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樹莓派上利用python+opencv+dlib實現嘴唇檢測

項目的目標是在樹莓派上運行python代碼以實現嘴唇檢測，本來以為樹莓派的硬件是可以流暢運行實時檢測的，但是實驗的效果表明樹莓派實時檢測是不可行，后面還需要改進。

實驗的效果如下：

樹莓派上利用python+opencv+dlib實現嘴唇檢測的實現

1、安裝相關庫文件

這里需要用的庫有opencv，numpy，dlib。

1.1 安裝opencv

pip3 install opencv-python

1.2 安裝numpy

樹莓派中自帶了numpy庫

pip3 install numpy

1.3 安裝dlib

在樹莓派的系統里面安裝dlib比較簡單，只需要pip install就可以了，但是在window系統中會有報錯，這個時候我們就需要安裝pip install dlib-19.17.99-cp37-cp37m-win_amd64.whl就可以了, 需要注意的是： 不同的python版本要安裝對應版本的dlib，也就是后面的“cp37-cp37m”，查看對應python能安裝的版本號，可以使用命令行：pip debug --verbose，可以顯示合適的安裝版本號。
在樹莓派上我安裝了cmake和dlib

pip3 install cmake
pip3 install dlib

2、代碼部分

dlib提取人臉特征中包含68個點

樹莓派上利用python+opencv+dlib實現嘴唇檢測的實現

顎點= 0C16
右眉點= 17C21
左眉點= 22C26
鼻點= 27C35
右眼點= 36C41
左眼點= 42C47
口角= 48C60
嘴唇分數= 61C67

from gpiozero import LED
from time import sleep
from subprocess import check_call
import cv2
import numpy as np
import dlib

print(cv2.__version__)
def search_cap_num():
  for i in range(2000):
      cap = cv2.VideoCapture(i)
      cap_opened = cap.isOpened()
      if cap_opened == True:
          return i
      
cap_num = search_cap_num()
cap = cv2.VideoCapture(cap_num)

detector = dlib.get_frontal_face_detector()
predictor = dlib.shape_predictor("shape_predictor_68_face_landmarks.dat")

# 規定上嘴唇和下嘴唇連線的路徑
lip_order_dlib = np.array([[48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 64, 63, 62, 61, 60, 48],
                         [48, 59, 58, 57, 56, 55, 54, 64, 65, 66, 67, 60, 48]]) - 48
lip_order_num = lip_order_dlib.shape[1]

while 1:
  landmarks_lip = []
  ret, frame = cap.read()
  gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
  rects = detector(gray, 1)
  print('faces number:' + str(len(rects)))
  for (i, rect) in enumerate(rects):
      # 標記人臉中的68個landmark點
      landmarks = predictor(gray, rect)  
      for n in range(48, 68):
          x = landmarks.part(n).x
          y = landmarks.part(n).y
          landmarks_lip.append((x, y))
          # cv2.circle(img=img, center=(x, y), radius=3, color=(0, 255, 0), thickness=-1)
      for m in range(lip_order_num-1):
          cv2.line(frame, landmarks_lip[lip_order_dlib[0][m]], landmarks_lip[lip_order_dlib[0][m+1]], color=(0, 255, 0), thickness=2, lineType=8)
      for n in range(lip_order_num-1):
          cv2.line(frame, landmarks_lip[lip_order_dlib[1][n]], landmarks_lip[lip_order_dlib[1][n+1]], color=(0, 255, 0), thickness=2, lineType=8)
  cv2.imshow("face", frame)
  if cv2.waitKey(1) & 0xff == ord('q'):
      break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()
# check_call(['sudo', 'poweroff'])