【EsDA應(yīng)用】10分鐘快速實現(xiàn)人臉識別

??簡介

人臉識別是一種高安全性的生物識別技術(shù)，在安防、身份驗證等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本文在《【EsDA應(yīng)用】5分鐘快速實現(xiàn)圖像人臉檢測》的基礎(chǔ)上，使用M6G2C核心板，簡單介紹如何基于EsDA設(shè)計的人臉特征值提取節(jié)點和特征值比對節(jié)點，快速實現(xiàn)人臉特征值提取和比對識別。

前期準(zhǔn)備

若是剛開始接觸EsDA，可先閱讀EsDA其他系列文章，從零開始搭建環(huán)境和掌握基本開發(fā)流程，已有基礎(chǔ)的可以跳過：

• EsDAMPC-ZC1入門（一）——軟件安裝

• EsDAMPC-ZC1入門（二）——LED控制

• 【EsDA應(yīng)用】5分鐘快速實現(xiàn)攝像頭圖像采集

• 【EsDA應(yīng)用】5分鐘快速實現(xiàn)圖像人臉檢測

1. 硬件準(zhǔn)備

2. 其它準(zhǔn)備

??節(jié)點介紹

這里我們需要使用到攝像頭、圖像格式轉(zhuǎn)換以及人臉檢測、特征值提取、特征值比對相關(guān)的AWFlow節(jié)點，包括在《【EsDA應(yīng)用】5分鐘快速實現(xiàn)攝像頭圖像采集》中介紹的camera_video節(jié)點、camera配置節(jié)點、lcd_display節(jié)點，在《【EsDA應(yīng)用】5分鐘快速實現(xiàn)圖像人臉檢測》中介紹的image_format_convert轉(zhuǎn)換節(jié)點、face_detection人臉檢測節(jié)點，以及本文介紹的用于人臉特征值提取的face_character_extract節(jié)點和用于特征值比對的face_character_compare節(jié)點。

face_character_extract是人臉的特征值提取節(jié)點，該節(jié)點對輸入的人臉圖像數(shù)據(jù)進行特征值提取，并輸出提取的特征值信息。后級節(jié)點可以將這個特征值進行存儲，也可以與已有的特征值信息進行比對和匹配識別。

1.1屬性

• 名稱：節(jié)點的名稱；
• 顯示名稱：節(jié)點在畫布中顯示的名稱；
• 模型和參數(shù)路徑：特征值提取相關(guān)的模型和參數(shù)文件的路徑。

• image：需要進行特征值提取的人臉圖像數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一般由face_detection檢測節(jié)點提供輸入，face_detection檢測到圖像中存在人臉時，才將數(shù)據(jù)輸入到這里進行特征值提?。ㄍǔ＿@正是我們想要的）。

• character：人臉的特征值。人臉信息一般都會提取成一段特定大小的特征值，方便我們進行存儲（錄入）和比對（識別）。

2.1屬性

• 比對閾值：比對閾值是一個0.1~0.9范圍內(nèi)的數(shù)字，數(shù)字越大，對特征值的匹配程度要求就越高，識別的準(zhǔn)確度也越高；

• character：待比對的人臉特征值，一般由face_character_extract節(jié)點提供特征值輸入；

• character_target：比對的目標(biāo)特征值集合，一般是由我們已經(jīng)錄入/注冊的特征值文件/數(shù)據(jù)庫提供；

• target_num：目標(biāo)特征值集合的特征值數(shù)量。

2.3輸出

• result：比對結(jié)果，如果輸入中的character與character_target中的某一個匹配成功的話，輸出1；都不匹配則輸出0；

• id：匹配成功的話，輸出第一個匹配的特征值在特征值集合character_target中的序號，匹配失敗輸出-1。

??業(yè)務(wù)處理

本應(yīng)用主要實現(xiàn)如下功能：

1. 采集攝像頭圖像，并在LCD顯示屏上進行顯示（顯示可選）；

2. 將攝像頭輸出的原始數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換后，輸入到face_detection節(jié)點中進行人臉檢測；

3. 將檢測結(jié)果輸入到face_character_extract節(jié)點提取特征值；

4. 通過face_character_compare節(jié)點進行特征值比對識別；

5. 注冊特征值，這里我們?yōu)榱朔奖阊菔?，只是簡單地通過face_data_write節(jié)點將特征值保存到文件中；

6. 通過GPIO輸入來控制特征值錄入。

具體實現(xiàn)如下：

1. 添加節(jié)點并連線

首先，我們添加流圖左上角的部分，主要完成圖像的輸入和人臉的檢測；左下部分我們簡單地通過一個IO輸入來控制是否將特征值進行注冊；然后，添加一個特征值提取節(jié)點；右下部分主要完成兩個功能，分別是特征值的注冊，以及特征值的比對識別。

2.2配置face_character_extract節(jié)點

2.3face_character_compare節(jié)點

2.4face_data_write和face_data_read

2.5gpio_in

2.6fscript節(jié)點

2.6.1是否錄入人臉信息

if(msg.payload == 0) {
     global.face_recognition = 1
     global.face_register = 0
} else {
    print("......錄入人臉信息中......")
    global.face_register = 1
    global.face_recognition = 0
}

2.6.2register_chk

if (global.face_register == 0) {
    aborted = 1;
} else {
    msg.register_cmd = "register";
}

if (global.face_recognition == 0) {
    aborted = 1;
}

我們在face_data_write節(jié)點后面添加打印信息，當(dāng)face_data_write成功將特征值錄入到文件中后，會告訴我們當(dāng)前錄入的是第幾個人臉信息。

print("特征值注冊成功，當(dāng)前是第 " + msg.id + "個");

打印特征值比對的結(jié)果，如果比對成功的話，打印出與之匹配的人臉I(yè)D。

print("特征值比對結(jié)果：" + msg.result);
if(msg.result == 1) {
    print("特征值比對成功，匹配的人臉I(yè)D是：" + msg.id);
} else {
    print("特征值比對失敗，請先注冊人臉信息");
}

3.1圖像采集顯示

3.2人臉檢測、特征值提取比對

3.3特征值錄入

3.4特征值比對識別

4. 擴展應(yīng)用

print("特征值比對結(jié)果：" + msg.result);
if(msg.result == 1) {
    print("特征值比對成功，匹配的人臉I(yè)D是：" + msg.id);
} else {
    print("特征值比對失敗，請先注冊人臉信息");
}

4.1應(yīng)用1

//以下內(nèi)容僅供示例
print("特征值比對結(jié)果：" + msg.result);
if(msg.result == 1) {
    set(flow.gpio_out_ctl_door, 1);    // 讓控制門禁的IO輸出1
} else {
    set(flow.warn_led, blinking);      // 比對失敗，可以讓告警燈閃爍等等
}

print("特征值比對結(jié)果：" + msg.result);
if(msg.result == 1) {
    var dt = date_time_create();     //獲取當(dāng)前時間
    var str = "ID:" + msg.id + "	" + dt.year + "-" + dt.month + "-" + dt.day + " " + dt.hour + ":" + dt.minute + ":" + dt.second + "
"
    print(str);
    file_write_append("/flow/attendance_records.txt", str);    //將ID和時間信息寫入到考勤記錄文件
} else {
    print("Please try again");        //提示用戶失敗重試
}