iOS活体人脸识别的Demo和一些思路

时间  2021-01-30
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代码地址以下：<br>http://www.demodashi.com/demo/12011.htmlhtml

以前公司项目须要，研究了一下人脸识别和活体识别，并运用免费的讯飞人脸识别，在其基础上作了二次开发，添加了活体识别。项目须要就开发了张嘴和摇头两个活体动做的识别。 这里简单介绍一下当时的开发思路和一些我的拙见，欢迎大神指点。 首先说一下讯飞第三方的人脸识别的几个缺点：1.识别不稳定，各点坐标跳动误差比较大，不容易捕捉；2.CPU使用率比较高，连续识别一下子手机会明显发烫，手机配置低的，就会反应很慢，本人使用的iPhone 6s，配置还能够，还算比较流畅，但也会发烫。3.屏幕小的手机识别率相对会低一点，固然这也和手机的配置脱不了干系。 下面开始咱们的活体识别开发之路：git

肯定位置

讯飞的人脸识别坐标跳动比较大，若是全屏识别发现很容易出现错误的识别，致使识别错误的被经过，因此为了下降这个可能性，特地加了脸部位置的限制，把识别位置和范围大大缩小，大大提升了识别精度和成功率。 原版的Demo里给出了人脸框的坐标，也显示出了人脸的框，代码以下：github

-(void)drawPointWithPoints:(NSArray *)arrPersons
{
    if (context) {
        CGContextClearRect(context, self.bounds) ;
    }
    context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    for (NSDictionary *dicPerson in arrPersons) {
        if ([dicPerson objectForKey:POINTS_KEY]) {
            for (NSString *strPoints in [dicPerson objectForKey:POINTS_KEY]) {
                CGPoint p = CGPointFromString(strPoints);
                CGContextAddEllipseInRect(context, CGRectMake(p.x - 1 , p.y - 1 , 2 , 2));
            }
        }
        BOOL isOriRect=NO;
        if ([dicPerson objectForKey:RECT_ORI]) {
            isOriRect=[[dicPerson objectForKey:RECT_ORI] boolValue];
        }
        if ([dicPerson objectForKey:RECT_KEY]) {
            CGRect rect=CGRectFromString([dicPerson objectForKey:RECT_KEY]);
            if(isOriRect){//完整矩形
                CGContextAddRect(context,rect) ;
            }
            else{ //只画四角
                // 左上
                CGContextMoveToPoint(context, rect.origin.x, rect.origin.y+rect.size.height/8);
                CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x, rect.origin.y);
                CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width/8, rect.origin.y);
                //右上
                CGContextMoveToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width*7/8, rect.origin.y);
                CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y);
                CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y+rect.size.height/8);
                //左下
                CGContextMoveToPoint(context, rect.origin.x, rect.origin.y+rect.size.height*7/8);
                CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x, rect.origin.y+rect.size.height);
                CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width/8, rect.origin.y+rect.size.height);
                //右下
                CGContextMoveToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width*7/8, rect.origin.y+rect.size.height);
                CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y+rect.size.height);
                CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y+rect.size.height*7/8);
            }
        }
    }
    [[UIColor greenColor] set];
    CGContextSetLineWidth(context, 2);
    CGContextStrokePath(context);
}

在这段代码的启发下，我对此做了改装，把动态的人脸框，改为了静态的框，这个静态框，就是指示和限定人脸位置的框，根据屏幕大小画出的，代码以下：objective-c

-(void)drawFixedPointWithPoints:(NSArray *)arrFixed
{
    for (NSDictionary *dicPerson in arrFixed) {
        if ([dicPerson objectForKey:POINTS_KEY]) {
            for (NSString *strPoints in [dicPerson objectForKey:POINTS_KEY]) {
                CGPoint p = CGPointFromString(strPoints);
                CGContextAddEllipseInRect(context, CGRectMake(p.x - 1 , p.y - 1 , 2 , 2));
            }
        }
        if ([dicPerson objectForKey:RECT_KEY]) {
            CGRect rect=CGRectFromString([dicPerson objectForKey:RECT_KEY]);
            // 左上
            CGContextMoveToPoint(context, rect.origin.x, rect.origin.y+rect.size.height/8);
            CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x, rect.origin.y);
            CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width/8, rect.origin.y);
            //右上
            CGContextMoveToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width*7/8, rect.origin.y);
            CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y);
            CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y+rect.size.height/8);
            //左下
            CGContextMoveToPoint(context, rect.origin.x, rect.origin.y+rect.size.height*7/8);
            CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x, rect.origin.y+rect.size.height);
            CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width/8, rect.origin.y+rect.size.height);
            //右下
            CGContextMoveToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width*7/8, rect.origin.y+rect.size.height);
            CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y+rect.size.height);
            CGContextAddLineToPoint(context, rect.origin.x+rect.size.width, rect.origin.y+rect.size.height*7/8);
        }
    }
    [[UIColor blueColor] set];
    CGContextSetLineWidth(context, 2);
    CGContextStrokePath(context);
}

这里的框是限定脸部位置的，因此脸部位置超出设置的范围的时候，就须要中止人脸识别，中止动做识别，并给出用户提示，提示用户调整位置，或者明确告诉用户，脸部距离屏幕太近了，或者太远了。断定脸部位置的代码以下：ide

#pragma mark --- 判断位置
-(BOOL)identifyYourFaceLeft:(CGFloat)left right:(CGFloat)right top:(CGFloat)top bottom:(CGFloat)bottom
{
    //判断位置
    if (right - left < 230 || bottom - top < 250) {
        self.textLabel.text = @"太远了...";
        [self delateNumber];//清数据
        isCrossBorder = YES;
        return YES;
    }else if (right - left > 320 || bottom - top > 320) {
        self.textLabel.text = @"太近了...";
        [self delateNumber];//清数据
        isCrossBorder = YES;
        return YES;
    }else{
        if (isJudgeMouth != YES) {
            self.textLabel.text = @"请重复张嘴动做...";
            [self tomAnimationWithName:@"openMouth" count:2];
#pragma mark --- 限定脸部位置为中间位置
            if (left < 100 || top < 100 || right > 460 || bottom > 400) {
                isCrossBorder = YES;
                isJudgeMouth = NO;
                self.textLabel.text = @"调整下位置先...";
                [self delateNumber];//清数据
                return YES;
            }
        }else if (isJudgeMouth == YES && isShakeHead != YES) {
            self.textLabel.text = @"请重复摇头动做...";
            [self tomAnimationWithName:@"shakeHead" count:4];
            number = 0;
        }else{
            takePhotoNumber += 1;
            if (takePhotoNumber == 2) {
                [self timeBegin];
            }
        }
        isCrossBorder = NO;
    }
    return NO;
}

这个方法基于Demo中第三方封装库中给的代理方法-(NSString*)praseDetect:(NSDictionary* )positionDic OrignImage:(IFlyFaceImage*)faceImg; 判断脸部并返回人脸的脸框的坐标，因此利用给的脸部框坐标作判断，超出设置的范围时中止识别。 其中，脸部框两边的坐标左边大于必定值且右边小于必定值的时候，断定为脸部位置“太远了”；同理，脸部框两边的坐标左边小于设定边框点且右边大于设定边框右边点的时候，断定为脸部位置“太近了”；若是位置正确，则脸部位置到达正确位置，这个时候显示脸部各点，并开始活体动做识别：张嘴和摇头。我这里先作张嘴，再作摇头。学习

张嘴识别

张嘴识别，这里的嘴部定点有五个：上、下、左、右、中。这里我取的是上下左右四个点，并判断上下点的距离变化和左右点的距离变化，一开始只判断了上下点距离变化超过设定值得时候就判断为张嘴，后来测试过程当中，上下晃动屏幕，会判断失败，直接经过。因此为了解决这个bug，并判断更严谨，加上了左右点的判断，即上下点变化大于设定值而且左右点变化小于设定值的时候断定为张嘴动做识别经过。代码以下：测试

#pragma mark --- 判断是否张嘴
-(void)identifyYourFaceOpenMouth:(NSString *)key p:(CGPoint )p
{
    if ([key isEqualToString:@"mouth_upper_lip_top"]) {
        upperY = p.y;
    }
    if ([key isEqualToString:@"mouth_lower_lip_bottom"]) {
        lowerY = p.y;
    }
    if ([key isEqualToString:@"mouth_left_corner"]) {
        leftX = p.x;
    }
    if ([key isEqualToString:@"mouth_right_corner"]) {
        rightX = p.x;
    }
    if (rightX && leftX && upperY && lowerY && isJudgeMouth != YES) {
        number ++;
        if (number == 1 || number == 300 || number == 600 || number ==900) {
            mouthWidthF = rightX - leftX < 0 ? abs(rightX - leftX) : rightX - leftX;
            mouthHeightF = lowerY - upperY < 0 ? abs(lowerY - upperY) : lowerY - upperY;
            NSLog(@"%d,%d",mouthWidthF,mouthHeightF);
        }else if (number > 1200) {
            [self delateNumber];//时间过长时从新清除数据
            [self tomAnimationWithName:@"openMouth" count:2];
        }
        mouthWidth = rightX - leftX < 0 ? abs(rightX - leftX) : rightX - leftX;
        mouthHeight = lowerY - upperY < 0 ? abs(lowerY - upperY) : lowerY - upperY;
        NSLog(@"%d,%d",mouthWidth,mouthHeight);
        NSLog(@"张嘴前：width=%d，height=%d",mouthWidthF - mouthWidth,mouthHeight - mouthHeightF);
        if (mouthWidth && mouthWidthF) {
            //张嘴验证完毕
            if (mouthHeight - mouthHeightF >= 20 && mouthWidthF - mouthWidth >= 15) {
                isJudgeMouth = YES;
                imgView.animationImages = nil;
            }
        }
    }
}

张嘴动做识别经过后，开始判断摇头动做。url

摇头识别

摇头识别，这里的摇头动做相比于张嘴动做，摇头动做我没有限制位置，张嘴识别必须在设置的框内完成动做，摇头动做不须要，由于摇头动做幅度大，须要的位置大，若是再限定位置的话，识别要求比较高，不容易识别经过，用户体验差。 摇头识别的思路比较简单，没有作细致的计算分析，仅仅是判断了鼻尖的点的坐标改变大于设定值，即断定为摇头动做经过。代码以下：spa

#pragma mark --- 判断是否摇头
-(void)identifyYourFaceShakeHead:(NSString *)key p:(CGPoint )p
{
    if ([key isEqualToString:@"mouth_middle"] && isJudgeMouth == YES) {
        if (bigNumber == 0 ) {
            firstNumber = p.x;
            bigNumber = p.x;
            smallNumber = p.x;
        }else if (p.x > bigNumber) {
            bigNumber = p.x;
        }else if (p.x < smallNumber) {
            smallNumber = p.x;
        }
        //摇头验证完毕
        if (bigNumber - smallNumber > 60) {
            isShakeHead = YES;
            [self delateNumber];//清数据
        }
    }
}

其实这样判断摇头是有bug的，左右晃动手机超过必定的距离，也会断定摇头经过，当时时间紧张，没作过多处理，因此就暂时这样断定了。.net

其余细节

判断比较数据，我用了计数法，取得是不一样时间点的帧图片上的点的位置并记录下来，而后和初始值作比较，因此若是判断不符合要求，须要清除数据，并从新开始记录并断定。 另外Demo里给出了两种记录动做的方式，一种是有声音的拍照，一种是无声音的截图，能够为人脸的对比作铺垫。

文件目录截图

尾声

Demo的gitHub欢迎你们下载、参考、指正、交流，若是对您有帮助，感谢star，另外创建了一个活体识别交流群：498197808，欢迎同道中人加入，你们一块儿交流学习。

iOS活体人脸识别的Demo和一些思路

代码地址以下：<br>http://www.demodashi.com/demo/12011.html

注：本文著做权归做者，由demo大师代发，拒绝转载，转载须要做者受权

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