基于行空板的人脸检测装置- Makelog(造物记)

近年来，人工智能技术的发展日新月异，人脸检测已经被用于各种各样的领域，比如，在交通安全方面。人脸检测技术能够高效、准确地识别行人违规行为，提高交通管理的效率和质量；视频监控领域，人脸检测自动捕捉到画面中的人脸，从而进行后续的人脸识别或行为分析；电脑软件应用人脸检测技术可以实现自动追踪和调整摄像头的焦点，使得用户始终处于画面中心。

具体如何实现呢？接下来，就使用行空板、USB摄像头制作一个人脸检测装置。

任务目标

摄像头实时拍摄，如果摄像头同时检测到有人脸时，就对该画面进行抓拍，并将抓拍的照片保存到行空板的系统文件里。

知识点

1. 掌握USB摄像头的使用方法。

2. 了解人脸检测技术。

3. 了解OpenCV。

材料清单

硬件清单：

软件使用：

Mind+编程软件 x1

下载地址：https://mindplus.cc/

动手实践

人脸检测装置主要用于抓拍人脸图像。如果摄像头检测到人脸就对该画面进行抓拍，然后将抓拍的照片保存在行空板的系统文件里，后期可以调取里面的照片查看。接下来，通过两个简单的小任务来学习。

任务一：显示实时视频

在此项任务中，打开摄像头，并将摄像头检测到的画面显示在行空板屏幕上。

任务二：完成人脸检测功能

实现人脸检测功能，当检测到人脸时，就在终端区域输出“检测到行人”的信息，对该画面进行抓拍，并将抓拍的照片保存到行空板的系统文件里。

任务一：显示实时视频

1. 硬件连接

将USB摄像头连接到行空板上，如下图。硬件连接成功后，使用USB线将行空板连接到计算机。

2. 软件准备

(1) 打开Mind+，按照下面图示完成软件准备过程。

(2) 点击“扩展”，在用户库的搜索框输入地址“https://gitee.com/chenqi1233/ext-object_recognition”然后按下回车按键搜索“物体检测”的库，搜索完成后点击“物体检测”库完成添加。

3. 编写程序

首先观察一下，任务一的界面上都包含哪些元素？标题，显示框，视频内容显示区域，效果如下图。

（1）UI界面设置，显示文字和圆角框，示例程序如下：

(2) 想要显示实时的视频画面，就需要使用“初始化摄像头”指令打开摄像头，并设置该摄像头的设备号为0。

(3) 现在摄像头已经打开了，接下来我们可以使用“从VideoCapture对象（vd）中抓取下一帧（img）以及状态（ret）”指令将捕获到的画面存入到 ‘img’ 这个变量中，然后使用“对象名（img_src）将图片（img）裁剪为宽（）高（）”指令将‘img’变量里的图像裁剪成宽为240，高为270的新图像，并新图像保存在 ‘img_src’ 变量中，以供后续处理和分析使用。

(4) 上面我们已经学习了如何捕获画面和裁剪画面，接下来，我们将完成画面实时显示功能。首先导入一张白底的背景图到文件系统中，然后在（0,50）的坐标位置显示这张背景图。

(5) 因为OpenCV图像中的默认颜色格式是BGR，想要在行空板屏幕上显示画面，就需要将颜色格式转换成RGB，使用“对象名（imgROI）将图片（img_src）使用BGR和RGB之间进行转换”指令将‘img_src’ 变量中的图像转换成RGB，并将转换后的图像保存到‘imgROI’变量中，然后更新图片即可。完整参考程序如下。

4. 程序运行

检查行空板是否已连接到mind+，无误后，点击右上角的运行按钮，程序运行成功后，行空板屏幕上会显示实时画面。

任务二：完成人脸检测功能

前面我们讲过，在任务一的基础上，加上人脸检测功能，当检测到人脸就在终端区域输出“检测到有行人”的信息，并抓拍人脸图片储存在行空板中。

1. 准备工作

按照任务一的“硬件连接”与“软件准备”连接好行空板并准备好mind+软件。

2. 编写程序

在程序开始之前，先分析一下需要任务二需要完成哪些功能？首先要加载人脸数据模型，然后再判断检测到的对象是不是人脸，如果摄像头检测到是人脸，终端区域输出“检测到有行人”。

（1）加载人脸数据模型。首先利用“创建级联分类器（casecade）”指令创建一个空的级联分类器对象，并将其赋值给变量‘cascade’。由于创建的级联分类器对象是空的，无法进行物体检测。需要通过“对象名（casecade）加载 [人脸（默认）数据模型] 模型”指令加载一个训练好的人脸检测模型文件。这样，‘cascade’就可以用来检测画面中的人脸了。