人脸考勤识别项目

程序员文章站 2022-07-12 20:57:51

...

基于百度云人脸识别算法和4412开发板、外置摄像头实现人脸面部的采集，截取，识别，返回识别结果。

采用的软件有：putty软件（串行接口连接软件） Winscp软件（用于电脑和开发板的文件互传） ch341（终端驱动，确保电脑可识别开发板的端口）
配置环境：确保开发板与电脑网络互连：
检查互联网网络共享方法：打开电脑命令行（win+r输入cmd）确保电脑对开发板的网络互连：输入ping 192.168.137.2
检查互联网网络共享方法：打开putty，登录到开发板，在root界面输入上述指令，检查开发板与电脑的连接。

程序的烧写：

#include <stdio.h>
#include <string.h> //memset
#include <stdlib.h> //malloc free
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h> //inet_ntop
#include <unistd.h>    //sleep
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/freetype.hpp>

#include "face.h"

using namespace std;
using namespace cv;
using namespace aip;

//前后图片的分隔字符串
#define BOUNDARY "boundary--"

long get_file_size(const char *filename)
{
    FILE *fp = fopen(filename, "r");
    fseek(fp, 0, SEEK_END);
    long size = ftell(fp);
    fclose(fp);
    return size;
}

void send_file(FILE *fp, const char *filename)
{
    long size = get_file_size(filename);
    char *body = (char *)malloc(size);
    FILE *file = fopen(filename, "r");
    fread(body, 1, size, file);
    fclose(file);
    fwrite(body, 1, size, fp);
    free(body);
}

void send_buffer(FILE *fp, const char *buf, long size)
{
    fwrite(buf, 1, size, fp);
}

Mat image; //core
pthread_mutex_t image_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

Mat frame;
pthread_mutex_t frame_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

//视频采集线程
void *handle_capture(void *)
{
    VideoCapture cam; //videoio
    cam.open(0);      //打开第一个摄像头
    while (1)
    {
        pthread_mutex_lock(&image_lock);
        cam.read(image); //从摄像头捕获图像
        pthread_mutex_unlock(&image_lock);
        usleep(100000); //10fps
    }
}

Rect range;
string id = "";

//人脸识别线程
void *handle_recognize(void *)
{

    //创建级联分类器
    CascadeClassifier detector;
    detector.load("/usr/share/opencv/lbpcascades/lbpcascade_frontalface.xml");

    string appid = "180*******";    //三个秘钥为百度云创建的项目下边的秘钥。复制粘贴即可
    string apikey = "kIGVsM*******************";
    string secretkey = "udOc***********************";
    //创建人脸识别客户端
    Face client(appid, apikey, secretkey);

    int count = 0;

    while (1)
    {
        pthread_mutex_lock(&image_lock);
        pthread_mutex_lock(&frame_lock);
        frame = image;
        pthread_mutex_unlock(&frame_lock);
        pthread_mutex_unlock(&image_lock);

        Mat gray;
        cvtColor(frame, gray, COLOR_BGR2GRAY); //将彩色图像转换为黑白图像

        vector<Rect> faces;
        detector.detectMultiScale(gray, faces); //只检测一个人脸

        if (faces.size() != 0)
        {
            range = faces[0];
            count++;
            if (count >= 5) //连续5帧图像中都检测出人脸，发送人脸识别请求
            {
                Mat face(frame, faces[0]); //裁剪人脸图像

                vector<unsigned char> facebuf;
                imencode(".jpg", face, facebuf); //将图像进行编码，放到内存中
                //imwrite("face.jpg", face);
                //puts("face save to file");
                //将裁剪出来的人脸图像进行Base64编码
                string base64 = base64_encode((char *)facebuf.data(), facebuf.size());
                Json::Value result = client.search(base64, "BASE64", "*******", null);   //此处填写百度云创建的用户组名
                puts(result.toStyledString().c_str());
                if (result["error_code"].asInt() == 0)
                {
                    id = result["result"]["user_list"][0]["user_id"].asString();
                }
            }
        }
        else
        {
            id = "";
            count = 0;
        }
        usleep(100000); //10fps
    }
}

/* 创建TCP服务器
 * 1. socket 创建套接字
 * 2. bind 绑定IP地址到套接字
 * 3. listen 将套接字设置为监听状态
 * 4. accept 建立与客户端之间的连接（TCP三次握手）
 */

int main()
{

    //创建线程：视频捕获线程，人脸识别线程
    pthread_t cam_thread;
    pthread_t recog_thread;
    pthread_attr_t attr;
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED); //设置为可分离

    pthread_create(&cam_thread, &attr, handle_capture, NULL);
    sleep(1); //先启动视频采集线程，防止读取空图片
    pthread_create(&recog_thread, &attr, handle_recognize, NULL);

    auto font = freetype::createFreeType2();
    font->loadFontData("simkai.ttf", 0);

    int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listenfd < 0)
    {
        perror("socket");
        return 1;
    }

    //设置地址复用，防止服务器重启后bind失败
    int opt = 1;
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

    struct sockaddr_in addr;
    memset(&addr, 0, sizeof addr);

    addr.sin_family = AF_INET;                //地址类型，IPv4
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //绑定到所有地址
    addr.sin_port = htons(8080);              //1024以下的端口，需要使用root权限
//(8080)用于后续网址的输入，例如：htons（11100）则网址为：192.168.137.2：11100

    int result = bind(listenfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof addr);
    if (result < 0)
    {
        perror("bind");
        return 1;
    }

    result = listen(listenfd, 10);
    if (result < 0)
    {
        perror("listen");
        return 1;
    }

    puts("web server start");

    while (1)
    {
        struct sockaddr_in client_addr;
        socklen_t client_addrlen = sizeof client_addr;
        int fd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addrlen); //等待客户端连接
        if (fd < 0)
        {
            perror("accept");
        }

        char ipstr[16];
        inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr.s_addr, ipstr, client_addrlen); //将二进制的IP地址转换为字符串

        printf("client %s is connected\n", ipstr);

        FILE *fp = fdopen(fd, "r+"); //关联文件描述符和文件流

        char buf[1024];
        while (fgets(buf, sizeof buf, fp))
        {
            printf(buf);
            //如果读到空行，停止接收，发送响应报文
            if (strcmp(buf, "\r\n") == 0)
                break;
        }

        puts("send response");

        fprintf(fp, "HTTP/1.1 200 Meimaobing\r\n");
        fprintf(fp, "Transfer-Encoding: chunked\r\n"); //分块编码
        //fprintf(fp, "Content-Type: text/plain;charset=utf-8\r\n");
        fprintf(fp, "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=%s\r\n", BOUNDARY);
        fprintf(fp, "\r\n");

        puts("header send");

        while (1)
        {
            //分块大小（16进制）\r\n
            //Content-Type: image/jpeg -> 26
            //空行 -> 2
            //图片内容 -> 图片大小 + 2
            //空行 -> 2
            //--boundary-- -> 14
            //分块大小 = 图片大小 + 2 + 25 + 2 + 2 + 14 = 45

            vector<unsigned char> buf;
            pthread_mutex_lock(&frame_lock);
            rectangle(frame, range, CV_RGB(255, 0, 0), 2); //标记人脸区域
            //在人脸区域上方显示用户id
            font->putText(frame,             //< 修改的图像
                                  id.c_str(),        //< 显示的字符
                                  range.tl(),     //< 字符起始位置（左下角）
                                  30,                //< 字符高度
                                  Scalar(0, 0, 255), //< 字符颜色
                                  -1,                //< 字符轮廓粗细，负值表示填充字符轮廓
                                  CV_AA,             //< AA表示平滑字符轮廓
                                  true);             //< 定义起始位置，为真时以左下角为起始位置，否则为左上角
            imencode(".jpg", frame, buf); //将图像进行编码，放到内存中
            pthread_mutex_unlock(&frame_lock);
            fprintf(fp, "%x\r\n", buf.size() + 46);
            fprintf(fp, "Content-Type: image/jpeg\r\n\r\n");
            send_buffer(fp, (char *)buf.data(), buf.size());
            //send_file(fp, "white.png");
            fprintf(fp, "\r\n\r\n--%s\r\n\r\n", BOUNDARY);

            usleep(100000); //1s = 10^6us, 10fps
        }
        fclose(fp);
    }

    return 0;
}

相关标签：人脸识别嵌入式 c语言

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