Python OpenCV機(jī)器學(xué)習(xí)之圖像識(shí)別詳解
背景
OpenCV中也提供了一些機(jī)器學(xué)習(xí)的方法,例如DNN;本篇將簡(jiǎn)單介紹一下機(jī)器學(xué)習(xí)的一些應(yīng)用,對(duì)比傳統(tǒng)和前沿的算法,能從其中看出優(yōu)劣;
一、人臉識(shí)別
主要有以下兩種實(shí)現(xiàn)方法:
1、哈爾(Haar)級(jí)聯(lián)法:專(zhuān)門(mén)解決人臉識(shí)別而推出的傳統(tǒng)算法;
實(shí)現(xiàn)步驟:
創(chuàng)建Haar級(jí)聯(lián)器;
導(dǎo)入圖片并將其灰度化;
調(diào)用函數(shù)接口進(jìn)行人臉識(shí)別;
函數(shù)原型:
detectMultiScale(img,scaleFactor,minNeighbors)
scaleFactor:縮放尺寸;
minNeighbors:最小像素值;
代碼案例:
# 創(chuàng)建Haar級(jí)聯(lián)器
facer = cv2.CascadeClassifier('./haarcascades/haarcascade_frontalface_default.xml')
# 導(dǎo)入人臉圖片并灰度化
img = cv2.imread('p3.png')
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 調(diào)用接口
faces = facer.detectMultiScale(gray, 1.1, 5)
for (x,y,w,h) in faces:
? ? cv2.rectangle(img, (x,y), (x+w, y+h), (0,0,255), 2)
cv2.imshow('img', img)
cv2.waitKey()
結(jié)論:Haar級(jí)聯(lián)法對(duì)于完整臉部的檢測(cè)效果還是不錯(cuò)的,但對(duì)于不完整臉部識(shí)別效果差,這可能也是傳統(tǒng)算法的一個(gè)缺陷所在,泛化能力比較差;
拓展:Haar級(jí)聯(lián)器還可以對(duì)臉部中細(xì)節(jié)特征進(jìn)行識(shí)別
代碼如下:
# 創(chuàng)建Haar級(jí)聯(lián)器
facer = cv2.CascadeClassifier('./haarcascades/haarcascade_frontalface_default.xml')
eyer = cv2.CascadeClassifier('./haarcascades/haarcascade_eye.xml')
# 導(dǎo)入人臉圖片并灰度化
img = cv2.imread('p3.png')
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 調(diào)用接口
faces = facer.detectMultiScale(gray, 1.1, 5)
i = 0
for (x,y,w,h) in faces:
? ? cv2.rectangle(img, (x,y), (x+w, y+h), (0,0,255), 2)
? ? ROI_img = img[y:y+h, x:x+w]
? ? eyes = eyer.detectMultiScale(ROI_img, 1.1, 5)
? ? for (x,y,w,h) in eyes:
? ? ? ? cv2.rectangle(ROI_img, (x,y), (x+w, y+h), (0,255,0), 2)
? ? i += 1
? ? name = 'img'+str(i)
? ? cv2.imshow(name, ROI_img)
cv2.waitKey()
總結(jié):Haar級(jí)聯(lián)器提供了多種臉部屬性的識(shí)別,眼睛鼻子嘴巴都可以,但效果不一定那么準(zhǔn)確;
二、車(chē)牌識(shí)別
結(jié)構(gòu):Haar+Tesseract車(chē)牌識(shí)別;
說(shuō)明:Haar級(jí)聯(lián)器僅用于定位車(chē)牌的位置,Tesseract用于提取其中的內(nèi)容;
實(shí)現(xiàn)步驟:
1、Haar級(jí)聯(lián)器定位車(chē)牌位置;
2、車(chē)牌預(yù)處理操作(二值化、形態(tài)學(xué)、濾波去噪、縮放);
3、調(diào)用Tesseract進(jìn)行文字識(shí)別;
注意:這里需要預(yù)先安裝Tesseract;
代碼案例:
import pytesseract
# 創(chuàng)建Haar級(jí)聯(lián)器
carer = cv2.CascadeClassifier('./haarcascades/haarcascade_russian_plate_number.xml')
# 導(dǎo)入人臉圖片并灰度化
img = cv2.imread('chinacar.jpeg')
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 調(diào)用接口?
cars = carer.detectMultiScale(gray, 1.1, 3)
for (x,y,w,h) in cars:
? ? cv2.rectangle(img, (x,y), (x+w, y+h), (0,0,255), 2)
# 提取ROI
roi = gray[y:y+h, x:x+w]
# 二值化
ret, roi_bin = cv2.threshold(roi, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)
# 文字識(shí)別
pytesseract.pytesseract.tesseract_cmd = r"D:\Tesseract_OCR\tesseract.exe"
text = pytesseract.image_to_string(roi, lang='chi_sim+eng',config='--psm 8 --oem 3')
print(text)
cv2.putText(img, text, (20,100), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 2, (0,0,255), 3)
cv2.imshow('img', img)
cv2.waitKey()
結(jié)論:車(chē)牌的位置檢測(cè)比較準(zhǔn)確,但Tesseract的識(shí)別并不那么準(zhǔn)確,可能用ORC識(shí)別會(huì)準(zhǔn)確一些;當(dāng)然識(shí)別的準(zhǔn)確率也和圖像處理后比較模糊有關(guān),做一些處理能夠提升文字的識(shí)別率;
三、DNN圖像分類(lèi)
DNN為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并且是全連接的形式;
注意:OpenCV能夠使用DNN模型,但并不能訓(xùn)練;
DNN使用步驟:
讀取模型,得到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);
讀取數(shù)據(jù)(圖片或視頻)
將圖片轉(zhuǎn)成張量,送入網(wǎng)絡(luò);
模型輸出結(jié)果;
函數(shù)原型:
導(dǎo)入模型:readNet(model,[config])
圖像轉(zhuǎn)張量:blobFromImage(image,scalefactor,size,mean,swapRB,crop)
送入網(wǎng)絡(luò):net.setInput(blob)
模型推理:net.forward()
代碼案例:
# 導(dǎo)入模型
config = "./model/bvlc_googlenet.prototxt"
model = "./model/bvlc_googlenet.caffemodel"
net = dnn.readNetFromCaffe(config, model)
# 加載圖片,轉(zhuǎn)成張量
img = cv2.imread('./smallcat.jpeg')
blob = dnn.blobFromImage(img, 1.0, (224,224), (104,117,123))
# 模型推理
net.setInput(blob)
r = net.forward()
idxs = np.argsort(r[0])[::-1][:5]
# 分類(lèi)結(jié)果展示
path = './model/synset_words.txt'
with open(path, 'rt') as f:
? ? classes = [x[x.find(" ")+1:]for x in f]
for (i, idx) in enumerate(idxs):
# 將結(jié)果展示在圖像上
? ? if i == 0:
? ? ? ? text = "Label: {}, {:.2f}%".format(classes[idx],
? ? ? ? ? ? r[0][idx] * 100)
? ? ? ? cv2.putText(img, text, (5, 25), ?cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,
? ? ? ? ? ? 0.7, (0, 0, 255), 2)
# 顯示圖像
cv2.imshow("Image", img)
cv2.waitKey(0)
結(jié)論:實(shí)際上有了模型之后,推理的步驟并不復(fù)雜,難點(diǎn)在于前處理與后處理;往往圖像的處理上的錯(cuò)誤,或者是對(duì)結(jié)果的處理問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不符,這是需要特別注意的;
到此這篇關(guān)于Python OpenCV機(jī)器學(xué)習(xí)之圖像識(shí)別詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)OpenCV 圖像識(shí)別內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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