挑战杯 基于深度学习的人脸表情识别

2024-03-06 11:44

本文主要是介绍挑战杯 基于深度学习的人脸表情识别,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • 0 前言
  • 1 技术介绍
    • 1.1 技术概括
    • 1.2 目前表情识别实现技术
  • 2 实现效果
  • 3 深度学习表情识别实现过程
    • 3.1 网络架构
    • 3.2 数据
    • 3.3 实现流程
    • 3.4 部分实现代码
  • 4 最后

0 前言

🔥 优质竞赛项目系列,今天要分享的是

基于深度学习的人脸表情识别

该项目较为新颖,适合作为竞赛课题方向,学长非常推荐!

🧿 更多资料, 项目分享:

https://gitee.com/dancheng-senior/postgraduate


1 技术介绍

1.1 技术概括

面部表情识别技术源于1971年心理学家Ekman和Friesen的一项研究,他们提出人类主要有六种基本情感,每种情感以唯一的表情来反映当时的心理活动,这六种情感分别是愤怒(anger)、高兴(happiness)、悲伤
(sadness)、惊讶(surprise)、厌恶(disgust)和恐惧(fear)。

尽管人类的情感维度和表情复杂度远不是数字6可以量化的,但总体而言,这6种也差不多够描述了。

在这里插入图片描述

1.2 目前表情识别实现技术

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2 实现效果

废话不多说,先上实现效果

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

3 深度学习表情识别实现过程

3.1 网络架构

在这里插入图片描述
面部表情识别CNN架构(改编自 埃因霍芬理工大学PARsE结构图)

其中,通过卷积操作来创建特征映射,将卷积核挨个与图像进行卷积,从而创建一组要素图,并在其后通过池化(pooling)操作来降维。

在这里插入图片描述

3.2 数据

主要来源于kaggle比赛,下载地址。
有七种表情类别: (0=Angry, 1=Disgust, 2=Fear, 3=Happy, 4=Sad, 5=Surprise, 6=Neutral).
数据是48x48 灰度图,格式比较奇葩。
第一列是情绪分类,第二列是图像的numpy,第三列是train or test。

在这里插入图片描述

3.3 实现流程

在这里插入图片描述

3.4 部分实现代码

import cv2import sysimport jsonimport numpy as npfrom keras.models import model_from_jsonemotions = ['angry', 'fear', 'happy', 'sad', 'surprise', 'neutral']cascPath = sys.argv[1]faceCascade = cv2.CascadeClassifier(cascPath)noseCascade = cv2.CascadeClassifier(cascPath)# load json and create model archjson_file = open('model.json','r')loaded_model_json = json_file.read()json_file.close()model = model_from_json(loaded_model_json)# load weights into new modelmodel.load_weights('model.h5')# overlay meme facedef overlay_memeface(probs):if max(probs) > 0.8:emotion = emotions[np.argmax(probs)]return 'meme_faces/{}-{}.png'.format(emotion, emotion)else:index1, index2 = np.argsort(probs)[::-1][:2]emotion1 = emotions[index1]emotion2 = emotions[index2]return 'meme_faces/{}-{}.png'.format(emotion1, emotion2)def predict_emotion(face_image_gray): # a single cropped faceresized_img = cv2.resize(face_image_gray, (48,48), interpolation = cv2.INTER_AREA)# cv2.imwrite(str(index)+'.png', resized_img)image = resized_img.reshape(1, 1, 48, 48)list_of_list = model.predict(image, batch_size=1, verbose=1)angry, fear, happy, sad, surprise, neutral = [prob for lst in list_of_list for prob in lst]return [angry, fear, happy, sad, surprise, neutral]video_capture = cv2.VideoCapture(0)while True:# Capture frame-by-frameret, frame = video_capture.read()img_gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY,1)faces = faceCascade.detectMultiScale(img_gray,scaleFactor=1.1,minNeighbors=5,minSize=(30, 30),flags=cv2.cv.CV_HAAR_SCALE_IMAGE)# Draw a rectangle around the facesfor (x, y, w, h) in faces:face_image_gray = img_gray[y:y+h, x:x+w]filename = overlay_memeface(predict_emotion(face_image_gray))print filenamememe = cv2.imread(filename,-1)# meme = (meme/256).astype('uint8')try:meme.shape[2]except:meme = meme.reshape(meme.shape[0], meme.shape[1], 1)# print meme.dtype# print meme.shapeorig_mask = meme[:,:,3]# print orig_mask.shape# memegray = cv2.cvtColor(orig_mask, cv2.COLOR_BGR2GRAY)ret1, orig_mask = cv2.threshold(orig_mask, 10, 255, cv2.THRESH_BINARY)orig_mask_inv = cv2.bitwise_not(orig_mask)meme = meme[:,:,0:3]origMustacheHeight, origMustacheWidth = meme.shape[:2]roi_gray = img_gray[y:y+h, x:x+w]roi_color = frame[y:y+h, x:x+w]# Detect a nose within the region bounded by each face (the ROI)nose = noseCascade.detectMultiScale(roi_gray)for (nx,ny,nw,nh) in nose:# Un-comment the next line for debug (draw box around the nose)#cv2.rectangle(roi_color,(nx,ny),(nx+nw,ny+nh),(255,0,0),2)# The mustache should be three times the width of the nosemustacheWidth =  20 * nwmustacheHeight = mustacheWidth * origMustacheHeight / origMustacheWidth# Center the mustache on the bottom of the nosex1 = nx - (mustacheWidth/4)x2 = nx + nw + (mustacheWidth/4)y1 = ny + nh - (mustacheHeight/2)y2 = ny + nh + (mustacheHeight/2)# Check for clippingif x1 < 0:x1 = 0if y1 < 0:y1 = 0if x2 > w:x2 = wif y2 > h:y2 = h# Re-calculate the width and height of the mustache imagemustacheWidth = (x2 - x1)mustacheHeight = (y2 - y1)# Re-size the original image and the masks to the mustache sizes# calcualted abovemustache = cv2.resize(meme, (mustacheWidth,mustacheHeight), interpolation = cv2.INTER_AREA)mask = cv2.resize(orig_mask, (mustacheWidth,mustacheHeight), interpolation = cv2.INTER_AREA)mask_inv = cv2.resize(orig_mask_inv, (mustacheWidth,mustacheHeight), interpolation = cv2.INTER_AREA)# take ROI for mustache from background equal to size of mustache imageroi = roi_color[y1:y2, x1:x2]# roi_bg contains the original image only where the mustache is not# in the region that is the size of the mustache.roi_bg = cv2.bitwise_and(roi,roi,mask = mask_inv)# roi_fg contains the image of the mustache only where the mustache isroi_fg = cv2.bitwise_and(mustache,mustache,mask = mask)# join the roi_bg and roi_fgdst = cv2.add(roi_bg,roi_fg)# place the joined image, saved to dst back over the original imageroi_color[y1:y2, x1:x2] = dstbreak#     cv2.rectangle(frame, (x, y), (x+w, y+h), (0, 255, 0), 2)#     angry, fear, happy, sad, surprise, neutral = predict_emotion(face_image_gray)#     text1 = 'Angry: {}     Fear: {}   Happy: {}'.format(angry, fear, happy)#     text2 = '  Sad: {} Surprise: {} Neutral: {}'.format(sad, surprise, neutral)## cv2.putText(frame, text1, (50, 50), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 2, (255, 0, 0), 3)# cv2.putText(frame, text2, (50, 150), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 2, (255, 0, 0), 3)# Display the resulting framecv2.imshow('Video', frame)if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):break# When everything is done, release the capturevideo_capture.release()cv2.destroyAllWindows()

4 最后

🧿 更多资料, 项目分享:

https://gitee.com/dancheng-senior/postgraduate

这篇关于挑战杯 基于深度学习的人脸表情识别的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/779957

相关文章

深度解析Java DTO(最新推荐)

《深度解析JavaDTO(最新推荐)》DTO(DataTransferObject)是一种用于在不同层(如Controller层、Service层)之间传输数据的对象设计模式,其核心目的是封装数据,... 目录一、什么是DTO?DTO的核心特点:二、为什么需要DTO?(对比Entity)三、实际应用场景解析

深度解析Java项目中包和包之间的联系

《深度解析Java项目中包和包之间的联系》文章浏览阅读850次,点赞13次,收藏8次。本文详细介绍了Java分层架构中的几个关键包:DTO、Controller、Service和Mapper。_jav... 目录前言一、各大包1.DTO1.1、DTO的核心用途1.2. DTO与实体类(Entity)的区别1

深度解析Python装饰器常见用法与进阶技巧

《深度解析Python装饰器常见用法与进阶技巧》Python装饰器(Decorator)是提升代码可读性与复用性的强大工具,本文将深入解析Python装饰器的原理,常见用法,进阶技巧与最佳实践,希望可... 目录装饰器的基本原理函数装饰器的常见用法带参数的装饰器类装饰器与方法装饰器装饰器的嵌套与组合进阶技巧

深度解析Spring Boot拦截器Interceptor与过滤器Filter的区别与实战指南

《深度解析SpringBoot拦截器Interceptor与过滤器Filter的区别与实战指南》本文深度解析SpringBoot中拦截器与过滤器的区别,涵盖执行顺序、依赖关系、异常处理等核心差异,并... 目录Spring Boot拦截器(Interceptor)与过滤器(Filter)深度解析:区别、实现

深度解析Spring AOP @Aspect 原理、实战与最佳实践教程

《深度解析SpringAOP@Aspect原理、实战与最佳实践教程》文章系统讲解了SpringAOP核心概念、实现方式及原理,涵盖横切关注点分离、代理机制(JDK/CGLIB)、切入点类型、性能... 目录1. @ASPect 核心概念1.1 AOP 编程范式1.2 @Aspect 关键特性2. 完整代码实

SpringBoot开发中十大常见陷阱深度解析与避坑指南

《SpringBoot开发中十大常见陷阱深度解析与避坑指南》在SpringBoot的开发过程中,即使是经验丰富的开发者也难免会遇到各种棘手的问题,本文将针对SpringBoot开发中十大常见的“坑... 目录引言一、配置总出错?是不是同时用了.properties和.yml?二、换个位置配置就失效?搞清楚加

Python中图片与PDF识别文本(OCR)的全面指南

《Python中图片与PDF识别文本(OCR)的全面指南》在数据爆炸时代,80%的企业数据以非结构化形式存在,其中PDF和图像是最主要的载体,本文将深入探索Python中OCR技术如何将这些数字纸张转... 目录一、OCR技术核心原理二、python图像识别四大工具库1. Pytesseract - 经典O

Python基于微信OCR引擎实现高效图片文字识别

《Python基于微信OCR引擎实现高效图片文字识别》这篇文章主要为大家详细介绍了一款基于微信OCR引擎的图片文字识别桌面应用开发全过程,可以实现从图片拖拽识别到文字提取,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一... 目录一、项目概述1.1 开发背景1.2 技术选型1.3 核心优势二、功能详解2.1 核心功能模块2.

Go学习记录之runtime包深入解析

《Go学习记录之runtime包深入解析》Go语言runtime包管理运行时环境,涵盖goroutine调度、内存分配、垃圾回收、类型信息等核心功能,:本文主要介绍Go学习记录之runtime包的... 目录前言:一、runtime包内容学习1、作用:① Goroutine和并发控制:② 垃圾回收:③ 栈和

Python中文件读取操作漏洞深度解析与防护指南

《Python中文件读取操作漏洞深度解析与防护指南》在Web应用开发中,文件操作是最基础也最危险的功能之一,这篇文章将全面剖析Python环境中常见的文件读取漏洞类型,成因及防护方案,感兴趣的小伙伴可... 目录引言一、静态资源处理中的路径穿越漏洞1.1 典型漏洞场景1.2 os.path.join()的陷