【EsDA应用】10分钟快速实现人脸识别

人脸识别是一种高安全性的生物识别技术，在安防、身份验证等领域被广泛应用。本文主要介绍如何基于EsDA设计的人脸特征值提取节点和特征值比对节点，快速实现人脸识别功能。

  简介

人脸识别是一种高安全性的生物识别技术，在安防、身份验证等领域被广泛应用。本文在《【EsDA应用】5分钟快速实现图像人脸检测》的基础上，使用M6G2C核心板，简单介绍如何基于EsDA设计的人脸特征值提取节点和特征值比对节点，快速实现人脸特征值提取和比对识别。

  前期准备

若是刚开始接触EsDA，可先阅读EsDA其他系列文章，从零开始搭建环境和掌握基本开发流程，已有基础的可以跳过：

• EsDA MPC-ZC1 入门（一）—— 软件安装

• EsDA MPC-ZC1入门（二）—— LED控制

• 【EsDA应用】5分钟快速实现摄像头图像采集

• 【EsDA应用】5分钟快速实现图像人脸检测

1. 硬件准备

2. 其它准备

  节点介绍

这里我们需要使用到摄像头、图像格式转换以及人脸检测、特征值提取、特征值比对相关的AWFlow节点，包括在《【EsDA应用】5分钟快速实现摄像头图像采集》中介绍的camera_video节点、camera配置节点、lcd_display节点，在《【EsDA应用】5分钟快速实现图像人脸检测》中介绍的image_format_convert转换节点、face_detection人脸检测节点，以及本文介绍的用于人脸特征值提取的face_character_extract节点和用于特征值比对的face_character_compare节点。

face_character_extract是人脸的特征值提取节点，该节点对输入的人脸图像数据进行特征值提取，并输出提取的特征值信息。后级节点可以将这个特征值进行存储，也可以与已有的特征值信息进行比对和匹配识别。

1.1 属性

• 名称：节点的名称；
• 显示名称：节点在画布中显示的名称；
• 模型和参数路径：特征值提取相关的模型和参数文件的路径。
  

• image：需要进行特征值提取的人脸图像数据缓冲区，一般由face_detection检测节点提供输入，face_detection检测到图像中存在人脸时，才将数据输入到这里进行特征值提取（通常这正是我们想要的）。

• character：人脸的特征值。人脸信息一般都会提取成一段特定大小的特征值，方便我们进行存储（录入）和比对（识别）。

2.1 属性

• 比对阈值：比对阈值是一个0.1~0.9范围内的数字，数字越大，对特征值的匹配程度要求就越高，识别的准确度也越高；

• character：待比对的人脸特征值，一般由face_character_extract节点提供特征值输入；

• character_target：比对的目标特征值集合，一般是由我们已经录入/注册的特征值文件/数据库提供；

• target_num：目标特征值集合的特征值数量。

2.3 输出

• result：比对结果，如果输入中的character与character_target中的某一个匹配成功的话，输出1；都不匹配则输出0；

• id：匹配成功的话，输出第一个匹配的特征值在特征值集合character_target中的序号，匹配失败输出-1。

  业务处理

本应用主要实现如下功能：

1. 采集摄像头图像，并在LCD显示屏上进行显示（显示可选）；

2. 将摄像头输出的原始数据进行格式转换后，输入到face_detection节点中进行人脸检测；

3. 将检测结果输入到face_character_extract节点提取特征值；

4. 通过face_character_compare节点进行特征值比对识别；

5. 注册特征值，这里我们为了方便演示，只是简单地通过face_data_write节点将特征值保存到文件中；

6. 通过GPIO输入来控制特征值录入。

具体实现如下：

1. 添加节点并连线

首先，我们添加流图左上角的部分，主要完成图像的输入和人脸的检测；左下部分我们简单地通过一个IO输入来控制是否将特征值进行注册；然后，添加一个特征值提取节点；右下部分主要完成两个功能，分别是特征值的注册，以及特征值的比对识别。

2.2 配置face_character_extract节点

2.3 face_character_compare节点

2.4 face_data_write和face_data_read

2.5 gpio_in

2.6 fscript节点

2.6.1 是否录入人脸信息

if(msg.payload == 0) {     global.face_recognition = 1     global.face_register = 0} else {    print("......录入人脸信息中......")    global.face_register = 1    global.face_recognition = 0}

2.6.2 register_chk

if (global.face_register == 0) {    aborted = 1;} else {    msg.register_cmd = "register";}

if (global.face_recognition == 0) {    aborted = 1;}

我们在face_data_write节点后面添加打印信息，当face_data_write成功将特征值录入到文件中后，会告诉我们当前录入的是第几个人脸信息。

print("特征值注册成功，当前是第 " + msg.id + "个");

打印特征值比对的结果，如果比对成功的话，打印出与之匹配的人脸ID。

print("特征值比对结果：" + msg.result);if(msg.result == 1) {    print("特征值比对成功，匹配的人脸ID是：" + msg.id);} else {    print("特征值比对失败，请先注册人脸信息");}

3.1 图像采集显示

3.2 人脸检测、特征值提取比对

3.3 特征值录入

3.4 特征值比对识别

4. 扩展应用

print("特征值比对结果：" + msg.result);if(msg.result == 1) {    print("特征值比对成功，匹配的人脸ID是：" + msg.id);} else {    print("特征值比对失败，请先注册人脸信息");}

4.1 应用1

//以下内容仅供示例print("特征值比对结果：" + msg.result);if(msg.result == 1) {    set(flow.gpio_out_ctl_door, 1);    // 让控制门禁的IO输出1} else {    set(flow.warn_led, blinking);      // 比对失败，可以让告警灯闪烁等等}

print("特征值比对结果：" + msg.result);if(msg.result == 1) {    var dt = date_time_create();     //获取当前时间    var str = "ID:" + msg.id + "\t" + dt.year + "-" + dt.month + "-" + dt.day + " " + dt.hour + ":" + dt.minute + ":" + dt.second + "\n"    print(str);    file_write_append("/flow/attendance_records.txt", str);    //将ID和时间信息写入到考勤记录文件} else {    print("Please try again");        //提示用户失败重试}

  技术交流群