OpenCV学习(38) 人脸识别(3)
前面我们学习了基于特征脸的人脸识别,现在我们学习一下基于Fisher脸的人脸识别,Fisher人脸识别基于LDA(线性判别算法)算法,算法的详细介绍可以参考下面两篇教程内容:
http://docs.opencv.org/modules/contrib/doc/facerec/facerec_tutorial.html
LDA算法细节参考:
http://www.cnblogs.com/mikewolf2002/p/3435750.html
程序代码:
#include "opencv2/core/core.hpp"
#include "opencv2/contrib/contrib.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
using namespace cv;
using namespace std;
static Mat norm_0_255(InputArray _src)
{
Mat src = _src.getMat();
Mat dst;
switch(src.channels())
{
case 1:
cv::normalize(_src, dst, 0, 255, NORM_MINMAX, CV_8UC1);
break;
case 3:
cv::normalize(_src, dst, 0, 255, NORM_MINMAX, CV_8UC3);
break;
default:
src.copyTo(dst);
break;
}
return dst;
}
static void read_csv(const string& filename, vector<Mat>& images, vector<int>& labels, char separator = ';')
{
std::ifstream file(filename.c_str(), ifstream::in);
if (!file)
{
string error_message = "No valid input file was given, please check the given filename.";
CV_Error(CV_StsBadArg, error_message);
}
string line, path, classlabel;
while (getline(file, line))
{
stringstream liness(line);
getline(liness, path, separator);
getline(liness, classlabel);
if(!path.empty() && !classlabel.empty())
{
images.push_back(imread(path, 0));
labels.push_back(atoi(classlabel.c_str()));
}
}
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
string fn_csv = string("facerec_at_t.txt");
vector<Mat> images;
vector<int> labels;
try
{
read_csv(fn_csv, images, labels);
} catch (cv::Exception& e)
{
cerr << "Error opening file \"" << fn_csv << "\". Reason: " << e.msg << endl;
exit(1);
}
if(images.size() <= 1)
{
string error_message = "This demo needs at least 2 images to work. Please add more images to your data set!";
CV_Error(CV_StsError, error_message);
}
int height = images[0].rows;
Mat testSample = images[images.size() - 1];
int testLabel = labels[labels.size() - 1];
images.pop_back();
labels.pop_back();
Ptr<FaceRecognizer> model = createFisherFaceRecognizer();
model->train(images, labels);
int predictedLabel = model->predict(testSample);
string result_message = format("Predicted class = %d / Actual class = %d.", predictedLabel, testLabel);
cout << result_message << endl;
Mat eigenvalues = model->getMat("eigenvalues");
Mat W = model->getMat("eigenvectors");
Mat mean = model->getMat("mean");
imshow("mean", norm_0_255(mean.reshape(1, images[0].rows)));
for (int i = 0; i < min(16, W.cols); i++)
{
string msg = format("Eigenvalue #%d = %.5f", i, eigenvalues.at<double>(i));
cout << msg << endl;
Mat ev = W.col(i).clone();
Mat grayscale = norm_0_255(ev.reshape(1, height));
Mat cgrayscale;
applyColorMap(grayscale, cgrayscale, COLORMAP_BONE);
imshow(format("fisherface_%d", i), cgrayscale);
}
for(int num_component = 0; num_component < min(16, W.cols); num_component++)
{
Mat ev = W.col(num_component);
Mat projection = subspaceProject(ev, mean, images[0].reshape(1,1));
Mat reconstruction = subspaceReconstruct(ev, mean, projection);
reconstruction = norm_0_255(reconstruction.reshape(1, images[0].rows));
imshow(format("fisherface_reconstruction_%d", num_component), reconstruction);
}
while(1)
waitKey(0);
return 0;
}
从代码中我们可以看到,最大的区别就是创建人脸识别模式类时候,调用的函数不一样,其它代码和特征脸识别的代码一样,对于train和predict函数来说,调用方式完全一样,只是底层的具体算法细节不一样。
Ptr<FaceRecognizer> model = createFisherFaceRecognizer();
下面是Fisher人脸识别类的train函数,从中可以看到,函数会先调用PCA算法进行降维,之后再执行LDA算法,求得Fisher特征值和特征向量。注意投影矩阵是PCA算法的特征向量和LDA算法特征向量的乘积。
// 先用PCA算法降维perform a PCA and keep (N-C) components
PCA pca(data, Mat(), CV_PCA_DATA_AS_ROW, (N-C));
// 把数据投影到 PCA空间,再对该数据执行LDA算法
LDA lda(pca.project(data),labels, _num_components);
// 保存总的均值向量
_mean = pca.mean.reshape(1,1);
_labels = labels.clone();
lda.eigenvalues().convertTo(_eigenvalues, CV_64FC1);
//计算投影矩阵=pca.eigenvectors * lda.eigenvectors.
// Note: OpenCV stores the eigenvectors by row, so we need to transpose it!
gemm(pca.eigenvectors, lda.eigenvectors(), 1.0, Mat(), 0.0, _eigenvectors, GEMM_1_T);
//把原始矩阵投影到新的投影空间
for(int sampleIdx = 0; sampleIdx < data.rows; sampleIdx++) {
Mat p = subspaceProject(_eigenvectors, _mean, data.row(sampleIdx));
_projections.push_back(p);
}
在程序中,我们仍然使用AT&T Facedatabase数据库的图片,原教程中推荐用Yale Facedatabase A,但是它的图像格式是gif,OpenCV不支持,只好放弃。
程序代码:FirstOpenCV34

低调大师中文资讯倾力打造互联网数据资讯、行业资源、电子商务、移动互联网、网络营销平台。
持续更新报道IT业界、互联网、市场资讯、驱动更新,是最及时权威的产业资讯及硬件资讯报道平台。
转载内容版权归作者及来源网站所有,本站原创内容转载请注明来源。
- 上一篇
OpenCV学习(37) 人脸识别(2)
在前面一篇教程中,我们学习了OpenCV中基于特征脸的人脸识别的代码实现,我们通过代码 Ptr<FaceRecognizer> model = createEigenFaceRecognizer(); 创建了人脸识别模型类,该识别模型类基于特征值人脸。该类有几个重要的成员: int _num_components; double _threshold; vector<Mat> _projections; Mat _labels; Mat _eigenvectors; Mat _eigenvalues; Mat _mean; _num_components表示我们的特征脸识别算法通过PCA降维后保留的特征向量数目,如果在创建人脸识别类时没有指定它的值,则它会保留所有的特征向量,比如我们例子中有399个采样图片,每个图片都为10304维,则最多的特征值数目为399,_num_components的值即为399。_threshold是判定输入的图像属于那一个特征脸时使用。如果类创建时候,没有指定它的值,则默认它会被赋予一个很大的值。我们可以通过下面的代码在类初始化时...
- 下一篇
计算机视觉领域的一些牛人博客,超有实力的研究机构等的网站链接
以下链接是本人整理的关于计算机视觉(ComputerVision, CV)相关领域的网站链接,其中有CV牛人的主页,CV研究小组的主页,CV领域的paper,代码,CV领域的最新动态,国内的应用情况等等。打算从事这个行业或者刚入门的朋友可以多关注这些网站,多了解一些CV的具体应用。搞研究的朋友也可以从中了解到很多牛人的研究动态、招生情况等。总之,我认为,知识只有分享才能产生更大的价值,真诚希望下面的链接能对朋友们有所帮助。 (1)googleResearch; http://research.google.com/index.html (2)MIT博士,汤晓欧学生林达华; http://people.csail.mit.edu/dhlin/index.html (3)MIT博士后Douglas Lanman; http://web.media.mit.edu/~dlanman/ (4)opencv中文网站; http://www.opencv.org.cn/index.php/%E9%A6%96%E9%A1%B5 (5)Stanford大学vision实验室; http://visio...
相关文章
文章评论
共有0条评论来说两句吧...
文章二维码
点击排行
推荐阅读
最新文章
- CentOS7安装Docker,走上虚拟化容器引擎之路
- SpringBoot2整合Thymeleaf,官方推荐html解决方案
- CentOS7设置SWAP分区,小内存服务器的救世主
- Hadoop3单机部署,实现最简伪集群
- CentOS8安装Docker,最新的服务器搭配容器使用
- CentOS8安装MyCat,轻松搞定数据库的读写分离、垂直分库、水平分库
- CentOS7编译安装Gcc9.2.0,解决mysql等软件编译问题
- Docker使用Oracle官方镜像安装(12C,18C,19C)
- CentOS7,8上快速安装Gitea,搭建Git服务器
- CentOS7编译安装Cmake3.16.3,解决mysql等软件编译问题