camera.read(flip = False)
25. #圖片剪裁
26. image = model.clipResizeFrame(image)
27. screen.clear()
28. #獲取人臉識(shí)別結(jié)果并在屏幕上顯示識(shí)別標(biāo)簽
29. results = model.predict(image)
30. screen.putImage(image, 80, 0, 640, 480)
31. for roi, landmarks, identity in zip(*results):
32. x, y = roi.position
33. w, h = roi.size
34. screen.putTag(identity, x+80, y, w, h, bg=(0,255,0))
36. #打開(kāi)與顯示交互窗口，如果按下Q鍵，將無(wú)法進(jìn)入下一次while循環(huán)
37. if screen.show():
38. if_run = 0
39. screen.quit()

復(fù)制代碼

2、運(yùn)行程序，當(dāng)執(zhí)行到最后一個(gè)單元格時(shí)，會(huì)打開(kāi)交互窗口。
未識(shí)別到人臉：

檢測(cè)到未知人臉：

識(shí)別到已知人臉，并顯示此人姓名：

3、按鍵盤(pán)上的“Q”鍵可退出交互窗口。

項(xiàng)目進(jìn)階

人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)

如果讓人臉作為門(mén)禁系統(tǒng)的鑰匙，會(huì)使我們的生活更方便快捷。當(dāng)識(shí)別到主人的人臉時(shí)，燈帶亮綠燈，表示準(zhǔn)許進(jìn)入；否則顯示紅燈。

硬件準(zhǔn)備：

主控：Arduino UNO、IO 傳感器擴(kuò)展板 V7.1
模塊：WS2812 RGB 全彩燈帶

硬件連接圖：

*WS2812上有7個(gè)RGB燈，程序中的np[0]表示第一個(gè)燈，程序中的np[1]表示第二個(gè)燈。

程序編寫(xiě)：

雙擊打開(kāi)“人臉識(shí)別_燈帶.ipynb”；

樣例代碼：

復(fù)制代碼 隱藏代碼

1. #導(dǎo)入人臉識(shí)別模塊
2. from faceRecognition import *
3. import time
4. from pinpong.board import Board,Pin,NeoPixel
6. NEOPIXEL_PIN = Pin.D7
7. PIXELS_NUM = 1 #燈數(shù)，如果需要多個(gè)燈亮，請(qǐng)改此數(shù)值
9. #初始化，選擇板型和端口號(hào)
10. Board("uno", "/dev/ttyUSB0").begin()
12. np = NeoPixel(Pin(NEOPIXEL_PIN), PIXELS_NUM) #np[0]表示第一個(gè)燈，np[1]表示第二個(gè)燈，以此類(lèi)推
14. #人臉檢測(cè)與識(shí)別文件調(diào)用
15. faceDetectorPath = "face-detection-retail-0005.xml"
16. landmarksPath = "landmarks-regression-retail-0009.xml"
17. faceReidentificationPath = "face-reidentification-retail-0095.xml"
19. #調(diào)用訓(xùn)練模型文件
20. model = Model()
22. model.load(faceDetectorPath = faceDetectorPath,
23. landmarksPath = landmarksPath,
24. faceReidentificationPath = faceReidentificationPath)
26. #初始化攝像頭與窗口
27. camera = Camera()
28. screen = Screen("人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)", (0,0,0))
30. #打開(kāi)手寫(xiě)數(shù)字交互窗口，按下“Q”鍵退出窗口
31. if_run = 1
32. led = 0
33. count = 0
34. while (if_run == 1):
35. #從攝像頭獲取圖片
36. image = camera.read(flip = False)
37. #圖片剪裁
38. image = model.clipResizeFrame(image)
39. screen.clear()
40. #獲取人臉識(shí)別結(jié)果并在屏幕上顯示識(shí)別標(biāo)簽
41. results = model.predict(image)
42. screen.putImage(image, 80, 0, 640, 480)
43. for roi, landmarks, identity in zip(*results):
44. x, y = roi.position
45. w, h = roi.size
46. screen.putTag(identity, x+80, y, w, h, bg=(0,255,0))
48. #count>30,修改30可調(diào)節(jié)切換燈顏色的速度
49. if identity != "未知人臉" and count>30:
50. np[0] = (0, 255 ,0) #設(shè)置第一個(gè)燈亮綠色
51. #np[1] = (0, 255 ,0) #設(shè)置第二個(gè)燈亮綠色
52. count = 0
53. elif identity == "未知人臉" and count>30:
54. np[0] = (255, 0 ,0) #設(shè)置第一個(gè)燈亮紅色
55. #np[1] = (255, 0 ,0) #設(shè)置第二個(gè)燈亮紅色
56. count = 0
57. count+=1
60. #打開(kāi)與顯示交互窗口，如果按下Q鍵，將無(wú)法進(jìn)入下一次while循環(huán)
61. if screen.show():
62. if_run = 0
63. screen.quit()

復(fù)制代碼

運(yùn)行效果：

當(dāng)識(shí)別到已知人臉時(shí)，燈帶的第一個(gè)燈亮綠色；

當(dāng)屏幕中沒(méi)有人臉或者是未知人臉時(shí)，燈帶的第一個(gè)燈亮紅色。

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