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C#使用Emgu CV来进行图片人脸检测

IP云
IP云V管理员/6 阅读
08/29
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项目需求：某市级组织考试，在考试前需审核考生采集表中的考生照片是否合格，由于要审核的考生信息采集表有很多，原先进行的是手动人工审核，比较费时费力，审核的要求也很简单，并不判断考生是否是图片本人（身份验证有另外一套程序来进行），只是看考生采集表中考生头像是否是人脸（是否存在辨识不清楚，不是人脸）。因此提出需求，看是否能用程序来检测考生信息采集表中的照片，只需找出来疑似不是人脸的考生所在文档位置（pdf文档）即可，存疑的考生再由人工进行审核。

PDF文档中有很多页，每一页都是如图中的结构。

经过百度摸索，采用了C#+WPF+Spire.PDF+Emgu CV+MvvmLight来进行人脸判断的技术选型。

Emgu CV(https://sourceforge.net/projects/emgucv/files/emgucv/)是.NET平台下对OpenCV图像处理库的封装，也就是.NET版的
OpenCV的全称是：Open Source Computer Vision Library。OpenCV是一个基于（开源）发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系统上。Emgu CV官方带的有训练过的人脸识别模板，可以直接使用。

Spire.PDF可以来读取PDF文档，同时可以读取到PDF文档中的图片。

MvvmLight是WPF可以使用的一种MVVM模式的实现框架。

项目技术选型确定以后，下面就是代码的编写。

项目引用Emgu CV、Spire.PDF、MvvmLight

从官网下载Emgu CV后，我们把它项目中的haarcascade_eye.xml、haarcascade_frontalface_alt.xml两个训练过的人脸识别模板放到bin/debug下，供Emgu CV使用时调用。

引用MvvmLight后，会自动在项目中创建ViewModel目录，我们在此目录中新建一个Pdf2FaceInfoModel.cs类，用来做为检测结果的通知类。

using System.ComponentModel;namespace Pdf2Face.ViewModel
{
public class Pdf2FaceInfoModel : INotifyPropertyChanged
{
public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged; private string pdfName { get; set; }
/// <summary>
/// Pdf文件名
/// </summary>
public string PdfName
{
get => pdfName;
set
{
pdfName = value;
PropertyChanged?.Invoke(this,new PropertyChangedEventArgs("PdfName"));
}
} private int pdfImgCount { get; set; } = 0;
/// <summary>
/// Pdf中图片数量
/// </summary>
public int PdfImgCount
{
get => pdfImgCount;
set
{
pdfImgCount = value;
PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs("PdfImgCount"));
}
} private int pdfFaceCount { get; set; } = 0;
/// <summary>
/// Pdf中人脸数量
/// </summary>
public int PdfFaceCount
{
get => pdfFaceCount;
set
{
pdfFaceCount = value;
PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs("PdfFaceCount"));
}
} private string pdfFaceSuccess { get; set; } ="否";
/// <summary>
/// 数量相对是否存疑 0 正常 1存疑
/// </summary>
public string PdfFaceSuccess
{
get => pdfFaceSuccess;
set
{
pdfFaceSuccess = value;
PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs("PdfFaceSuccess"));
}
}
}
}

主程序只有一个界面，界面两个按钮，一个用来选择要检测pdf所在文件夹，一个用来开始检测。

主程序代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Collections.ObjectModel;
using System.ComponentModel;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using Emgu.CV;
using Emgu.CV.Structure;
using Microsoft.WindowsAPICodePack.Dialogs;
using Pdf2Face.ViewModel;
using Spire.Pdf;namespace Pdf2Face
{
/// <summary>
/// 人脸检测功能的交互逻辑
/// </summary>
public partial class MainWindow : Window
{
private string _pdfDirPath;
private readonly string _pdfFaceSaveDir;
private readonly ObservableCollection<Pdf2FaceInfoModel> facelist = new ObservableCollection<Pdf2FaceInfoModel>(); public MainWindow()
{
InitializeComponent();
Thread.Sleep(10000);
dataGrid.ItemsSource = facelist;
_pdfFaceSaveDir = $"{AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory}face";
if (!Directory.Exists(_pdfFaceSaveDir))
{
Directory.CreateDirectory(_pdfFaceSaveDir);
}
}
/// <summary>
/// 选择Pdf所在目录
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void BtnChooseDir_OnClick(object sender, RoutedEventArgs e)
{
using (var folderBrowser = new CommonOpenFileDialog())
{
folderBrowser.IsFolderPicker = true;
folderBrowser.Multiselect = false;
folderBrowser.Title = "选择考生照片所在文件夹";
if (folderBrowser.ShowDialog(GetWindow(this)) != CommonFileDialogResult.Ok) return;
_pdfDirPath = folderBrowser.FileName;
txtBlockPath.Text = _pdfDirPath;
}
}
/// <summary>
/// 人脸识别检测
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void BtnCheck_OnClick(object sender, RoutedEventArgs e)
{
if (string.IsNullOrEmpty(_pdfDirPath) || !Directory.Exists(_pdfDirPath))
{
MessageBox.Show("目录无法访问。", "错误", MessageBoxButton.OK, MessageBoxImage.Error);
return;
} var pdfs = FileSearch(_pdfDirPath, "*.pdf", SearchOption.AllDirectories,
x => x.Length > 6);
if (pdfs.Length == 0)
{
MessageBox.Show("指定的目录中没有发现PDF文件。", "错误", MessageBoxButton.OK, MessageBoxImage.Information);
return;
} txtBlockInfo.Text = $"Pdf文件数量{pdfs.Length}";
var doc = new PdfDocument(); Dispatcher?.InvokeAsync(async () =>
{
await Task.Run(() =>
{
foreach (var pdf in pdfs)
{
doc.LoadFromFile(pdf);
var pagenum = 1; foreach (PdfPageBase page in doc.Pages)
{
var newPdfFaceSaveDir = $"{_pdfFaceSaveDir}\\{pdf.Substring(pdf.LastIndexOf('\\') + 1)}";
if (page.ExtractImages() != null)
{
if (!Directory.Exists(newPdfFaceSaveDir))
{
Directory.CreateDirectory(newPdfFaceSaveDir);
}
var images = new List<Image>();
var model = new Pdf2FaceInfoModel
{
PdfName = $"{pdf.Substring(pdf.LastIndexOf('\\') + 1)}_第{pagenum}页"
};
Dispatcher?.Invoke(() =>
{
facelist.Add(model); });
var c = 0;
foreach (var image in page.ExtractImages())
{
images.Add(image);
var filename = $"{newPdfFaceSaveDir}\\{pagenum}_{c}.png";
image.Save(filename, ImageFormat.Png); #region 人脸判断
//检测是否是人脸
//如果支持用显卡,则用显卡运算
CvInvoke.UseOpenCL = CvInvoke.HaveOpenCLCompatibleGpuDevice;
//构建级联分类器,利用已经训练好的数据,识别人脸
var face = new CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_alt.xml");
var eyes = new CascadeClassifier("haarcascade_eye.xml");
//加载要识别的图片
var img = new Image<Bgr, byte>(filename);
var img2 = new Image<Gray, byte>(img.ToBitmap()); //把图片从彩色转灰度
CvInvoke.CvtColor(img, img2, Emgu.CV.CvEnum.ColorConversion.Bgr2Gray);
//亮度增强
CvInvoke.EqualizeHist(img2, img2);
//返回的是人脸所在的位置和大小
var facesDetected = face.DetectMultiScale(img2, 1.1, 10, new System.Drawing.Size(50, 50)); if (facesDetected.Length > 0)
{
model.PdfFaceCount += facesDetected.Length;
model.PdfFaceSuccess = facesDetected.Length > 1 ? "是" : "否";
//删除图片，留下的都是无法正确识别的
try
{
File.Delete(filename);
}
catch (Exception exception)
{
//
}
} img.Dispose();
img2.Dispose();
face.Dispose();
#endregion c += 1;
}
model.PdfImgCount = images.Count;
}
pagenum += 1;
}
doc.Close();
} });
});
} private string[] FileSearch(string directoryPath, string searchFilter, SearchOption option, Func<string, bool> func)
{
if (!Directory.Exists(directoryPath)) return null;
var s = Directory.GetFiles(directoryPath, searchFilter, option).Where(func).ToArray();
return s;
} private void MainWindow_OnClosing(object sender, CancelEventArgs e)
{
Application.Current.Shutdown(0);
}
}
}

程序运行效果：