Python如何对一张人脸图像进行特征提取?

off999 2024-10-20 08:09 31 浏览 0 评论

对人脸图像进行特征提取通常需要使用深度学习和计算机视觉的相关库，在Python中相关常用的库包括如下的内容OpenCV、Dlib、和深度学习模型库如FaceNet、DeepFace等，通过这些工具我们就可以提取人脸的特征向量（embeddings），用于人脸识别、验证等任务，下面我们就来看看如何使用这些库来实现人脸特征提取。

使用Dlib库进行人脸特征点提取

Dlib库提供了一个预训练的模型，可以检测人脸的68个特征点。下面我们就来看看如何通过Dlib对一张人脸图像进行特征提取。如下所示。

添加相关依赖配置

pip install dlib opencv-python

代码示例

import dlib
import cv2

# 加载预训练的面部检测模型
detector = dlib.get_frontal_face_detector()

# 加载预训练的面部特征点模型
predictor = dlib.shape_predictor("shape_predictor_68_face_landmarks.dat")

# 读取图像
image = cv2.imread('face_image.jpg')

# 将图像转换为灰度图
gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 检测人脸
faces = detector(gray)

for face in faces:
    # 获取人脸特征点
    landmarks = predictor(gray, face)

    # 将特征点绘制在图像上
    for n in range(0, 68):
        x = landmarks.part(n).x
        y = landmarks.part(n).y
        cv2.circle(image, (x, y), 2, (0, 255, 0), -1)

# 显示图像
cv2.imshow('Image with Landmarks', image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

在上面的代码中通过shape_predictor_68_face_landmarks.dat是Dlib提供的预训练模型，能够提取人脸上的68个关键点。

使用FaceNet提取人脸特征向量

FaceNet是一种深度学习模型，可以将一张人脸图像映射为128维的特征向量（embedding），这个模型也可以被用来实现人脸识别操作。

安装相关库，如下所示。

pip install tensorflow opencv-python mtcnn

代码示例

import cv2
from mtcnn import MTCNN
from tensorflow.keras.models import load_model
import numpy as np

# 加载FaceNet预训练模型
model = load_model('facenet_keras.h5')

# 使用MTCNN检测人脸
detector = MTCNN()

# 读取图像
image = cv2.imread('face_image.jpg')

# 检测人脸
faces = detector.detect_faces(image)

for face in faces:
    x, y, width, height = face['box']
    face_crop = image[y:y+height, x:x+width]

    # 将人脸图像缩放为FaceNet模型所需的尺寸
    face_crop = cv2.resize(face_crop, (160, 160))

    # 标准化输入
    face_crop = face_crop.astype('float32') / 255.0
    face_crop = np.expand_dims(face_crop, axis=0)

    # 提取特征向量
    embedding = model.predict(face_crop)

    print("人脸特征向量：", embedding)

在该代码中，我们使用了MTCNN检测人脸，使用FaceNet提取128维的特征向量。