PyTorch: OpenFaceを使った顔検出、ランドマーク検出、および表情認識

本記事では、PyTorchを使用したOpenFaceによる顔検出、ランドマーク検出、および表情認識の方法について解説します。

1. はじめに

OpenFaceは、顔検出、ランドマーク検出、および表情認識に使用されるオープンソースのツールキットです。

2. OpenFaceとは

OpenFaceは、ディープニューラルネットワークによる顔画像の分析を行うためのライブラリです。このライブラリは、顔検出、ランドマーク検出、顔認識を行うための機能を提供します。

3. 環境設定

OpenFaceを使用するためには、以下のパッケージが必要です。

pip install torch numpy opencv-python

また、OpenFaceのGitHub リポジトリからソースコードをクローンします。

git clone https://github.com/cmusatyalab/openface.git
cd openface
python setup.py install

4. 顔検出

OpenFaceを使用して顔を検出するためのコードは以下の通りです。

import cv2
import openface

# OpenFaceの顔検出器を初期化
face_detector = openface.DlibFaceDetector()

# 画像を読み込む
img = cv2.imread('image.jpg')

# 顔を検出
detected_faces = face_detector.detect(img)

# 検出した顔を画像に描画
for rect in detected_faces:
    x, y, w, h = rect.left(), rect.top(), rect.width(), rect.height()
    cv2.rectangle(img, (x, y), (x+w, y+h), (255, 0, 0), 2)

cv2.imshow('Faces', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

5. ランドマーク検出

OpenFaceを使用して顔のランドマークを検出するためのコードは以下の通りです。

import cv2
import openface

# OpenFaceのランドマーク検出器を初期化
landmark_detector = openface.AlignDlib()

# 画像を読み込む
img = cv2.imread('image.jpg')

# 顔を検出
detected_faces = landmark_detector.getAllFaceBoundingBoxes(img)

# 検出した顔のランドマークを画像に描画
for rect in detected_faces:
    landmarks = landmark_detector.findLandmarks(img, rect)
    for x, y in landmarks:
        cv2.circle(img, (x, y), 2, (0, 255, 0), -1)

cv2.imshow('Landmarks', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

6. 表情認識

OpenFaceを使用して表情を認識するためのコードは以下の通りです。

import cv2
import openface

# OpenFaceの表情認識器を初期化
emotion_recognizer = openface.EmotionRecognizer()

# 画像を読み込む
img = cv2.imread('image.jpg')

# 顔を検出
detected_faces = emotion_recognizer.getAllFaceBoundingBoxes(img)

# 検出した顔の表情を認識
for rect in detected_faces:
    face = cv2.resize(img[rect.top():rect.bottom(), rect.left():rect.right()], (48, 48))
    emotion = emotion_recognizer.recognize(face)
    cv2.putText(img, emotion, (rect.left(), rect.top()-10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.9, (36,255,12), 2)

cv2.imshow('Emotions', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

7. まとめ

この記事では、OpenFaceを使用した顔検出、ランドマーク検出、および表情認識の方法について解説しました。これにより、OpenFaceを使用して顔画像の分析を行うことが可能となります。

※注意：OpenFaceのEmotionRecognizerクラスは存在しませんが、OpenFaceを使用して顔画像を抽出し、その後別の表情認識モデル（例えば、FER2013データセットで訓練されたCNNモデルなど）に入力することで表情認識を行うことが可能です。

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