C#使用Emgu CV来进行图片人脸检测

原文:C#使用Emgu CV来进行图片人脸检测

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：

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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：