OpenCv之简单的人脸识别项目（特征标注页面）

56 阅读 0 评论 0 点赞

准备

本篇将展示特征标注页面，并与登录页面连接起来。

八、特征标注页面

1.导入所需的包

tkinter:

Tkinter是Python的标准GUI（图形用户界面）库。它提供了一个快速和简单的方式来创建GUI应用程序。tkinter模块是Tkinter库的主模块，包含了创建窗口、按钮、文本框等基本GUI组件的类和函数。

filedialog:

这个模块是tkinter的一个扩展，提供了一个文件对话框，允许用户选择文件或目录。它是tkinter的一部分，通常与tkinter一起使用来创建文件选择器。

PIL (Python Imaging Library):

PIL是一个强大的图像处理库，它支持多种图像文件格式，并提供了一系列图像处理功能，如打开、修改、保存图像，以及图像处理操作（如缩放、裁剪、颜色转换等）。

ImageTk:

ImageTk是PIL库中用于与Tkinter一起使用的模块，它提供了在Tkinter中显示图像的功能。它通常与Tkinter的PhotoImage类一起使用，以在Tkinter应用程序中显示PIL的Image对象。

dlib:

dlib是一个C++库，它提供了大量机器学习和计算机视觉功能。dlib模块是dlib库的Python接口，它允许您在Python中使用dlib的功能。在图像处理和机器学习领域，dlib被广泛用于人脸识别、物体检测、图像分割等任务。

cv2 (OpenCV):

OpenCV是一个开源的计算机视觉库，它提供了大量用于图像和视频处理的功能。cv2模块是OpenCV的Python接口，它允许您在Python中使用OpenCV的功能。OpenCV广泛用于图像识别、图像处理、物体检测、视频分析等任务。

subprocess:

这个模块允许您启动新的进程，连接到它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码。通常用于执行系统命令或运行外部程序。

os:

os模块提供了与操作系统交互的功能。它提供了用于文件和目录操作的函数，如文件读写、目录遍历、文件路径处理等。

import tkinter as tk
from tkinter import filedialog
from PIL import Image, ImageTk
import dlib
import cv2
import subprocess
import os

2.设置窗口

2.1定义窗口外观和大小

实例化窗口，设置窗口标题，尺寸。

# 创建Tkinter窗口
win = tk.Tk()
win.title('欢迎')
win.geometry('780x650')

2.2设置窗口背景

2.2.1设置背景图片

调用image对象的resize方法来调整图像的大小。将调整大小后的PIL Image对象转换为Tkinter兼容的PhotoImage对象。

#背景设计
image = Image.open("8.gif")
image = image.resize((780, 650))  # 调整背景图片大小
photo1 = ImageTk.PhotoImage(image)

2.2.2创建label控件

Label控件可以用来显示文本、图像或其他内容。在这里，它被用来显示前面创建的PhotoImage对象，即背景图片。

canvas = tk.Label(win, image=photo1)
canvas.pack()

3.定义两个全局变量

定义全局变量时，使用None来初始化它们，这意味着在程序开始时，它们不指向任何具体的图像路径或标签对象。在实际的应用程序中，将会通过用户的操作或程序的逻辑来更新这些变量，以便它们能够存储图像路径和显示图像。

file_path = None
image_label_original = None
image_label_annotated = None

用法：file_path:这个变量被用来保存用户选择的图片文件的路径。在图像处理或显示图像的应用程序中，您可能需要存储用户选择的图像文件的路径，以便之后进行操作，如加载、显示或处理图像。

image_label_original:这个变量通常用于在Tkinter应用程序中显示原始图片。在Tkinte中，Label组件可以用来显示文本或图像。image_label_original可能被用来引用一个Label组件，该组件被配置为显示一个图像。这个标签可以放置在窗口中，并且可以根据需要更新以显示不同的图像。

image_label_annotated:这个变量通常用于在Tkinter应用程序中显示处理后的图片。与 image_label_original 类似，它可能被用来引用一个Label组件，该组件被配置为显示一个图像。

4.定义选择图片的函数

4.1函数定义和全局变量声明

定义一个名为 xz 的函数，并在函数内部声明了两个全局变量 file_path 和 image_label_original。这意味着函数内部对这些变量的修改将会影响函数外部的同名变量。

def xz():
    global file_path, image_label_original

4.2打开文件对话框并获取文件路径

使用 tkinter 的 filedialog 模块来弹出一个文件选择对话框，让用户选择一个图片文件。如果用户选择了文件，file_path 将包含该文件的路径；如果用户取消了选择，

file_path 将为 None。
file_path = filedialog.askopenfilename(title="选择图片",
                               filetypes=(("图片文件", "*.png *.jpg *.jpeg *.bmp"),
                                        ("所有文件", "*.*")))

4.3处理图片并创建标签

首先检查 file_path 是否有值，如果有，则打开这个路径对应的图片文件，并调整其大小到 370x450 像素。然后，它将调整后的图片转换为 Tkinter 可以显示的 PhotoImage 对象。如果之前已经有一个图像标签，它将销毁这个标签。最后，它创建一个新的图像标签，用于显示调整后的图片。

if file_path:
    image = Image.open(file_path)
    image = image.resize((370, 450))
    photo = ImageTk.PhotoImage(image)

    # 创建一个标签用于显示原始图像
    if image_label_original:
        image_label_original.destroy()  # 销毁之前的图像标签

    image_label_original = tk.Label(win, image=photo)
    image_label_original.image = photo

4.4显示图像

将图像标签放置在主窗口的 (10, 100) 位置。这是图像在窗口中的左上角坐标。

image_label_original.place(x=10, y=100)

5.定义标注函数

5.1函数定义和全局变量声明

定义一个名为 bz 的函数，并在函数内部声明了两个全局变量 file_path 和 image_label_annotated。这意味着函数内部对这些变量的修改将会影响函数外部的同名变量。

def bz():
    global file_path, image_label_annotated

5.2条件判断和关键点预测器文件检查

首先检查 file_path 是否有值，如果有，则定义 predictor_path 为 “bz.dat”。然后，它检查这个文件是否存在。如果文件不存在，它会打印一条错误消息并返回。

if file_path:
    # 检查人脸关键点预测器文件是否存在
    predictor_path = "bz.dat"
    if not os.path.exists(predictor_path):
        print(f"文件不存在：{predictor_path}")
        return

5.3加载dlib的人脸检测器和预测器

使用 dlib 库的 get_frontal_face_detector 函数创建了一个人脸检测器，并使用 shape_predictor 函数创建了一个人脸关键点预测器，它使用 predictor_path 指定的文件。

# 加载dlib的人脸检测器和预测器
detector = dlib.get_frontal_face_detector()
predictor = dlib.shape_predictor(predictor_path)

5.4读取图片和检测人脸

使用 OpenCV 库的 imread 函数读取 file_path 指定的图片文件，并将其转换为灰度图像。然后，它使用人脸检测器在灰度图像中检测人脸。

# 读取图片
img = cv2.imread(file_path)
# 检查图片是否正确加载
if img is None:
    print("无法加载图片，请检查文件路径或文件完整性。")
    return

gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 检测人脸
faces = detector(gray)

5.5标注关键点和显示标注后的图像

遍历检测到的人脸，并为每个人脸预测关键点。它使用这些关键点在原始图像上绘制红色圆圈。然后，它将标注了关键点的图像转换为 PIL 格式，并调整其大小。最后，它创建一个新的图像标签来显示标注后的图像，并将其放置在主窗口的 (400, 100) 位置。

for face in faces:
    # 标注关键点
    landmarks = predictor(gray, face)
    for n in range(0, 68):
        x = landmarks.part(n).x
        y = landmarks.part(n).y
        cv2.circle(img, (x, y), 4, (255, 0, 0), -1)


# 转换为PIL格式并显示
img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)
image = Image.fromarray(img)
image = image.resize((370, 450))
photo = ImageTk.PhotoImage(image)

# 创建一个标签用于显示标注后的图像
if image_label_annotated:
    image_label_annotated.destroy()  # 销毁之前的图像标签

image_label_annotated = tk.Label(win, image=photo)
image_label_annotated.image = photo
image_label_annotated.place(x=400, y=100)  # 调整位置以适应新图像标签

6.定义关闭窗口的函数

当用户点击一个按钮或执行其他操作以触发 close 函数时，当前的 Tkinter 窗口将被关闭，并且一个新的 Python 进程将被启动来执行登录页面.py 脚本。

def close():
    subprocess.Popen(["python","登录页面.py"])
    win.destroy()

用法：close函数可以用来在应用程序中创建一个简单的退出功能，或者在需要时启动新的应用程序或脚本。

7.按钮设计

7.1选择图片按钮

定义一个名为 bt1 的按钮，该按钮将显示一个前面导入的名为 “A.gif” 的图像，并且当用户点击这个按钮时，会执行一个名为 xz 的函数。

image = Image.open("A.gif")  # 加载一张图片
photo2 = ImageTk.PhotoImage(image)
bt1 = tk.Button(win, image=photo2, width=198, height=32,command=xz)
bt1.place(x=40, y=30)

7.2开始标注按钮

定义一个名为 bt2 的按钮，该按钮将显示一个前面导入的名为 “F1.gif” 的图像，并且当用户点击这个按钮时，会执行一个名为 bz的函数。

image = Image.open("F1.gif")  # 加载一张图片
photo3 = ImageTk.PhotoImage(image)
bt2 = tk.Button(win, image=photo3, width=198, height=32,command=tq)
bt2.place(x=285, y=30)

7.3返回按钮

定义一个名为 bt3的按钮，该按钮将显示一个前面导入的名为 “B.gif” 的图像，并且当用户点击这个按钮时，会执行一个名为 sb 的函数。

image = Image.open("B.gif")  # 加载一张图片
photo4 = ImageTk.PhotoImage(image)
bt3 = tk.Button(win, image=photo4, width=198, height=32,command=close)
bt3.place(x=530, y=30)

用法：close函数通常这个函数用来关闭应用程序窗口。

10.定义关键函数

win.mainloop() 是 Tkinter GUI 应用程序中的一个关键函数，它启动了 Tkinter 的事件循环。
这个事件循环是 GUI 应用程序的核心，它负责处理用户输入（如鼠标点击、按键等），更新窗口内容，以及响应用户的操作。

win.mainloop()

注：当你调用 win.mainloop() 时，以下几件事情会发生：
1.窗口 win 会显示在屏幕上。
2.应用程序会开始监听和响应事件，如按钮点击、输入框文字变化等。
3.当用户进行操作（如点击按钮），Tkinter 会触发相应的事件处理函数（例如，你设置的 command 参数对应的函数）。
4.如果没有事件发生，应用程序会保持空闲状态，不会占用太多CPU资源。
5.当你关闭窗口或者调用 win.destroy() 时，win.mainloop() 会退出，事件循环结束，应用程序终止。

10. 人脸标注运行结果图

在这里插入图片描述

11. 人脸标注功能展示图