利用python进行人脸识别的基本开发(4)

本文深入探讨了使用Python进行人脸识别的高级技巧,包括如何提高识别率、实现生物活体检测、设计用户界面以及处理核心逻辑。文章详细介绍了通过Qt5模块设计界面的方法,以及如何分块设计程序,涵盖摄像头操作、人脸捕获、识别和图片保存等功能。

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各位小白(包括我自己在内),沉寂了好几天,得继续完成这一环节的技术博客,书接上回,在本系列技术博客中—《利用python进行人脸识别的基本开发3》提到了如何提高识别率?还有一些问题在解决比如:通过摄像头如何判断识别到的人脸是生物活体?这个问题正在努力思考解决方案。(示例代码可以下载,赚点积分,没有积分的童鞋可以私信,我直接发给你)
https://download.youkuaiyun.com/download/lixingdetiankong1/12443156
现在,准备在初步掌握了人脸识别开发技能的基础上,增加更多丰富的内容,比如说程序界面的设计,这里主要是通过Qt 5模块来实现,要求技术小白要初步理解类,继承,线程,库、以及qt5模块当中频繁使用的信息槽等概念。我们要有一定的自学能力,通过不停的网络搜索筛选,找到适合自己的技术路线以及准确的知识储备。

现在介绍qt5模块的基本使用,在设计人员识别界面的过程中,如果对qt5模块比较陌生的话,建议百度一下qt5模块开发的流程,作为技术小白,先不要掌握编程的细节,要宏观的看Qt5模块设计的流程,掌握了流程之后,加上自己之前的编程积累,Qt5模块常见的控件很容易上手
Qt5在pycharm环境中的搭建,需要自行百度!
在这里插入图片描述
上面的开发界面是不是和C#,VB/VC/VS有相似的地方,首先将各个需要的模块拖动进去,然后在右侧的属性栏进行设置,这里需要注意的是Object.Name.的设置一定要在规定的地方,如果在右侧上方进行修改, 点击保存之后修改之并未真正保存到UI界面中。
上图对应的py文件及截图如下:在这里插入图片描述
这是怎么生成的?只要各位小白认真的去百度,这个过程是你增加熟练度的过程,千万不能忽视。这个过程也可以增强对qt5模块的认识,一定要自己上手走一遍!
下面我们来介绍一下分块设计的思路’;
1/将UI界面生成的py程序,作为一个库让他独立存在,在这个文件中不进行任何的过程处理!他只是继承了qt5类以及ui模块下各种控件窗体(对象),及其属性值。他是设计的源头,其他程序对他不能进行干扰,这个py文件作为库只能被调用。
2、设计一个处理程序,我这里简单的把它定义为Process.py。这个文件处理整个程序的核心逻辑,比如说开启摄像头,抓拍人,识别人脸,关闭摄像头,对抓拍图片进行从命名并保存。这些过程都要在这个py文件中完成!
3、设计一个主程序,它是一个程序入口,直接调用process.py.完成整个程序的运行.。在这个过程当中,利用了类的继承的概念,其中对为了对象,对象的属性,技术小白要有清晰的理解。
4、关于qt5模块中,信息槽的使用,大家也可以自行百度,百度文库中有比较详细的免费文本介绍。
5、下面上传代码,来了来了,他真的来了!

// An highlighted block
from PyQt5.QtCore import QFile
from PyQt5.QtWidgets import QFileDialog, QMessageBox
from PyQt5.QtGui import QImage, QPixmap
import face_recognition

from os import listdir
import threading
import cv2
class Display:
    def __init__(self, ui, mainWnd):
        self.ui = ui
        self.mainWnd = mainWnd
        self.isCamera = False
        self.isShoot = False
        ui.camopen.clicked.connect(self.open)
        ui.camclose.clicked.connect(self.close)
        ui.camshoot.clicked.connect(self.shoot)
        ui.faceRC.clicked.connect(self.RCface)
        ui.picnane.editingFinished.connect(self.shoot)
        self.stopEvent = threading.Event()
        self.stopEvent.clear()
    def open(self):
        self.isCamera = True
        self.cap = cv2.VideoCapture(1)
        th = threading.Thread(target=self.Display)
        th.start()
    def RCface(self):
        self.isRCface = True
        self.cap = cv2.VideoCapture(1)
        th1 = threading.Thread(target=self.Display1)
        th1.start()

    def shoot(self):
        self.isShoot = True
    def Display(self):
        self.ui.camopen.setEnabled(False)
        self.ui.camclose.setEnabled(True)
        while self.cap.isOpened():
            success, frame = self.cap.read()
            # RGBBGR
            frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_RGB2BGR)
            img = QImage(frame.data, frame.shape[1], frame.shape[0], QImage.Format_RGB888)
            self.ui.camlabel.setPixmap(QPixmap.fromImage(img))
            if self.isCamera:
                cv2.waitKey(1)
            else:
                cv2.waitKey(int(1000 / self.frameRate))
            if self.isShoot:
                facenane=self.ui.picnane.text()
                img.save(facenane + ".jpg")
                self.isShoot = False
            # 判断关闭事件是否已触发
            if True == self.stopEvent.is_set():
                # 关闭事件置为未触发,清空显示label
                self.stopEvent.clear()
                self.ui.camlabel.clear()
                self.ui.camclose.setEnabled(False)
                self.ui.camopen.setEnabled(True)
                break
    def Display1(self):
        filepath = 'C:/Users/Administrator/Desktop/recognitiongface1/screenshootUIpractice'  # 已知人脸图片文件夹 注意 如果会员图片后缀不是jpg 需要进行修改
        filename_list = listdir(filepath)
        known_face_names = []
        known_face_encodings = []
        a = 0

        for filename in filename_list:  # 依次读入列表中的内容
            a += 1
            if filename.endswith('jpg'):  # 后缀名'jpg'匹对
                known_face_names.append(filename[:-4])  # 把文件名字的后四位.jpg去掉获取人名
                file_str = filepath + '/' + filename
                a_images = face_recognition.load_image_file(file_str)
                # print(file_str)
                a_face_encoding = face_recognition.face_encodings(a_images)[0]
                known_face_encodings.append(a_face_encoding)
        print(known_face_names, a)

        face_locations = []
        face_encodings = []
        face_names = []
        process_this_frame = True
        self.ui.camopen.setEnabled(False)
        self.ui.camclose.setEnabled(True)

        # while self.cap.isOpened():
        #     success, frame1 = self.cap.read()
        #     # RGBBGR
        #     frame1 = cv2.cvtColor(frame1, cv2.COLOR_RGB2BGR)
        #     img = QImage(frame1.data, frame1.shape[1], frame1.shape[0], QImage.Format_RGB888)
        #     self.ui.camlabel.setPixmap(QPixmap.fromImage(img))
        #     if self.isCamera:
        #         cv2.waitKey(1)
        #     else:
        #         cv2.waitKey(int(1000 / self.frameRate))
        #     if self.isShoot:
        #         facenane=self.ui.picnane.text()
        #         img.save(facenane + ".jpg")
        #         self.isShoot = False
        #     # 判断关闭事件是否已触发
        #     if True == self.stopEvent.is_set():
        #         # 关闭事件置为未触发,清空显示label
        #         self.stopEvent.clear()
        #         self.ui.camlabel.clear()
        #         self.ui.camclose.setEnabled(False)
        #         self.ui.camopen.setEnabled(True)
        #         break
        while (self.cap.isOpened()):
            # 读取摄像头画面
            ret, frame = self.cap.read()
            if not ret:
                # 等同于 if ret is not none
                break

            # 改变摄像头图像的大小,图像小,所做的计算就少
            small_frame = cv2.resize(frame, (0, 0), fx=0.33, fy=0.33)

            # opencv的图像是BGR格式的,而我们需要是的RGB格式的,因此需要进行一个转换。
            rgb_small_frame = small_frame[:, :, ::-1]

            # Only process every other frame of video to save time
            if process_this_frame:
                # 根据encoding来判断是不是同一个人,是就输出true,不是为flase
                face_locations = face_recognition.face_locations(rgb_small_frame)
                face_encodings = face_recognition.face_encodings(rgb_small_frame, face_locations)

                face_names = []
                for face_encoding in face_encodings:
                    # 默认为unknown
                    matches = face_recognition.compare_faces(known_face_encodings, face_encoding, tolerance=0.38)
                    # 阈值太低容易造成无法成功识别人脸,太高容易造成人脸识别混淆 默认阈值tolerance为0.6
                    # print(matches)
                    name = "Unknown"

                    # if match[0]:
                    #     name = "michong"
                    # If a match was found in known_face_encodings, just use the first one.
                    if True in matches:
                        first_match_index = matches.index(True)
                        name = known_face_names[first_match_index]

                    face_names.append(name)

            process_this_frame = not process_this_frame

            # 将捕捉到的人脸显示出来
            for (top, right, bottom, left), name in zip(face_locations, face_names):
                # Scale back up face locations since the frame we detected in was scaled to 1/4 size
                # 由于我们检测到的帧被缩放到1/4大小,所以要缩小面位置
                top *= 3
                right *= 3
                bottom *= 3
                left *= 3

                # 矩形框
                cv2.rectangle(frame, (left, top), (right, bottom), (0, 0, 255), 2)

                # 引入ft2中的字体
                # 加上标签
                cv2.rectangle(frame, (left, bottom - 20), (right, bottom), (0, 0, 255), cv2.FILLED)
                font = cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEX
                cv2.putText(frame, name, (left + 6, bottom - 6), font, 0.8, (255, 255, 255), 1)

                # frame = ft.draw_text(frame,(left + 6, bottom - 6), name, 1.0, (255, 255, 255))
                # def draw_text(self, image, pos, text, text_size, text_color)
            # Display

            cv2.imshow('monitor', frame)
            if cv2.waitKey(1) & 0xFF == 27:

                self.cap.release()
                cv2.destroyAllWindows()
                break
        # 判断关闭事件是否已触发
            if True == self.stopEvent.is_set():
            # 关闭事件置为未触发,清空显示label
                self.stopEvent.clear()
                self.ui.camlabel.clear()
                self.ui.camclose.setEnabled(False)
                self.ui.camopen.setEnabled(True)

                cv2.destroyAllWindows()
                break
    def close(self):
        self.cap.release()
        self.stopEvent.set()
        self.cap.release()
        if not self.isCamera:
            print('lixingdetiankong!!!!!!')
        else:
            print('nizhanehao')

上面是个Processing.py,大家可以调试一下。

// An highlighted block
import sys
import DisplayUi
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow
from prosessing1 import Display

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    mainWnd = QMainWindow()
    ui = DisplayUi.Ui_MainWindow()

    # 可以理解成将创建的 ui 绑定到新建的 mainWnd 上
    ui.setupUi(mainWnd)

    display = Display(ui, mainWnd)

    mainWnd.show()

    sys.exit(app.exec_())

注意观察他们之间类概念的使用!!!
至于UI界面的py文件,大家可以自行发挥,我发一下我自己的吧

// An highlighted block
from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets

class Ui_MainWindow(object):
    def setupUi(self, MainWindow):
        MainWindow.setObjectName("MainWindow")
        MainWindow.resize(800, 600)
        self.centralwidget = QtWidgets.QWidget(MainWindow)
        self.centralwidget.setObjectName("centralwidget")
        self.camopen = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.camopen.setGeometry(QtCore.QRect(20, 30, 101, 41))
        self.camopen.setObjectName("camopen")
        self.camclose = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.camclose.setGeometry(QtCore.QRect(20, 370, 101, 41))
        self.camclose.setObjectName("camclose")
        self.camlabel = QtWidgets.QLabel(self.centralwidget)
        self.camlabel.setGeometry(QtCore.QRect(220, 30, 531, 381))
        self.camlabel.setContextMenuPolicy(QtCore.Qt.DefaultContextMenu)
        self.camlabel.setAcceptDrops(False)
        self.camlabel.setAutoFillBackground(False)
        self.camlabel.setStyleSheet("border-width: 2px;\n"
"border-style: solid;\n"
"border-color: rgb(0, 170, 127);")
        self.camlabel.setText("")
        self.camlabel.setObjectName("camlabel")
        self.camshoot = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.camshoot.setGeometry(QtCore.QRect(20, 150, 101, 41))
        self.camshoot.setObjectName("camshoot")
        self.picnane = QtWidgets.QLineEdit(self.centralwidget)
        self.picnane.setGeometry(QtCore.QRect(10, 109, 161, 31))
        self.picnane.setTabletTracking(False)
        self.picnane.setObjectName("picnane")
        self.faceRC = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.faceRC.setGeometry(QtCore.QRect(20, 220, 101, 81))
        self.faceRC.setObjectName("faceRC")
        MainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget)
        self.menubar = QtWidgets.QMenuBar(MainWindow)
        self.menubar.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 800, 23))
        self.menubar.setObjectName("menubar")
        MainWindow.setMenuBar(self.menubar)
        self.statusbar = QtWidgets.QStatusBar(MainWindow)
        self.statusbar.setObjectName("statusbar")
        MainWindow.setStatusBar(self.statusbar)

        self.retranslateUi(MainWindow)
        QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow)

    def retranslateUi(self, MainWindow):
        _translate = QtCore.QCoreApplication.translate
        MainWindow.setWindowTitle(_translate("MainWindow", "MainWindow"))
        self.camopen.setText(_translate("MainWindow", "打开摄像头"))
        self.camclose.setText(_translate("MainWindow", "关闭摄像头"))
        self.camshoot.setText(_translate("MainWindow", "人脸录入拍照"))
        self.picnane.setText(_translate("MainWindow", "Input Face Name(EN)!"))
        self.faceRC.setText(_translate("MainWindow", "开始人脸识别"))

程序运行效果:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
红色方框是显示出来被识别人的名字。马赛克!匿了匿了!

归根到底还是没有解决活体检测的问题,这个问题我得再认真思考思考。欢迎大家点击评论!

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