MTCNN人脸检测 附完整C++代码
人脸检测 识别一直是图像算法领域一个主流话题。
前年 SeetaFace 开源了人脸识别引擎，一度成为热门话题。
虽然后来SeetaFace 又放出来 2.0版本，但是，我说但是。。。
没有训练代码，想要自己训练一下模型那可就犯难了。
虽然可以阅读源码，从前向传播的角度，反过来实现训练代码，
但是谁有那个闲功夫和时间，去折腾这个呢？
有的时候还是要站在巨人的肩膀上，你才能看得更远。
而SeetaFace 不算巨人，只是当年风口上的猪罢了。
前年，为了做一个人脸项目，也是看遍了网上各种项目。
林林总总，各有优劣。
不多做评价，很多东西还是要具体实操，实战才能见真知。
有一段时间，用SeetaFace的人脸检测来做一些小的演示demo，
也花了一点小时间去优化它的算法。
不过很明显我只是把他当成玩具看待。
毕竟不能自己训练模型，这是很大的诟病。
直到后来深度学习大放异彩，印象最深刻莫过于MTCNN。
Joint Face Detection and Alignment using Multi-task Cascaded Convolutional Neural Networks
相关资料见：https://github.com/kpzhang93/MTCNN_face_detection_alignment
大合照下，人脸圈出来很准确，壮观了去，这是第一印象。
上图，大家感受一下。
MTCNN的有三个网络结构。
Stage1: Proposal Net
Stage2: Refine Net
Stage3: Output Net
具体算法思路就不展开了。
我对MTCNN感兴趣的点在于，
MTCNN的思路可以拓展到各种物体检测和识别方向。
也许唯一缺少的就是打标好的数据，
而标注五个点，足够用于适配大多数物体了。
符合小而美的理念，这个是我比较推崇的。
所以MTCNN是一个很值得品味的算法。
github上也有不少MTCNN的实现和资源。
基于mxnet 基于caffe 基于ncnn 等等。。。
很明显，mxnet 和 caffe 不符合小而美的理念。
果断抛弃了。
ncnn有点肥大，不合我心。
所以，我动了杀气。。
移除NCNN 与mtcnn无关的层，
梳理ncnn的一些逻辑代码。
简单做了一些适配和优化。
砍掉一些边边角角。
不依赖opencv等第三方库。
编写示例代码完成后，还有不少工作要做，
不过第一步感觉已经符合我的小小预期。
完整示例代码：
#include "mtcnn.h"
#include "browse.h"
#define USE_SHELL_OPEN
#ifndef nullptr
#define nullptr 0
#endif
#if defined(_MSC_VER)
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <windows.h>
#else
#include <unistd.h>
#endif
#define STB_IMAGE_STATIC
#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h"
//ref:https://github.com/nothings/stb/blob/master/stb_image.h
#define TJE_IMPLEMENTATION
#include "tiny_jpeg.h"
//ref:https://github.com/serge-rgb/TinyJPEG/blob/master/tiny_jpeg.h
#include <stdint.h>
#include "timing.h"
char saveFile[1024];
unsigned char *loadImage(const char *filename, int *Width, int *Height, int *Channels) {
return stbi_load(filename, Width, Height, Channels, 0);
}
void saveImage(const char *filename, int Width, int Height, int Channels, unsigned char *Output) {
memcpy(saveFile + strlen(saveFile), filename, strlen(filename));
*(saveFile + strlen(saveFile) + 1) = 0;
//保存为jpg
if (!tje_encode_to_file(saveFile, Width, Height, Channels, true, Output)) {
fprintf(stderr, "save JPEG fail.\n");
return;
}
#ifdef USE_SHELL_OPEN
browse(saveFile);
#endif
}
void splitpath(const char *path, char *drv, char *dir, char *name, char *ext) {
const char *end;
const char *p;
const char *s;
if (path[0] && path[1] == ':') {
if (drv) {
*drv++ = *path++;
*drv++ = *path++;
*drv = '\0';
}
}
else if (drv)
*drv = '\0';
for (end = path; *end && *end != ':';)
end++;
for (p = end; p > path && *--p != '\\' && *p != '/';)
if (*p == '.') {
end = p;
break;
}
if (ext)
for (s = end; (*ext = *s++);)
ext++;
for (p = end; p > path;)
if (*--p == '\\' || *p == '/') {
p++;
break;
}
if (name) {
for (s = p; s < end;)
*name++ = *s++;
*name = '\0';
}
if (dir) {
for (s = path; s < p;)
*dir++ = *s++;
*dir = '\0';
}
}
void getCurrentFilePath(const char *filePath, char *saveFile) {
char drive[_MAX_DRIVE];
char dir[_MAX_DIR];
char fname[_MAX_FNAME];
char ext[_MAX_EXT];
splitpath(filePath, drive, dir, fname, ext);
size_t n = strlen(filePath);
memcpy(saveFile, filePath, n);
char *cur_saveFile = saveFile + (n - strlen(ext));
cur_saveFile[0] = '_';
cur_saveFile[1] = 0;
}
void drawPoint(unsigned char *bits, int width, int depth, int x, int y, const uint8_t *color) {
for (int i = 0; i < min(depth, 3); ++i) {
bits[(y * width + x) * depth + i] = color[i];
}
}
void drawLine(unsigned char *bits, int width, int depth, int startX, int startY, int endX, int endY,
const uint8_t *col) {
if (endX == startX) {
if (startY > endY) {
int a = startY;
startY = endY;
endY = a;
}
for (int y = startY; y <= endY; y++) {
drawPoint(bits, width, depth, startX, y, col);
}
}
else {
float m = 1.0f * (endY - startY) / (endX - startX);
int y = 0;
if (startX > endX) {
int a = startX;
startX = endX;
endX = a;
}
for (int x = startX; x <= endX; x++) {
y = (int)(m * (x - startX) + startY);
drawPoint(bits, width, depth, x, y, col);
}
}
}
void drawRectangle(unsigned char *bits, int width, int depth, int x1, int y1, int x2, int y2, const uint8_t *col) {
drawLine(bits, width, depth, x1, y1, x2, y1, col);
drawLine(bits, width, depth, x2, y1, x2, y2, col);
drawLine(bits, width, depth, x2, y2, x1, y2, col);
drawLine(bits, width, depth, x1, y2, x1, y1, col);
}
int main(int argc, char **argv) {
printf("mtcnn face detection\n");
printf("blog:http://cpuimage.cnblogs.com/\n");
if (argc < 2) {
printf("usage: %s model_path image_file \n ", argv[0]);
printf("eg: %s ../models ../sample.jpg \n ", argv[0]);
printf("press any key to exit. \n");
getchar();
return 0;
}
const char *model_path = argv[1];
char *szfile = argv[2];
getCurrentFilePath(szfile, saveFile);
int Width = 0;
int Height = 0;
int Channels = 0;
unsigned char *inputImage = loadImage(szfile, &Width, &Height, &Channels);
if (inputImage == nullptr || Channels != 3) return -1;
ncnn::Mat ncnn_img = ncnn::Mat::from_pixels(inputImage, ncnn::Mat::PIXEL_RGB, Width, Height);
std::vector<Bbox> finalBbox;
MTCNN mtcnn(model_path);
double startTime = now();
mtcnn.detect(ncnn_img, finalBbox);
double nDetectTime = calcElapsed(startTime, now());
printf("time: %d ms.\n ", (int)(nDetectTime * 1000));
int num_box = finalBbox.size();
printf("face num: %u \n", num_box);
for (int i = 0; i < num_box; i++) {
const uint8_t red[3] = { 255, 0, 0 };
drawRectangle(inputImage, Width, Channels, finalBbox[i].x1, finalBbox[i].y1,
finalBbox[i].x2,
finalBbox[i].y2, red);
const uint8_t blue[3] = { 0, 0, 255 };
for (int num = 0; num < 5; num++) {
drawPoint(inputImage, Width, Channels, (int)(finalBbox[i].ppoint[num] + 0.5f),
(int)(finalBbox[i].ppoint[num + 5] + 0.5f), blue);
}
}
saveImage("_done.jpg", Width, Height, Channels, inputImage);
free(inputImage);
printf("press any key to exit. \n");
getchar();
return 0;
}
效果图来一个。
项目地址:
https://github.com/cpuimage/MTCNN
参数也很简单，
mtcnn 模型文件路径 图片路径
例如: mtcnn ../models ../sample.jpg
用cmake即可进行编译示例代码，详情见CMakeLists.txt。
若有其他相关问题或者需求也可以邮件联系俺探讨。
邮箱地址是:
gaozhihan@vip.qq.com
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