1. 前言
在AI人脸识别技术在人工智能开发应用过程中得到了重用。目前,与人脸识别相关的技术已经深入到生活的各个方面。应用于公共安全、智能安全、手机认证等领域,如: 通过人脸识别解锁手机,通过人脸识别进入一些政府软件平台或银行APP, 还是各大门店,超市用的"支付宝刷脸付款"等等,这些应用极大地促进了人们的生活。
目前,由于新冠肺炎疫情防控的需要,每个人出门都需要戴口罩,检查健康码,测量体温。办公楼门口、地铁门口、社区门口、商场门口的人流量比较大。传统的人工测温方法费时费力,效率相对较低,人工近距离检测温度容易产生交叉感染风险。
使用当前文章,方便人员体温测量,减轻防疫防控人员负担。
当检测到人脸时,测量温度,检测是否戴口罩;温度信息实时显示在显示屏上。如果温度超过设定值,则通过语音广播提示。如果人员不戴口罩,他们会用语音提示戴口罩。
2. 软硬件设计
(1)核心板采用瑞芯微RK3399,运行ubuntu18.04 编译器采用64位系统aarch64-linux-gcc。罗技720摄像头采用罗技720p摄像头。
(2)采用软件界面QT设计,在RK3399的ubuntu18.可直接安装在04系统中QT开发环境也可以完成PC机器交叉编译后,复制程序和相关库。
(3)温度传感器采用MLX90614ESF(DCI),这是一种红外非接触式温度测量传感器,测量距离可达1米左右模块为IIC协议接口。
3. 华为云人脸识别服务
3.1 开通人脸识别服务
官网地址: https://www.huaweicloud.com/product/face.html
3.2 人脸识别接口功能
华为云提供的人脸检测可以检测和分析输入图片,输出图像中人脸的位置、关键位置、关键属性等信息。支持识别JPG、PNG、JPEG、BMP等格式的图片,上传图片时选择将图片转为Base64编码上传。
格式: https://face.{endpoint}.myhuaweicloud.com/v2/{project_id}/face-detect 示例: https://face.cn-north-4.myhuaweicloud.com/v2/0e5957be8a00f53c2fa7c0045e4d8fbf/face-detect
{ "X-Auth-Token": "******" }
X-Auth-Token访问华为云的任何字段API接口需要填写,获取方法见此: https://bbs.huaweicloud.com/blogs/317759 翻到2.3小节。
image_base64字段 : 存放Base64编码后的图片数据尺寸不超过8MB,建议小于1MB。 attributes字段 :这个参数可以选择不填写,不填写只是返回图片中人脸的大小。如果您想获得更多的属性列表,请填写以下属性: 2:年龄 4:装束(帽子、眼镜) 6:口罩 7:发型 8:胡须 11:图片类型 12:质量 13:表情 21:人脸图片旋转角(顺时针偏转角)支持0°、90°、180°和270°图片旋转。 逗号(,)用于隔离多个属性。
如果图像中没有人脸,返回的数据是这样的: {
"faces":[]} 如果没有额外的属性,返回的数据如下: {
"faces": [ {
"bounding_box": {
"top_left_x": 61, "top_left_y": 54, "width": 114, "height": 151 } } ] } 填写额外属性,返回数据如下: {
"faces": [ {
"bounding_box": {
"top_left_x": 61,
"top_left_y": 54,
"width": 114,
"height": 151
},
"attributes": {
"age": 30,
"dress": {
"glass": "none",
"hat": "none"
},
"mask": "none",
"hair": "short",
"beard": "none",
"phototype": "internet photo",
"quality": {
"total_score": 0.62109375,
"blur": 0.3359375,
"pose": 0.266357421875,
"occlusion": 0.330810546875,
"illumination": 0.378662109375
},
"expression": {
"type": "neutral",
"probability": 0.9991200566291809
}
}
}
]
}
3.3 调试接口
https://apiexplorer.developer.huaweicloud.com/apiexplorer/debug?product=FRS&api=DetectFaceByFile
如果最开始想体验一下接口,了解参数的含义,可以先使用在线调试接口测试一下效果。
现在人脸检测的调试接口可以直接在网页上选择本地图片,不用再传bash64数据,测试更加方便。
4. 设计设备端程序
4.1 调用人脸检测接口
//人脸检测
void Widget::FaceCheck(QImage image)
{
QString requestUrl;
QNetworkRequest request;
//存放图片BASE64编码
QString imgData;
//设置请求地址
QUrl url;
//人脸检测请求地址
requestUrl = QString("https://face.%1.myhuaweicloud.com/v2/%2/face-detect")
.arg(SERVER_ID)
.arg(PROJECT_ID);
//设置数据提交格式
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, QVariant("application/json"));
//将图片进行Base64编码
imgData = QString(toBase64(image)); //编码后的图片大小不超过2M
//设置token
request.setRawHeader("X-Auth-Token",Token);
//构造请求
url.setUrl(requestUrl);
request.setUrl(url);
QString post_param=QString
("{"
"\"image_base64\": \"%1\","
"\"attributes\":%2"
"}").arg(imgData).arg("6");
//发送请求
manager->post(request, post_param.toUtf8());
}
4.2 接口数据解析
if(function_select==6)
{
//解析数据
QJsonParseError json_error;
QJsonDocument document = QJsonDocument::fromJson(replyData, &json_error);
if(json_error.error == QJsonParseError::NoError)
{
//判断是否是对象,然后开始解析数据
if(document.isObject())
{
QJsonObject obj = document.object();
//解析错误代码
if(obj.contains("faces"))
{
QJsonArray face_arr=obj.take("faces").toArray();
for(int i=0;i<face_arr.size();i++)
{
QJsonObject object=face_arr.at(i).toObject();
if(object.contains("bounding_box"))
{
QJsonObject obj1=object.take("bounding_box").toObject();
int top_left_x=0;
int top_left_y=0;
int width=0;
int height=0;
if(obj1.contains("top_left_x"))
{
top_left_x=obj1.take("top_left_x").toInt();
}
if(obj1.contains("top_left_y"))
{
top_left_y=obj1.take("top_left_y").toInt();
}
if(obj1.contains("width"))
{
width=obj1.take("width").toInt();
}
if(obj1.contains("height"))
{
height=obj1.take("height").toInt();
}
qDebug()<<"top_left_x:"<<top_left_x;
qDebug()<<"top_left_y:"<<top_left_y;
qDebug()<<"width:"<<width;
qDebug()<<"height:"<<height;
}
//属性
QString mask;
if(object.contains("attributes"))
{
QJsonObject obj1=object.take("attributes").toObject();
mask=obj1.take("mask").toString();
qDebug()<<"带口罩的状态:"<<mask;
}
}
}
}
}
}
4.3 token获取
void Widget::GetToken()
{
//表示获取token
function_select=3;
QString requestUrl;
QNetworkRequest request;
//设置请求地址
QUrl url;
//获取token请求地址
requestUrl = QString("https://iam.%1.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens")
.arg(SERVER_ID);
//自己创建的TCP服务器,测试用
//requestUrl="http://10.0.0.6:8080";
//设置数据提交格式
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, QVariant("application/json;charset=UTF-8"));
//构造请求
url.setUrl(requestUrl);
request.setUrl(url);
QString text =QString("{\"auth\":{\"identity\":{\"methods\":[\"password\"],\"password\":"
"{\"user\":{\"domain\": {"
"\"name\":\"%1\"},\"name\": \"%2\",\"password\": \"%3\"}}},"
"\"scope\":{\"project\":{\"name\":\"%4\"}}}}")
.arg(MAIN_USER)
.arg(IAM_USER)
.arg(IAM_PASSWORD)
.arg(SERVER_ID);
//发送请求
manager->post(request, text.toUtf8());
}
4.4 摄像头初始化
//查找系统可用摄像头
void Widget::Find_CameraNumber()
{
//清空列表
ui->comboBox_camera_number->clear();
/*查找电脑当前可用摄像头*/
cameras = QCameraInfo::availableCameras();
if(cameras.count())
{
for(int i=0;i<cameras.count();i++)
{
ui->comboBox_camera_number->addItem(tr("%1").arg(i));
}
ui->pushButton_start_camera->setEnabled(true);
}
else
{
QMessageBox::warning(this,tr("提示"),"本机没有可用的摄像头!\n"
"软件作者:DS小龙哥\n"
"BUG反馈:1126626497@qq.com");
ui->pushButton_start_camera->setEnabled(false);
}
/*摄像头没有启动时,按钮不可用*/
ui->pushButton_find->setEnabled(false);
ui->pushButton_delete->setEnabled(false);
ui->pushButton_update->setEnabled(false);
ui->pushButton_register->setEnabled(false);
}
//启动摄像头
void Widget::on_pushButton_start_camera_clicked()
{
//摄像头启动标志
if(camera_flag) //如果摄像头已经启动一次,再次启动需要将之前的空间释放掉
{
camera->stop();
delete camera;
ui->horizontalLayout_2->removeWidget(videoWidget);
delete videoWidget;
}
camera_flag=1; //标志摄像头已经启动一次
//摄像头启动之后,就无法在重复启动
ui->pushButton_start_camera->setEnabled(false);
/*创建摄像头对象,根据选择的摄像头打开*/
camera = new QCamera(cameras.at(ui->comboBox_camera_number->currentIndex()));
/*构造捕获的对象*/
camera_image_capture = new QCameraImageCapture(camera);
/*设置捕获的目的地*/
camera_image_capture->setCaptureDestination(QCameraImageCapture::CaptureToFile);
//设置截图输出、缓冲区格式、分辨
camera_image_capture->setCaptureDestination(QCameraImageCapture::CaptureToBuffer);
camera_image_capture->setBufferFormat(QVideoFrame::PixelFormat::Format_Jpeg);
//设置截图的图片尺寸
iamge_setting.setResolution(320,240);
camera_image_capture->setEncodingSettings(iamge_setting);
//关联捕获的信号,发出捕获截图信号时,发出信号
connect(camera_image_capture,&QCameraImageCapture::imageCaptured,this,&Widget::processCapturedImage);
/*配置摄像头捕获模式为帧捕获模式*/
camera->setCaptureMode(QCamera::CaptureViewfinder);
videoWidget = new QVideoWidget();
videoWidget->setMinimumSize(320,240);
//将摄像头显示窗口加入到布局中
ui->horizontalLayout_2->insertWidget(0,videoWidget);
/*设置取景器显示*/
camera->setViewfinder(videoWidget);
/*启动摄像头*/
camera->start();
/*摄像头启动时,按钮可用*/
ui->pushButton_find->setEnabled(true);
ui->pushButton_delete->setEnabled(true);
ui->pushButton_update->setEnabled(true);
ui->pushButton_register->setEnabled(true);
}