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基于人脸识别实现课堂抬头率检测

2022-07-07 22:53:00 【biyezuopinvip】

资源下载地址：https://download.csdn.net/download/sheziqiong/85948238
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抬头率检测系统

本仓库设计并实现了一个简易的抬头率检测系统，通过调用摄像头来获取教室的实时图像，对图像进行人脸识别，并结合数据库中的选课人数计算该堂课的实时抬头率。此外，我们还设计了一个 UI 操作界面，以便管理人员浏览和管理。

本仓库包含以下内容：

系统运行所需要的全部源码（共有 ipython 和 py 两种文件格式，均可独立完整运行）
人脸识别所需要的训练好的
运行测试所需要的图片和数据

内容简介

代码功能介绍

本文档中仅介绍.ipython 文件，对应的.py 文件不再赘述，内容都是一样的。

camera.ipynb

此代码实现了调用摄像头以截取某一时刻的图像，并将其储存在本地的功能。

code0_initial.ipynb

这个代码就是最原始的主体代码，人脸识别部分主要参考了 dlib 的一个样例程序，代码里还保留着一些原始的英文注释，讲解了一下环境配置中可能出现的问题，有兴趣的可以看一看。

code1_window_and_face_recognition.py.ipynb

此代码是第一个较为完整地代码，已经可以完整地运行出来，并带了 UI 界面。

code2_password_final.ipynb

正如这个代码的文件名，它就是在上一个版本的代码中加入了登录界面，并完善了代码的各项功能，是本系统最终使用的代码。嫌麻烦的完全可以不看前两个版本的代码，直接看这个最终版就行。

代码主要由三大部分组成：界面代码、人脸检测代码以及数据调用代码。

界面代码是用的 tkinter 库，人脸检测代码也是直接调用的 opencv 的一个人脸检测的接口，调用训练好的模型之后直接对图片 infer 就行了。数据调用代码主要调用两种数据，分别是课堂信息和教室的实时图片。前者被用来进行抬头率检测，后者用来将教室的实时图像显示在 UI 界面上，以便观察和对照。

关键代码讲解

其实整个代码也比较简单，没啥好讲的，基本是界面的代码，我就讲一下最核心的功能，人脸检测函数吧。

def inspect():  ## 声明一个函数
    nonlocal face ## 将face变量定义为全局，这样就不用再把face给return了，函数里跑出的face值，函数外也能获得，可以保证face值得实时性
    str1 = "教室"
    str2 = "课上的抬头率为："
    path = r'.\faces' ## 图片保存的路径
    pic_path = str(class_room_chosen.get()) + str(course_time_chosen.get()) + '.jpg' ## 根据选择的教室和时间获取相应图片的名称 （图片的名称是需要按一定的规则来命名的，否则会报错）
    p = path + '/' + pic_path  ## 将图片的总路径和单个图片的名称拼接起来，得到单个图片的路径
    img = cv2.imread(p)  ## 读取图片
    color = (0, 255, 0)  

    grey = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  ## 只选取单个通道的图片数据进行处理，就是把彩图变成灰度图

    classfier = cv2.CascadeClassifier(
                r".\haarcascade_frontalface_alt2.xml") ## 创建一个分类器，这个分类器是已经训练好的，调用了一个已经训练好的模型文件
    faceRects = classfier.detectMultiScale(grey, scaleFactor=1.2, minNeighbors=3, minSize=(32, 32)) ## 通过分类器对图像进行人脸识别
    a = len(faceRects) ## faceRects有几条数据，就说明有几个人脸，从而判断出有几个人抬头了
    face = a
    str3 = str(a) ## 改变数据格式，以便后面将其输出在UI界面上