Android 通过 opencv 实现人脸识别,追踪

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sar
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发布于: 2020 年 05 月 29 日

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前言

好了,上篇文章讲了如何进行原生的人脸识别,检测,追踪等,相信玩过的肯定已经有了感觉,今天我们用opencv来实现, 那么很多人会问,原生都实现了,为什么还要接opencv的方式来实现,那么下面看完大家应该就会清楚

正文

导入opencv引用

首先,opencv的接入方式有几种 1.自己编译需要的模块生成so库,然后ndk接入 2.接入官网编译好的ndk,用C/C++来写功能 3.直接接入官网library sdk, 今天我们讲第三种,后续研究下载opencv2d转3d,目标是实现所有机型,前置摄像头精确出人脸到屏幕的距离 opencv 认准android-sdk.zip下载就好了 下载后解压

讲该图片中java导入项目中,作为library 更改build

apply plugin: 'com.android.library'



android {

compileSdkVersion 29

buildToolsVersion "29.0.2"



defaultConfig { minSdkVersion 21

targetSdkVersion 29

}



buildTypes {

release {

minifyEnabled false

proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.txt'

}

}

}

Sdk版本与项目的保持一直即可 然后在app中引用

implementation project(path: ':CVLibrary430')

opencv初始化

我这里是写在onResume 里面需要用initDebug

@Override

public void onResume() {

super.onResume();

//初始化opencv资源

if (!OpenCVLoader.initDebug()) {

Log.d("OpenCV", "Internal OpenCV library not found. Using OpenCV Manager for initialization");

boolean success = OpenCVLoader.initAsync(OpenCVLoader.OPENCV_VERSION, this, openCVLoaderCallback);

if (!success)

Log.e("OpenCV", "Asynchronous initialization failed!");

else

Log.d("OpenCV", "Asynchronous initialization succeeded!");

} else {

Log.d("OpenCV", "OpenCV library found inside package. Using it!");

openCVLoaderCallback.onManagerConnected(LoaderCallbackInterface.SUCCESS);

}

}

然后是监听部分的

LoaderCallbackInterface openCVLoaderCallback = new LoaderCallbackInterface() {

@Override

public void onManagerConnected(int status) {

if (status == LoaderCallbackInterface.SUCCESS) {

Log.i(TAG, "OpenCV loaded successfully");

initOpencv();

}

}



@Override

public void onPackageInstall(int operation, InstallCallbackInterface callback) {

Log.d("OpenCV", "onPackageInstall " + operation);

}

};

但是你可能会发现你初始化失败了,此处我们还需要修改app下面的build----android{}内

externalNativeBuild {

cmake {

// 我们配置cmake命令

// cppFlags ""

arguments "-DANDROIDSTL=c++shared"

}

}

ndk {

abiFilters 'armeabi-v7a', 'x86'

}

然后这里用cmake但是,不用c++的可能不需要配置

externalNativeBuild {

cmake {

path "src/main/cpp/CMakeLists.txt"

version "3.10.2"

}

}

sourceSets {

main {

// jni.srcDirs = []

jniLibs.srcDirs = ['libs']

}

}

dummy.cpp 是空的,暂时没用到 到这我们可以发现opencv已经初始化成功了,我们可以愉快的开始使用了

初始化分类起initOpcv

protected void initOpencv() {

try {

//OpenCV的人脸模型文件: haarcascadefrontalfacealt

InputStream is = getResources().openRawResource(R.raw.haarcascadefrontalfacealt);

File cascadeDir = getDir("cascade", Context.MODE_PRIVATE);

File mCascadeFile = new File(cascadeDir, "haarcascadefrontalfacealt.xml");

FileOutputStream os = new FileOutputStream(mCascadeFile);

byte[] buffer = new byte[4096];

int bytesRead;

while ((bytesRead = is.read(buffer)) != -1) {

os.write(buffer, 0, bytesRead);

}

is.close();

os.close();

// 加载 人脸分类器

mFrontalFaceClassifier = new CascadeClassifier(mCascadeFile.getAbsolutePath());

} catch (Exception e) {

Log.e(TAG, e.toString());

}

openCvCameraView.enableView();

}

这里面我们看到用了一个R.raw.haarcascadefrontalfacealt, 这里我们可以去刚才下载的opencv包里面找到,具体位置在第一篇 文章里面可以看到截图,此处是为了加载分类器,也就是我理解的所谓人脸模型数据,用来对我们的图片做对比

代码引用

布局代码需要引用

?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

然后初始化布局后,初始摄像头,代码如下

protected void initCamera() {

openCvCameraView.setCameraPermissionGranted(); //该方法用于判断权限后,自行设置,opencv430版本新改的逻辑

openCvCameraView.setCameraIndex(CameraBridgeViewBase.CAMERAIDFRONT); //摄像头索引 设置

openCvCameraView.setCvCameraViewListener(this);//监听

openCvCameraView.setVisibility(SurfaceView.VISIBLE);

openCvCameraView.setCameraDistance(1.5f); // 设置焦距

openCvCameraView.setMaxFrameSize(640, 480);//设置帧大小

}

监听是CameraBridgeViewBase.CvCameraViewListener2的方法在回调中我们可以收到相机获取到的数据,以此来做处理 首先是start

@Override

public void onCameraViewStarted(int width, int height) {

Log.d("camera","---onCameraViewStarted" + width);

mRgba = new Mat();

mGray = new Mat();



Matlin = new Mat(width, height, CvType.CV_8UC4);

gMatlin = new Mat(width, height, CvType.CV_8UC4);

matWidth = width;



absoluteFaceSize = (int)(height * 0.2);

}

然后记得在stop的时候释放,我们创建的mat(opencv中)对象

@Override

public void onCameraViewStopped() {

Log.d("camera","---onCameraViewStopped");

mRgba.release();

mGray.release();

Matlin.release();

gMatlin.release();

}

然后是onCameraFrame return 的mat是你画面显示的mat此处的灰度通道十分简单,直接个可以获取 但需要注意的是mat的方向如果不是正向会导致检测不到人脸,所以此处需要做一个旋转

@Override

public Mat onCameraFrame(CameraBridgeViewBase.CvCameraViewFrame inputFrame) {

mRgba = inputFrame.rgba(); //RGBA

mGray = inputFrame.gray(); //单通道灰度图



int rotation = openCvCameraView.getDisplay().getRotation();



double area = 0;

double width = 0;

MatOfRect frontalFaces = new MatOfRect();

switch (rotation){

case Surface.ROTATION_0:

mRgba = Matutils.rotate(mRgba,90);

mGray = Matutils.rotate(mGray,90);

break;

case Surface.ROTATION_90:

break;

case Surface.ROTATION_180:

mRgba = Matutils.rotate(mRgba,270);

mGray = Matutils.rotate(mGray,270);

break;

case Surface.ROTATION_270:

mRgba = Matutils.rotate(mRgba,180);

mGray = Matutils.rotate(mGray,180);

break;

}

if (mFrontalFaceClassifier != null) {

//这里2个 Size 是用于检测人脸的,越小,检测距离越远,1.1, 5, 2, m65Size, mDefault着四个参数可以提高检测的准确率,5表示确认五次,具体百度 detectMultiScale 这个方法

mFrontalFaceClassifier.detectMultiScale(mGray, frontalFaces, 1.1, 2, 2, new Size(absoluteFaceSize, absoluteFaceSize), mDefault);

mFrontalFacesArray = frontalFaces.toArray();

if (mFrontalFacesArray.length > 0) {

area = mFrontalFacesArray[0].area();

width = mFrontalFacesArray[0].width;

Log.i(TAG, "1 : " + mFrontalFacesArray.length);

Log.i(TAG, "1 : " + mFrontalFacesArray[0].size());

Log.i(TAG, "1 : " + mFrontalFacesArray[0].area());

Log.i(TAG, "1 : " + mFrontalFacesArray[0].tl());

Log.i(TAG, "1 : " + mFrontalFacesArray[0].br());

}

mCurrentFaceSize = mFrontalFacesArray.length;

}



if (mCurrentFaceSize > 0){

for (int i = 0; i mFrontalFacesArray.length; i++) { //用框标记

Imgproc.rectangle(mRgba, mFrontalFacesArray[i].tl(), mFrontalFacesArray[i].br(), new Scalar(0, 255, 0, 255), 3);

}

}

//显示检测到的人数

double distence = (1 + 153 openCvCameraView.getWidth() / width / 36 ) 30 * 1.5;

double areas = area/openCvCameraView.getScale();

Log.i(TAG, "openCvCameraView : " + openCvCameraView.getWidth());

Log.i(TAG, "openCvCameraView : " + openCvCameraView.getHeight());

Log.i(TAG, "openCvCameraView : " + openCvCameraView.getScaleX());

Log.i(TAG, "openCvCameraView : " + openCvCameraView.getScaleY());

mHandler.postDelayed(new Runnable() {

@SuppressLint("SetTextI18n")

@Override

public void run() {

mFrontalFaceNumber.setText(areas + "mm2");

mProfileFaceNumber.setText("CameraDistance:" + mRgba.width() + mRgba.height());

mCurrentNumber.setText("distence:" + distence + "mm");

mWaitTime.setText( "");

}

}, 0);



return mRgba;

}

此处也用到一个旋转的工具类

public static Mat rotate(Mat src, double angele) {

Mat dst = src.clone();

Point center = new Point(src.width() / 2.0, src.height() / 2.0);

Mat affineTrans = Imgproc.getRotationMatrix2D(center, angele, 1.0);

Imgproc.warpAffine(src, dst, affineTrans, dst.size(), Imgproc.INTER_NEAREST);

return dst;

}

然后你就可以跑起来看效果了

结语

笔者做这个目的是做人脸到屏幕距离的检测,但是这里我们可以获取到双额的距离,但是对于测算公式需要用到,焦距,全画幅 有效焦距等,由于没有api的提供,获取不到实际焦距,而安卓机型太多所以此处中断了 后续会更新使用arcroe实现测距,还有opencv的2d模型转3d来实现测算的思路

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