Python-OpenCV训练一个人脸识别器

Published by 煎鱼 on 05/17/2018

想要能人脸识别，我们需要训练一个识别器处理。训练的话就需要之前已经标注好的训练集，在前一篇文章中，我们创建了一个已经标注好的训练集。现在，是时候用这个训练集来训练一个人脸识别器了。当然，是用OpenCV Python。

准备

首先，我们在（前一篇文章的）同目录下创建一个叫Python文件，名为trainner.py，用于编写数据集生成脚本。同目录下，创建一个文件夹，名为trainner，用于存放我们训练后的识别器。

现在，项目目录大概如此：

其他乱七八糟的文件、目录，都是之前的文章中创建的。

在开始之前，我们先安装一个Python库，Pillow：

pip install pillow

开始Coding

导入库

编写训练程序需要先做是：

1. 导入opencv库
2. 导入os库，用于方法文件
3. 导入numpy库，用于计算
4. 导入pillow库，用于处理图像

其实就是这样：

import cv2
import os
import numpy as np
from PIL import Image

现在我们初始化识别器和人脸检测器：

recognizer = cv2.face.LBPHFaceRecognizer_create()
# 有可能是 recognizer = cv2.createLBPHFaceRecognizer()
detector = cv2.CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_default.xml")

如果face.LBPHFaceRecognizer_create或createLBPHFaceRecognizer显示不存在，则需要下载opencv-contrib-python：

pip install opencv-contrib-python

当然用IDE的也行：

载入训练数据

恩，现在我们来创建一个函数，用于从数据集文件夹中获取训练图片，然后从图片的文件名中获取到这个素材相应的id。需要remind的是，根据前文，图片的格式是User.id.samplenumber。

给函数起个名字，就叫get_images_and_labels吧（Python不建议用驼峰），然后参数需要有素材的文件夹：

def get_images_and_labels(path):

在函数中，我们需要的做的有：

1. 从数据集文件夹中载入训练图片
2. 获取到人脸和id
3. 整理成list并返回

获取图片：

image_paths=[os.path.join(path, f) for f in os.listdir(path)]

新建两个list用于存放：

face_samples=[]
ids=[]

遍历图片路径，导入图片和id，添加到list：

    for image_path in image_paths:
        image = Image.open(image_path).convert('L')
        image_np = np.array(image, 'uint8')
        image_id = int(os.path.split(image_path)[-1].split(".")[1])
        faces = detector.detectMultiScale(image_np)
        for (x, y, w, h) in faces:
            face_samples.append(image_np[y:y + h, x:x + w])
            ids.append(image_id)

以上代码，使用了Image.open(image_path).convert(‘L’)通过图片路径并将其转换为灰度图片。

接下来我们通过image_np = np.array(image, 'uint8')将图片转换成了Numpy数组，Numpy数组的逻辑结构和普通的数组无异，但是是经过优化的。

为了获取到id，我们将图片的路径分裂一下并获取相关信息，即image_id = int(os.path.split(image_path)[-1].split(".")[1])

接下来的一个循环for (x, y, w, h) in faces则是将图片和id都添加在list中。

再return一下即可。

训练

差不多完成了，现在我们调用一下这个函数，然后将我们的数据喂给识别器去训练吧。

faces, Ids = get_images_and_labels('dataSet')
recognizer.train(faces, np.array(Ids))
recognizer.save('trainner/trainner.yml')

现在只要我们运行这些代码，程序就会在trainner文件夹中创建一个trainner.yml文件。

这个yml文件，存着我们的训练好的数据，以后识别会用到的。

完整代码

import cv2
import os
import numpy as np
from PIL import Image

# recognizer = cv2.createLBPHFaceRecognizer()
detector = cv2.CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_default.xml")
recognizer = cv2.face.LBPHFaceRecognizer_create()


def get_images_and_labels(path):
    image_paths = [os.path.join(path, f) for f in os.listdir(path)]
    face_samples = []
    ids = []

    for image_path in image_paths:
        image = Image.open(image_path).convert('L')
        image_np = np.array(image, 'uint8')
        if os.path.split(image_path)[-1].split(".")[-1] != 'jpg':
            continue
        image_id = int(os.path.split(image_path)[-1].split(".")[1])
        faces = detector.detectMultiScale(image_np)
        for (x, y, w, h) in faces:
            face_samples.append(image_np[y:y + h, x:x + w])
            ids.append(image_id)

    return face_samples, ids


faces, Ids = get_images_and_labels('dataSet')
recognizer.train(faces, np.array(Ids))
recognizer.save('trainner/trainner.yml')

先这样吧

原文，若有错误之处请指出，更多地关注煎鱼。