牟曉東

Python之所以越來越強大和流行的原因之一，便是其不斷發(fā)展壯大的各種標(biāo)準(zhǔn)庫和第三方擴展庫模塊。在導(dǎo)入庫之后，我們可以直接使用其中已經(jīng)編寫好的各種函數(shù)，有時僅需很少的十幾行甚至是幾行代碼就能實現(xiàn)非常強大的功能。人臉識別是人工智能的重要應(yīng)用方向，通過本例我們將編寫一段不太復(fù)雜的Python程序?qū)崿F(xiàn)人臉識別的一些功能，包括調(diào)用攝像頭進(jìn)行拍照，數(shù)據(jù)上傳至百度AI（“人工智能”）接口進(jìn)行年齡、顏值等的辨識和信息返回輸出。掃碼下載程序源代碼，下面對照代碼我將為您講解代碼中的要點。

1.第三方庫模塊的安裝準(zhǔn)備工作

以Anaconda開源Python版本為例，首先進(jìn)入其PowershellPrompt命令行界面，使用“pip install xxx”命令分別安裝OpenCV計算機視覺庫和requests，注意OpenCV的安裝命令是“pip install opencv-python”（如圖1）。如果安裝不成功，可嘗試更換國內(nèi)的鏡像源（如清華、阿里云等）。在程序的開始部分使用import命令將三個庫模塊導(dǎo)入：import cv2、import requests、import base64，base64是Python內(nèi)置的模塊無需安裝。

2.調(diào)用攝像頭進(jìn)行“抓拍”

首先建立變量camera，其值為“cv2.VideoCapture（0）”，即調(diào)用OpenCV中的VideoCapture（）函數(shù)，其中的參數(shù)0是指當(dāng)前計算機的攝像頭編號，該語句完成的功能是將攝像頭拍攝到的畫面保存至變量camera中;接著建立一個“while True：”永遠(yuǎn)為真的循環(huán)結(jié)構(gòu)，在循環(huán)體的第一個“ret，img = camera.read（）”語句中，前面的ret即“return”邏輯布爾值，為真的話則執(zhí)行后面的“讀取camera中保存的一幀畫面并賦值給變量img”，這樣可以有效過濾掉攝像頭剛剛被調(diào)用啟動時無法讀取到數(shù)據(jù)的“報錯”異常情況;語句“cv2.imshow（'Look here：'，img）”的作用是開啟一個名為“Look here：”的新窗口，其內(nèi)容是顯示變量img中所保存的攝像頭畫面;語句“key = cv2.waitKey（10）”的作用是讓程序等待10毫秒，這樣可以有效地獲取攝像頭所拍攝的畫面（因為這是在一個“死循環(huán)”中）;然后使用一個if條件判斷：“if key == ord（'s'）：”，判斷我們是否已經(jīng)在攝像頭前調(diào)整好自己的狀態(tài)，是的話則按s鍵（注意一定是將輸入法切換至英文半角狀態(tài)），s即“Save”（保存拍照文件的意思）;當(dāng)程序檢測到s鍵被按下后則執(zhí)行三個語句：

一是“cv2.imwrite（'capture.jpg'，img）”，作用是將變量img中保存的一幀拍攝畫面內(nèi)容寫至capture.jpg圖片文件中，注意它的保存位置默認(rèn)是與本Python程序在同一目錄中;二是執(zhí)行“cv2.destroyAllWindows（）”，作用是關(guān)閉當(dāng)前攝像頭的“Look here：”拍攝窗口;三是“break”語句，作用是跳出當(dāng)前的“while True：”循環(huán)。

運行該段程序，在彈出的攝像頭拍照窗口前稍作調(diào)整后按下s鍵，我們就得到了capture.jpg圖片文件（如圖2）。

3.獲取百度AI的AccessToken

在瀏覽器中訪問https：//ai.baidu.com/，登錄自己的百度賬號后點擊“控制臺”進(jìn)入“百度智能云”;接著在左側(cè)的項目欄中點擊選擇“人臉識別”，按照提示一步步填寫信息建立自己的一個“人臉識別”應(yīng)用;然后點擊查看該應(yīng)用的詳情，將其中的三處關(guān)鍵信息的內(nèi)容分別復(fù)制保存至本地（如圖3）：

APIKey（簡稱AK）：srLfBxDdL1MXDMXDA4b

p5Iv9（此Key無效，需自行申請）

SecretKey（簡稱SK）：apW7N6QIyPNvLvk5FW

B53cMXDMXDGbXc（此Key無效，需自行申請）

請求地址：https：//aip.baidubce.com/rest/2.0/

face/v3/detect

再次返回至Python編程環(huán)境中，將AK和SK的值分別賦給變量ApiKey和SecretKey，注意其類型為str字符串型，兩側(cè)均要添加引號;接著按照百度的提示建立變量host，賦值為“'https：//aip.baidubce.com/oauth/2.0/token？grant_type=client_creden

tials&client_id=' + ApiKey + '&client_secret=' + SecretKey”，將AK和SK的值通過字符串連接進(jìn)行“構(gòu)造”，目的是獲取百度API的AccessToken“訪問令牌”;然后建立變量response，通過requests中的get方法賦值為“requests.get（host）”;如果有返回值（if response：），則通過語句“print（response.json（））”將json數(shù)據(jù)打印輸出。

單獨運行該段程序，從返回的json數(shù)據(jù)中找到“'access_token'：”，后面的“24.7c1cd7018cec7572

698388888888438a.2592000.1612133454.282335-

17598582” （已做改寫處理）便是我們想要得到的Access Token值（如圖4），其有效訪問期限是一個月。

4.測試本地圖片文件

獲取到Access Token值后，APIKey和SecretKey便暫時退出“舞臺”，刪除本段程序，開始構(gòu)建本地圖片文件的上傳檢測程序：

建立變量request_url，為其賦值為之前從百度智能云中復(fù)制的“請求地址”：“https：//aip.baidubce.com/rest/2.0/face/v3/detect”，這便是Python程序與百度間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的檢測“入口”;接著建立變量filename，賦值為“Liu.jpg”（搜索下載的劉德華圖片）;語句“img = cv2.imread（filename）”的作用是將讀取到的測試圖片文件信息保存至變量img中，然后通過語句“f = open（filename，'rb'）”，以只讀二進(jìn)制的方式打開該文件并存入文件變量f中;建立變量img_test，其值為讀取文件變量f的值并進(jìn)行Base64編碼：str（base64.b64encode（f.read（）），encoding='utf-8'）;接著建立字典型的參數(shù)變量params，其值包括三個“鍵值對”，即：“image”：img_test，“image_type”：“BASE64”，“face_field”：“age，beauty”，最后的“face_field”鍵所對應(yīng)的值“age，beauty”是可自定義的，在此僅以檢測年齡age和顏值beauty為例，還可以檢測是否戴眼鏡glasses、人種race和熱情度emotion等等。

Base64編碼是網(wǎng)絡(luò)上最常見、也是最基本的用于傳輸8bit字節(jié)代碼的二進(jìn)制編碼方式，用來將非ASCII字符的數(shù)據(jù)如中文、圖片、視頻等文件轉(zhuǎn)換成ASCII字符便于安全傳輸?shù)姆椒ǎ瑢W(xué)好它有利于你對應(yīng)用底層的理解，我們將在以后對這種編碼進(jìn)行詳細(xì)的講解和編寫專門的實例。

根據(jù)剛剛獲取的access_token，構(gòu)建變量request_url，按照百度API幫助文檔所提供的信息為其賦值為“request_url + "？access_token=" + access_token”;然后建立變量headers和response，均按照百度要求進(jìn)行賦值（可直接從幫助文檔中進(jìn)行代碼的復(fù)制改寫）;最后可以先通過“print （response.json（））”將百度AI判斷的json數(shù)據(jù)信息打印輸出（如圖5），發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)包含的信息比較多，但我們最關(guān)心的是其中的age和beauty值，需要仔細(xì)查看其結(jié)構(gòu)（類似于Python的字典與列表的相互嵌套），最后不難構(gòu)造出兩個語句：

print（'劉德華的年齡是：'，response.json（）['result']['face_list'][0]['age']）

print（'劉德華的顏值打分是：'，response.json（）['result']['face_list'][0]['beauty']）

這樣，就可以將“print （response.json（））”語句前面添加#進(jìn)行過濾，我們只要最終的結(jié)果：“劉德華的年齡是：38，劉德華的顏值打分是：69.95”。

5.將本地圖片更換為攝像頭抓拍圖片進(jìn)行檢測

現(xiàn)在，將調(diào)用攝像頭進(jìn)行圖像的“抓拍”程序段與測試本地圖片程序段進(jìn)行組合，注意要將第二段程序中的變量filename賦值為“capture.jpg”（之前值為“Liu.jpg”），最后的print語句提示信息也修改為“我的”。

運行程序，調(diào)用攝像頭拍照（擺好POSE后按下s鍵）生成自己的capture.jpg圖片文件后上傳至百度智能云進(jìn)行分析，最終返回結(jié)果：“我的年齡是：41，我的顏值打分是：33.5”。