Python | Reconocimiento facial usando GUI

En este artículo, se menciona una forma bastante sencilla de implementar un sistema de reconocimiento facial usando Python y el módulo OpenCV junto con la explicación del código paso a paso en los comentarios.
Antes de comenzar, necesitamos instalar algunas bibliotecas para implementar el código. A continuación, verá el uso de la biblioteca junto con el código para instalarla: 

  • OpenCV:
    OpenCV (Biblioteca de visión artificial de código abierto) es una biblioteca de software de aprendizaje automático y visión artificial de código abierto. que está construido para proporcionar una infraestructura común para algoritmos de aprendizaje automático y visión artificial. Tiene miles de algoritmos optimizados que se pueden usar para diferentes propósitos, como detectar y reconocer rostros, identificar objetos y muchos más. Lo necesitamos para tomar fotos usando nuestra cámara web y se necesita hacer alguna manipulación en la imagen.
    Para instalar la biblioteca, debe instalar pip en su sistema, luego puede seguir los pasos en el símbolo del sistema: 
    Paso 1: pip install opencv-python 
    Paso 2: pip install opencv-contrib-python
  • NumPy: 
    NumPy es el paquete fundamental para la computación científica en Python que proporciona un objeto de array multidimensional. Se pueden realizar otras operaciones matemáticas usando esto, pero simplemente hablando, solo lo necesitamos para convertir nuestras imágenes en alguna forma de array para que podamos almacenar el modelo. que ha sido entrenado.
    Para instalar la biblioteca, puede escribir una simple línea de código en su shell de comandos: 
    pip install numpy
  • Haar Cascade:
    Haar Cascade es básicamente un clasificador que se utiliza para detectar los objetos para los que ha sido entrenado, desde la fuente. El resultado es un archivo XML que almacena el resultado entrenado. Si se dice simplemente, la Cascada de Haar se entrena superponiendo la imagen positiva sobre un conjunto de imágenes negativas. El entrenamiento requiere un sistema de alta especificación y una buena conexión a Internet y miles de imágenes de entrenamiento, por eso se lleva a cabo en el servidor. Para aumentar la eficiencia de los resultados utilizan imágenes de alta calidad y aumentan el número de etapas para las que se entrena al clasificador. Necesitamos un reconocedor de rostro frontal en cascada para detectar el rostro de nuestra cámara web. 
    Para descargar los archivos en cascada de haar de diferentes objetos, puede ir al siguiente enlace: 
    GitHub: HaarCascades
  • Python GUI (tkinter): 
    Tkinter es un módulo de GUI simple que se usa para implementar una GUI bastante simple y nos ayuda a interactuar con el código de una manera simple. Aunque para entender el código no es importante que sepas cómo funciona. 
    Si desea obtener más información sobre Tkinter, haga clic en el siguiente enlace 
    Python GUI – tkinter

Código: Implementación de Python para reconocer la cara usando GUI  

Python3

# importing libraries
import tkinter as tk
from tkinter import Message, Text
import cv2
import os
import shutil
import csv
import numpy as np
from PIL import Image, ImageTk
import pandas as pd
import datetime
import time
import tkinter.ttk as ttk
import tkinter.font as font
from pathlib import Path
 
window = tk.Tk()
window.title("Face_Recogniser")
window.configure(background ='white')
window.grid_rowconfigure(0, weight = 1)
window.grid_columnconfigure(0, weight = 1)
message = tk.Label(
    window, text ="Face-Recognition-System",
    bg ="green", fg = "white", width = 50,
    height = 3, font = ('times', 30, 'bold'))
     
message.place(x = 200, y = 20)
 
lbl = tk.Label(window, text = "No.",
width = 20, height = 2, fg ="green",
bg = "white", font = ('times', 15, ' bold ') )
lbl.place(x = 400, y = 200)
 
txt = tk.Entry(window,
width = 20, bg ="white",
fg ="green", font = ('times', 15, ' bold '))
txt.place(x = 700, y = 215)
 
lbl2 = tk.Label(window, text ="Name",
width = 20, fg ="green", bg ="white",
height = 2, font =('times', 15, ' bold '))
lbl2.place(x = 400, y = 300)
 
txt2 = tk.Entry(window, width = 20,
bg ="white", fg ="green",
font = ('times', 15, ' bold ')  )
txt2.place(x = 700, y = 315)
 
# The function below is used for checking
# whether the text below is number or not ?  
def is_number(s):
    try:
        float(s)
        return True
    except ValueError:
        pass
  
    try:
        import unicodedata
        unicodedata.numeric(s)
        return True
    except (TypeError, ValueError):
        pass
  
    return False
# Take Images is a function used for creating
# the sample of the images which is used for
# training the model. It takes 60 Images of
# every new user. 
def TakeImages():       
     
    # Both ID and Name is used for recognising the Image
    Id =(txt.get())
    name =(txt2.get())
     
    # Checking if the ID is numeric and name is Alphabetical
    if(is_number(Id) and name.isalpha()):
        # Opening the primary camera if you want to access
        # the secondary camera you can mention the number
        # as 1 inside the parenthesis
        cam = cv2.VideoCapture(0)
        # Specifying the path to haarcascade file
        harcascadePath = "data\haarcascade_frontalface_default.xml"
        # Creating the classier based on the haarcascade file.
        detector = cv2.CascadeClassifier(harcascadePath)
        # Initializing the sample number(No. of images) as 0
        sampleNum = 0
        while(True):
            # Reading the video captures by camera frame by frame
            ret, img = cam.read()
            # Converting the image into grayscale as most of
            # the the processing is done in gray scale format
            gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
             
            # It converts the images in different sizes
            # (decreases by 1.3 times) and 5 specifies the
            # number of times scaling happens
            faces = detector.detectMultiScale(gray, 1.3, 5)
             
            # For creating a rectangle around the image
            for (x, y, w, h) in faces:
                # Specifying the coordinates of the image as well
                # as color and thickness of the rectangle.      
                # incrementing sample number for each image
                cv2.rectangle(img, (x, y), (
                    x + w, y + h), (255, 0, 0), 2)
                sampleNum = sampleNum + 1
                # saving the captured face in the dataset folder
                # TrainingImage as the image needs to be trained
                # are saved in this folder
                cv2.imwrite(
                    "TrainingImage\ "+name +"."+Id +'.'+ str(
                        sampleNum) + ".jpg", gray[y:y + h, x:x + w])
                # display the frame that has been captured
                # and drawn rectangle around it.
                cv2.imshow('frame', img)
            # wait for 100 milliseconds
            if cv2.waitKey(100) & 0xFF == ord('q'):
                break
            # break if the sample number is more than 60
            elif sampleNum>60:
                break
        # releasing the resources
        cam.release()
        # closing all the windows
        cv2.destroyAllWindows()
        # Displaying message for the user
        res = "Images Saved for ID : " + Id +" Name : "+ name 
        # Creating the entry for the user in a csv file
        row = [Id, name]
        with open('UserDetails\UserDetails.csv', 'a+') as csvFile:
            writer = csv.writer(csvFile)
            # Entry of the row in csv file
            writer.writerow(row)
        csvFile.close()
        message.configure(text = res)
    else:
        if(is_number(Id)):
            res = "Enter Alphabetical Name"
            message.configure(text = res)
        if(name.isalpha()):
            res = "Enter Numeric Id"
            message.configure(text = res)
             
# Training the images saved in training image folder   
def TrainImages():
    # Local Binary Pattern Histogram is an Face Recognizer
    # algorithm inside OpenCV module used for training the image dataset
    recognizer = cv2.face.LBPHFaceRecognizer_create() 
    # Specifying the path for HaarCascade file
    harcascadePath = "data\haarcascade_frontalface_default.xml"
    # creating detector for faces
    detector = cv2.CascadeClassifier(harcascadePath)
    # Saving the detected faces in variables
    faces, Id = getImagesAndLabels("TrainingImage")
    # Saving the trained faces and their respective ID's
    # in a model named as "trainner.yml".
    recognizer.train(faces, np.array(Id))    
    recognizer.save("TrainingImageLabel\Trainner.yml")
    # Displaying the message
    res = "Image Trained"
    message.configure(text = res)
 
def getImagesAndLabels(path):
    # get the path of all the files in the folder
    imagePaths =[os.path.join(path, f) for f in os.listdir(path)]
    faces =[]
    # creating empty ID list
    Ids =[]
    # now looping through all the image paths and loading the
    # Ids and the images saved in the folder
    for imagePath in imagePaths:
        # loading the image and converting it to gray scale
        pilImage = Image.open(imagePath).convert('L')
        # Now we are converting the PIL image into numpy array
        imageNp = np.array(pilImage, 'uint8')
        # getting the Id from the image
        Id = int(os.path.split(imagePath)[-1].split(".")[1])
        # extract the face from the training image sample
        faces.append(imageNp)
        Ids.append(Id)       
    return faces, Ids
# For testing phase
def TrackImages():
    recognizer = cv2.face.LBPHFaceRecognizer_create()
    # Reading the trained model
    recognizer.read("TrainingImageLabel\Trainner.yml")
    harcascadePath = "data\haarcascade_frontalface_default.xml"
    faceCascade = cv2.CascadeClassifier(harcascadePath)
    # getting the name from "userdetails.csv"
    df = pd.read_csv("UserDetails\UserDetails.csv") 
    cam = cv2.VideoCapture(0)
    font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX       
    while True:
        ret, im = cam.read()
        gray = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
        faces = faceCascade.detectMultiScale(gray, 1.2, 5)   
        for(x, y, w, h) in faces:
            cv2.rectangle(im, (x, y), (x + w, y + h), (225, 0, 0), 2)
            Id, conf = recognizer.predict(gray[y:y + h, x:x + w])                                  
            if(conf < 50):
                aa = df.loc[df['Id'] == Id]['Name'].values
                tt = str(Id)+"-"+aa   
            else:
                Id ='Unknown'               
                tt = str(Id) 
            if(conf > 75):
                noOfFile = len(os.listdir("ImagesUnknown"))+1
                cv2.imwrite("ImagesUnknown\Image"+
                str(noOfFile) + ".jpg", im[y:y + h, x:x + w])           
            cv2.putText(im, str(tt), (x, y + h),
            font, 1, (255, 255, 255), 2)       
        cv2.imshow('im', im)
        if (cv2.waitKey(1)== ord('q')):
            break
    cam.release()
    cv2.destroyAllWindows()
   
   
takeImg = tk.Button(window, text ="Sample",
command = TakeImages, fg ="white", bg ="green",
width = 20, height = 3, activebackground = "Red",
font =('times', 15, ' bold '))
takeImg.place(x = 200, y = 500)
trainImg = tk.Button(window, text ="Training",
command = TrainImages, fg ="white", bg ="green",
width = 20, height = 3, activebackground = "Red",
font =('times', 15, ' bold '))
trainImg.place(x = 500, y = 500)
trackImg = tk.Button(window, text ="Testing",
command = TrackImages, fg ="white", bg ="green",
width = 20, height = 3, activebackground = "Red",
font =('times', 15, ' bold '))
trackImg.place(x = 800, y = 500)
quitWindow = tk.Button(window, text ="Quit",
command = window.destroy, fg ="white", bg ="green",
width = 20, height = 3, activebackground = "Red",
font =('times', 15, ' bold '))
quitWindow.place(x = 1100, y = 500)
 
  
window.mainloop()

Imagen de muestra de la GUI: 

Estructura de carpetas Para referencia: 

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por pcp21599 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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