新手篇之python3.6实现圣诞帽

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Crossin新发的《平安夜，Python送你一顶圣诞帽 @微信官方》，http://mp.weixin.qq.com/s/0px1I4hqQyTUlj9dn0ttVA,介绍了python通过opencv给照片自动进行人脸检测然后添加圣诞帽的大致步骤。源代码在https://github.com/crossin/snippet/tree/master/face_detect。在这里以windows版 python3.6.3为例，记录实现过程，因为本帖子只针对像我一样的新手，对于代码我稍微改动了下，方便直接把图片放在文件夹中，运行.py文件时输入图片名字就能直接运行了。

0.如果不想深入代码，只想自己跑python来戴帽子爽一下，那么执行1.安装完opencv后，直接跳到6.从网盘下载整个crossin文件夹，执行6.的操作就好了~ 如果有报错，欢迎留言，我会在帖子最后注意部分尽量添加解决方案~

1. 已经安装好opencv的请略过本段吧。。。首先我们要安装opencv, 对于windows python3,请到http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/ 向下拉找到OpenCv挑选适合自己的版本下载whl文件，在这我标明了python版本对应的opencv型号：

我下载的是opencv 3.4.0,python3.6,windows64位的，下载完后，找到.whl文件所在文件夹，shift+鼠标右键 菜单中选择"在此处打开powershell",在弹出的powershell命令行中输入"pip install 你所下载的.whl文件名",就能自动安装opencv了。（注意：该链接提到python3 只能安装opencv3 https://www.cnblogs.com/combfish/p/5639424.html ;此外，若pip命令没有响应，可能是环境路径没有配置，或者没有下载pip，这个请自行搜索解决吧）至此，第一步安装OpenCv完成。

2. 进入代码部分，import cv2这样就可以利用OpenCv来实现人脸检测的功能，import random用于之后生成随机样式的圣诞帽。 tar获取用户输入的图片名，cv2.imread(tar)读取该图片内容赋给sample_image。接下来要用到cv2的面部模式识别haarcascade_frontalface_default.xml文件，这个文件可以在opencv/sources/data/haarcascades文件夹中找到，在这里我们把这个文件放在crossin文件夹中了，不用加路径只用名字就可以了。

1. #coding:utf-8
   
2. import cv2
   
3. import random
   
4. 
   
5. #输入图片名字
   
6. tar =input("请将图片放入crossin文件夹，输入名字(例如：123.jpg):")
   
7. sample_image = cv2.imread(tar)
   
8. 
   
9. #OpenCv人脸检测
   
10. face_patterns = cv2.CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_default.xml")
    
11. faces = face_patterns.detectMultiScale(sample_image,scaleFactor = 1.1,minNeighbors = 8,minSize = (50,50))

复制代码

这里我们把face_patterns理解成人脸检测的函数。之后faces=face.patterns.detectMultiScale(sample_image,scaleFactor = 1.1,minNeighbors = 8,minSize = (50,50))
参数1是待检测图片；参数2：scaleFactor是前后两次搜索窗口的比例，默认1.1，即每次搜索窗口时依次扩大10%；参数3 minNeighbors是构成检测目标的相邻矩形的最小个数；参数4minSize是限制目标区域大小。（相关链接http://blog.csdn.net/itismelzp/article/details/50379359） 到这里，凡是通过人脸检测得到的face我们都存在faces里了，换句话说：第二步定位人脸位置完成。

3.我们的crossin文件夹里有个img文件夹，里面是圣诞帽的四种样式，这里我们先把从四种圣诞帽图片hat0,hat1,hat2,hat3.png中读取的内容添加到hats这个列表中

1. #圣诞帽
   
2. hats = []
   
3. for i in range(4):
   
4.     hats.append(cv2.imread('img/hat%d.png'%i,-1))

复制代码

4.接下来我们要实现第三步：根据找出的faces调整圣诞帽的大小和位置，然后把帽子添加到照片中，并且把帽子之外的部分透明化，对于我们这样的新手，具体算法之后再研究吧(其实是我想偷懒了)，先了解实现的功能和对应的代码吧~

1. for face in faces:
   
2.     #随机一顶帽子
   
3.     hat = random.choice(hats)
   
4.     #调整帽子尺寸
   
5.     scale = face[3] / hat.shape[0]*1.25
   
6.     hat = cv2.resize(hat,(0,0),fx = scale,fy = scale)
   
7.     #根据人脸坐标调整帽子位置
   
8.     x_offset = int (face[0] + face[2] / 2 - hat.shape[1]/2)
   
9.     y_offset = int (face[1] - hat.shape[0] / 2)
   
10.     #计算贴图位置，注意防止超过边界的情况
    
11.     x1,x2 = max(x_offset,0),min(x_offset + hat.shape[1], sample_image.shape[1])
    
12.     y1,y2 = max(y_offset,0),min(y_offset + hat.shape[0], sample_image.shape[0])
    
13.     hat_x1 = max(0, -x_offset)
    
14.     hat_x2 = hat_x1 + x2 -x1
    
15.     hat_y1 = max(0, -y_offset)
    
16.     hat_y2 = hat_y1 + y2 -y1
    
17.     #透明部分的处理
    
18.     alpha_h = hat[hat_y1:hat_y2, hat_x1:hat_x2,3]/255
    
19.     alpha = 1 - alpha_h
    
20.     #按3个通道合并图片
    
21.     for c in range(0,3):
    
22.         sample_image[y1:y2,x1:x2,c] = (alpha_h * hat[hat_y1:hat_y2,hat_x1:hat_x2,c]+ alpha*sample_image[y1:y2,x1:x2,c])   
    

复制代码

注意，该段代码都在for face in faces:遍历循环中，也就是说对每个faces中的face,都会执行上述操作，随机选定一种帽子，调整大小位置贴到对应的face块上。这个for遍历循环，实现了我们的第四步：遍历所有人脸，重复步骤三，随机变换帽子样式。

5.到目前为止，代码全部执行完，图片内容全部都在sample_image中了，我们只要执行第五步保存图片就达成目标了：

1. cv2.imwrite('out.png',sample_image)

复制代码

将sample_image写入'out.png'，运行完代码，crossin文件夹中将会生成带着圣诞帽的图片咯

6.网盘链接是所有的帽子图片和代码.py文件，想执行的话，在crossin文件夹中加入目标图片，然后执行crossin.py,会提示你输入图片名字，输入-回车~  out.png就会出现了 圣诞快乐~~

补充：a.有同学是报错ImportError: numpy.core.multiarray failed to import，原因是没有装numpy而opencv会用到numpy,打开cmd或者powershell,输入pip install numpy   就可以完成numpy的自动安装了

https://pan.baidu.com/s/1i4C4PFJ   密码 763v

crossin先生

不错不错

代码最后的缩进有点问题？

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crossin先生 发表于 2017-12-24 23:14
不错不错

代码最后的缩进有点问题？

嗯 我之前输入tab输不了，就复制空格弄的，我再调整下

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crossin先生 发表于 2017-12-24 23:14
不错不错

代码最后的缩进有点问题？

调整好了~  刚复制粘贴了下 都OK了

变色幽灵

版主都自称新手。。。
感觉好受打击，自信瞬间没了