OpenCV实现人脸检测及旋转处理

年会签到,拍自己的大头照,有的人可能会拍成横向的,需要旋转,用人脸检测并修正它(图片)。

1. 无脑检测步骤为: 1. opencv 读取图片,灰度转换 2. 使用CascadeClassifier()通过训练数据训练分类器 3. detectMultiScale()检测人脸

训练数据集下最基本的人脸haarcascade_frontalface_default.xml

2. 开始检测

1) 斜脸检测失败
用了一张逃避可耻但有用剧照,不知是gakki脸斜还是不清晰的缘故,face_cascade.detectMultiScale无结果。

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网上找了一张人脸图发现可以有结果[[436 142 604 604]]

2) 旋转图片,被裁剪
测试图片旋转90°,180°,270°时,发现有个问题。下面为旋转180°,90°的效果:90°(以及270°)的图片大小没变,导致横向过长,纵向太窄,图片被裁减。

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粗暴的尝试,直接用:

if angle in (90,270): w,h = h,w

转换宽高后,输出90°为:

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出现了奇怪的边框。

再来看一个45°的输出,也同样被裁剪

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直到我找到了 Rotate images (correctly) with OpenCV and Python 这篇文章,写的太好了,用的动图也恰到好处。

rotating oblong pills using the OpenCV’s standard cv2.getRotationMatrix2D and cv2.warpAffine functions caused me some problems that weren’t immediately obvious.

作者检测原型药片旋转没关系,用椭圆的药片就有被裁剪的问题,我上面的那些就是被裁剪了。

使用作者给的函数实验:

def rotate_bound(image, angle): # grab the dimensions of the image and then determine the # center (h, w) = image.shape[:2] (cX, cY) = (w // 2, h // 2) # grab the rotation matrix (applying the negative of the # angle to rotate clockwise), then grab the sine and cosine # (i.e., the rotation components of the matrix) M = cv2.getRotationMatrix2D((cX, cY), -angle, 1.0) cos = np.abs(M[0, 0]) sin = np.abs(M[0, 1]) # compute the new bounding dimensions of the image nW = int((h * sin) + (w * cos)) nH = int((h * cos) + (w * sin)) # adjust the rotation matrix to take into account translation M[0, 2] += (nW / 2) - cX M[1, 2] += (nH / 2) - cY # perform the actual rotation and return the image return cv2.warpAffine(image, M, (nW, nH))

-45°旋转

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-90°旋转

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完成。

4) 自动旋转图片

作者旋转的很好看,所以也模仿了一把,将自己展示图片的函数改为:「 获取图片宽高,然后动态改变宽高显示图片,ms参数为停留的毫秒数(宽高除以3是因为图片太大了,展示不好看)」

def show(img, ms=0): """ 显示 """ cv2.imshow('show', img) h, w = img.shape[:2] cv2.resizeWindow("show", w//3, h//3) cv2.waitKey(ms)

用自己之前不正确的旋转函数rotate_img_old测试,有裁剪

for angle in range(0,360,10): show(rotate_img_bad(img_bgr, angle), 200)

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用正确的测试:裴斐科特

for angle in range(0,360,10): show(rotate_img(img_bgr, angle), 200)

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3) 再试gakki图

range(0,360,45)以45°为步长检测,发现-315°(即45°)有结果:

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检测到两处人脸:修改配置 每次缩减比例:scaleFactor=1.2,检测多次: minNeighbors=10

# 探测图片中的人脸 faces = face_cascade.detectMultiScale( img_gray, scaleFactor=1.2, # 每次缩减比例 minNeighbors=10, # 检测多次 flags=cv2.CASCADE_SCALE_IMAGE, minSize=(50,50) )

之后检测,只有一处。

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4. 生成头像

最后,想截取有效的最大头像,

90°旋转裁剪

在这次真实的年会场合实际使用的时候,不能转45°去裁剪显示,斜着头拍照的可不想转成正经的证件照,

所以只用转90°然后裁剪其中最大正方形,取高和宽中小的一个。较简单,蓝色为实际裁剪区域。

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斜的图则不可这样,会裁剪黑色的区域,(避免脸在图中过小,取了**检测到的脸宽*2.5长度**)

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