Java版人脸跟踪三部曲之一:极速体验

x33g5p2x  于2022-02-07 转载在 Java  
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关于《Java版人脸跟踪三部曲》系列

-《Java版人脸跟踪三部曲》系列是欣宸的又一原创,目标是通过理论加实战,与大家一同了解CamShift(连续自适应均值漂移)算法在Java领域的实际应用,整个系列由以下三篇文章组成:

  1. 极速体验:这是欣宸原创的一大特色,先动手,用最短时间和最小代价了解CamShift能做什么
  2. 开发设计:这是编码前的准备工作,包含:要做什么?需要那些知识点?逻辑和流程梳理
  3. 编码实战:在本篇咱们正式开始编码并运行验证,经历了前面的充分准备,真正开始编码的时候不但顺畅,您还会迸发有很多与欣宸不一样的想法,例如不仅检测人脸,还能带上年龄性别,却不用多次做深度学习推理,又或者,检测出多个人脸,但是只跟踪某人,甚至多人同时跟踪
  • 另外,整个《Java版人脸跟踪三部曲》系列也是《JavaCV的摄像头实战》系列的一部分,分别是《JavaCV的摄像头实战》系列的的第十五、第十六、第十七篇

本篇概览

  • 本文的目标是快速体验Java版人脸跟踪的功能,不涉及理论知识,不涉及编码,全是动手操作,由以下步骤组成:
  1. 准备本地环境
  2. 下载三个文件:java应用,动态链接库,人脸检测模型文件
  3. 运行java应用,验证效果

准备本地环境

  1. 准备一台可上网的windows系统的电脑,我这里是64位win10
  2. 一个USB摄像头,与电脑连接正常
  3. 安装JDK:1.8.0_291
  • 作为参考,我用的电脑是Surface Pro4,前置摄像头正常

下载文件

  • 一共要下载三个文件,前两个可以在CSDN下载(不需要积分),地址分别是:
  1. 打包成jar的java应用:https://download.csdn.net/download/boling_cavalry/76015782
  2. opencv在windows环境的动态链接库:https://download.csdn.net/download/boling_cavalry/75121158
  • 还有一个是人脸检测的模型文件,在GitHub下载,地址是:https://raw.github.com/opencv/opencv/master/data/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml
  • 上述三个文件下载后,完整的存放路径分别是:
  1. java应用:C:\study\javacv\simple-grab-push-1.0-SNAPSHOT.jar
  2. 动态链接库:C:\study\javacv\lib\opencv_java453.dll
  3. 模型文件:C:\study\javacv\model\haarcascade_frontalface_alt.xml

运行java应用,验证效果

  • 进入windows命令行,执行以下命令在(注意两个参数和前面下载的文件路径有关,请您根据自己情况调整):
java ^
-Djava.library.path=C:\study\javacv\lib ^
-Dmodel.file.path=C:\study\javacv\model\haarcascade_frontalface_alt.xml ^
-jar C:\study\javacv\simple-grab-push-1.0-SNAPSHOT.jar
  • 此时,控制台会输出以下信息:
C:\Users\12167>java ^-Djava.library.path=C:\study\javacv\lib ^-Dmodel.file.path=C:\study\javacv\model\haarcascade_frontalface_alt.xml ^-jar C:\study\javacv\simple-grab-push-1.0-SNAPSHOT.jar
17:40:54.987 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.camera.PreviewCameraWithCamShift - 模型文件本地路径:C:\study\javacv\model\haarcascade_frontalface_alt.xml
17:40:57.704 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.extend.CamShiftDetectService - 开始加载模型文件
17:40:58.364 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.extend.CamShiftDetectService - 模型文件加载完毕,初始化完成
17:40:58.364 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.camera.AbstractCameraApplication - 初始化完成,耗时[2257]毫秒,帧率[30.0],图像宽度[1280],图像高度[720]
  • 然后会弹出预览窗口,显示摄像头拍摄到的内容
  • 现在,把那个为了盒饭跑来露脸的群众演员拉到镜头面前,预览窗口中,群众演员的脸部立即出现红框,如下图所示:

  • 让群众演员在镜头前移动,可以看到红框会紧随面部移动(截图看不出效果,实际上视频是动态跟随的):

  • 让群众演员在摄像头面前消失,红框也随之消失
  • 让群众演员再次回到摄像头面前,红框再次出现并跟随:

  • 至此,体验结束,《Java版人脸跟踪三部曲》的第一部就完成了,简简单单三个文件一行命令就完成人脸跟踪的效果,此刻的您一定充满各种疑惑:
  1. 为什么叫跟踪,这是什么原理?
  2. 如果把每一帧都做人脸检测,然后绘制矩形,也能实现同样效果,这两者有区别吗?
  3. 追踪的逻辑是什么,一开始目标如何确定,追踪过程中,如果目标消失在镜头面前,程序如何处理,过一会儿再出现,程序会如何处理?
  • 这些就留待三部曲的第二篇讲清楚吧,算是正式编码前的设计工作,欣宸原创,不会辜负您的期待

你不孤单,欣宸原创一路相伴

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