Raspberry Pi樹莓派之人臉辨識| Hackspace 38|台灣STEAM教學團隊 oursteamtw
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2020 / 12 / 22

Raspberry Pi樹莓派之人臉辨識| Hackspace 38

2020年12月22日 Andrew Gregory

機器學習在過去幾年中已進步到讓人難以解釋。而現在,您可以使用價格低於50英鎊的計算機準確地識別某人的臉部。

儘管這種計算能力是微型控制器無法做到的,但是將新的樹莓派搭載高品質相機新增到您的項目中將會帶來無限的可能性。從簡單的警報應用程式(「媽媽到家了!」)到根據使用該項目的人員動態調整設定,都可享有許多樂趣。

這裡有關於啟動和運行臉部辨識的初學者指南。



用機器學習進行人臉識別是一項艱鉅的任務,因此必須搭配最新、最出色的樹莓派 4


1. 準備您的樹莓派
為使人臉識別正常運作,需要一些馬力,因此建議至少使用樹莓派3B+,最好是樹莓派4。額外的內存將使一切變得不同。為了盡可能保留更多的資源給應用專案,我們選擇安裝不帶桌面的樹莓派 OS Lite。

確認在網絡上已設定新密碼,並在需要時啟用SSH,並使用sudo apt -y update && sudo apt -y full-upgrade更新所有內容。最後,藉由執行sudo raspi-config設定允許在「Interfacing Options」中啟用攝像機。

2. 連接相機
該專案可在舊有的樹莓派相機順暢地運作,但是新的官方HQ相機將帶來更好的效果。確保在關閉電源的情況下連接相機到樹莓派 4。按照hsmag.cc/HQCameraGetStarted中的說明連接跳線。安裝完成後,啟動樹莓派 4並測試相機是否正常運作。從指令行中執行以下命令:
raspivid -o test.h264 -t 10000
這會錄製十秒鐘的影片到microSD卡中。如果插入HDMI線,可即時查看相機的內容。在繼續之前,請花一些時間確保鏡頭對焦。

3. 安裝專案相依性
我們使用的臉部辨識程式庫由Adam Geitgey維護了許多年。其中包含許多範例,包括綁定Python 3簡化臉部辨識應用程序。麻煩的是,一開始需要安裝的相依性數量很多。方法太多了無法在此一一列出,您可能也不想一個個輸入,因此請前往hsmag.cc/FacialRec,以便剪貼指令。此步驟會花費一些時間在樹莓派 4上,如果是Model 3或更早的型號上,則需要更長的時間。

4. 安裝程式庫
現在已準備好一切,我們可以使用簡單的指令安裝Adam的應用程式和Python綁定:sudo pip3 install face_recognition

安裝完成後,可以下載範例嘗試所有功能。
cd
git clone --single-branch
https://github.com/ageitgey/face_recognition.git


在該程式庫中,有一系列範例,示範了軟體各式各樣的應用,包含即時影像識別。自由探索和混搭吧!

5. 範例圖片
範例為使用Barack Obama的圖片做圖像訓練。

執行範例:
cd ./face_recognition/examples
python3 facerec_on_raspberry_pi.py


在智慧手機上使用您最喜歡的搜索引擎查找奧巴馬的圖像並將其指向相機。如果正確對焦且光線良好,您會看到:「我看到一位名為巴拉克·歐巴馬的人!」 如果您看到無法辨識人臉的訊息,請嘗試其他圖像或調整光線。另外,請檢查相機的對焦並確保圖像和相機之間的距離正確。



你是誰?叫什麼名字?計算機可以確定您的身份嗎?

6.訓練時間
最後一步是辯識自己的臉。建立一個目錄,並在其中置入一些您自己或您想辯識的高畫質護照式照片。然後編輯facerec_on_raspberry_pi.py腳本以這些文件替代。您現在有了強大的臉部辯識原型,而這僅僅是個開始。這些程式庫還可以辯識「正常」面孔,這意味著它可以檢測那裡是否有人,並辯識諸如眼睛、鼻子和嘴巴之類的特徵。從這些簡單的腳本開始,編入無限的可能性吧!玩得開心!


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