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Android靜態圖片人臉識別的完整demo(附完整源碼)

本文轉載自   查看原文   2014-07-18 15:38   2244 

 

Demo功能：利用android自帶的人臉識別進行識別，標記出眼睛和人臉位置。點擊按鍵后進行人臉識別，完畢后顯示到imageview上。

第一部分：布局文件activity_main.xml

 

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  1. <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
  2.     xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"  
  3.     android:id="@+id/layout_main"  
  4.     android:layout_width="match_parent"  
  5.     android:layout_height="match_parent"  
  6.     android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"  
  7.     android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"  
  8.     android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"  
  9.     android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"  
  10.     tools:context=".MainActivity" >  
  11.   
  12.     <TextView  
  13.         android:id="@+id/textview_hello"  
  14.         android:layout_width="wrap_content"  
  15.         android:layout_height="wrap_content"  
  16.         android:text="@string/hello_world" />  
  17.   
  18.     <ImageView  
  19.         android:id="@+id/imgview"  
  20.         android:layout_width="wrap_content"  
  21.         android:layout_height="wrap_content"  
  22.         android:layout_below="@id/textview_hello" />  
  23.   
  24.     <Button  
  25.         android:id="@+id/btn_detect_face"  
  26.         android:layout_width="wrap_content"  
  27.         android:layout_height="wrap_content"  
  28.         android:layout_below="@id/imgview"  
  29.         android:layout_centerHorizontal="true"  
  30.         android:text="檢測人臉" />  
  31.   
  32. </RelativeLayout>  


注意：ImageView四周的padding由布局文件里的這四句話決定:

 

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  1. android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"  
  2. android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"  
  3. android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"  
  4. android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"  


而上面的兩個margin定義在dimens.xml文件里：

 

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  1. <resources>  
  2.   
  3.     <!-- Default screen margins, per the Android Design guidelines. -->  
  4.     <dimen name="activity_horizontal_margin">16dp</dimen>  
  5.     <dimen name="activity_vertical_margin">16dp</dimen>  
  6.   
  7. </resources>  


這里采用的都是默認的，可以忽略！

第二部分：MainActivity.java

 

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  1. package org.yanzi.testfacedetect;  
  2.   
  3. import org.yanzi.util.ImageUtil;  
  4. import org.yanzi.util.MyToast;  
  5.   
  6. import android.app.Activity;  
  7. import android.graphics.Bitmap;  
  8. import android.graphics.Bitmap.Config;  
  9. import android.graphics.BitmapFactory;  
  10. import android.graphics.Canvas;  
  11. import android.graphics.Color;  
  12. import android.graphics.Paint;  
  13. import android.graphics.Point;  
  14. import android.graphics.PointF;  
  15. import android.graphics.Rect;  
  16. import android.media.FaceDetector;  
  17. import android.media.FaceDetector.Face;  
  18. import android.os.Bundle;  
  19. import android.os.Handler;  
  20. import android.os.Message;  
  21. import android.util.DisplayMetrics;  
  22. import android.util.Log;  
  23. import android.view.Menu;  
  24. import android.view.View;  
  25. import android.view.View.OnClickListener;  
  26. import android.view.ViewGroup;  
  27. import android.view.ViewGroup.LayoutParams;  
  28. import android.widget.Button;  
  29. import android.widget.ImageView;  
  30. import android.widget.ProgressBar;  
  31. import android.widget.RelativeLayout;  
  32.   
  33. public class MainActivity extends Activity {  
  34.     static final String tag = "yan";  
  35.     ImageView imgView = null;  
  36.     FaceDetector faceDetector = null;  
  37.     FaceDetector.Face[] face;  
  38.     Button detectFaceBtn = null;  
  39.     final int N_MAX = 2;  
  40.     ProgressBar progressBar = null;  
  41.   
  42.     Bitmap srcImg = null;  
  43.     Bitmap srcFace = null;  
  44.     Thread checkFaceThread = new Thread(){  
  45.   
  46.         @Override  
  47.         public void run() {  
  48.             // TODO Auto-generated method stub  
  49.             Bitmap faceBitmap = detectFace();  
  50.             mainHandler.sendEmptyMessage(2);  
  51.             Message m = new Message();  
  52.             m.what = 0;  
  53.             m.obj = faceBitmap;  
  54.             mainHandler.sendMessage(m);  
  55.               
  56.         }  
  57.   
  58.     };  
  59.      Handler mainHandler = new Handler(){  
  60.   
  61.         @Override  
  62.         public void handleMessage(Message msg) {  
  63.             // TODO Auto-generated method stub  
  64.             //super.handleMessage(msg);  
  65.             switch (msg.what){  
  66.             case 0:  
  67.                 Bitmap b = (Bitmap) msg.obj;  
  68.                 imgView.setImageBitmap(b);  
  69.                 MyToast.showToast(getApplicationContext(), "檢測完畢");  
  70.                 break;  
  71.             case 1:  
  72.                 showProcessBar();  
  73.                 break;  
  74.             case 2:  
  75.                 progressBar.setVisibility(View.GONE);  
  76.                 detectFaceBtn.setClickable(false);  
  77.                 break;  
  78.             default:  
  79.                 break;  
  80.             }  
  81.         }  
  82.   
  83.     };  
  84.     @Override  
  85.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  86.         super.onCreate(savedInstanceState);  
  87.         setContentView(R.layout.activity_main);  
  88.         initUI();   
  89.         initFaceDetect();  
  90.         detectFaceBtn.setOnClickListener(new OnClickListener() {  
  91.   
  92.             @Override  
  93.             public void onClick(View v) {  
  94.                 // TODO Auto-generated method stub  
  95.                 mainHandler.sendEmptyMessage(1);  
  96.                 checkFaceThread.start();  
  97.                   
  98.             }  
  99.         });  
  100.   
  101.   
  102.   
  103.     }  
  104.   
  105.     @Override  
  106.     public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {  
  107.         // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.  
  108.         getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);  
  109.         return true;  
  110.     }  
  111.     public void initUI(){  
  112.   
  113.         detectFaceBtn = (Button)findViewById(R.id.btn_detect_face);  
  114.         imgView = (ImageView)findViewById(R.id.imgview);  
  115.         LayoutParams params = imgView.getLayoutParams();  
  116.         DisplayMetrics dm = getResources().getDisplayMetrics();  
  117.         int w_screen = dm.widthPixels;  
  118.         //      int h = dm.heightPixels;  
  119.   
  120.         srcImg = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.kunlong);  
  121.         int h = srcImg.getHeight();  
  122.         int w = srcImg.getWidth();  
  123.         float r = (float)h/(float)w;  
  124.         params.width = w_screen;  
  125.         params.height = (int)(params.width * r);  
  126.         imgView.setLayoutParams(params);  
  127.         imgView.setImageBitmap(srcImg);  
  128.     }  
  129.   
  130.     public void initFaceDetect(){  
  131.         this.srcFace = srcImg.copy(Config.RGB_565, true);  
  132.         int w = srcFace.getWidth();  
  133.         int h = srcFace.getHeight();  
  134.         Log.i(tag, "待檢測圖像: w = " + w + "h = " + h);  
  135.         faceDetector = new FaceDetector(w, h, N_MAX);  
  136.         face = new FaceDetector.Face[N_MAX];  
  137.     }  
  138.     public boolean checkFace(Rect rect){  
  139.         int w = rect.width();  
  140.         int h = rect.height();  
  141.         int s = w*h;  
  142.         Log.i(tag, "人臉 寬w = " + w + "高h = " + h + "人臉面積 s = " + s);  
  143.         if(s < 10000){  
  144.             Log.i(tag, "無效人臉，舍棄.");  
  145.             return false;  
  146.         }  
  147.         else{  
  148.             Log.i(tag, "有效人臉，保存.");  
  149.             return true;      
  150.         }  
  151.     }  
  152.     public Bitmap detectFace(){  
  153.         //      Drawable d = getResources().getDrawable(R.drawable.face_2);  
  154.         //      Log.i(tag, "Drawable尺寸 w = " + d.getIntrinsicWidth() + "h = " + d.getIntrinsicHeight());  
  155.         //      BitmapDrawable bd = (BitmapDrawable)d;  
  156.         //      Bitmap srcFace = bd.getBitmap();  
  157.   
  158.         int nFace = faceDetector.findFaces(srcFace, face);  
  159.         Log.i(tag, "檢測到人臉：n = " + nFace);  
  160.         for(int i=0; i<nFace; i++){  
  161.             Face f  = face[i];  
  162.             PointF midPoint = new PointF();  
  163.             float dis = f.eyesDistance();  
  164.             f.getMidPoint(midPoint);  
  165.             int dd = (int)(dis);  
  166.             Point eyeLeft = new Point((int)(midPoint.x - dis/2), (int)midPoint.y);  
  167.             Point eyeRight = new Point((int)(midPoint.x + dis/2), (int)midPoint.y);  
  168.             Rect faceRect = new Rect((int)(midPoint.x - dd), (int)(midPoint.y - dd), (int)(midPoint.x + dd), (int)(midPoint.y + dd));  
  169.             Log.i(tag, "左眼坐標 x = " + eyeLeft.x + "y = " + eyeLeft.y);  
  170.             if(checkFace(faceRect)){  
  171.                 Canvas canvas = new Canvas(srcFace);  
  172.                 Paint p = new Paint();  
  173.                 p.setAntiAlias(true);  
  174.                 p.setStrokeWidth(8);  
  175.                 p.setStyle(Paint.Style.STROKE);  
  176.                 p.setColor(Color.GREEN);  
  177.                 canvas.drawCircle(eyeLeft.x, eyeLeft.y, 20, p);  
  178.                 canvas.drawCircle(eyeRight.x, eyeRight.y, 20, p);  
  179.                 canvas.drawRect(faceRect, p);  
  180.             }  
  181.   
  182.         }  
  183.         ImageUtil.saveJpeg(srcFace);  
  184.         Log.i(tag, "保存完畢");  
  185.           
  186.         //將繪制完成后的faceBitmap返回  
  187.         return srcFace;  
  188.   
  189.     }  
  190.     public void showProcessBar(){  
  191.         RelativeLayout mainLayout = (RelativeLayout)findViewById(R.id.layout_main);  
  192.         progressBar = new ProgressBar(MainActivity.this, null, android.R.attr.progressBarStyleLargeInverse); //ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT  
  193.         RelativeLayout.LayoutParams params = new RelativeLayout.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT, ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT);  
  194.         params.addRule(RelativeLayout.ALIGN_PARENT_TOP, RelativeLayout.TRUE);  
  195.         params.addRule(RelativeLayout.CENTER_HORIZONTAL, RelativeLayout.TRUE);  
  196.         progressBar.setVisibility(View.VISIBLE);  
  197.         //progressBar.setLayoutParams(params);  
  198.         mainLayout.addView(progressBar, params);  
  199.           
  200.     }  
  201.   
  202.   
  203. }  


關於上述代碼，注意以下幾點：

1、 在initUI()函數里初始化UI布局，主要是將ImageView的長寬比設置。根據srcImg的長寬比及屏幕的寬度，設置ImageView的寬 度為屏幕寬度，然后根據比率得到ImageView的高。然后將Bitmap設置到ImageView里。一旦設置了ImageView的長和 寬，Bitmap會自動縮放填充進去，所以對Bitmap就無需再縮放了。

2、 initFaceDetect()函數里初始化人臉識別所需要的變量。首先將Bitmap的ARGB格式轉換為RGB_565格式，這是android自 帶人臉識別要求的圖片格式，必須進行此轉化：this.srcFace = srcImg.copy(Config.RGB_565, true);

然后實例化這兩個變量：

FaceDetector faceDetector = null;
FaceDetector.Face[] face;

faceDetector = new FaceDetector(w, h, N_MAX);
face = new FaceDetector.Face[N_MAX];

FaceDetector就是用來進行人臉識別的類，face是用來存放識別得到的人臉信息。N_MAX是允許的人臉個數最大值。

3、真正的人臉識別在自定義的方法detectFace()里，核心代碼:faceDetector.findFaces(srcFace, face)。在識別后，通過Face f  = face[i];得到每個人臉f，通過 float dis = f.eyesDistance();得到兩個人眼之間的距離，f.getMidPoint(midPoint);得到人臉中心的坐標。下面這兩句話得到左右人眼的坐標：

 

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  1. Point eyeLeft = new Point((int)(midPoint.x - dis/2), (int)midPoint.y);  
  2. Point eyeRight = new Point((int)(midPoint.x + dis/2), (int)midPoint.y);  


下面是得到人臉的矩形：

 

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  1. Rect faceRect = new Rect((int)(midPoint.x - dd), (int)(midPoint.y - dd), (int)(midPoint.x + dd), (int)(midPoint.y + dd));  


注意這里Rect的四個參數其實就是矩形框左上頂點的x 、y坐標和右下頂點的x、y坐標。

4、實際應用中發現，人臉識別會發生誤判。所以增加函數checkFace(Rect rect)來判斷，當人臉Rect的面積像素點太小時則視為無效人臉。這里閾值設為10000，實際上這個值可以通過整個圖片的大小進行粗略估計到。

5、為了讓用戶看到正在識別的提醒，這里動態添加一個ProgressBar。代碼如下：

 

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  1. public void showProcessBar(){  
  2.     RelativeLayout mainLayout = (RelativeLayout)findViewById(R.id.layout_main);  
  3.     progressBar = new ProgressBar(MainActivity.this, null, android.R.attr.progressBarStyleLargeInverse); //ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT  
  4.     RelativeLayout.LayoutParams params = new RelativeLayout.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT, ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT);  
  5.     params.addRule(RelativeLayout.ALIGN_PARENT_TOP, RelativeLayout.TRUE);  
  6.     params.addRule(RelativeLayout.CENTER_HORIZONTAL, RelativeLayout.TRUE);  
  7.     progressBar.setVisibility(View.VISIBLE);  
  8.     //progressBar.setLayoutParams(params);  
  9.     mainLayout.addView(progressBar, params);  
  10.   
  11. }  


事實上這個ProgressBar視覺效果不是太好，用ProgressDialog會更好。這里只不過是提供動態添加ProgressBar的方法。

6、 程序中設置了checkFaceThread線程用來檢測人臉，mainHandler用來控制UI的更新。這里重點說下Thread的構造方法，這里是 模仿源碼中打開Camera的方法。如果一個線程只需執行一次，則通過這種方法是最好的，比較簡潔。反之，如果這個Thread在執行后需要再次執行或重 新構造，不建議用這種方法，建議使用自定義Thread，程序邏輯會更容易 控制。在線程執行完畢后，設置button無法再點擊，否則線程再次start便會掛掉。

 

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  1. Thread checkFaceThread = new Thread(){  
  2.   
  3.     @Override  
  4.     public void run() {  
  5.         // TODO Auto-generated method stub  
  6.         Bitmap faceBitmap = detectFace();  
  7.         mainHandler.sendEmptyMessage(2);  
  8.         Message m = new Message();  
  9.         m.what = 0;  
  10.         m.obj = faceBitmap;  
  11.         mainHandler.sendMessage(m);  
  12.   
  13.     }  
  14.   
  15. };  

7、看下識別效果：

原圖：


識別后：

最后特別交代下，當人眼距離少於100個像素時會識別不出來。如果靜態圖片尺寸較少，而手機的densityDpi又比較高的話，當圖片放在drawable-hdpi文件夾下時會發生檢測不到人臉的情況，同樣的測試圖片放在drawable-mdpi就可以正常檢測。原因是不同的文件夾下，Bitmap加載進來后的尺寸大小不一樣。

后續會推出Camera里實時檢測並繪制人臉框，進一步研究眨眼檢測，眨眼控制拍照的demo，敬請期待。如果您覺得筆者在認真的寫博客，請為我投上一票。

CSDN2013博客之星評選：

http://vote.blog.csdn.net/blogstaritem/blogstar2013/yanzi1225627

本文demo下載鏈接：

http://download.csdn.net/detail/yanzi1225627/6783575

 

參考文獻：

鏈接1：

鏈接2：


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