Python OpenCV機器學(xué)習(xí)之圖像識別詳解
背景
OpenCV中也提供了一些機器學(xué)習(xí)的方法,例如DNN;本篇將簡單介紹一下機器學(xué)習(xí)的一些應(yīng)用,對比傳統(tǒng)和前沿的算法,能從其中看出優(yōu)劣;
一、人臉識別
主要有以下兩種實現(xiàn)方法:
1、哈爾(Haar)級聯(lián)法:專門解決人臉識別而推出的傳統(tǒng)算法;
實現(xiàn)步驟:
創(chuàng)建Haar級聯(lián)器;
導(dǎo)入圖片并將其灰度化;
調(diào)用函數(shù)接口進行人臉識別;
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級聯(lián)法對于完整臉部的檢測效果還是不錯的,但對于不完整臉部識別效果差,這可能也是傳統(tǒng)算法的一個缺陷所在,泛化能力比較差;
拓展:Haar級聯(lián)器還可以對臉部中細節(jié)特征進行識別
代碼如下:
# 創(chuàng)建Haar級聯(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級聯(lián)器提供了多種臉部屬性的識別,眼睛鼻子嘴巴都可以,但效果不一定那么準確;
二、車牌識別
結(jié)構(gòu):Haar+Tesseract車牌識別;
說明:Haar級聯(lián)器僅用于定位車牌的位置,Tesseract用于提取其中的內(nèi)容;
實現(xiàn)步驟:
1、Haar級聯(lián)器定位車牌位置;
2、車牌預(yù)處理操作(二值化、形態(tài)學(xué)、濾波去噪、縮放);
3、調(diào)用Tesseract進行文字識別;
注意:這里需要預(yù)先安裝Tesseract;
代碼案例:
import pytesseract # 創(chuàng)建Haar級聯(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:車牌的位置檢測比較準確,但Tesseract的識別并不那么準確,可能用ORC識別會準確一些;當(dāng)然識別的準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別率;
三、DNN圖像分類
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:實際上有了模型之后,推理的步驟并不復(fù)雜,難點在于前處理與后處理;往往圖像的處理上的錯誤,或者是對結(jié)果的處理問題,會導(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機器學(xué)習(xí)之圖像識別詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)OpenCV 圖像識別內(nèi)容請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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