Opencv实战【1】人脸检测并对ROI区域进行部分处理(变身乔碧萝!!!)

步骤:

1、利用Opencv自带的分类器检测人脸

预备知识:Haar特征分类器

Haar特征分类器就是一个XML文件,该文件中会描述人体各个部位的Haar特征值。包括人脸、眼睛、嘴唇等等。
Haar特征分类器存放地址:
(找自己的安装目录)
1、D:\opencv\opencv4.0\opencv4.0.0\sources\data\haarcascades
2、D:\opencv\opencv4.0\opencv4.0.0\build\etc\haarcascades
总览一下:

haarcascade_eye.xml	;仅可以检测睁开的眼睛
haarcascade_eye_tree_eyeglasses.xml;仅在带被检测者戴眼镜时方可检测
haarcascade_frontalcatface.xml
haarcascade_frontalcatface_extended.xml
haarcascade_frontalface_alt.xml
haarcascade_frontalface_alt_tree.xml
haarcascade_frontalface_alt2.xml;个人感觉这个好用点
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函数详解

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()
);

函数介绍:
参数1:image–待检测图片,一般为灰度图像加快检测速度;
参数2:objects–被检测物体的矩形框向量组;
参数3:scaleFactor–表示在前后两次相继的扫描中,搜索窗口的比例系数。默认为1.1即每次搜索窗口依次扩大10%;
参数4:minNeighbors–表示构成检测目标的相邻矩形的最小个数(默认为3个)。
如果组成检测目标的小矩形的个数和小于 min_neighbors - 1 都会被排除。
如果min_neighbors 为 0, 则函数不做任何操作就返回所有的被检候选矩形框,
这种设定值一般用在用户自定义对检测结果的组合程序上;
参数5:flags–要么使用默认值,要么使用CV_HAAR_DO_CANNY_PRUNING,如果设置为
CV_HAAR_DO_CANNY_PRUNING,那么函数将会使用Canny边缘检测来排除边缘过多或过少的区域,
因此这些区域通常不会是人脸所在区域;
参数6、7:minSize和maxSize用来限制得到的目标区域的范围。
代码实现:

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

using namespace cv;
using namespace std;


//训练文件路径
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\\新垣结衣\\test2.jpg");
	imshow("input image", img);
	//【1】加载分类器
	CascadeClassifier detector;
	detector.load(xmlPath);
	if (!detector.load(xmlPath))   //加载训练文件  
	{
		cout << "不能加载指定的xml文件" << endl;
		return -1;
	}
	//【2】检测人脸,将信息存储到矩形类faces中
	vector<Rect> faces;
	//OpenCV的Rect矩形类用法
	//如果创建一个Rect对象rect那么rect会有以下几个功能:
	//rect.area();     //返回rect的面积 
	//rect.size();     //返回rect的尺寸
	//rect.tl();       //返回rect的左上顶点的座标 
	//rect.br();       //返回rect的右下顶点的座标
	//rect.width();    //返回rect的宽度 
	//rect.height();   //返回rect的高度 
	//rect.contains(Point(x, y));  //返回布尔变量,判断rect是否包含Point(x, y)点
	detector.detectMultiScale(img,faces, 1.1, 3, 0);//分类器对象调用
	//【3】框出人脸
	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个的face的矩形类
		//2代表线条宽度8是线型,默认取8
	}
	namedWindow("Result", WINDOW_NORMAL);     //定义窗口显示属性
	imshow("Result", img);
	waitKey(0);
	return 0;
}

2、对人脸矩形框内进行一些处理(这里只对灰度图进行处理)

1、打马赛克(这里我们使用均值滤波)

//打马赛克函数
void mosaic(Mat& srcImage, Mat& dstImage, int times)
{
	blur(srcImage,dstImage, Size(times*2+1, times * 2 + 1));
}

2、换成其他图片(使用resize,根据人脸区域进行大小改变)//变身乔碧萝

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

3、美颜磨皮(双边滤波)

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

4、视频处理
(模板)

VideoCapture capture(0);
//VideoCapture capture("D:\\opencv_picture_test\\videos\\脸.avi");		
while (1)
	{
		Mat img;
		capture >> img;	//读取当前帧
		//imshow("原视频", img);	//显示当前帧
		cvtColor(img,img, COLOR_BGR2GRAY);		//转化为灰度图
		Mat dstImage = img.clone();
		//【2】检测人脸,将信息存储到矩形类faces中
		vector<Rect> faces;
		detector.detectMultiScale(img, faces, 1.1, 3, 0);//分类器对象调用
		//【3】修改区域信息
		.......
		//修改完毕
		imshow("处理后的视频", dstImage);	//显示当前帧
		if(waitKey(10) >=0 ) break;	//延时10ms
	}

完整的代码(视频+贴图):

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

using namespace cv;
using namespace std;


//训练文件路径
string xmlPath = "D:\\opencv\\opencv4.0\\opencv4.0.0\\build\\etc\\haarcascades\\haarcascade_frontalface_alt2.xml";
//打马赛克函数
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\\趣图景图\\小猪.jpg",0);
	//imshow("input image", img);
	//【1】加载分类器
	CascadeClassifier detector;
	detector.load(xmlPath);
	if (!detector.load(xmlPath))   //加载训练文件  
	{
		cout << "不能加载指定的xml文件" << endl;
		return -1;
	}
	//调用摄像头
	VideoCapture capture(0);		//类似于 int a=1;
	//VideoCapture capture("D:\\opencv_picture_test\\videos\\脸.avi");		//类似于 int a=1;
	while (1)
	{
		Mat img;
		capture >> img;	//读取当前帧
		//imshow("原视频", img);	//显示当前帧
		cvtColor(img,img, COLOR_BGR2GRAY);		//转化为灰度图
		Mat dstImage = img.clone();
		//【2】检测人脸,将信息存储到矩形类faces中
		vector<Rect> faces;
		detector.detectMultiScale(img, faces, 1.1, 3, 0);//分类器对象调用
		//【3】修改区域信息
		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++)	//行循环
			{
				for (int i = 0;i < cols;i++)	//列循环
				{
					//-------【开始处理每个像素】---------------
					ROI.at<uchar>(j, i) = img.at<uchar>(j + start_y, i + start_x);
					//-------【处理结束】---------------
				}
			}
			//马赛克化
			//mosaic(ROI,dstROI,10);
			//贴图
			paste(img2,dstROI);
			//去雀斑(磨皮)
			//clearFreckle(ROI, dstROI, 10);
			for (int j = 0;j < rows;j++)	//行循环
			{
				for (int i = 0;i < cols;i++)	//列循环
				{
					//-------【开始处理每个像素】---------------
					dstImage.at<uchar>(j + start_y, i + start_x) = dstROI.at<uchar>(j, i);
					//-------【处理结束】---------------
				}
			}
		}
		imshow("处理后的视频", dstImage);	//显示当前帧
		if(waitKey(10) >=0 ) break;	//延时10ms
	}
	return 0;
}

效果展示

1、马赛克效果
裴佳欣
2、磨皮效果(脸蛋更加白净!!!)
双边滤波
3、变身乔碧萝
视频放不上来,就放gif动态图了。
在这里插入图片描述

参考链接

haarcascade_eye.xml、eye_tree_eyeglasses.xml、haarcascade_lefteye_2splits.xml区别使用
OpenCV人脸识别–detectMultiScale函数

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