模式识别大作业——人脸检测与识别平台
本项目是一个简易的人脸检测识别平台，提供了人脸信息录入和人脸识别的功能。前端采用 html+css+js，后端采用 pytorch，前后端交互采用 flask。
0 环境依赖
flask==2.0.1
werkzeug==2.0.1
torch==1.10.1
torchvision==0.11.1
pillow==8.2.0
1 文件结构
MTCNN_FaceNet：人脸检测算法接口
simplified：人脸识别算法接口
static：静态资源文件夹（包含数据库）
templates：前端Html框架
app.py：前后端交互flask框架
2 人脸识别算法——facenet
-
一次性导入数据库：使用
face_in.py，请将数据库中每个人组织成单个文件夹的形式，如图
- 格式为 python face_in.py -i
-d - 样例输入：python face_in.py -i In_data -d dataset.json
- 样例输出：在当前工作目录下生成（default）名为"dataset.json"的文件，即为数据库
- 若为直接调用函数的话，传入包含上面两种信息的字典即可，输出不变
- 即类似 {'image_path':<>, 'dataset_path':<>} 的参数
- 格式为 python face_in.py -i
-
添加单个人像：使用
face_append.py，格式为 python face_append.py -i-n -d - 样例输入：python face_append.py -i In_data/acatsa/acatsa.1.jpg -n acatsa -d dataset.json
- 样例输出：修改指定的 dataset.json，向其中添加新的人脸数据
- 若为直接调用函数的话，传入包含上面三种信息的字典即可，输出不变
- 即类似 {'image_path':<>, 'dataset_path':<>, 'name':<>} 的参数
-
从数据库中判别人脸：使用
classify_func.py，格式为 python classify_func.py -i-d - 样例输入: python classify_func.py -i In_data/acatsa/acatsa.1.jpg -d dataset.json
- 样例输出：'acatsa'
- 若为直接调用函数的话，传入包含上面三种信息的字典即可，输出不变
- 即类似 {'image_path':<>, 'dataset_path':<>} 的参数
-
剪切人脸 和 输出特征向量的 接口，见
interface.py中的 mtcnn_single() 和 embedding_single() 函数- mtcnn_single()
- 输入：字典，{'image_path':<>, 'save_path':< default:None >}
- 输出：返回剪切后的图片，同时在 save_path 保存剪切后的图片
- embedding_single()
- 输入：字典， {'image_path':<>}
- 输出：返回编码向量
- mtcnn_single()
-
一键将图片库中人脸进行 mtcnn 剪裁，见 mtcnn_trans() 函数
-
输入：字典，{'image_path':<>}
-
输出：无返回值，剪裁后替换原有图片位置
-
注意：需要图片库的组织形式如本文开头 face_in.py 的要求那样见 mtcnn_trans() 函数
-
-
classify_test() 函数
- 输入：字典，{'img_path':<>, 'dataset_path':<>, 'origin_data':<>}
- img_path，输入图片的路径位置
- dataset_path，之前保存的数据 json
- origin_data，图片的保存位置，即各个人脸的总保存位置
- 就像上面这样的话，origin_data = 'In_data'
- 输出：
- 若找到匹配的人脸。返回路径，示例：'In_data/acatsa/acatsa_1.jpg'
- 若未找到，返回字符串 'no matched people'
- 输入：字典，{'img_path':<>, 'dataset_path':<>, 'origin_data':<>}
3 人脸检测算法——mtcnn
4 平台使用
本平台采用flask框架搭建，运行时，在flask_FC文件夹下打开终端，运行如下指令：
python -m flask run
在浏览器中输入网址 http://127.0.0.1:5000/。
前端设置了两个接口，分别进行信息录入和人脸截图识别。将新录入的人脸图片传入后端，可利用mtcnn算法进行人脸检测，在数据库中加入该用户的人脸信息；将视频流截图后的图片传入后端，可利用facenet算法进行人脸识别，在后台数据库中信息匹配，返回识别成功或错误信息。
4.1 人脸信息录入
form表单将文件流传入后端 —— mtcnn接口检测人脸 —— DataBase中更新图片信息 —— dataset.json中更新编码信息 —— 检测人脸图片返回前端
aaa.html
">
<form action="/" id="uploadForm" method="post" enctype="multipart/form-data" > <button class="btn btn-danger" type="submit" > <h3>Enter Photo to experienceh3> button> <input type="file" name="photo"> form>
app.py
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def upinfo():
if request.method == 'POST':
if request.files.get('photo'):
# 创建文件夹，保存录入图片
photo = request.files.get('photo')
basepath = os.path.dirname(__file__)
filename = secure_filename(photo.filename)
uploadpath = os.path.join(basepath, 'static/DataBase', filename[:-4], filename)
path = os.path.join(basepath, 'static/DataBase', filename[:-4])
if not path:
os.makedirs(path)
Reshape = transforms.Resize((160, 160))
trans = transforms.Compose([Reshape])
img = trans(tojpg(Image.open(photo)))
save_path = uploadpath
newphoto = mtcnn_single(img, save_path=save_path)
# 更新dataset.json
args = {'image_path': uploadpath, "dataset_path": 'static/face_dataset.json', 'name': filename[:-4]}
face_append(args)
return render_template('aaa.html', output='DataBase/' + filename[:-4] + '/' + filename)
return render_template('aaa.html')
4.2 视频流截图检测
前端视频流截图传入后端 —— facenet接口识别人脸 —— 后端数据库匹配 —— 返回数据库已录入图片（匹配成功）/返回失败信息
aaa.html
">
<video id="myVideo" autoplay>video> <script> let v = document.getElementById("myVideo"); //create a canvas to grab an image for upload let imageCanvas = document.createElement('canvas'); let imageCtx = imageCanvas.getContext("2d"); //Add file blob to a form and post function postFile(file) { let formdata = new FormData(); formdata.append("image", file); let xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open('POST', 'http://localhost:5000/', true); xhr.onload = function () { if (this.status === 200){ var path = JSON.parse(this.response)['path'] console.log(this.response['path']); $('#img').attr('src',path); } else console.error(xhr); }; xhr.send(formdata); } //Get the image from the canvas function sendImagefromCanvas() { //Make sure the canvas is set to the current video size imageCanvas.width = v.videoWidth; imageCanvas.height = v.videoHeight; imageCtx.drawImage(v, 0, 0, v.videoWidth, v.videoHeight); //Convert the canvas to blob and post the file imageCanvas.toBlob(postFile, 'image/jpeg'); } //Take a picture on click v.onclick = function() { console.log('click'); sendImagefromCanvas(); }; window.onload = function () { //Get camera video navigator.mediaDevices.getUserMedia({video: {width: 640, height: 360}, audio: false}) .then(stream => { v.srcObject = stream; }) .catch(err => { console.log('navigator.getUserMedia error: ', err) }); }; script>
app.py
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def upinfo():
if request.method == 'POST':
if request.files['image']:
photo = request.files['image']
basepath = os.path.dirname(__file__)
filename = secure_filename(photo.filename)
uploadpath = os.path.join(basepath, 'static/screenshot', filename)
photo.save(uploadpath + '.jpg')
Reshape = transforms.Resize((160, 160))
trans = transforms.Compose([Reshape])
img = trans(tojpg(Image.open(photo)))
save_path = 'static/recognized_screenshot/' + "recognized_" + filename + '.jpg'
newphoto = mtcnn_single(img, save_path=save_path)
uploadpath = os.path.join(basepath, 'static/recognized_screenshot', 'recognized_'+filename)
args = {'img_path': uploadpath + '.jpg', 'dataset_path': 'static/face_dataset.json',
'origin_data': 'static/DataBase'}
out = classify_test(args)
if out != "no matched people":
print("数据库存储路径：" + out)
print("识别成功！")
else:
print(out)
print("数据库中不存在该人脸信息！")
return {'path': out}
return render_template('aaa.html')
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85 Dec 28, 2022
64 Nov 10, 2022
19 Dec 07, 2022
37 Dec 17, 2022
30 Nov 24, 2022
533 Dec 30, 2022
169 Dec 20, 2022
131 Dec 05, 2022
653 Dec 19, 2022
36 Dec 12, 2022
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9 Jul 14, 2022
48 Dec 23, 2022
15 Dec 29, 2022
50 Dec 29, 2022