pigo

pigo

纯Go实现的快速人脸和面部特征检测库

Pigo是一个纯Go实现的人脸检测库,基于像素强度比较算法。它无需依赖OpenCV等第三方库,支持面部特征点定位、瞳孔/眼睛定位和倾斜人脸检测。Pigo性能高效,易于使用,并提供WebAssembly支持,可实现实时人脸检测。该库适用于需要轻量级、高性能人脸检测功能的Go项目,尤其适合对性能和依赖要求较高的场景。

Pigo人脸检测Go语言计算机视觉机器学习Github开源项目
<h1 align="center"><img alt="pigo-logo" src="https://yellow-cdn.veclightyear.com/0a4dffa0/c8492565-ba88-4744-bc0d-519f66f25031.png" height=240/></h1>

CI Go Report Card go.dev reference license release pigo

Pigo 是一个纯 Go 语言实现的人脸检测、瞳孔/眼睛定位和面部特征点检测库,基于**基于像素强度比较的目标检测**论文。

矩形人脸标记圆形人脸标记
rectanglecircle

动机

开发 Pigo 的原因是因为目前 Go 生态系统中几乎所有现有的人脸检测解决方案都是纯粹绑定到一些 C/C++ 库,如 OpenCVdlib,但通过 cgo 调用 C 程序会引入巨大的延迟,并在性能方面产生显著的权衡。此外,在许多情况下,在各种平台上安装 OpenCV 是很麻烦的。

Pigo 库不需要安装任何额外的模块或第三方应用程序,尽管如果你希望在实时桌面应用程序中运行该库,你可能需要安装 Python 和 OpenCV。有关更多详细信息,请查看这个小节

主要特性

  • 不需要安装 OpenCV 或任何第三方模块
  • 高处理速度
  • 检测前无需对图像进行预处理
  • 无需计算积分图像、图像金字塔、HOG 金字塔或任何其他类似的数据结构
  • 人脸检测基于编码在二进制文件树结构中的像素强度比较
  • 快速检测平面旋转的人脸
  • 该库可以检测戴眼镜的人脸
  • 瞳孔/眼睛定位
  • 面部特征点检测
  • WebAssembly 支持 🎉

待办事项

  • 对象检测和描述

该库还可以检测平面旋转的人脸。 为此,命令行工具中新增了一个 -angle 参数。以下命令将生成如下结果(有关所有支持的选项,请参见下表)。

$ pigo -in input.jpg -out output.jpg -cf cascade/facefinder -angle=0.8 -iou=0.01
输入文件输出文件
输入输出

注意:对于平面旋转的人脸,角度值应根据提供的图像进行调整。

瞳孔/眼睛定位

v1.2.0版本开始,Pigo提供了瞳孔/眼睛定位功能。该实现基于使用随机树集成的眼睛瞳孔定位

查看这个实时演示示例:https://github.com/esimov/pigo/tree/master/examples/puploc

瞳孔定位

面部特征点检测

v1.3.0标志着库演进的一个新里程碑,Pigo现在能够检测面部特征点。该实现基于面部特征点的快速定位

查看这个实时演示示例:https://github.com/esimov/pigo/tree/master/examples/facial_landmark

面部特征点示例

安装

安装Go,设置你的GOPATH,并确保$GOPATH/bin在你的PATH中。

$ go install github.com/esimov/pigo/cmd/pigo@latest

二进制发布

如果你没有安装或不想安装Go,你可以从releases文件夹获取二进制文件。

该库也可以作为snapcraft函数访问。

<a href="https://snapcraft.io/pigo"><img src="https://yellow-cdn.veclightyear.com/0a4dffa0/b31afcca-40f2-4a0f-9b1c-ad31b35ca81f.png" alt="snapcraft pigo"></a>

API

以下是使用人脸检测API的最小示例。

首先,你需要加载并解析二进制分类器,然后将图像转换为灰度模式,最后运行级联函数,该函数返回包含行、列、比例和检测分数的切片。

cascadeFile, err := ioutil.ReadFile("/path/to/cascade/file") if err != nil { log.Fatalf("读取级联文件时出错:%v", err) } src, err := pigo.GetImage("/path/to/image") if err != nil { log.Fatalf("无法打开图像文件:%v", err) } pixels := pigo.RgbToGrayscale(src) cols, rows := src.Bounds().Max.X, src.Bounds().Max.Y cParams := pigo.CascadeParams{ MinSize: 20, MaxSize: 1000, ShiftFactor: 0.1, ScaleFactor: 1.1, ImageParams: pigo.ImageParams{ Pixels: pixels, Rows: rows, Cols: cols, Dim: cols, }, } pigo := pigo.NewPigo() // 解包二进制文件。这将返回级联树的数量、 // 树深度、阈值和树叶节点的预测。 classifier, err := pigo.Unpack(cascadeFile) if err != nil { log.Fatalf("读取级联文件时出错:%s", err) } angle := 0.0 // 级联旋转角度。0.0 表示 0 弧度,1.0 表示 2*pi 弧度 // 对获得的叶节点运行分类器并返回检测结果。 // 结果包含表示行、列、比例和检测分数的四元组。 dets := classifier.RunCascade(cParams, angle) // 计算两个聚类的交并比(IoU)。 dets = classifier.ClusterDetections(dets, 0.2) **关于导入的说明**:为了解码生成的图像,你必须导入 `image/jpeg` 或 `image/png`(取决于提供的图像类型),如下例所示,否则你将得到 `"Image: Unknown format"` 错误。 ```Go import ( _ "image/jpeg" pigo "github.com/esimov/pigo/core" )

使用方法

库中捆绑了一个命令行工具。

$ pigo -in input.jpg -out out.jpg -cf cascade/facefinder

支持的标志:

$ pigo --help ┌─┐┬┌─┐┌─┐ ├─┘││ ┬│ │ ┴ ┴└─┘└─┘ Go (Golang) 人脸检测库。 版本:1.4.2 -angle float 0.0 表示 0 弧度,1.0 表示 2*pi 弧度 -cf string 级联二进制文件 -flpc string 面部特征点级联目录 -in string 源图像(默认 "-" -iou float 交并比(IoU)阈值(默认 0.2 -json string 将检测点输出到 json 文件 -mark 标记检测到的眼睛(默认为 true) -marker string 检测标记:rect|circle|ellipse(默认 "rect" -max int 人脸最大尺寸(默认 1000 -min int 人脸最小尺寸(默认 20 -out string 目标图像(默认 "-" -plc string 瞳孔/眼睛定位级联文件 -scale float 按百分比缩放检测窗口(默认 1.1 -shift float 按百分比移动检测窗口(默认 0.1

**重要提示:**如果你还希望运行瞳孔/眼睛定位,则需要使用 plc 标志并提供一个有效的瞳孔定位级联文件路径。面部特征点检测也是如此,只不过这次 flpc 标志接受的参数是一个指向 cascades/lps 下面部特征点级联文件的目录。

CLI 命令示例

你也可以使用 stdinstdout 管道命令:

$ cat input/source.jpg | pigo > -in - -out - >out.jpg -cf=/path/to/cascade

inout 默认为 -,所以你也可以使用:

$ cat input/source.jpg | pigo >out.jpg -cf=/path/to/cascade $ pigo -out out.jpg < input/source.jpg -cf=/path/to/cascade

使用空字符串作为 -out 标志的值将跳过图像生成部分。这与 -json 标志结合使用将把检测结果编码到指定的 json 文件中。你也可以将管道 - 值与 -json 标志结合使用,将检测坐标输出到标准输出(stdout)。

实时人脸检测(作为共享对象运行)

如果你希望测试库的实时人脸检测功能,examples 文件夹包含了一些用 Python 编写的演示。

但你可能会问,为什么是 Python?因为 Go 生态系统(仍然)缺少一个跨平台和系统独立的访问网络摄像头的库。 在Python程序中,我们访问网络摄像头并通过cgo将像素数据作为字节数组传输给Go程序,作为共享对象,Go程序中进行核心的人脸检测。但正如你所想象的,这个操作并不高效,导致帧率低于库本身的能力。

WASM (Webassembly) 支持 🎉

重要提示:要运行Webassembly演示至少需要Go 1.13版本!

v1.4.0版本开始,该库已被移植到WASM。这证明了该库实时人脸检测的能力,可以持续产生约60帧每秒的效果。

WASM演示

要运行wasm演示,选择wasm文件夹并输入make

更多详情请查看子页面描述:https://github.com/esimov/pigo/tree/master/wasm。

**更多使用Pigo库的精彩WASM演示,请查看此仓库:https://github.com/esimov/pigo-wasm-demos**。

基准测试结果

以下是在相同条件下运行Pigo与GoCV的基准测试结果。

    BenchmarkGoCV-4   	       3	 414122553 ns/op	     704 B/op	       1 allocs/op
    BenchmarkPIGO-4   	      10	 173664832 ns/op	       0 B/op	       0 allocs/op
    PASS
    ok  	github.com/esimov/gocv-test	4.530s

用于上述测试的代码可在以下链接找到:https://github.com/esimov/pigo-gocv-benchmark

作者

许可证

版权所有 © 2019 Endre Simo

本软件基于MIT许可证分发。完整的许可证文本请参见LICENSE文件。

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