Android—基于OpenCV+Android实现人脸检测

导读

OpenCV 是一个开源的跨平台计算机视觉库, 采C++语言编写，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法，同时也提供对Python，Java，Android等的支持，这里利用Android下的接口，实现一个简单的人脸检测；

首先需要说清楚这里是人脸检测，不是人脸识别，网上很多资料说实现人脸识别，最后一看明明是人脸检测。
人脸检测：是找出人脸，并标记出人脸。
人脸识别：检测出人脸，并能够通过学习，给出人脸信息，比如，给定一个人脸A，通过学习，在之后的众多检测中能够找出人脸A，这才是人脸识别；

准备工作

首先到http://opencv.org/releases.html下载相应的开发工具，我下载时latest version是3.4.1，选择Android pack。开发包比较大，我下载时已经300多M。下载后解压缩，得到如下目录结构；

新建AS项目，OpenCVDemo，然后File > New > New Module，选择Import Eclipse ADT Project；
把下载下来的目录下sdk/java 下的项目导入到项目里。此时生产的Module名称为openCVLibrary2411，版本不同这里名字会不同，后面添加依赖时，需要注意！

然后将刚新建的这个modules 添加依赖到 app modules里，
直接在 app 目录下build.gradle 文件里dependencies 下添加：

compile project(':openCVLibrary2411')

然后在 app/src/main 目录下创建一个jniLibs 目录，然后把sdk/native/libs 下全部文件 copy到jniLibs下，编译通过。

修改新建模块下 build.gradle 文件，把 compileSdkVersion 与 targetSdkVersion修改成你最新的SDK版本，如我的：

apply plugin: 'com.android.library'

android {
    compileSdkVersion 27
    buildToolsVersion "26.0.2"

    defaultConfig {
        minSdkVersion 21
        targetSdkVersion 27
    }

    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.txt'
        }
    }
}

我app下的build.gradle文件如下：

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    compileSdkVersion 27
    defaultConfig {
        applicationId "com.jiajia.opencvdemo"
        minSdkVersion 21
        targetSdkVersion 27
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}

dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    implementation 'com.android.support:appcompat-v7:27.1.1'
    implementation 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.1.0'
    testImplementation 'junit:junit:4.12'
    androidTestImplementation 'com.android.support.test:runner:1.0.2'
    androidTestImplementation 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:3.0.2'

    implementation project(':openCVLibrary2411')
}

OK, 上面就是所有的准备工作；

实现人脸检测

只需要有一个MainActivity即可，首先申请相应的权限

    <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA"/>
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera" android:required="false"/>
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" android:required="false"/>
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera.front" android:required="false"/>
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera.front.autofocus" android:required="false"/>

如果是Android是6.0以上，调用相机需要动态申请权限（小Demo，我直接在设置中为应用赋予了权限）；

修改MainActivity代码如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements CameraBridgeViewBase.CvCameraViewListener{

    private CameraBridgeViewBase openCvCameraView;
    private CascadeClassifier cascadeClassifier;
    private Mat grayscaleImage;
    private int absoluteFaceSize;
    private void initializeOpenCVDependencies() {
        try {
            InputStream is = getResources().openRawResource(R.raw.lbpcascade_frontalface);
            File cascadeDir = getDir("cascade", Context.MODE_PRIVATE);
            File mCascadeFile = new File(cascadeDir, "lbpcascade_frontalface.xml");
            FileOutputStream os = new FileOutputStream(mCascadeFile);

            byte[] buffer = new byte[4096];
            int bytesRead;
            while ((bytesRead = is.read(buffer)) != -1) {
                os.write(buffer, 0, bytesRead);
            }
            is.close();
            os.close();
            cascadeClassifier = new CascadeClassifier(mCascadeFile.getAbsolutePath());
        } catch (Exception e) {
            Log.e("OpenCVActivity", "Error loading cascade", e);
        }
        openCvCameraView.enableView();
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);

        openCvCameraView = new JavaCameraView(this, -1);    // 新建一个布局文件
        setContentView(openCvCameraView);   // 为该活动设置布局
        openCvCameraView.setCvCameraViewListener(this);

    }
    @Override
    public void onCameraViewStarted(int width, int height) {
        grayscaleImage = new Mat(height, width, CvType.CV_8UC4);
        absoluteFaceSize = (int) (height * 0.2);
    }

    @Override
    public void onCameraViewStopped() {
    }

    @Override
    public Mat onCameraFrame(Mat aInputFrame) {
        Imgproc.cvtColor(aInputFrame, grayscaleImage, Imgproc.COLOR_RGBA2RGB);
        MatOfRect faces = new MatOfRect();
        if (cascadeClassifier != null) {
            cascadeClassifier.detectMultiScale(grayscaleImage, faces, 1.1, 2, 2,
                    new Size(absoluteFaceSize, absoluteFaceSize), new Size());
        }
        Rect[] facesArray = faces.toArray();
        for (int i = 0; i <facesArray.length; i++)
            Core.rectangle(aInputFrame, facesArray[i].tl(), facesArray[i].br(), new Scalar(0, 255, 0, 255), 3);
        return aInputFrame;
    }
    @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();

        if (!OpenCVLoader.initDebug()) {
        }
        initializeOpenCVDependencies();
    }
}

简单分析:

首先onCreate方法中设置屏幕常亮.

getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);

然后新建了一个布局openCvCameraView，这个布局文件是OpenCV封装好了，不需要我们重写布局文件，因为请看setContentView方法，这和平时我们写Activity是不一样的。

openCvCameraView = new JavaCameraView(this, -1);    // 新建一个布局文件
setContentView(openCvCameraView);   // 为该活动设置布局

然后为这个布局类设置了回调监听, 因为我们的MainActivity实现了CameraBridgeViewBase.CvCameraViewListener，所以监听器就是本身；

openCvCameraView.setCvCameraViewListener(this);

实现了该监听器，就需要实现onCameraViewStarted onCameraViewStopped onCameraFrame这三个方法，具体实现的逻辑就在这三个方法中，涉及到很多数据知识，就不多说了(我也不是很懂！！！)

参考资料

Android 接入 OpenCV库的三种方式

最后

本文内容个人拙见，若有出入，欢迎指正。
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