Guida al rilevamento dei volti per Python

L'attività Rilevatore di volti MediaPipe consente di rilevare i volti in un'immagine o in un video. Puoi usare questa attività per individuare i volti e le caratteristiche del viso all'interno di un'inquadratura. Questa attività utilizza un modello di machine learning (ML) che funziona con immagini singole o un flusso continuo di immagini. L'attività restituisce la posizione del volto, oltre ai seguenti punti chiave del viso: occhio sinistro, occhio destro, punta del naso, bocca, tragione dell'occhio sinistro e tragione dell'occhio destro.

L'esempio di codice descritto in queste istruzioni è disponibile su GitHub. Per ulteriori informazioni sulle funzionalità, sui modelli e sulle opzioni di configurazione di questa attività, consulta la Panoramica.

Esempio di codice

Il codice di esempio per Face Detector fornisce un'implementazione completa di questa attività in Python come riferimento. Questo codice ti consente di testare l'attività e iniziare a creare il tuo rilevatore di volti. Puoi visualizzare, eseguire e modificare il codice di esempio del rilevatore di volti usando solo il browser web.

Se stai implementando il Face Detector per Raspber Pi, consulta l'app di esempio Raspber Pi.

Configurazione

In questa sezione vengono descritti i passaggi chiave per configurare l'ambiente di sviluppo e codificare i progetti in modo specifico per l'utilizzo di Face Detector. Per informazioni generali sulla configurazione dell'ambiente di sviluppo per l'utilizzo delle attività di MediaPipe, inclusi i requisiti di versione della piattaforma, consulta la Guida alla configurazione per Python.

Pacchetti

L'attività Face Detector di MediaPipe richiede il pacchetto PyPI di MediaPipe. Puoi installare e importare queste dipendenze con quanto segue:

$ python -m pip install mediapipe

Importazioni

Importa le seguenti classi per accedere alle funzioni di attività di Rilevatore dei volti:

import mediapipe as mp
from mediapipe.tasks import python
from mediapipe.tasks.python import vision

Modello

L'attività di rilevamento facciale di MediaPipe richiede un modello addestrato compatibile con questa attività. Per ulteriori informazioni sui modelli addestrati disponibili per il rilevatore di volti, consulta la panoramica dell'attività nella sezione Modelli.

Seleziona e scarica il modello, quindi memorizzalo in una directory locale:

model_path = '/absolute/path/to/face_detector.task'

Utilizza il parametro model_asset_path dell'oggetto BaseOptions per specificare il percorso del modello da utilizzare. Per un esempio di codice, consulta la sezione successiva.

Creare l'attività

L'attività Rilevatore di volti MediaPipe utilizza la funzione create_from_options per configurarla. La funzione create_from_options accetta valori per le opzioni di configurazione da gestire. Per ulteriori informazioni sulle opzioni di configurazione, consulta Opzioni di configurazione.

Il codice seguente mostra come creare e configurare questa attività.

Questi esempi mostrano anche le varianti della creazione delle attività per immagini, file video e live streaming.

import mediapipe as mp

BaseOptions = mp.tasks.BaseOptions
FaceDetector = mp.tasks.vision.FaceDetector
FaceDetectorOptions = mp.tasks.vision.FaceDetectorOptions
VisionRunningMode = mp.tasks.vision.RunningMode

# Create a face detector instance with the image mode:
options = FaceDetectorOptions(
    base_options=BaseOptions(model_asset_path='/path/to/model.task'),
    running_mode=VisionRunningMode.IMAGE)
with FaceDetector.create_from_options(options) as detector:
  # The detector is initialized. Use it here.
  # ...
    

import mediapipe as mp

BaseOptions = mp.tasks.BaseOptions
FaceDetector = mp.tasks.vision.FaceDetector
FaceDetectorOptions = mp.tasks.vision.FaceDetectorOptions
VisionRunningMode = mp.tasks.vision.RunningMode

# Create a face detector instance with the video mode:
options = FaceDetectorOptions(
    base_options=BaseOptions(model_asset_path='/path/to/model.task'),
    running_mode=VisionRunningMode.VIDEO)
with FaceDetector.create_from_options(options) as detector:
  # The detector is initialized. Use it here.
  # ...
    

import mediapipe as mp

BaseOptions = mp.tasks.BaseOptions
FaceDetector = mp.tasks.vision.FaceDetector
FaceDetectorOptions = mp.tasks.vision.FaceDetectorOptions
FaceDetectorResult = mp.tasks.vision.FaceDetectorResult
VisionRunningMode = mp.tasks.vision.RunningMode

# Create a face detector instance with the live stream mode:
def print_result(result: FaceDetectorResult, output_image: mp.Image, timestamp_ms: int):
    print('face detector result: {}'.format(result))

options = FaceDetectorOptions(
    base_options=BaseOptions(model_asset_path='/path/to/model.task'),
    running_mode=VisionRunningMode.LIVE_STREAM,
    result_callback=print_result)
with FaceDetector.create_from_options(options) as detector:
  # The detector is initialized. Use it here.
  # ...
    

Per un esempio completo della creazione di un rilevatore di volti da utilizzare con un'immagine, consulta l'esempio di codice.

Opzioni di configurazione

Questa attività prevede le seguenti opzioni di configurazione per le applicazioni Python:

Preparazione dei dati

Prepara l'input come file immagine o array numpy, quindi convertilo in un oggetto mediapipe.Image. Se l'input è un file video o un live streaming proveniente da una webcam, puoi utilizzare una libreria esterna come OpenCV per caricare i frame di input come array numpy.

import mediapipe as mp

# Load the input image from an image file.
mp_image = mp.Image.create_from_file('/path/to/image')

# Load the input image from a numpy array.
mp_image = mp.Image(image_format=mp.ImageFormat.SRGB, data=numpy_image)
    

import mediapipe as mp

# Use OpenCV’s VideoCapture to load the input video.

# Load the frame rate of the video using OpenCV’s CV_CAP_PROP_FPS
# You’ll need it to calculate the timestamp for each frame.

# Loop through each frame in the video using VideoCapture#read()

# Convert the frame received from OpenCV to a MediaPipe’s Image object.
mp_image = mp.Image(image_format=mp.ImageFormat.SRGB, data=numpy_frame_from_opencv)
    

import mediapipe as mp

# Use OpenCV’s VideoCapture to start capturing from the webcam.

# Create a loop to read the latest frame from the camera using VideoCapture#read()

# Convert the frame received from OpenCV to a MediaPipe’s Image object.
mp_image = mp.Image(image_format=mp.ImageFormat.SRGB, data=numpy_frame_from_opencv)
    

Esegui l'attività

Il rilevatore di volti utilizza le funzioni detect, detect_for_video e detect_async per attivare le inferenze. Per il rilevamento dei volti, ciò comporta la pre-elaborazione dei dati di input e il rilevamento dei volti nell'immagine.

Il seguente codice mostra come eseguire l'elaborazione con il modello di attività.

# Perform face detection on the provided single image.
# The face detector must be created with the image mode.
face_detector_result = detector.detect(mp_image)
    

# Perform face detection on the provided single image.
# The face detector must be created with the video mode.
face_detector_result = detector.detect_for_video(mp_image, frame_timestamp_ms)
    

# Send live image data to perform face detection.
# The results are accessible via the `result_callback` provided in
# the `FaceDetectorOptions` object.
# The face detector must be created with the live stream mode.
detector.detect_async(mp_image, frame_timestamp_ms)
    

Tieni presente quanto riportato di seguito:

• Quando l'esecuzione è in modalità video o live streaming, fornisci all'attività di riconoscimento facciale anche il timestamp del frame di input.
• Quando viene eseguita nell'immagine o nel modello video, l'attività di rilevamento dei volti blocca il thread corrente finché non completa l'elaborazione dell'immagine o del frame di input.
• Quando è in esecuzione in modalità live streaming, l'attività di riconoscimento facciale restituisce immediatamente e non blocca il thread corrente. Richiama l'elenco dei risultati con il risultato del rilevamento ogni volta che termina l'elaborazione di un frame di input. Se la funzione di rilevamento viene richiamata quando l'attività di rilevamento dei volti è impegnata a elaborare un altro frame, l'attività ignorerà il nuovo frame di input.

Per un esempio completo dell'esecuzione di un rilevatore di volti su un'immagine, consulta l'esempio di codice per maggiori dettagli.

Gestire e visualizzare i risultati

Il rilevatore di volti restituisce un oggetto FaceDetectorResult per ogni esecuzione di rilevamento. L'oggetto risultato contiene riquadri di delimitazione per i volti rilevati e un punteggio di affidabilità per ciascun volto rilevato.

Di seguito è riportato un esempio dei dati di output di questa attività:

FaceDetectionResult:
  Detections:
    Detection #0:
      BoundingBox:
        origin_x: 126
        origin_y: 100
        width: 463
        height: 463
      Categories:
        Category #0:
          index: 0
          score: 0.9729152917861938
      NormalizedKeypoints:
        NormalizedKeypoint #0:
          x: 0.18298381567001343
          y: 0.2961040139198303
        NormalizedKeypoint #1:
          x: 0.3302789330482483
          y: 0.29289937019348145
        ... (6 keypoints for each face)
    Detection #1:
      BoundingBox:
        origin_x: 616
        origin_y: 193
        width: 430
        height: 430
      Categories:
        Category #0:
          index: 0
          score: 0.9251380562782288
      NormalizedKeypoints:
        NormalizedKeypoint #0:
          x: 0.6151331663131714
          y: 0.3713381886482239
        NormalizedKeypoint #1:
          x: 0.7460576295852661
          y: 0.38825345039367676
        ... (6 keypoints for each face)

L'immagine seguente mostra una visualizzazione dell'output dell'attività:

Per l'immagine senza riquadri di delimitazione, vedi l'immagine originale.

Il codice di esempio del rilevatore di volti mostra come visualizzare i risultati restituiti dall'attività. Per i dettagli, consulta l'esempio di codice.