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實用深度學習:快切屏!老板來了!!

介紹

在你的工作時間,有沒有上網瀏覽一些與你工作無關的網站呢?

每當這種時候,如果我發現老板不知何時已經站在我背后時,我會感到非常尷尬。當然,我可以迅速地切換屏幕,但這種行為實在是太可疑了,更何況有時我都不會注意到他已經在那了。所以,為了解決這個問題,我創建了一個使用Keras的系統,它能自動識別我的老板是否正在接近我的座位并及時切換我電腦的屏幕。

具體來說,Keras運用于神經網絡來學習我老板的臉部,同時網絡攝像頭用于識別他是否正在接近我的作為,并切換屏幕。

任務

這個系統的任務就是當我的老板接近我時,自動切換屏幕。

運用場景如下:


老板的座位到我的座位大約6到7米。 他在離開座位后4,5秒內可以到達我的座位。 因此,在此這段時間內需要完成屏幕的切換。

策略

這里有多種策略可以選擇,而我選擇的策略是跟隨。首先,讓計算機深入學習老板的面部。 然后,在我的桌子上設置一個網絡攝像頭,當網絡攝像頭捕捉到他的臉部時切換屏幕。 這是一個完美的策略。 讓我們稱之為奇妙的老板探測(Boss Sensor)系統。


系統架構

Boss Sensor的簡單系統架構如下。

?網絡攝像機實時拍攝圖像。

?經過學習的臉部識別模型檢測并識別所拍攝的面部圖像。

?如果識別結果是我的老板則進行屏幕切換。

我們需要以下技術來完成行以上操作:

?拍攝臉部圖像

?識別臉部圖像

?切換屏幕

讓我們逐一完成,然后在最后進行整合。

采取面部圖象

首先,用網絡攝像頭拍攝臉部圖像。 我用的是BUFFALO BSW20KM11BK網絡攝像頭


你也可以使用附帶的軟件從相機拍攝圖像,但最好能夠從程序中采取,因為考慮到后面的處理。 此外,由于在隨后的處理中需要進行面部識別,因此僅需要剪切面部圖像。 所以,我使用Python和OpenCV來拍攝臉部圖像。 下面是代碼:

BossSensor/camera_reader.py

我能夠獲得比預期更清晰的臉部圖像。

識別老板的臉部

接下來,我們使用機器學習來讓計算機能夠識別老板的臉。

我們需要以下三個步驟:

1.收集圖像

2.預處理圖像

3.構建機器學習模型

讓我們逐一來進行分析。

收集圖像

首先,我需要收集大量的圖像來進行學習。 作為一種收集方法,我使用了以下資源:

?Google圖片搜索

?Facebook上的圖像收集

?拍攝視頻

最初,我用網上搜索和Facebook收集圖像,但并沒有收集到足夠多的圖像。 所以,我使用攝像機拍攝視頻,并將視頻分解出大量的圖像。

預處理圖像

現在我有了足夠多的面部圖像,但學習模型不能直接對他們進行學習。這是因為圖像中有大量與面部無關的信息。所以我需要先對圖像進行臉部剪切。

我主要使用ImageMagick來進行臉部提取。 通過使用ImageMagick我們可以提取圖像中的面部部分。

ImageMagick

我收集到的大量面部圖像如下:

也許我是這個世界上有我老板面部照片最多的人了,比他父母還多。

現在已經準備好進行機器學習了。

構建機器學習模型

Keras用于建立已經經過學習的卷積神經網絡(CNN)。 TensorFlow用于Keras的后端。 如果你只識別面部,那就可以直接調用Web API進行圖像識別,例如Cognitive Services中的Computer Vision API。但是這次我決定自己來實現這部分,因為考慮到系統的實時性。

網絡具有以下架構。 使用Keras是非常方便的,因為它可以輕松地輸出架構。


代碼如下:

BossSensor/boss_train.py至此,系統可以識別出老板的面部了。

切換屏幕

現在,當學習模型識別老板的臉,我需要切換屏幕。 在這個時候,讓我們顯示準備好的截屏來假裝工作。

我是一個程序員,所以我準備了下面的圖像。


我只顯示這張圖片。

由于我想以全屏顯示圖像,所以使用了PyQt。 下面是代碼:

BossSensor/image_show.py

現在,一切都準備就緒。

完成的產品

一旦我們整合所有運用到的技術,我們就大功告成了。

“我的老板離開了他的座位,他正在接近我的座位”

“OpenCV已經檢測到面部并將圖像輸入到學習模型中。”


快切屏!


源代碼

你可以從以下鏈接下載Boss Sensor:

BossSensor

結論

我結合了從Web相機的實時圖像采集和面部識別使用Keras來識別我的老板和切換屏幕。目前,我用OpenCV來檢測面部,但由于OpenCV中的面部檢測的準確性似乎不太好,我想嘗試使用Dlib來提高準確性。 另外,我還想試驗一下我自己的面部檢測模型。最后,由于從網絡攝像機獲取的圖像的識別精度不太好,我還想改進這個方面。

文章原標題《Deep Learning Enables You to Hide Screen when Your Boss is Approaching》,作者:HIRONSAN,譯者:friday012


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