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戴口罩人臉數據集和戴口罩人臉生成方法

2022-06-29 00:38:00 【pan_jinquan】

戴口罩人臉數據集和戴口罩人臉生成方法

1.戴口罩人臉數據集

4. 戴口罩人臉檢測和戴口罩識別(含Python Android源碼)

目前網上已經開源了很多免費的人臉識別/人臉檢測數據集，比如常見的LFW，FDDB，WIDER FACE，300W等，估計加起來都有好幾個憶了。但這些人臉數據絕大部分都是不戴口罩的人臉，不能直接用於戴口罩識別中。網上也有少許開源的戴口罩人臉數據集，鄙人花了點時間，整理一下目前常見的戴口罩人臉數據集，以及戴口罩人臉數據的合成/生成方法。

包含5個數據集： facemask-train1， facemask-train2，facemask-train3， synthetic-train1，synthetic-train2 ，facemask-test ，總共約有50000+的數據：
生成戴口罩人臉代碼： python create_facemask.py

項目數據和生成戴口罩人臉源碼下載地址：戴口罩人臉數據集和生成戴口罩人臉數據

1.戴口罩人臉數據集

（1）開源數據集-戴口罩人臉數據集

一些開源的，免費的戴口罩人臉數據集，download下來，發現這些開源的數據比較髒，有挺多也是標注錯誤的，需求自己清洗一下哦~

數據集	說明
virus-mask-dataset	數據集總共有三類標簽:mask 此人佩戴了可預防病毒口罩；nomask 未佩戴口罩;wrongmask 此人佩戴了無預防病毒作用的口罩；標注方式為:標注人體全頭部+肩膀上部地址：https://github.com/hikariming/virus-mask-dataset
MaskedFace-Net	正確遮擋人臉數據集(CMFD)，錯誤遮擋人臉數據集(IMFD)及其全局遮擋人臉檢測(MaskedFace-Net)的組合。地址：https://github.com/cabani/MaskedFace-Net
Real-World Masked Face Datase	地址：https://github.com/X-zhangyang/Real-World-Masked-Face-Dataset 說明：https://blog.csdn.net/HyperAI/article/details/105154132

（2）生成戴口罩人臉的數據集

網上絕大部分人臉數據都是不戴口罩的人臉，不能直接用於戴口罩識別中。鑒於此，我們可以考慮自己合成/生成戴口罩的人臉數據，以下是鄙人收藏和整理的戴口罩人臉數據集和合成的數據集，總共約有50000+的數據：

數據集	說明
facemask-train1	從網上收集的戴口罩人臉數據集(如virus-mask-dataset)，約7000+張圖片，並清洗了部分標注錯誤的樣本每張圖片都被標注了mask(戴口罩)和nomask(未佩戴口罩)的檢測框標注格式為標准的VOC xml格式，可用於人臉檢測訓練數據使用已經裁剪了人臉區域，並清洗了部分標注錯誤的樣本；其中mask(戴口罩)人臉有3000+張，nomask(未佩戴口罩)人臉有10000+張，可作為分類訓練數據集，
facemask-train2	從網上收集的戴口罩人臉數據集，約3500+張圖片，每張圖片都被標注了mask(戴口罩)和nomask(未佩戴口罩)的檢測框標注格式為標准的VOC格式，但標注的人臉框比較大，不建議用於人臉檢測訓練數據使用已經裁剪了人臉區域圖像，並清洗了部分標注錯誤的樣本；其中mask(戴口罩)人臉有2000+張，nomask(未佩戴口罩)人臉有6000+張，可作為分類訓練數據集
facemask-train3	從網上收集的戴口罩人臉數據集，其中mask(戴口罩)人臉有600+張，nomask(未佩戴口罩)人臉有1700+張，可作為分類訓練數據集原始圖片都被裁剪為人臉圖像了，所以不合適用於人臉檢測；可作為分類訓練數據集
synthetic-train1	這是合成的戴口罩人臉數據其中mask(戴口罩)人臉有7000+張，nomask(未佩戴口罩)人臉有7000+張，可作為分類訓練數據集
synthetic-train2	這是合成的戴口罩人臉數據其中mask(戴口罩)人臉有6000+張，nomask(未佩戴口罩)人臉有6000+張，可作為分類訓練數據集
facemask-test	這是戴口罩人臉測試集其中mask(戴口罩)人臉有300+張，nomask(未佩戴口罩)人臉有300+張，用於分類模型測試

2.戴口罩人臉生成方法

（1）生成戴口罩人臉思路

首先進行人臉檢測和人臉關鍵點檢測
根據人臉關鍵點，計算臉頰的寬度和鼻梁比特置等比特置信息，同理，需要計算出口罩模板的大小、方向和比特置；
最後把口罩模板貼在人臉比特置上，等到合成的戴口罩人臉圖片

一些戴口罩生成代碼參考：

GitHub - sevenHsu/FaceMask_CelebA: Simulated masked face with dataset CelebA

給人臉戴上口罩，Python實戰項目來了_我愛Python數據挖掘的博客-CSDN博客

我測試了目前網上的生成戴口罩代碼，對於已經矯正的人臉，生成效果還是不錯的，但如果原始人臉本身就是傾斜(歪頭)，這時直接使用原始代碼，合成的效果就很差了，在此基礎上，我做了優化工作：

增加了口罩模板，共有29種不同類型的口罩模板，提供合成口罩數據的多樣性
優化了口罩傾斜角度，使得人臉傾斜(歪頭)時，合成的效果也不錯
優化了人臉檢測，采用輕量化人臉檢測，加速生成速度

原始圖片	原始代碼生成戴口罩	優化後生成戴口罩

對於已經矯正的人臉，生成效果還是不錯的，但如果原始人臉本身就是傾斜(歪頭)，這時直接使用原始代碼，合成的效果就很差了

（2）口罩模板

口罩模板即口罩Mask圖像（PNG格式），可以通過Photoshop摳圖的方式，把背景去除；目前已經提供了共有29種不同類型的口罩模板，保證了口罩數據的多樣性。

（3）戴口罩人臉生成Demo

安裝好python相關依賴包

pybaseutils
opencv-python==4.5.1.48
face_recognition
tqdm
torch
torchvision

代碼已經自帶了測試圖片和數據，你也可以更換成自己的人臉數據集：

python create_facemask.py

# -*-coding: utf-8 -*-
"""
    @Author : panjq
    @E-mail : [email protected]
    @Date   : 2022-06-25 22:23:11
    @Brief  : 生成戴口罩人臉數據集
"""
import os
import sys

sys.path.insert(0, os.getcwd())
sys.path.insert(0, "libs")
from tqdm import tqdm
from facemask.wearmask import FaceMaskCreator
from pybaseutils import file_utils, image_utils


class FaceMaskDemo(object):
    def __init__(self):
        self.mask_creator = FaceMaskCreator(detect_face=True, alignment=False)

    def create_wear_mask_faces(self, image_dir, out_dir=None, vis=True):
        """
        生成戴口罩人臉數據集
        :param image_dir: 人臉圖片目錄
        :param out_dir:  生成戴口罩人臉輸出目錄
        :param vis: 是否可視化效果
        :return:
        """
        image_list = file_utils.get_files_lists(image_dir)
        for image_path in tqdm(image_list):
            image_id = os.path.basename(image_path).split(".")[0]
            image = image_utils.read_image(image_path, size=(512, None), use_rgb=True)
            mask, face_rects = self.mask_creator.create_masks(image, mask_type="random", vis=vis)
            if out_dir:
                self.mask_creator.save_image(image, mask, face_rects, out_dir, image_id)


if __name__ == '__main__':
    image_dir = "./facemask/test_image"  # 人臉圖片
    out_dir = "./output"  # 生成戴口罩人臉輸出目錄
    fm = FaceMaskDemo()
    fm.create_wear_mask_faces(image_dir, out_dir, vis=True)

（4）生成戴口罩人臉效果展示

原圖	合成帶口罩圖

3. 生成戴口罩數據集和源碼下載

下載地址包含內容有：

https://mp.weixin.qq.com/s/4dtC9CeP50M-3nn3xel1Ow

包含5個數據集： facemask-train1， facemask-train2，facemask-train3， synthetic-train1，synthetic-train2 ，facemask-test ，總共約有50000+的數據：
生成戴口罩人臉代碼： python create_facemask.py