คู่มือการตรวจจับใบหน้าสำหรับ Python

งาน MediaPipe Face Detector ช่วยให้คุณตรวจจับใบหน้าในรูปภาพหรือวิดีโอได้ คุณสามารถใช้งานนี้เพื่อค้นหาใบหน้าและฟีเจอร์ใบหน้าภายในเฟรมได้ งานนี้ใช้โมเดลแมชชีนเลิร์นนิง (ML) ที่ทำงานร่วมกับรูปภาพเดียวหรือสตรีมรูปภาพแบบต่อเนื่อง งานจะแสดงตำแหน่งใบหน้า ตลอดจนประเด็นสำคัญบนใบหน้า ได้แก่ ตาซ้าย ตาขวา ปลายจมูก ปาก ตาข้างซ้าย และแผลที่ตาขวา

ตัวอย่างโค้ดที่อธิบายในวิธีการเหล่านี้จะดูได้ใน GitHub ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสามารถ โมเดล และตัวเลือกการกำหนดค่าของงานนี้ได้ที่ภาพรวม

ตัวอย่างโค้ด

โค้ดตัวอย่างสำหรับตัวตรวจจับใบหน้ามอบการใช้งานที่สมบูรณ์ของงานนี้ใน Python เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง โค้ดนี้จะช่วยคุณทดสอบงานนี้และเริ่ม สร้างอุปกรณ์ตรวจจับใบหน้าของคุณเอง คุณจะดู เรียกใช้ และแก้ไขโค้ดตัวอย่างอุปกรณ์ตรวจจับใบหน้าได้โดยใช้เพียงเว็บเบราว์เซอร์

หากคุณใช้อุปกรณ์ตรวจจับใบหน้าสำหรับ Raspberry Pi โปรดดูแอปตัวอย่าง Raspberry Pi

ตั้งค่า

ส่วนนี้จะอธิบายขั้นตอนสำคัญในการตั้งค่าสภาพแวดล้อมในการพัฒนาซอฟต์แวร์และโปรเจ็กต์โค้ดเพื่อใช้อุปกรณ์ตรวจจับใบหน้าโดยเฉพาะ ดูข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับการตั้งค่าสภาพแวดล้อมการพัฒนาเพื่อใช้งาน MediaPipe รวมถึงข้อกำหนดเวอร์ชันแพลตฟอร์มได้ที่คู่มือการตั้งค่าสำหรับ Python

กล่องพัสดุ

งานตัวตรวจจับใบหน้าของ MediaPipe ต้องใช้แพ็กเกจ PyPI ของ mediapipe คุณจะติดตั้งและนำเข้าทรัพยากร Dependency ต่อไปนี้ได้

$ python -m pip install mediapipe

การนำเข้า

นำเข้าชั้นเรียนต่อไปนี้เพื่อเข้าถึงฟังก์ชันงานอุปกรณ์ตรวจจับใบหน้า

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

รุ่น

งาน MediaPipe Face Detector ต้องใช้โมเดลที่ผ่านการฝึกซึ่งเข้ากันได้กับงานนี้ ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโมเดลที่ผ่านการฝึกที่พร้อมใช้งานสำหรับตัวตรวจจับใบหน้าได้ในภาพรวมงานส่วนโมเดล

เลือกและดาวน์โหลดโมเดล แล้วจัดเก็บไว้ในไดเรกทอรีในเครื่อง

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

ใช้พารามิเตอร์ BaseOptions ของออบเจ็กต์ model_asset_path เพื่อระบุเส้นทางของโมเดลที่จะใช้ โปรดดูตัวอย่างโค้ดในส่วนถัดไป

สร้างงาน

งาน MediaPipe Face Detector จะใช้ฟังก์ชัน create_from_options เพื่อตั้งค่างาน ฟังก์ชัน create_from_options จะยอมรับค่าสำหรับตัวเลือกการกำหนดค่าที่ต้องจัดการ ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวเลือกการกำหนดค่าได้ที่ตัวเลือกการกำหนดค่า

โค้ดต่อไปนี้แสดงวิธีการสร้างและกำหนดค่างานนี้

ตัวอย่างเหล่านี้ยังแสดงเวอร์ชันของการสร้างงานสำหรับรูปภาพ ไฟล์วิดีโอ และสตรีมแบบสดด้วย

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.
  # ...
    

ดูตัวอย่างทั้งหมดในการสร้างตัวตรวจจับใบหน้าเพื่อใช้กับรูปภาพได้จากตัวอย่างโค้ด

ตัวเลือกการกำหนดค่า

งานนี้มีตัวเลือกการกำหนดค่าสำหรับแอปพลิเคชัน Python ดังต่อไปนี้

เตรียมข้อมูล

เตรียมอินพุตเป็นไฟล์ภาพหรืออาร์เรย์ตัวเลข แล้วแปลงเป็นออบเจ็กต์ mediapipe.Image หากอินพุตเป็นไฟล์วิดีโอหรือสตรีมแบบสดจากเว็บแคม คุณจะใช้ไลบรารีภายนอก เช่น OpenCV เพื่อโหลดเฟรมอินพุตเป็นอาร์เรย์ตัวเลขได้

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)
    

เรียกใช้งาน

เครื่องตรวจจับใบหน้าใช้ฟังก์ชัน detect, detect_for_video และ detect_async เพื่อทริกเกอร์การอนุมาน สำหรับการตรวจจับใบหน้า จะต้องมีการประมวลผลข้อมูลอินพุตล่วงหน้าและการตรวจจับใบหน้าในรูปภาพ

โค้ดต่อไปนี้แสดงวิธีเรียกใช้การประมวลผลด้วยโมเดลงาน

# 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)
    

โปรดทราบดังต่อไปนี้

• เมื่อทำงานในโหมดวิดีโอหรือโหมดสตรีมแบบสด ให้บอกการประทับเวลาของเฟรมอินพุตในงานอุปกรณ์ตรวจจับใบหน้าด้วย
• เมื่อใช้งานในรูปภาพหรือวิดีโอโมเดล งานตัวตรวจจับใบหน้าจะบล็อกชุดข้อความปัจจุบันจนกว่าจะประมวลผลรูปภาพหรือเฟรมอินพุตเสร็จ
• เมื่อทำงานในโหมดสตรีมแบบสด งานตัวตรวจจับใบหน้าจะแสดงผลทันทีและจะไม่บล็อกชุดข้อความปัจจุบัน โดยจะเรียกใช้ Listener ผลลัพธ์พร้อมผลการตรวจจับทุกครั้งที่ประมวลผลเฟรมอินพุตเสร็จ หากมีการเรียกฟังก์ชันการตรวจจับเมื่องานตัวตรวจจับใบหน้าไม่ว่างขณะประมวลผลเฟรมอื่น งานจะไม่สนใจเฟรมใหม่ดังกล่าว

ดูตัวอย่างทั้งหมดของการเรียกใช้ตัวตรวจจับใบหน้ากับรูปภาพได้จากตัวอย่างโค้ดสำหรับรายละเอียด

แฮนเดิลและแสดงผลลัพธ์

ตัวตรวจจับใบหน้าจะแสดงผลออบเจ็กต์ FaceDetectorResult สำหรับการตรวจจับแต่ละครั้ง ออบเจ็กต์ผลลัพธ์มีกรอบล้อมรอบสำหรับใบหน้าที่ตรวจพบ และคะแนนความเชื่อมั่นสำหรับใบหน้าแต่ละรายการที่ตรวจพบ

ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงตัวอย่างข้อมูลเอาต์พุตจากงานนี้

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)

รูปภาพต่อไปนี้แสดงภาพเอาต์พุตของงาน

สำหรับรูปภาพที่ไม่มีกรอบล้อมรอบ โปรดดูรูปภาพต้นฉบับ

โค้ดตัวอย่างของเครื่องตรวจจับใบหน้าแสดงวิธีแสดงผลลัพธ์ ที่ได้จากงาน โปรดดูรายละเอียดในตัวอย่างโค้ด