Opencv實戰【1】人臉檢測並對ROI區域進行部分處理(變身喬碧蘿!!!)

步驟:

1、利用Opencv自帶的分類器檢測人臉

預備知識:Haar特徵分類器

Haar特徵分類器就是一個XML文件,該文件中會描述人體各個部位的Haar特徵值。包括人臉、眼睛、嘴脣等等。
Haar特徵分類器存放地址:
(找自己的安裝目錄)
1、D:\opencv\opencv4.0\opencv4.0.0\sources\data\haarcascades
2、D:\opencv\opencv4.0\opencv4.0.0\build\etc\haarcascades
總覽一下:

haarcascade_eye.xml	;僅可以檢測睜開的眼睛
haarcascade_eye_tree_eyeglasses.xml;僅在帶被檢測者戴眼鏡時方可檢測
haarcascade_frontalcatface.xml
haarcascade_frontalcatface_extended.xml
haarcascade_frontalface_alt.xml
haarcascade_frontalface_alt_tree.xml
haarcascade_frontalface_alt2.xml;個人感覺這個好用點
haarcascade_frontalface_default.xml
haarcascade_fullbody.xml
haarcascade_lefteye_2splits.xml
haarcascade_licence_plate_rus_16stages.xml
haarcascade_lowerbody.xml
haarcascade_profileface.xml
haarcascade_righteye_2splits.xml
haarcascade_russian_plate_number.xml
haarcascade_smile.xml
haarcascade_upperbody.xml

detectMultiScale函數詳解

void detectMultiScale(
	const Mat& image,
	CV_OUT vector<Rect>& objects,
	double scaleFactor = 1.1,
	int minNeighbors = 3, 
	int flags = 0,
	Size minSize = Size(),
	Size maxSize = Size()
);

函數介紹:
參數1:image–待檢測圖片,一般爲灰度圖像加快檢測速度;
參數2:objects–被檢測物體的矩形框向量組;
參數3:scaleFactor–表示在前後兩次相繼的掃描中,搜索窗口的比例係數。默認爲1.1即每次搜索窗口依次擴大10%;
參數4:minNeighbors–表示構成檢測目標的相鄰矩形的最小個數(默認爲3個)。
如果組成檢測目標的小矩形的個數和小於 min_neighbors - 1 都會被排除。
如果min_neighbors 爲 0, 則函數不做任何操作就返回所有的被檢候選矩形框,
這種設定值一般用在用戶自定義對檢測結果的組合程序上;
參數5:flags–要麼使用默認值,要麼使用CV_HAAR_DO_CANNY_PRUNING,如果設置爲
CV_HAAR_DO_CANNY_PRUNING,那麼函數將會使用Canny邊緣檢測來排除邊緣過多或過少的區域,
因此這些區域通常不會是人臉所在區域;
參數6、7:minSize和maxSize用來限制得到的目標區域的範圍。
代碼實現:

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#include "windows.h"
#include <stdio.h>
#include "My_ImageProssing_base.h"

using namespace cv;
using namespace std;


//訓練文件路徑
string xmlPath = "D:\\opencv\\opencv4.0\\opencv4.0.0\\build\\etc\\haarcascades\\haarcascade_frontalface_alt2.xml";

int main(int argc, char** atgv) {
	Mat img = imread("D:\\opencv_picture_test\\beauty\\裴佳欣.png",0);
	//Mat img = imread("D:\\opencv_picture_test\\新垣結衣\\test2.jpg");
	imshow("input image", img);
	//【1】加載分類器
	CascadeClassifier detector;
	detector.load(xmlPath);
	if (!detector.load(xmlPath))   //加載訓練文件  
	{
		cout << "不能加載指定的xml文件" << endl;
		return -1;
	}
	//【2】檢測人臉,將信息存儲到矩形類faces中
	vector<Rect> faces;
	//OpenCV的Rect矩形類用法
	//如果創建一個Rect對象rect那麼rect會有以下幾個功能:
	//rect.area();     //返回rect的面積 
	//rect.size();     //返回rect的尺寸
	//rect.tl();       //返回rect的左上頂點的座標 
	//rect.br();       //返回rect的右下頂點的座標
	//rect.width();    //返回rect的寬度 
	//rect.height();   //返回rect的高度 
	//rect.contains(Point(x, y));  //返回布爾變量,判斷rect是否包含Point(x, y)點
	detector.detectMultiScale(img,faces, 1.1, 3, 0);//分類器對象調用
	//【3】框出人臉
	for (size_t t = 0; t < faces.size(); t++) {
		rectangle(img, faces[t], Scalar(0, 0, 255), 2, 8);
		//faces[t]表示第t個的face的矩形類
		//2代表線條寬度8是線型,默認取8
	}
	namedWindow("Result", WINDOW_NORMAL);     //定義窗口顯示屬性
	imshow("Result", img);
	waitKey(0);
	return 0;
}

2、對人臉矩形框內進行一些處理(這裏只對灰度圖進行處理)

1、打馬賽克(這裏我們使用均值濾波)

//打馬賽克函數
void mosaic(Mat& srcImage, Mat& dstImage, int times)
{
	blur(srcImage,dstImage, Size(times*2+1, times * 2 + 1));
}

2、換成其他圖片(使用resize,根據人臉區域進行大小改變)//變身喬碧蘿

void paste(Mat& srcImage, Mat& dstImage)
{
	resize(srcImage,dstImage, dstImage.size());
}

3、美顏磨皮(雙邊濾波)

void clearFreckle(Mat& srcImage, Mat& dstImage, int times)
{
	bilateralFilter(srcImage, dstImage,times, times*2, times/2);
}

4、視頻處理
(模板)

VideoCapture capture(0);
//VideoCapture capture("D:\\opencv_picture_test\\videos\\臉.avi");		
while (1)
	{
		Mat img;
		capture >> img;	//讀取當前幀
		//imshow("原視頻", img);	//顯示當前幀
		cvtColor(img,img, COLOR_BGR2GRAY);		//轉化爲灰度圖
		Mat dstImage = img.clone();
		//【2】檢測人臉,將信息存儲到矩形類faces中
		vector<Rect> faces;
		detector.detectMultiScale(img, faces, 1.1, 3, 0);//分類器對象調用
		//【3】修改區域信息
		.......
		//修改完畢
		imshow("處理後的視頻", dstImage);	//顯示當前幀
		if(waitKey(10) >=0 ) break;	//延時10ms
	}

完整的代碼(視頻+貼圖):

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#include "windows.h"
#include <stdio.h>
#include "My_ImageProssing_base.h"

using namespace cv;
using namespace std;


//訓練文件路徑
string xmlPath = "D:\\opencv\\opencv4.0\\opencv4.0.0\\build\\etc\\haarcascades\\haarcascade_frontalface_alt2.xml";
//打馬賽克函數
void mosaic(Mat& srcImage, Mat& dstImage, int times)
{
	blur(srcImage,dstImage, Size(times*2+1, times * 2 + 1));
}
void clearFreckle(Mat& srcImage, Mat& dstImage, int times)
{
	bilateralFilter(srcImage, dstImage,times, times*2, times/2);
}
void paste(Mat& srcImage, Mat& dstImage)
{
	resize(srcImage,dstImage, dstImage.size());
}
int main() 
{
	//Mat img = imread("D:\\opencv_picture_test\\beauty\\裴佳欣.png",0);
	Mat img2 = imread("D:\\opencv_picture_test\\趣圖景圖\\小豬.jpg",0);
	//imshow("input image", img);
	//【1】加載分類器
	CascadeClassifier detector;
	detector.load(xmlPath);
	if (!detector.load(xmlPath))   //加載訓練文件  
	{
		cout << "不能加載指定的xml文件" << endl;
		return -1;
	}
	//調用攝像頭
	VideoCapture capture(0);		//類似於 int a=1;
	//VideoCapture capture("D:\\opencv_picture_test\\videos\\臉.avi");		//類似於 int a=1;
	while (1)
	{
		Mat img;
		capture >> img;	//讀取當前幀
		//imshow("原視頻", img);	//顯示當前幀
		cvtColor(img,img, COLOR_BGR2GRAY);		//轉化爲灰度圖
		Mat dstImage = img.clone();
		//【2】檢測人臉,將信息存儲到矩形類faces中
		vector<Rect> faces;
		detector.detectMultiScale(img, faces, 1.1, 3, 0);//分類器對象調用
		//【3】修改區域信息
		for (size_t t = 0; t < faces.size(); t++)
		{
			int rows = faces[t].height;
			int cols = faces[t].width;
			int start_y = faces[t].y;
			int start_x = faces[t].x;
			Mat ROI(rows, cols, CV_8UC1, Scalar(0));
			Mat dstROI(rows, cols, CV_8UC1, Scalar(0));
			for (int j = 0;j < rows;j++)	//行循環
			{
				for (int i = 0;i < cols;i++)	//列循環
				{
					//-------【開始處理每個像素】---------------
					ROI.at<uchar>(j, i) = img.at<uchar>(j + start_y, i + start_x);
					//-------【處理結束】---------------
				}
			}
			//馬賽克化
			//mosaic(ROI,dstROI,10);
			//貼圖
			paste(img2,dstROI);
			//去雀斑(磨皮)
			//clearFreckle(ROI, dstROI, 10);
			for (int j = 0;j < rows;j++)	//行循環
			{
				for (int i = 0;i < cols;i++)	//列循環
				{
					//-------【開始處理每個像素】---------------
					dstImage.at<uchar>(j + start_y, i + start_x) = dstROI.at<uchar>(j, i);
					//-------【處理結束】---------------
				}
			}
		}
		imshow("處理後的視頻", dstImage);	//顯示當前幀
		if(waitKey(10) >=0 ) break;	//延時10ms
	}
	return 0;
}

效果展示

1、馬賽克效果
裴佳欣
2、磨皮效果(臉蛋更加白淨!!!)
雙邊濾波
3、變身喬碧蘿
視頻放不上來,就放gif動態圖了。
在這裏插入圖片描述

參考鏈接

haarcascade_eye.xml、eye_tree_eyeglasses.xml、haarcascade_lefteye_2splits.xml區別使用
OpenCV人臉識別–detectMultiScale函數

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