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顔識別（Python，Dlib, ageitgey/face_recognition を使用）

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利用条件などは利用者において確認してください

サイト内の関連ページ

参考 Web ページ: https://github.com/ageitgey/face_recognition

前準備

Python のインストール，pip と setuptools の更新，Python 開発環境（JupyterLab, spyder, nteract）のインストール

Windows の場合

  1. Python のインストール

    Python の URL: http://www.python.org/

    インストール手順の詳細は： 別ページで説明している．

  2. pip と setuptools の更新，Python 開発環境（JupyterLab, spyder, nteract）のインストール（Windows 上）

    コマンドプロンプトを管理者として実行し，次のコマンドを実行．

    Windows での pip の実行では，コマンドプロンプトを管理者として実行することにする。

    [image] 

    python -m pip install -U pip setuptools
python -m pip install -U jupyterlab jupyter jupyter-console jupytext nteract_on_jupyter spyder

Ubuntu の場合

システム Python を使用（インストール操作は不要）

  1. pip と setuptools の更新，Python 開発環境（JupyterLab, spyder, nteract）のインストール（Ubuntu 上）

    端末で，次のコマンドを実行． 

    sudo apt -y install python3-dev python3-pip python3-setuptools python3-venv
sudo pip3 uninstall ptyprocess sniffio terminado tornado jupyterlab jupyter jupyter-console jupytext nteract_on_jupyter spyder
sudo apt -y install jupyter jupyter-qtconsole spyder3
sudo apt -y install python3-ptyprocess python3-sniffio python3-terminado python3-tornado 
sudo pip3 install -U jupyterlab nteract_on_jupyter

Dlib のインストール

Dlib は C:\pytools\dlib にインストールされているとする

Python 用 numpy, pillow, opencv-python のインストール

※ ここには，Windows でのインストール手順を示す．Ubuntuでも同様の手順になる．

  1. Windows で，コマンドプロンプトを管理者として実行する．
  2. Python 用 numpy, pillow, opencv-python のインストール

    Windows の場合

    ※ 「pip install ...」は，Python パッケージをインストールするための操作． 

    python -m pip install -U pip setuptools
python -m pip install -U numpy pillow opencv-python keras

    Ubuntu の場合

    Ubuntu では「python」でなく「python3」コマンドを使う． 

    sudo apt update
sudo apt -y install python3-numpy python3-pil python3-opencv python3-keras

ageitgey/face_recognition のインストール

まだインストールしていない場合には、次の手順でインストールする

  1. Windows で，コマンドプロンプトを管理者として実行する．

    [image]
  2. face_recognition のインストール準備 
    mkdir c:\pytools
cd c:\pytools
rmdir /s /q face_recognition
  3. face_recognition のインストール 

    cd c:\pytools
git clone https://github.com/ageitgey/face_recognition
cd face_recognition
python setup.py build
python setup.py install

ageitgey/face_recognition で顔識別を行ってみる

ファイルとディレクトリの準備

  1. Windows のコマンドプロンプトを開く
  2. 2つのディレクトリ known_people, unknown_pictures を作る

    コマンドプロンプトで次のコマンドを実行 

    mkdir C:\pytools\face_recognition\known_people
mkdir C:\pytools\face_recognition\unknown_pictures

    [image]
  3. 顔画像の準備

    C:\pytools\face_recognition\examples にある顔画像のファイル 「biden.jpg」と「obama.jpg」を，先ほど作成した ディレクトリ known_people の下にコピー 

    copy C:\pytools\face_recognition\examples\biden.jpg C:\pytools\face_recognition\known_people
copy C:\pytools\face_recognition\examples\obama.jpg C:\pytools\face_recognition\known_people

    [image]
  4. Windows で、ディレクトリ known_people の下に 2つの画像ファイルがあることを確認

    [image]

  5. C:\pytools\face_recognition\examples にある顔画像のファイル 「two_people.jpg」を，先ほど作成した ディレクトリ unknown_pictures の下にコピー 

    copy C:\pytools\face_recognition\examples\two_people.jpg C:\pytools\face_recognition\unknown_pictures

    [image]
  6. Windows で、ディレクトリ unknown_pictures の下に画像ファイルがあることを確認

    [image]

顔識別、顔検出のコマンド

顔識別を行ってみる

unknown_pictures の下にある画像ファイルを、 known_people 下の画像ファイルを照合して顔識別を行うコマンド 

cd C:\pytools\face_recognition
face_recognition known_people unknown_pictures

[image]

顔検出を行ってみる 

cd C:\pytools\face_recognition
face_detection unknown_pictures

表示される4つの数字は、顔領域の座標値

[image]

顔識別、顔検出の Python プログラム

  1. Windows で，コマンドプロンプトを管理者として実行する．

    [image]
  2. 顔検出の Python プログラム

    Python プログラムを動かす．

    「C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures」のところは、実際に作成したディレクトリに書き換えて実行すること．ディレクトリの切れ目に「\」でなく「/」を使うのは Python の流儀． 

    import face_recognition
image = face_recognition.load_image_file("C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures/two_people.jpg")
face_locations = face_recognition.face_locations(image)
print(face_locations)

    [image]
  3. 画像表示（顔の部分の切り出し表示）

    プログラムは、https://github.com/ageitgey/face_recognition/blob/master/examples/find_faces_in_picture.py　 のものを一部変更したものを掲載している

    「C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures」のところは、実際に作成したディレクトリに書き換えて実行すること．ディレクトリの切れ目に「\」でなく「/」を使うのは Python の流儀． 

    import face_recognition
import PIL
import cv2

F = "C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures/two_people.jpg"

image = face_recognition.load_image_file(F)
face_locations = face_recognition.face_locations(image)

def box_label(bgr, x1, y1, x2, y2, label): 
    cv2.rectangle(bgr, (x1, y1), (x2, y2), (255, 0, 0), 1, 1)
    cv2.rectangle(bgr, (int(x1), int(y1-25)), (x2, y1), (255,255,255), -1)
    cv2.putText(bgr, label, (x1, int(y1-5)), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX, 0.7, (0,0,0), 1)

bgr = cv2.imread(F)
for face_location in face_locations:
    top, right, bottom, left = face_location
    box_label(bgr, left, top, right, bottom, 'face')

cv2.imshow('', bgr)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

    画像が表示されるので確認． このあと，ウインドウの右上の「x」をクリックしない．画面の中をクリックしてから，何かのキーを押して閉じる

    [image]
    [image]
  4. 顔のランドマークの Python プログラム

    chin, left_eyebrow, right_eyebrow, nose_bridge, left_eye, right_eye の情報が表示される 

    import face_recognition
image = face_recognition.load_image_file("C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures/two_people.jpg")
face_landmarks_list = face_recognition.face_landmarks(image)
for i in face_landmarks_list:
    print(i)

    [image]
  5. 顔のランドマークについてについて画像表示

    プログラムは、https://github.com/ageitgey/face_recognition/blob/master/examples/find_faces_in_picture.py　 のものを一部変更したものを掲載している

    「C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures」のところは、実際に作成したディレクトリに書き換えて実行すること．ディレクトリの切れ目に「\」でなく「/」を使うのは Python の流儀． 

    import face_recognition
import PIL
import cv2

F = "C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures/two_people.jpg"

image = face_recognition.load_image_file(F)
face_landmarks_list = face_recognition.face_landmarks(image)

def box_label(bgr, x1, y1, x2, y2, label): 
    cv2.rectangle(bgr, (x1, y1), (x2, y2), (255, 0, 0), 1, 1)
    cv2.rectangle(bgr, (int(x1), int(y1-25)), (x2, y1), (255,255,255), -1)
    cv2.putText(bgr, label, (x1, int(y1-5)), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX, 0.7, (0,0,0), 1)

bgr = cv2.imread(F)
for i in face_landmarks_list:
    for j in i.keys():
        for k in (i[j]):
            cv2.circle(bgr, (k[0], k[1]), 2, (255, 0, 0), -1)

cv2.imshow('', bgr)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

    画像が表示されるので確認． このあと，ウインドウの右上の「x」をクリックしない．画面の中をクリックしてから，何かのキーを押して閉じる

    [image]
    [image]
  6. 顔のランドマークの Python プログラムで、左目(lefteye)と左の眉(left_eyrbrow)のを表示 
    import face_recognition
image = face_recognition.load_image_file("C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures/two_people.jpg")
face_landmarks_list = face_recognition.face_landmarks(image)
for i in face_landmarks_list:
    print(i['left_eye'])
    print(i['left_eyebrow'])

    [image]
  7. 左目(lefteye)と左の眉(left_eyrbrow)のランドマークについて画像表示

    プログラムは、https://github.com/ageitgey/face_recognition/blob/master/examples/find_faces_in_picture.py　 のものを一部変更したものを掲載している

    「C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures」のところは、実際に作成したディレクトリに書き換えて実行すること．ディレクトリの切れ目に「\」でなく「/」を使うのは Python の流儀． 

    import face_recognition
import PIL
import cv2

F = "C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures/two_people.jpg"

image = face_recognition.load_image_file(F)
face_landmarks_list = face_recognition.face_landmarks(image)

def box_label(bgr, x1, y1, x2, y2, label): 
    cv2.rectangle(bgr, (x1, y1), (x2, y2), (255, 0, 0), 1, 1)
    cv2.rectangle(bgr, (int(x1), int(y1-25)), (x2, y1), (255,255,255), -1)
    cv2.putText(bgr, label, (x1, int(y1-5)), cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX, 0.7, (0,0,0), 1)

bgr = cv2.imread(F)
for i in face_landmarks_list:
    for j in i['left_eye']:
        cv2.circle(bgr, (j[0], j[1]), 2, (0, 255, 0), -1)
    for j in i['left_eyebrow']:
        cv2.circle(bgr, (j[0], j[1]), 2, (0, 0, 255), -1)


cv2.imshow('', bgr)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

    画像が表示されるので確認． このあと，ウインドウの右上の「x」をクリックしない．画面の中をクリックしてから，何かのキーを押して閉じる

    [image]
    [image]
  8. ２つの顔画像が同一人物かを識別する Python プログラム

    ２つの顔画像を比べる 

    import face_recognition
picture_of_obama = face_recognition.load_image_file("C:/pytools/face_recognition/known_people/obama.jpg")
obama_face_encoding = face_recognition.face_encodings(picture_of_obama)[0]

biden_picture = face_recognition.load_image_file("C:/pytools/face_recognition/known_people/biden.jpg")
biden_face_encoding = face_recognition.face_encodings(biden_picture)[0]

results = face_recognition.compare_faces([obama_face_encoding], biden_face_encoding)
print(results)

    [image]
  9. ２つの顔画像が同一人物かを識別する Python プログラム

    https://github.com/ageitgey/face_recognition に掲載の写真から切り取った、次の写真を使ってみる

    [image]

    上の画像ファイルを、C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures の下に，104.png という名前で保存しておく

    今度は True と表示される 

    import face_recognition
picture_of_obama = face_recognition.load_image_file("C:/pytools/face_recognition/known_people/obama.jpg")
obama_face_encoding = face_recognition.face_encodings(picture_of_obama)[0]

another_picture = face_recognition.load_image_file("C:/pytools/face_recognition/unknown_pictures/104.png")
another_face_encoding = face_recognition.face_encodings(another_picture)[0]

results = face_recognition.compare_faces([obama_face_encoding], another_face_encoding)
print(results)
    [image]
  10. 以上の実験後は、ディレクトリを消去しておく 
    rmdir /s /q known_people
rmdir /s /q unknown_pictures

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