Guia de detecção facial para Python

A tarefa do MediaPipe Face Detector permite detectar rostos em uma imagem ou vídeo. Você pode usar essa tarefa para localizar rostos e características faciais em um frame. Esta tarefa usa um modelo de aprendizado de máquina (ML) que funciona com imagens únicas ou um fluxo contínuo de imagens. A tarefa gera locais do rosto, além dos seguintes pontos-chave faciais: olho esquerdo, olho direito, ponta do nariz, boca, trágus do olho esquerdo e trágus do olho direito.

O exemplo de código descrito nestas instruções está disponível no GitHub. Para mais informações sobre os recursos, modelos e opções de configuração desta tarefa, consulte a Visão geral.

Exemplo de código

O exemplo de código para o Detector de rosto oferece uma implementação completa dessa tarefa em Python para sua referência. Esse código ajuda a testar essa tarefa e a criar seu próprio detector de rosto. Você pode conferir, executar e editar o código de exemplo do Face Detector usando apenas o navegador da Web.

Se você estiver implementando o detector facial para Raspberry Pi, consulte o app de exemplo do Raspberry Pi.

Configuração

Esta seção descreve as principais etapas para configurar seu ambiente de desenvolvimento e projetos de código especificamente para usar o Detector de rostos. Para informações gerais sobre como configurar o ambiente de desenvolvimento para usar as tarefas do MediaPipe, incluindo os requisitos da versão da plataforma, consulte o Guia de configuração para Python.

Pacotes

A tarefa do MediaPipe Face Detector requer o pacote PyPI do MediaPipe. É possível instalar e importar essas dependências com o seguinte:

$ python -m pip install mediapipe

Importações

Importe as classes a seguir para acessar as funções de tarefa do Face Detector:

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

Modelo

A tarefa do detector de rosto do MediaPipe exige um modelo treinado compatível com essa tarefa. Para mais informações sobre os modelos treinados disponíveis para o Detector de rostos, consulte a seção "Modelos" da visão geral da tarefa.

Selecione e faça o download do modelo e armazene-o em um diretório local:

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

Use o parâmetro model_asset_path do objeto BaseOptions para especificar o caminho do modelo a ser usado. Para conferir um exemplo de código, consulte a próxima seção.

Criar a tarefa

A tarefa do detector de rosto do MediaPipe usa a função create_from_options para configurar a tarefa. A função create_from_options aceita valores para que as opções de configuração sejam processadas. Para mais informações sobre as opções de configuração, consulte Opções de configuração.

O código a seguir demonstra como criar e configurar essa tarefa.

Esses exemplos também mostram as variações da construção de tarefas para imagens, arquivos de vídeo e transmissão ao vivo.

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.
  # ...
    

Para conferir um exemplo completo de como criar um detector de rosto para uso com uma imagem, consulte o exemplo de código.

Opções de configuração

Esta tarefa tem as seguintes opções de configuração para aplicativos Python:

Preparar dados

Prepare a entrada como um arquivo de imagem ou uma matriz NumPy e converta-a em um objeto mediapipe.Image. Se a entrada for um arquivo de vídeo ou uma transmissão ao vivo de uma webcam, use uma biblioteca externa, como o OpenCV, para carregar os frames de entrada como matrizes 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)
    

Executar a tarefa

O Detector de rosto usa as funções detect, detect_for_video e detect_async para acionar inferências. Para a detecção de rostos, isso envolve pré-processar os dados de entrada e detectar rostos na imagem.

O código abaixo demonstra como executar o processamento com o modelo de tarefa.

# 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)
    

Observe o seguinte:

• Ao executar no modo de vídeo ou de transmissão ao vivo, também forneça à tarefa do detector facial o carimbo de data/hora do frame de entrada.
• Ao ser executada no modelo de imagem ou vídeo, a tarefa do detector de rosto bloqueia a linha de execução atual até que ela termine de processar a imagem de entrada ou o frame.
• Quando executada no modo de transmissão ao vivo, a tarefa do detector de rosto é retornada imediatamente e não bloqueia a linha de execução atual. Ele invoca o listener de resultado com o resultado da detecção sempre que termina de processar um frame de entrada. Se a função de detecção for chamada quando a tarefa do detector facial estiver ocupada processando outro frame, a tarefa vai ignorar o novo frame de entrada.

Para conferir um exemplo completo de execução de um detector de rosto em uma imagem, consulte o exemplo de código para saber mais.

Processar e mostrar resultados

O Face Detector retorna um objeto FaceDetectorResult para cada execução de detecção. O objeto de resultado contém caixas delimitadoras para os rostos detectados e uma pontuação de confiança para cada rosto detectado.

Confira a seguir um exemplo dos dados de saída desta tarefa:

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)

A imagem a seguir mostra uma visualização da saída da tarefa:

Para a imagem sem caixas delimitadoras, consulte a imagem original.

O código de exemplo do Face Detector demonstra como mostrar os resultados retornados pela tarefa. Consulte o exemplo de código para mais detalhes.