C#使用Emgu CV來進(jìn)行圖片人臉檢測

小樣樣樣樣樣樣 2020-05-15

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項目需求：某市級組織考試，在考試前需審核考生采集表中的考生照片是否合格，由于要審核的考生信息采集表有很多，原先進(jìn)行的是手動人工審核，比較費時費力，審核的要求也很簡單，并不判斷考生是否是圖片本人（身份驗證有另外一套程序來進(jìn)行），只是看考生采集表中考生頭像是否是人臉（是否存在辨識不清楚，不是人臉）。因此提出需求，看是否能用程序來檢測考生信息采集表中的照片，只需找出來疑似不是人臉的考生所在文檔位置（pdf文檔）即可，存疑的考生再由人工進(jìn)行審核。

PDF文檔中有很多頁，每一頁都是如圖中的結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過百度摸索，采用了C#+WPF+Spire.PDF+Emgu CV+MvvmLight來進(jìn)行人臉判斷的技術(shù)選型。

Emgu CV(https:///projects/emgucv/files/emgucv/)是.NET平臺下對OpenCV圖像處理庫的封裝，也就是.NET版的
OpenCV的全稱是：Open Source Computer Vision Library。OpenCV是一個基于（開源）發(fā)行的跨平臺計算機視覺庫，可以運行在Linux、Windows和Mac OS操作系統(tǒng)上。Emgu CV官方帶的有訓(xùn)練過的人臉識別模板，可以直接使用。

Spire.PDF可以來讀取PDF文檔，同時可以讀取到PDF文檔中的圖片。

MvvmLight是WPF可以使用的一種MVVM模式的實現(xiàn)框架。

項目技術(shù)選型確定以后，下面就是代碼的編寫。

項目引用Emgu CV、Spire.PDF、MvvmLight

從官網(wǎng)下載Emgu CV后，我們把它項目中的haarcascade_eye.xml、haarcascade_frontalface_alt.xml兩個訓(xùn)練過的人臉識別模板放到bin/debug下，供Emgu CV使用時調(diào)用。

引用MvvmLight后，會自動在項目中創(chuàng)建ViewModel目錄，我們在此目錄中新建一個Pdf2FaceInfoModel.cs類，用來做為檢測結(jié)果的通知類。

using System.ComponentModel;
 
namespace Pdf2Face.ViewModel
{
    public class Pdf2FaceInfoModel : INotifyPropertyChanged
    {
        public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;
 
        private string pdfName { get; set; }
        /// <summary>
        /// Pdf文件名
        /// </summary>
        public string PdfName
        {
            get => pdfName;
            set
            {
                pdfName = value;
                PropertyChanged?.Invoke(this,new PropertyChangedEventArgs("PdfName"));
            }
        }
 
        private int pdfImgCount { get; set; } = 0;
        /// <summary>
        /// Pdf中圖片數(shù)量
        /// </summary>
        public int PdfImgCount
        {
            get => pdfImgCount;
            set
            {
                pdfImgCount = value;
                PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs("PdfImgCount"));
            }
        }
 
        private int pdfFaceCount { get; set; } = 0;
        /// <summary>
        /// Pdf中人臉數(shù)量
        /// </summary>
        public int PdfFaceCount
        {
            get => pdfFaceCount;
            set
            {
                pdfFaceCount = value;
                PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs("PdfFaceCount"));
            }
        }
 
        private string pdfFaceSuccess { get; set; } ="否";
        /// <summary>
        /// 數(shù)量相對是否存疑 0 正常 1存疑
        /// </summary>
        public string PdfFaceSuccess
        {
            get => pdfFaceSuccess;
            set
            {
                pdfFaceSuccess = value;
                PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs("PdfFaceSuccess"));
            }
        }
    }
}

主程序只有一個界面，界面兩個按鈕，一個用來選擇要檢測pdf所在文件夾，一個用來開始檢測。

主程序代碼：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Collections.ObjectModel;
using System.ComponentModel;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using Emgu.CV;
using Emgu.CV.Structure;
using Microsoft.WindowsAPICodePack.Dialogs;
using Pdf2Face.ViewModel;
using Spire.Pdf;
 
namespace Pdf2Face
{
    /// <summary>
    /// 人臉檢測功能的交互邏輯
    /// </summary>
    public partial class MainWindow : Window
    {
        private string _pdfDirPath;
        private readonly string _pdfFaceSaveDir;
        private readonly ObservableCollection<Pdf2FaceInfoModel> facelist = new ObservableCollection<Pdf2FaceInfoModel>();
 
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            Thread.Sleep(10000);
            dataGrid.ItemsSource = facelist;
            _pdfFaceSaveDir = $"{AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory}face";
            if (!Directory.Exists(_pdfFaceSaveDir))
            {
                Directory.CreateDirectory(_pdfFaceSaveDir);
            }
        }
        /// <summary>
        /// 選擇Pdf所在目錄
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void BtnChooseDir_OnClick(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            using (var folderBrowser = new CommonOpenFileDialog())
            {
                folderBrowser.IsFolderPicker = true;
                folderBrowser.Multiselect = false;
                folderBrowser.Title = "選擇考生照片所在文件夾";
                if (folderBrowser.ShowDialog(GetWindow(this)) != CommonFileDialogResult.Ok) return;
                _pdfDirPath = folderBrowser.FileName;
                txtBlockPath.Text = _pdfDirPath;
            }
        }
        /// <summary>
        /// 人臉識別檢測
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void BtnCheck_OnClick(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(_pdfDirPath) || !Directory.Exists(_pdfDirPath))
            {
                MessageBox.Show("目錄無法訪問。", "錯誤", MessageBoxButton.OK, MessageBoxImage.Error);
                return;
            }
 
            var pdfs = FileSearch(_pdfDirPath, "*.pdf", SearchOption.AllDirectories,
                x => x.Length > 6);
            if (pdfs.Length == 0)
            {
                MessageBox.Show("指定的目錄中沒有發(fā)現(xiàn)PDF文件。", "錯誤", MessageBoxButton.OK, MessageBoxImage.Information);
                return;
            }
 
            txtBlockInfo.Text = $"Pdf文件數(shù)量{pdfs.Length}";
            var doc = new PdfDocument();
 
            Dispatcher?.InvokeAsync(async () =>
            {
                await Task.Run(() =>
                {
                    foreach (var pdf in pdfs)
                    {
                        doc.LoadFromFile(pdf);
                        var pagenum = 1;
 
                        foreach (PdfPageBase page in doc.Pages)
                        {
                            var newPdfFaceSaveDir = $"{_pdfFaceSaveDir}\\{pdf.Substring(pdf.LastIndexOf('\\') + 1)}";
                            if (page.ExtractImages() != null)
                            {
                                if (!Directory.Exists(newPdfFaceSaveDir))
                                {
                                    Directory.CreateDirectory(newPdfFaceSaveDir);
                                }
                                var images = new List<Image>();
                                var model = new Pdf2FaceInfoModel
                                {
                                    PdfName = $"{pdf.Substring(pdf.LastIndexOf('\\') + 1)}_第{pagenum}頁"
                                };
                                Dispatcher?.Invoke(() =>
                                {
                                    facelist.Add(model);
 
                                });
                                var c = 0;
                                foreach (var image in page.ExtractImages())
                                {
                                    images.Add(image);
                                    var filename = $"{newPdfFaceSaveDir}\\{pagenum}_{c}.png";
                                    image.Save(filename, ImageFormat.Png);
 
                                    #region 人臉判斷
                                    //檢測是否是人臉
                                    //如果支持用顯卡,則用顯卡運算
                                    CvInvoke.UseOpenCL = CvInvoke.HaveOpenCLCompatibleGpuDevice;
                                    //構(gòu)建級聯(lián)分類器,利用已經(jīng)訓(xùn)練好的數(shù)據(jù),識別人臉
                                    var face = new CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_alt.xml");
                                    var eyes = new CascadeClassifier("haarcascade_eye.xml");
                                    //加載要識別的圖片
                                    var img = new Image<Bgr, byte>(filename);
                                    var img2 = new Image<Gray, byte>(img.ToBitmap());
 
                                    //把圖片從彩色轉(zhuǎn)灰度
                                    CvInvoke.CvtColor(img, img2, Emgu.CV.CvEnum.ColorConversion.Bgr2Gray);
                                    //亮度增強
                                    CvInvoke.EqualizeHist(img2, img2);
                                    //返回的是人臉?biāo)诘奈恢煤痛笮?                                    var facesDetected = face.DetectMultiScale(img2, 1.1, 10, new System.Drawing.Size(50, 50));                                    
 
                                    if (facesDetected.Length > 0)
                                    {
                                        model.PdfFaceCount += facesDetected.Length;
                                        model.PdfFaceSuccess = facesDetected.Length > 1 ? "是" : "否";
                                        //刪除圖片，留下的都是無法正確識別的
                                        try
                                        {
                                            File.Delete(filename);
                                        }
                                        catch (Exception exception)
                                        {
                                            //
                                        }
                                    }
 
                                    img.Dispose();
                                    img2.Dispose();
                                    face.Dispose();
                                    #endregion
 
                                    c += 1;
                                }
                                model.PdfImgCount = images.Count;
                            }
                            pagenum += 1;
                        }
                        doc.Close();
                    }
 
                });
            });
        }
 
        private string[] FileSearch(string directoryPath, string searchFilter, SearchOption option, Func<string, bool> func)
        {
            if (!Directory.Exists(directoryPath)) return null;
            var s = Directory.GetFiles(directoryPath, searchFilter, option).Where(func).ToArray();
            return s;
        }
 
        private void MainWindow_OnClosing(object sender, CancelEventArgs e)
        {
            Application.Current.Shutdown(0);
        }
    }
}

程序運行效果：