第7章AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例本章分析Linux技術(shù)在智能家居網(wǎng)關(guān)中的應(yīng)用，共分2個(gè)模塊：1.AI人臉識(shí)別應(yīng)用開發(fā)框架：先進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)分析，簡述人臉識(shí)別開發(fā)平臺(tái)，分析PythonWeb框，實(shí)現(xiàn)AI人臉識(shí)別應(yīng)用框架設(shè)計(jì)。2.車牌識(shí)別功能開發(fā)：學(xué)習(xí)百度人臉識(shí)別接口，分析AI人臉識(shí)別功能程序和閘機(jī)控制功能，實(shí)現(xiàn)AI人臉識(shí)別功能開發(fā)。第7章AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例

7.1AI人臉識(shí)別應(yīng)用開發(fā)框架AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例人臉識(shí)別一種依據(jù)人的面部特征，自動(dòng)進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。人工智能時(shí)代快速來臨人臉識(shí)別是當(dāng)前比較熱門的技術(shù)，應(yīng)用廣泛，例如刷臉打卡、刷臉App，身份識(shí)別，人臉門禁，廣泛應(yīng)用在智能樓宇、智慧零售、智慧教育、智慧旅游等等領(lǐng)域。7.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與分析

系統(tǒng)需求分析AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例人臉識(shí)別利用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測和跟蹤人臉，進(jìn)而對檢測到的人臉圖像進(jìn)行一系列的相關(guān)應(yīng)用操作，包括圖像采集、特征定位、身份的確認(rèn)和查找等等。人臉注冊與識(shí)別過程如圖所示。7.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與分析

系統(tǒng)需求分析AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例人臉識(shí)別技術(shù)是基于人的臉部特征，對輸入的人臉圖像或者視頻流.首先判斷其是否存在人臉,如果存在人臉，則進(jìn)一步的給出每個(gè)臉的位置、大小和各個(gè)主要面部器官的位置信息。并依據(jù)這些信息，進(jìn)一步提取每個(gè)人臉中所蘊(yùn)涵的身份特征，并將其與已知的人臉進(jìn)行對比，從而識(shí)別每個(gè)人臉的身份。構(gòu)建一個(gè)完整的人臉識(shí)別系統(tǒng)主要包括三個(gè)方面的技術(shù)：人臉檢測、人臉跟蹤、人臉對比。7.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與分析

人臉識(shí)別技術(shù)（3）人臉比對人臉比對通過對已檢測的人臉圖像或人臉特征與數(shù)據(jù)庫中的圖像或特征進(jìn)行逐一對比，計(jì)算不同域下的距離找到在數(shù)據(jù)庫中最佳的匹配對象。人臉對比方法分為特征向量與面紋模板兩種方法。（2）人臉跟蹤人臉跟蹤多是指在對已檢測到人臉的視頻資料中進(jìn)行持續(xù)的目標(biāo)跟蹤。人臉跟蹤可以被認(rèn)為是在動(dòng)態(tài)的時(shí)間域上進(jìn)行人臉連續(xù)檢測的方法，人臉跟蹤可以將單一圖像的面部特征有機(jī)的結(jié)合到時(shí)間域上，使動(dòng)態(tài)的人臉檢測操作不僅僅依靠單一圖像的模型進(jìn)行判斷，也加入單一特征在時(shí)間域的變化特征進(jìn)行判斷，從而對連續(xù)幀中每幅圖像中的人臉位置進(jìn)行精確估計(jì)。人臉跟蹤分為模型跟蹤法、運(yùn)動(dòng)信息跟蹤法、人臉局部特征跟蹤法等。（1）人臉檢測人臉檢測技術(shù)主要是指在各種不同動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的生活場景與復(fù)雜的環(huán)境背景中，通過判斷圖像中是否存在可被檢測的人臉，并將其進(jìn)行分離和剪裁出可以被實(shí)驗(yàn)所應(yīng)用的面部圖像，有下列幾種方法：參考模板法、人臉規(guī)則法、樣本學(xué)習(xí)法、特征子臉法。AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例智能人臉識(shí)別系統(tǒng)的硬件主要邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)、高清攝像頭與物聯(lián)網(wǎng)控制節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)連接高清攝像頭通過百度人臉識(shí)別接口進(jìn)行人臉注冊，對攝像頭捕捉到的人臉圖片識(shí)別，如果識(shí)別成功連接物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)對閘機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，PC端的WEB管理界面可進(jìn)行人臉注冊、管理與顯示結(jié)果，硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。7.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與分析

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例中文車牌識(shí)別系統(tǒng)，其軟件模塊主要由百度人臉識(shí)別應(yīng)用程序、智云物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序、Django服務(wù)軟件、PC端Web管理軟件構(gòu)成，項(xiàng)目主要開發(fā)語言為Python語言，軟件總體結(jié)構(gòu)框如圖所示。7.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與分析

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例當(dāng)前的人臉識(shí)別技術(shù)分為API和SDK調(diào)用兩種法方式，API需要實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)，SDK調(diào)用可以離線使用。（1）虹軟免費(fèi)SDK需要注冊才能使用，官網(wǎng)上有很多教程，接入簡單。（2）Face++

使用Face++人臉比對SDK，應(yīng)用可以在移動(dòng)設(shè)備上離線運(yùn)行Face++人臉識(shí)別算法，實(shí)時(shí)檢測視頻流中的所有人臉，并進(jìn)行高準(zhǔn)確率的人臉比對，支持iOS和Android平臺(tái)。（3）百度人臉識(shí)別云服務(wù) 基于百度深度學(xué)習(xí)能力的人臉識(shí)別技術(shù)，提供人臉檢測與屬性分析、人臉對比、人臉?biāo)阉?、活體檢測等能力。7.1.2人臉識(shí)別開發(fā)平臺(tái)AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.3PythonWeb框架Django框架介紹Django是一個(gè)開放源代碼的Web應(yīng)用框架，Django采用了MVC的軟件設(shè)計(jì)模式，即模型M，視圖V和控制器C，優(yōu)勢是可以簡便、快速的開發(fā)數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)站。Django是Python編程語言驅(qū)動(dòng)的一個(gè)開源模型、視圖、控制器風(fēng)格的Web應(yīng)用程序框架。Django的MVC職責(zé)如表所示。MVC控制器部分由Django框架的URLconf實(shí)現(xiàn)。URLconf機(jī)制是使用正則表達(dá)式匹配URL，然后調(diào)用合適的Python函數(shù)?？蚣芊庋b了控制層，與數(shù)據(jù)交互都是數(shù)據(jù)庫表的讀、寫、刪除和更新操作。開發(fā)程序的時(shí)候，只需要調(diào)用相應(yīng)的方法，編寫非常少的代碼實(shí)現(xiàn)很多功能，大大提高了工作效率。層次職責(zé)模型（Model），數(shù)據(jù)存取層處理與數(shù)據(jù)相關(guān)的所有事務(wù)：如何存取、如何驗(yàn)證有效性、包含哪些行為以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系等。模板(Template)，表現(xiàn)層處理與表現(xiàn)相關(guān)的決定：如何在頁面或其他類型文檔中進(jìn)行顯示。視圖（View），業(yè)務(wù)邏輯層存取模型及調(diào)取恰當(dāng)模板的相關(guān)邏輯。模型與模板的橋梁。AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.3PythonWeb框架Django框架項(xiàng)目創(chuàng)建人臉識(shí)別應(yīng)用采用Django框架開發(fā)，可以方便、快捷地創(chuàng)建高品質(zhì)、易維護(hù)、數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序。其目錄如圖所示。存放AI的相關(guān)的模型文件如下：（1）utils文件夾：存放相關(guān)的工具類，比如日期處理類、文件處理類等。（2）views文件夾：存放相關(guān)的定義URL相應(yīng)函數(shù)。（3）static文件夾：存放javascript、css、png等相關(guān)的靜態(tài)資源文件。（4）templates文件夾：存放等html5頁面文件。（5）manage.py：是Django用于管理本項(xiàng)目的命令行工具，站點(diǎn)的運(yùn)行、靜態(tài)文件收集等。AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.3PythonWeb框架（環(huán)境配置詳細(xì)請查看文檔）Django框架項(xiàng)目創(chuàng)建Django項(xiàng)目創(chuàng)建測試1）進(jìn)入/home/zonesion/目錄，使用django-adminstartprojectHelloAI來創(chuàng)建HelloAI項(xiàng)目。test@rk3399:~/work$django-adminstartprojectHelloAItest@rk3399:~/work$cdHelloAI/test@rk3399:~/work/HelloAI$tree.├──HelloAI│

├──__init__.py│

├──settings.py│

├──urls.py│

└──wsgi.py└──manage.py

1directory,5filesAI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.3PythonWeb框架Django框架項(xiàng)目創(chuàng)建Django項(xiàng)目創(chuàng)建測試2）進(jìn)入HelloAI目錄，輸入命令python3manage.pyrunserver:8000，啟動(dòng)服務(wù)。test@rk3399:~/work/HelloAI$python3manage.pyrunserver:8000Performingsystemchecks...

Systemcheckidentifiednoissues(0silenced).

Youhave15unappliedmigration(s).Yourprojectmaynotworkproperlyuntilyouapplythemigrationsforapp(s):admin,auth,contenttypes,sessions.Run'pythonmanage.pymigrate'toapplythem.

September17,2020-08:59:39Djangoversion2.1.7,usingsettings'HelloAI.settings'Startingdevelopmentserverat:8000/QuittheserverwithCONTROL-C.AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.3PythonWeb框架Django框架項(xiàng)目創(chuàng)建Django項(xiàng)目創(chuàng)建測試打開網(wǎng)關(guān)上的chromium瀏覽器，在地址欄輸入:8000，打開django服務(wù)頁面，如圖所示。AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.3PythonWeb框架Django框架項(xiàng)目創(chuàng)建Django項(xiàng)目創(chuàng)建測試3）視圖和URL配置在之前創(chuàng)建的HelloAI目錄下的HelloAI目錄新建一個(gè)view.py文件，并輸入代碼：test@rk3399:~/work/HelloAI$lsdb.sqlite3HelloAImanage.pytest@rk3399:~/work/HelloAI$cdHelloAI/test@rk3399:~/work/HelloAI/HelloAI$ls__init__.py__pycache__settings.pyurls.pywsgi.pytest@rk3399:~/work/HelloAI/HelloAI$viview.py

fromdjango.httpimportHttpResponse

defhello(request):returnHttpResponse("HelloAI!")AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.3PythonWeb框架Django框架項(xiàng)目創(chuàng)建Django項(xiàng)目創(chuàng)建測試接著，綁定URL與視圖函數(shù)。打開urls.py文件，刪除原來代碼，將以下代碼復(fù)制粘貼到urls.py文件中：fromdjango.conf.urlsimporturlfrom.importview

urlpatterns=[url(r'^$',view.hello),]完成后，啟動(dòng)Django開發(fā)服務(wù)器，并在瀏覽器訪問打開瀏覽器并訪問，如下圖所示。AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.4開發(fā)實(shí)踐：AI人臉識(shí)別應(yīng)用框架1、項(xiàng)目硬件連接與組網(wǎng)配置本項(xiàng)目中使用到智能網(wǎng)關(guān)、高清攝像頭、SensorEH傳感器節(jié)點(diǎn)。高清攝像頭連接網(wǎng)關(guān)的USB3.0接口，如左圖所示。如果組網(wǎng)設(shè)置成功，通過ZCloudTools工具可以查看到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缬覉D所示。AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.4開發(fā)實(shí)踐：AI人臉識(shí)別應(yīng)用框架2、啟動(dòng)機(jī)器視覺服務(wù)雙擊運(yùn)行網(wǎng)關(guān)桌面上的“機(jī)器視覺”運(yùn)行腳本，啟動(dòng)服務(wù)，如左圖所示。打開Chrome瀏覽器，點(diǎn)擊瀏覽器書簽欄的“人工智能綜合應(yīng)用”，進(jìn)入人工智能綜合應(yīng)用系統(tǒng)，即可進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用的演示如右圖所示。AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.4開發(fā)實(shí)踐：AI人臉識(shí)別應(yīng)用框架3、人工智能應(yīng)用參數(shù)設(shè)置在“人工智能綜合應(yīng)用系統(tǒng)”界面中，選擇“機(jī)器視覺”進(jìn)入子功能界面，在界面右上單擊設(shè)置圖標(biāo)，打開參數(shù)設(shè)置界面，對智云帳號(hào)、節(jié)點(diǎn)MAC、百度帳號(hào)進(jìn)行設(shè)置如圖所示。Linux網(wǎng)關(guān)部分輸入，設(shè)置的智云ID、KEY與EH節(jié)點(diǎn)的mac地址。百度AI部分，輸入帳號(hào)信息。AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.4開發(fā)實(shí)踐：AI人臉識(shí)別應(yīng)用框架4、人臉閘機(jī)功能測試參數(shù)設(shè)置完成后，機(jī)器視覺界面選擇“智能控制”功能。打開智能控制后，選擇“人臉閘機(jī)”應(yīng)用。運(yùn)行界面如圖左所示。選擇“人臉注冊”功能，攝像頭對準(zhǔn)人臉，如果從視頻流中檢測到人臉會(huì)出現(xiàn)紅色方框。在下方的姓名輸入框輸入用戶姓名，點(diǎn)擊“人臉注冊”按鈕，如注冊成功會(huì)顯示如圖右所示。AI人臉智能識(shí)別Linux開發(fā)案例7.1.4開發(fā)實(shí)踐：AI人臉識(shí)別應(yīng)用框架4、人臉閘機(jī)功能測試在“人臉管理”功能中，可以查看到剛才成功注冊的用戶照片，如左上圖所示。選擇“人臉識(shí)別”功能，如果應(yīng)用識(shí)別到當(dāng)前人臉已經(jīng)在人臉庫中注冊，會(huì)出現(xiàn)如右圖所示。識(shí)別成功后，無線節(jié)