腾讯上线零点巡航,用Java手撕一个人脸识别系统

北游

前言

今天上班照例先上B乎摸了会鱼,然后在热榜上看到这样一个问题

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下面的回答也都挺有意思,有说这是真•小学生克星的,也有担心人脸信息被频繁采集的,还有说人脸识别一定要穿上衣服的,总之大伙对人脸识别这玩意谈兴挺高的。

作为一个臭敲代码的,我想的则是我能不能用Java实现一个简单的人脸识别功能?那说干就干!

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人脸识别的十个关键技术

那开干之前,首先我们肯定要知道人脸识别实现需要攻破哪些难题,查了一些资料后总结了以下十个需要解决的关键

  • 人脸检测(Face Detection):是检测出图像中人脸所在位置的一项技术
  • 人脸配准(Face Alignment):是定位出人脸上五官关键点坐标的一项技术
  • 人脸属性识别(Face Attribute):是识别出人脸的性别、年龄、姿态、表情等属性值的一项技术
  • 人脸提特征(FaceFeatureExtraction):是将一张人脸图像转化为一串固定长度的数值的过程
  • 人脸比对(Face Compare):是衡量两个人脸之间相似度的算法
  • 人脸验证(Face Verification):是判定两个人脸图是否为同一人的算法
  • 人脸识别(Face Recognition):是识别出输入人脸图对应身份的算法
  • 人脸检索:是查找和输入人脸相似的人脸序列的算法
  • 人脸聚类(Face Cluster):是将一个集合内的人脸根据身份进行分组的算法
  • 人脸活体(Face Liveness):是判断人脸图像是来自真人还是来自攻击假体(照片、视频等)的方法

enmmm,查了很多资料后发现人脸识别技术还是挺复杂的,自己用Java手撕一个识别算法有点不切实际,毕竟实力不允许我这么嚣张,还是借助三方的SDK吧!

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哈哈,打脸来得太快,真是猝不及防。

找了一圈发现一个免费的人脸识别SDK: ArcSoft,地址:https://ai.arcsoft.com.cn

这个平台可以一键生成APPID、SDK KEY后续会用到,根据需要选择不同的环境(本文基于windows环境),然后下载SDK是一个压缩包。

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Java项目搭建

终于在我的苦苦搜寻之下终于,找到一个ArcSoft的Java版本Demo,开源真是一件美好的事情,话不多说,开干!

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1、下载demo项目

github地址:https://github.com/xinzhfiu/A..., 本地搭建数据库,创建表:user_face_info。这个表主要用来存人像特征,其中主要的字段 face_feature 用二进制类型 blob 存放人脸特征。

SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
-- Table structure for user_face_info
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `user_face_info`;
CREATE TABLE `user_face_info` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `group_id` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '分组id',
  `face_id` varchar(31) DEFAULT NULL COMMENT '人脸唯一Id',
  `name` varchar(63) DEFAULT NULL COMMENT '名字',
  `age` int(3) DEFAULT NULL COMMENT '年纪',
  `email` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '邮箱地址',
  `gender` smallint(1) DEFAULT NULL COMMENT '性别,1=男,2=女',
  `phone_number` varchar(11) DEFAULT NULL COMMENT '电话号码',
  `face_feature` blob COMMENT '人脸特征',
  `create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
  `fpath` varchar(255) COMMENT '照片路径',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  KEY `GROUP_ID` (`group_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 ROW_FORMAT=DYNAMIC;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

2、修改application.properties文件

整个项目还是比较完整的,只需改一些配置即可启动,但有几点注意的地方,后边会重点说明。

config.arcface-sdk.sdk-lib-path: 存放SDK压缩包中的三个.dll文件的路径

config.arcface-sdk.app-id : 开发者中心的APPID

config.arcface-sdk.sdk-key :开发者中心的SDK Key

config.arcface-sdk.sdk-lib-path=d:/arcsoft_lib
config.arcface-sdk.app-id=8XMHMu71Dmb5UtAEBpPTB1E9ZPNTw2nrvQ5bXxBobUA8
config.arcface-sdk.sdk-key=BA8TLA9vVwK7G6btJh2A2FCa8ZrC6VWZLNbBBFctCz5R

# druid  本地的数据库地址
spring.datasource.druid.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/xin-master?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
spring.datasource.druid.username=junkang
spring.datasource.druid.password=junkang

3、根目录创建lib文件夹

在项目根目录创建文件夹 lib,将下载的SDK压缩包中的arcsoft-sdk-face-2.2.0.1.jar放入项目根目录

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4、引入arcsoft依赖包

 <dependency>
      <groupId>com.arcsoft.face</groupId>
      <artifactId>arcsoft-sdk-face</artifactId>
      <version>2.2.0.1</version>
      <scope>system</scope>
      <systemPath>${basedir}/lib/arcsoft-sdk-face-2.2.0.1.jar</systemPath>
</dependency>

pom.xml文件要配置includeSystemScope属性,否则可能会导致arcsoft-sdk-face-2.2.0.1.jar引用不到

 <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <includeSystemScope>true</includeSystemScope>
                    <fork>true</fork>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

5、启动项目

到此为止配置完成,run Application文件启动

测试一下demo,如下页面即启动成功

image.png

开始操作

1、录入人脸图像

页面输入名称,点击摄像头注册调起本地摄像头,提交后将当前图像传入后台,识别提取当前人脸体征,保存至数据库。

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2、人脸对比

录入完人脸图像后测试一下能否识别成功,提交当前的图像,发现识别成功相似度92%。但是作为程序员对什么事情都要持怀疑的态度,这结果不是老铁在页面写死的吧?

image.png
为了进一步验证,这回把脸挡住再试一下,发现提示“人脸不匹配”,证明真的有进行比对。

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源码分析

简单看了一下项目源码,分析一下实现的过程:

页面和JS一看就是后端程序员写的,不要问我问为什么?懂的都懂,哈哈哈 ~ ,源码这里就不贴了,太累赘,感兴趣的可以着重去看看下面这三个部分。

1、JS调起本地摄像头拍照,上传图片文件字符串

2、后台解析图片,提取人像特征

后台解析前端传过来的图片,提取人像特征存入数据库,人像特征的提取主要是靠FaceEngine引擎,顺着源码一路看下去,自己才疏学浅实在是没懂具体是个什么样的算法。

3、人像特征对比

人脸识别:将前端传入的图像经过人像特征提取后,和库中已存在的人像信息对比分析

后台解析前端传过来的图片,提取人像特征存入数据库,人像特征的提取主要是靠FaceEngine引擎,顺着源码一路看下去,自己才疏学浅实在是没懂具体是个什么样的算法。

整个人脸识别功能的大致流程图如下:

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总结

整个项目的设计思路比较清晰,难点在于人脸识别引擎 和 前端JS部分代码,其他的功能比较平常。

最后,点赞加转发好吗各位铁汁!

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