OpenCV:21.人脸识别 - HOG 和 LBP 特征检测

具体代码请看:NDKPractice项目的opencv69

人脸检测分为以下几步

  1. 特征提取:边缘,角点,点,线,平坦区
  2. 训练样本:正向样,负向样本 (xml文件)
  3. 特征匹配:DDM , detection (发现) description (描述) matching (匹配)

1. HOG(Histogram of Oriented Gradient) 特征检测的实现原理



HOG特征提取流程可分为5个部分:检测窗口、归一化图像、计算梯度、统计直方图、梯度直方图归一化、得到HOG特征向量,以下介绍下检测窗口

1.1 检测窗口:

HOG通过窗口(window)和块(block)将图像进行分割。通过以细胞(cell)为单位,对图像某一区域的像素值进行数学计算处理。在此先介绍窗口(window)、块(block)和细胞(cell)的概念及之间的联系。

  • 窗口(window):将图像按一定大小分割成多个相同的窗口,滑动。
  • 块(block):将每个窗口按一定大小分割成多个相同的块,滑动。
  • 细胞(cell):将每个窗口按一定大小分割成多个相同的细胞,属于特征提取的单元,静止不动。
  • 图像(image)->检测窗口(win)->图像块(block)->细胞单元(cell)

2. 实现行人检测

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// 实现行人检测
// 训练样本,直接拿过来用
Mat bgr; // 只能用 bgr 格式的
cvtColor(src,bgr,COLOR_BGRA2BGR);
HOGDescriptor descriptor;
descriptor.setSVMDetector(descriptor.getDefaultPeopleDetector());
vector<Rect> foundLocations;
descriptor.detectMultiScale(bgr,foundLocations,0,Size(12,12));
for (int i = 0; i < foundLocations.size(); ++i) {
rectangle(src,foundLocations[i],Scalar(255,0,0),2,LINE_AA);
}

3.LBP (Local Binary Patterns)特征介绍


4.手写 LBP 特征算法实现

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Java_com_east_opencv69_MainActivity_lbpBitmap(JNIEnv *env, jobject thiz, jobject bitmap) {
// 自己手写 两套 3*3 考虑步长和角度
Mat src;
cv_helper::bitmap2mat(env,bitmap,src);
Mat gray;
cvtColor(src,gray,COLOR_BGRA2GRAY);
// 3*3 lbp 计算的特征数据
Mat result = Mat::zeros(Size(src.cols - 2,src.rows - 2),CV_8UC1);

// 有点类似卷积操作
for (int row = 0; row < gray.rows - 1; ++row) {
for (int col = 0; col < gray.cols - 1; ++col) {
uchar pixels = gray.at<uchar>(row,col); // 中心点
int rPixels = 0;
rPixels |= (pixels <= gray.at<uchar>(row-1,col-1)) << 0;
rPixels |= (pixels <= gray.at<uchar>(row-1,col)) << 1;
rPixels |= (pixels <= gray.at<uchar>(row-1,col+1)) << 2;
rPixels |= (pixels <= gray.at<uchar>(row,col-1)) << 7;
rPixels |= (pixels <= gray.at<uchar>(row,col+1)) << 3;
rPixels |= (pixels <= gray.at<uchar>(row+1,col-1)) << 6;
rPixels |= (pixels <= gray.at<uchar>(row+1,col)) << 5;
rPixels |= (pixels <= gray.at<uchar>(row+1,col+1)) << 4;

result.at<uchar>(row-1,col-1) = rPixels;
}
}
jobject resBitmap = cv_helper::createBitmap(env,result.cols,result.rows,src.type());
cv_helper::mat2bitmap(env,result,resBitmap);
return resBitmap;
}

5.haar 特征介绍

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