Raspberry Pi – Reconocimiento facial

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Antes de nada! esta semana estaré por el VMworld en Barcelona con un grupito de bloggers y cracks, el que quiera compartir buenos momentos que me pase un mail y nos vemos ahí! Bueno, al turrón, os dejo este documento con los pasos seguidos para conseguir que una Raspberry Pi con una camara USB conectada, reconozca caras!

 

Deberemos instalar OpenCV y posteriormente mediante el uso de un script aprenderemos las caras que nos interesen, yo le enseñare la mía y la de mi txabala. Con otro script arrancaremos la función de reconocimiento y al detectar mi cara ejecutará un script y otro diferente al reconocerle a la txabala.

 

Lo primero será instalar los prerequisitos de OpenCV o alguno que podamos necesitar:

sudo apt-get install build-essential cmake pkg-config python-dev libgtk2.0-dev libgtk2.0 zlib1g-dev libpng-dev libjpeg-dev libtiff-dev libjasper-dev libavcodec-dev swig unzip vim
sudo apt-get install python-numpy python-opencv
sudo apt-get install python-pip
sudo apt-get install python-dev
sudo pip install picamera
sudo pip install rpio
sudo apt-get install v4l2ucp v4l-utils libv4l-dev

 

Nos descargamos OpenCV, lo compilamos y lo instalamos:

wget http://downloads.sourceforge.net/project/opencvlibrary/opencv-unix/2.4.9/opencv-2.4.9.zip
unzip opencv-2.4.9.zip
cd opencv-2.4.9
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -DBUILD_PERF_TESTS=OFF -DBUILD_opencv_gpu=OFF -DBUILD_opencv_ocl=OFF
make
sudo make install

 

Bien, para el reconocimiento facial, nos descargaremos primeramente una pequeña BD de caras, para que tenga mejor precisión y a la que añadiremos nuestra cara o las que nos interesen a posteriori. Nos bajamos la BD de ejemplo de la Database of Faces de AT&T Laboratories Cambridge, previamente creamos la carpeta donde meteremos todo nuestro contenido y lo descomprimimos:

mkdir /home/pi/recoFacial
cd /home/pi/recoFacial
wget http://www.cl.cam.ac.uk/Research/DTG/attarchive/pub/data/att_faces.zip
unzip att_faces.zip

 

Nos bajamos ahora este XML y lo descomprimimos en /home/pi/recoFacial/:

wget http://www.bujarra.com/wp-content/uploads/2016/08/haarcascade_frontalface_alt.zip
unzip haarcascade_frontalface_alt.zip

 

Al final del documento, os dejo un par de ficheros de python, uno será para aprender caras (capture.py) y el otro para reconocerlas (reconocimiento.py), tendréis que hacerlos ejecutables:

chmod +x reconocimiento.py capture.py

 

Y una recomendación, sería elevar el número de imágenes que captura para reconocernos la cara cuando la aprende, en tal caso, en capture.py, en vez de 20 imagenes por defecto, podremos poner por ejemplo a 100.

 

Para aprender una cara ejecutaremos:

python capture.py nombrePersona

 

Para comenzar a detectar y reconocer caras:

python reconocimiento.py

 

raspberry pi reconocimiento facial

 

 

capture.py

import cv2, sys, numpy, os
size = 4
fn_haar = 'haarcascade_frontalface_alt.xml'
fn_dir = 'att_faces/orl_faces'
fn_name = sys.argv[1]
path = os.path.join(fn_dir, fn_name)
if not os.path.isdir(path):
    os.mkdir(path)
(im_width, im_height) = (112, 92)
haar_cascade = cv2.CascadeClassifier(fn_haar)
webcam = cv2.VideoCapture(0)

count = 0
while count > 100:
    (rval, im) = webcam.read()
    im = cv2.flip(im, 1, 0)
    gray = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    mini = cv2.resize(gray, (gray.shape[1] / size, gray.shape[0] / size))
    faces = haar_cascade.detectMultiScale(mini)
    faces = sorted(faces, key=lambda x: x[3])
    if faces:
        face_i = faces[0]
        (x, y, w, h) = [v * size for v in face_i]
        face = gray[y:y + h, x:x + w]
        face_resize = cv2.resize(face, (im_width, im_height))
        pin=sorted([int(n[:n.find('.')]) for n in os.listdir(path)
               if n[0]!='.' ]+[0])[-1] + 1
        cv2.imwrite('%s/%s.png' % (path, pin), face_resize)
        cv2.rectangle(im, (x, y), (x + w, y + h), (0, 255, 0), 3)
        cv2.putText(im, fn_name, (x - 10, y - 10), cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN,
            1,(0, 255, 0))
        count += 1
    cv2.imshow('OpenCV', im)
    key = cv2.waitKey(10)
    if key == 27:
        break

 

reconocimiento.py

import cv2, sys, numpy, os
size = 4
fn_haar = 'haarcascade_frontalface_alt.xml'
fn_dir = 'att_faces/orl_faces'
# Part 1: Creando fisherRecognizer
print('Formando...')
# Crear una lista de imagenes y una lista de nombres correspondientes
(images, lables, names, id) = ([], [], {}, 0)
for (subdirs, dirs, files) in os.walk(fn_dir):
    for subdir in dirs:
        names[id] = subdir
        subjectpath = os.path.join(fn_dir, subdir)
        for filename in os.listdir(subjectpath):
            path = subjectpath + '/' + filename
            lable = id
            images.append(cv2.imread(path, 0))
            lables.append(int(lable))
        id += 1
(im_width, im_height) = (112, 92)
# Crear una matriz Numpy de las dos listas anteriores
(images, lables) = [numpy.array(lis) for lis in [images, lables]]
# OpenCV entrena un modelo a partir de las imagenes
model = cv2.createFisherFaceRecognizer()
model.train(images, lables)
# Part 2: Utilizar fisherRecognizer en funcionamiento la camara
haar_cascade = cv2.CascadeClassifier(fn_haar)
webcam = cv2.VideoCapture(0)
while True:
    (rval, frame) = webcam.read()
    frame=cv2.flip(frame,1,0)
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    mini = cv2.resize(gray, (gray.shape[1] / size, gray.shape[0] / size))
    faces = haar_cascade.detectMultiScale(mini)
    for i in range(len(faces)):
        face_i = faces[i]
        (x, y, w, h) = [v * size for v in face_i]
        face = gray[y:y + h, x:x + w]
        face_resize = cv2.resize(face, (im_width, im_height))
        # Intentado reconocer la cara
        prediction = model.predict(face_resize)
        cv2.rectangle(frame, (x, y), (x + w, y + h), (0, 255, 0), 3)
        # Escribiendo el nombre de la cara reconocida
        # [1]
        if prediction[1]>500:
          cv2.putText(frame,
          '%s - %.0f' % (names[prediction[0]],prediction[1]),
          (x-10, y-10), cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN,1,(0, 255, 0))
   #La variable cara tendra el nombre de la persona reconocida
          cara = '%s' % (names[prediction[0]])
   #En caso de que la cara sea de Hector
          if cara == "HECTOR":
            os.system("/home/pi/hector.sh")
  #En caso de que la cara sea de Seila
          elif cara == "SEILA":
            os.system("/home/pi/seila.sh")
  #Si la cara es desconocida, poner desconocido
          else:
             cv2.putText(frame,
                  'Desconocido',
                   (x-10, y-10), cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN,1,(0, 255, 0))
   #No hay nadie
             s.system("/home/pi/nadie.sh")
             cv2.imshow('OpenCV', frame)
             key = cv2.waitKey(10)

             if key == 27:
               break

 

 

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