搜尋

情緒辨識與年齡偵測

這篇教學會介紹使用 OpenCV,搭配 Deepface 第三方函式庫,實作偵測人臉後,即時辨識出該人臉的情緒反應 ( 喜怒哀樂...等 ),以及即推估這個人臉的年齡 ( 甚至可以偵測該人臉的性別和人種 )。

快速導覽:

因為程式中的 OpenCV 會需要使用鏡頭或 GPU,所以請使用本機環境 ( 參考:使用 Python 虛擬環境 ) 或使用 Anaconda Jupyter 進行實作 ( 參考:使用 Anaconda ) ,並安裝 OpenCV 函式庫 ( 參考:OpenCV 函式庫 )。

安裝 Deepface 函式庫

Deepface 函式庫是由 Facebook AI research group 所研發,並於 2015 年開源,是一套非常完整且容易使用的臉部識別與特徵分析函式庫,Deepface 是使用 Tensorflow 和 Keras 搭配 Python 所開發,只需要輸入指令就能安裝:

pip install deepface

使用 Deepface 函式庫

如果是第一次使用 Deepface 函式庫,可先執行下方的程式碼 ( 圖片請搜尋一張人臉的圖片 ),執行後會額外下載一些人臉訓練的模型 ( 檔案大小總共可能快 2G ),下載後應該就能看到出現分析的參數,Deepface 分析的參數包含了情緒 ( emotion )、年齡 ( age )、性別 ( gender ) 和人種 ( race )。

使用時記得加上 try 和 except,避免偵測不到產生的錯誤導致程式中止。

import cv2
from deepface import DeepFace
import numpy as np

img = cv2.imread('test.jpg')     # 讀取圖片
try:
    analyze = DeepFace.analyze(img)  # 辨識圖片人臉資訊
    print(analyze)
except:
    pass

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

Python 教學 - AI 影像辨識 - 使用 Deepface 函式庫

情緒辨識

完成後,修改程式碼,在 DeepFace.analyze 方法中添加 actions=['emotion'] 參數,再次執行程式,就會看見分析圖片中人臉情緒的結果,以蒙娜麗莎像為例,所偵測到的情緒百分之 93 是「中性 neutral」。

import cv2
from deepface import DeepFace
import numpy as np

img = cv2.imread('test.jpg')     # 讀取圖片
try:
    analyze = DeepFace.analyze(img, actions=['emotion'] )  # 辨識圖片人臉資訊,取出情緒資訊
    print(analyze)
except:
    pass

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

Python 教學 - AI 影像辨識 - Deepface 情緒辨識

年齡、性別、人種偵測

修改 actions 參數,就能讀取年齡、人種與性別,下方的程式碼執行後,會印出蒙娜麗莎的相關分析資訊 ( 滿有趣的是分析出來蒙娜麗莎的性別是男性,好像符合「蒙娜麗莎是達文西自畫像」的傳說 )。

import cv2
from deepface import DeepFace
import numpy as np

img = cv2.imread('mona.jpg')
try:
    emotion = DeepFace.analyze(img, actions=['emotion'])  # 情緒
    age = DeepFace.analyze(img, actions=['age'])          # 年齡
    race = DeepFace.analyze(img, actions=['race'])        # 人種
    gender = DeepFace.analyze(img, actions=['gender'])    # 性別

    print(emotion[0]['dominant_emotion'])
    print(age[0]['age'])
    print(race[0]['dominant_race'])
    print(gender[0]['gender'])
except:
    pass

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

Python 教學 - AI 影像辨識 - Deepface 年齡、性別、人種偵測

辨識多張臉的情緒

如果影像中有「多張臉」,可以先透過「人臉偵測」的方式節取出有人臉的範圍,再將該範圍的影像進行情緒辨識 ( 參考「OpenCV 人臉偵測」 ),詳細說明寫在下方程式碼中:

import cv2
from deepface import DeepFace
import numpy as np
from PIL import ImageFont, ImageDraw, Image

# 定義該情緒的中文字
text_obj={
    'angry': '生氣',
    'disgust': '噁心',
    'fear': '害怕',
    'happy': '開心',
    'sad': '難過',
    'surprise': '驚訝',
    'neutral': '正常'
}

# 定義加入文字函式
def putText(x,y,text,size=70,color=(255,255,255)):
    global img
    fontpath = 'NotoSansTC-Regular.otf'            # 字型
    font = ImageFont.truetype(fontpath, size)      # 定義字型與文字大小
    imgPil = Image.fromarray(img)                  # 轉換成 PIL 影像物件
    draw = ImageDraw.Draw(imgPil)                  # 定義繪圖物件
    draw.text((x, y), text, fill=color, font=font) # 加入文字
    img = np.array(imgPil)                         # 轉換成 np.array

img = cv2.imread('emotion.jpg')                    # 載入圖片
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)       # 將圖片轉成灰階

face_cascade = cv2.CascadeClassifier("xml/haarcascade_frontalface_default.xml")   # 載入人臉模型
faces = face_cascade.detectMultiScale(gray)        # 偵測人臉

for (x, y, w, h) in faces:
    # 擴大偵測範圍,避免無法辨識情緒
    x1 = x-60
    x2 = x+w+60
    y1 = y-20
    y2 = y+h+60
    face = img[x1:x2, y1:y2]  # 取出人臉範圍
    try:
        emotion = DeepFace.analyze(face, actions=['emotion'])  # 辨識情緒
        putText(x,y,text_obj[emotion[0]['dominant_emotion']])     # 放入文字
    except:
        pass
    cv2.rectangle(img, (x, y), (x+w, y+h), (0, 255, 0), 5)    # 利用 for 迴圈,抓取每個人臉屬性,繪製方框

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

Python 教學 - AI 影像辨識 - Deepface 辨識多張臉的情緒

即時辨識,在畫面中顯示情緒

參考「讀取並播放影片」文章,搭配「使用中文字型」的方法,就能透過攝影鏡頭即時偵測情緒反應,並將偵測到的情緒顯示在畫面中。

import cv2
from deepface import DeepFace
import numpy as np
from PIL import ImageFont, ImageDraw, Image

# 定義該情緒的中文字
text_obj={
    'angry': '生氣',
    'disgust': '噁心',
    'fear': '害怕',
    'happy': '開心',
    'sad': '難過',
    'surprise': '驚訝',
    'neutral': '正常'
}

# 定義加入文字函式
def putText(x,y,text,size=50,color=(255,255,255)):
    global img
    fontpath = 'NotoSansTC-Regular.otf'            # 字型
    font = ImageFont.truetype(fontpath, size)      # 定義字型與文字大小
    imgPil = Image.fromarray(img)                  # 轉換成 PIL 影像物件
    draw = ImageDraw.Draw(imgPil)                  # 定義繪圖物件
    draw.text((x, y), text_obj[text], fill=color, font=font) # 加入文字
    img = np.array(imgPil)                         # 轉換成 np.array

cap = cv2.VideoCapture(0)

if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")
        break
    img = cv2.resize(frame,(384,240))
    try:
        analyze = DeepFace.analyze(img, actions=['emotion'])
        emotion = analyze[0]['dominant_emotion']  # 取得情緒文字
        putText(0,40,emotion)                  # 放入文字
    except:
        pass
    cv2.imshow('oxxostudio', img)
    if cv2.waitKey(5) == ord('q'):
        break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

Python 教學 - AI 影像辨識 - Deepface 即時辨識,在畫面中顯示情緒

意見回饋

如果有任何建議或問題,可傳送「意見表單」給我,謝謝~

Python 教學

基本介紹

Python 學習導讀 關於 Python 使用 Google Colab 使用 Anaconda 使用 Python 虛擬環境 Python 範例集錦

資料型別

變數 variable 變數 ( 全域、區域 ) 數字 number 文字與字串 string 文字與字串 ( 常用方法 ) 文字與字串 ( 格式化 ) 串列 list 串列 ( 常用方法 ) 元組/數組 tuple 字典 dictionary 集合 set

語法觀念

縮排和註解 運算子 operator 邏輯判斷 ( if、elif、else ) 邏輯判斷 ( and 和 or ) 重複迴圈 ( for、while ) 例外處理 ( try、except ) 生成式 comprehension 物件類別 class 物件繼承 inheritance 匯入模組 import

函式操作

函式 function 匿名函式 lambda 遞迴 recursion 產生器 generator 裝飾器 decorator 閉包 closure

內建函式&方法

輸入與輸出 數學計算 字串操作與轉換 迭代物件轉換 迭代物件操作 檔案讀寫 ( open ) eval() 與 exec()

標準函式庫&模組

隨機數 random 數學 math 數學統計函式 statistics 時間與日期 datetime 時間處理 time 日曆 calendar 使用正規表達式 re 檔案操作 os 查找匹配檔案 glob 壓縮檔案 zipfile 高階檔案操作 shutil 高效迭代器 itertools 容器資料型態 collections CSV 檔案操作 JSON 檔案操作 threading 多執行緒處理 concurrent.futures

網路爬蟲

Python 網路爬蟲導讀 關於網路爬蟲 破解反爬蟲的方法 Requests 函式庫 Beautiful Soup 函式庫 Selenium 函式庫 爬取 PTT 文章標題 自動下載 PTT 正妹圖片 同時下載多張圖片 同時下載多張寶可夢圖片 爬取 CCTV 即時影像 爬取統一發票號碼對獎 爬取空氣品質指標 ( AQI ) 爬取氣象預報 爬取現在天氣 LINE Notify 雷達回波圖 LINE Notify 即時地震資訊 爬取臺灣銀行牌告匯率 爬取 Yahoo 股市即時股價 爬取 LINE TODAY 留言 批次下載 Pinterest 圖片 登入 Mobile01 截圖下載 Twitter 自動上傳圖文

網頁服務與應用

Flask 函式庫 使用 ngrok 服務 Google Cloud Functions 串接 Gmail 寄送電子郵件 讀取 Google 試算表 寫入 Google 試算表 上傳 Google 雲端硬碟 發送 LINE Notify 通知 使用 Dialogflow Dialogflow + Webhook 伺服器串接 Dialogflow 串接 Firebase 資料庫 (1) 串接 Firebase 資料庫 (2) 串接 Firebase 資料庫 (3) 使用 OpenAI ChatGPT ChatGPT + Firebase

LINE BOT 教學

LINE BOT 教學導讀 建立 LINE Channel 設定 Colab 開發環境 建立並串接 Webhook 解析 LINE 的訊息 自動回覆訊息 主動推播訊息 建立圖文選單 切換圖文選單 發送樣板訊息 發送 Flex Message 使用 Requests 傳送訊息 使用 LINE URL Scheme 儲存使用者的圖片或影片 串接 Email 傳送圖片或影片 串接 Google 雲端硬碟 氣象機器人 (1) 氣象機器人 (2) 氣象機器人 (3) 氣象機器人 (4) 串接 Dialogflow (1) 串接 Dialogflow (2) 串接 Dialogflow (3) 串接 Dialogflow (4) 串接 OpenAI ChatGPT (1) 串接 OpenAI ChatGPT (2) 串接 OpenAI ChatGPT (3)

OpenCV 教學

OpenCV 教學導讀 OpenCV 函式庫 開啟並顯示圖片 寫入並儲存圖片 讀取並播放影片 寫入並儲存影片 取得影像資訊 旋轉/翻轉/改變尺寸 影像的幾何變形 影像的色彩轉換 繪製各種形狀 影像加入文字 剪裁影像 調整對比和亮度 負片效果 影像模糊化 影像的疊加與相減 二值化黑白影像 影像的侵蝕與膨脹 影像邊緣偵測 魔術棒填充顏色 影像遮罩 邊緣羽化效果 馬賽克效果 子母畫面影片 萬花筒影片效果 多畫面延遲播放影片 搞笑全景影片合成效果 凸透鏡效果 ( 魚眼效果 ) 倒數計時自動拍照效果 線性漸層填色 合成半透明圖片 將指定的顏色變透明 處理 gif 動畫 影片轉透明 gif 動畫 辨識 QRCode 和 BarCode 掃描 QRCode 切換效果 偵測滑鼠事件 滑鼠選取自動馬賽克 即時在影片中繪圖 偵測鍵盤行為 加入滑桿 ( Trackbar ) 拍照上傳 Google 雲端硬碟

AI 影像辨識教學

AI 影像辨識教學導讀 OpenCV 人臉偵測 OpenCV 人臉馬賽克 OpenCV 五官偵測 OpenCV 汽車偵測 OpenCV 行人偵測 OpenCV 辨識不同人臉 OpenCV 單物件追蹤 OpenCV 多物件追蹤 OpenCV 抓取特定顏色 OpenCV 追蹤並標記顏色 情緒辨識與年齡偵測 辨識微笑,拍照儲存 使用 Mediapipe ( 新 ) Mediapipe 人臉偵測 ( 新 ) Mediapipe 人臉特徵點偵測 ( 新 ) Mediapipe 手掌偵測 ( 新 ) 使用 Mediapipe ( 舊 ) Mediapipe 人臉偵測 ( 舊 ) Mediapipe 人臉網格 ( 舊 ) Mediapipe 手掌偵測 ( 舊 ) Mediapipe 姿勢偵測 Mediapipe 全身偵測 Mediapipe 物體偵測 Mediapipe 人物去背 Mediapipe 手勢辨識 辨識比中指,自動馬賽克 用手指在影片中畫圖 手指擦除鏡子霧氣效果 即時合成搞笑橘子臉 Jupyter 安裝 Tensorflow 使用 Teachable Machine 辨識剪刀、石頭、布 辨識是否戴口罩 辨識手寫數字

NumPy 教學

NumPy 教學導讀 NumPy 函式庫 資料型態 建立陣列 讀取陣列 迭代陣列 陣列項目賦值 修改陣列形狀 修改陣列項目 填充陣列 分割陣列 合併陣列 陣列排序 廣播 搜尋陣列項目 算數計算 數學函式 隨機數 字串操作處理

matplotlib 圖表

matplotlib 教學導讀 matplotlib 函式庫 Figure 和 Axes Figure 參數設定 建立多個子圖表 設定圖表標籤 設定座標軸位置 設定座標軸刻度文字 資料文字標記 加入顏色對照表 使用極座標系統 使用 3D 圖表 圖表顯示中文 下載儲存圖表 顯示圖片 製作圖表動畫 ( 圖表 ) 折線圖 ( 圖表 ) 散布圖 ( 圖表 ) 長條圖 ( 圖表 ) 圓餅圖 ( 圖表 ) 甜甜圈圖 ( 圖表 ) 等高線圖 ( 圖表 ) 階梯折線圖 ( 圖表 ) 堆疊折線圖 ( 圖表 ) 堆疊長條圖 ( 圖表 ) 極座標長條圖 ( 圖表 ) 極座標散布圖 ( 圖表 ) 3D 柱狀長條圖 ( 圖表 ) 3D 散布圖

Tkinter 介面設計

Tkinter 教學導讀 建立 Tkinter 視窗 Label 標籤 Button 按鈕 Radiobutton 單選按鈕 Checkbutton 複選按鈕 Entry 單行輸入框 Text 多行輸入框 Listbox 列表選擇框 OptionMenu 下拉選單 Scale 數值調整滑桿 Spinbox 數值調整元件 Frame 框架 LabelFrame 標籤框架 Scrollbar 滾動條 Canvas 畫布 Menu 選單 Messagebox 訊息提示框 Photoimage 顯示圖片 ttk.Progressbar 進度條 ttk.Combobox 下拉選單 Pack 基本版面佈局 Grid 格狀版面佈局 Place 位置版面佈局 範例 - Label 製作時鐘 範例 - 點擊按鈕開檔案 範例 - 開啟多個檔案 範例 - 開啟並壓縮檔案 範例 - 開啟並顯示圖片 範例 - 調整圖片亮度對比 範例 - 簡單計算機 範例 - 發送 LINE Notify

PyQt5 介面設計

PyQt5 教學導讀 PyQt5 函式庫 使用 Qt designer 建立 PyQt5 視窗 QLabel 標籤 QPushButton 按鈕 QRadioButton 單選按鈕 QCheckBox 複選按鈕 QGraphicsView 顯示圖片 QLineEdit 單行輸入框 QTextEdit 多行輸入框 QListWidget 列表選擇框 QComboBox 下拉選單 QSpinBox 數值調整元件 QTimeEdit 時間調整元件 QDateEdit 日期調整元件 QSlider 數值調整滑桿 QProgressBar 進度條 QFileDialog 選擇檔案視窗 QMessageBox 對話視窗 QInputDialog 輸入視窗 QMenuBar 視窗選單 QTimer 定時器 QThread 多執行緒 QtCore.pyqtSignal 信號傳遞 QtMultimedia 播放聲音 QPainter 繪圖 QPainter 繪圖 ( QPen ) QPainter 繪圖 ( 儲存圖片 ) QSS 樣式設定 QWebEngineView 網頁顯示 Layout 佈局 ( 垂直水平 ) Layout 佈局 ( Grid 網格 ) Layout 佈局 ( Form 表單 ) 偵測滑鼠事件 偵測鍵盤與快速鍵組合 偵測與控制視窗 視窗中開啟新視窗 顯示圖片的三種方法 顯示 Matplotlib 圖表 顯示 Pillow 圖片 顯示 OpenCV 圖片和影片 範例 - 世界時鐘 範例 - 簡單計算機 範例 - 儲存檔案為壓縮檔 範例 - 發送 LINE Notify 範例 - 電腦攝影機 範例 - 攝影機拍照錄影 範例 - 簡單錄音機 範例 - 小畫家 範例 - 開啟圖片轉檔儲存 範例 - 調整圖片亮度對比

PyQt6 介面設計

PyQt6 教學導讀 PyQt6 函式庫 PyQt6 和 PyQt5 的差異 建立 PyQt6 視窗 QLabel 標籤 QPushButton 按鈕 QRadioButton 單選按鈕 QCheckBox 複選按鈕 QGraphicsView 顯示圖片 QLineEdit 單行輸入框 QTextEdit 多行輸入框 QListWidget 列表選擇框 QComboBox 下拉選單 QSpinBox 數值調整元件 QTimeEdit 時間調整元件 QDateEdit 日期調整元件 QSlider 數值調整滑桿 QProgressBar 進度條 QFileDialog 選擇檔案視窗 QMessageBox 對話視窗 QInputDialog 輸入視窗 QMenuBar 視窗選單 QTimer 定時器 QThread 多執行緒 QtCore.pyqtSignal 信號傳遞 QtMultimedia 播放聲音 QPainter 繪圖 QPainter 繪圖 ( QPen ) QPainter 繪圖 ( 儲存圖片 ) QSS 樣式設定 QWebEngineView 網頁顯示 Layout 佈局 ( 垂直水平 ) Layout 佈局 ( Grid 網格 ) Layout 佈局 ( Form 表單 ) 偵測滑鼠事件 偵測鍵盤與快速鍵組合 偵測與控制視窗 視窗中開啟新視窗 顯示圖片的三種方法 顯示 Matplotlib 圖表 顯示 Pillow 圖片 顯示 OpenCV 圖片和影片 範例 - 世界時鐘 範例 - 簡單計算機 範例 - 儲存檔案為壓縮檔 範例 - 發送 LINE Notify 範例 - 電腦攝影機 範例 - 攝影機拍照錄影 範例 - 簡單錄音機 範例 - 小畫家 範例 - 開啟圖片轉檔儲存 範例 - 調整圖片亮度對比

影音處理範例

批次圖片轉檔 批次調整圖片尺寸 調整圖片亮度和對比 裁切與旋轉圖片 拼接多張圖片 圖片加上 logo 浮水印 圖片加上文字浮水印 圖片馬賽克效果 圖片模糊化 圖片銳利化 讀取與修改圖片 Exif 圖片轉文字 ( OCR ) 讀取聲音資訊、輸出聲音 聲音剪輯與串接 聲音音量調整 聲音混合與反轉 改變聲音速度 播放聲音 麥克風錄音 合成音符聲音 顯示聲波圖形 影片轉檔 取出影片聲音或加入聲音 影片剪輯與合併 影片混合與排列顯示 改變影片尺寸、旋轉翻轉 調整影片速度、倒轉影片 調整影片亮度/對比/顏色 影片轉 gif 動畫 影片中加入文字 影片自動加上字幕 影片截圖、圖片轉影片

實際應用範例

下載 Youtube 影片 下載 Youtube 清單影片 定時自動螢幕截圖 LINE Notify 傳送螢幕截圖 建立 MJPEG 即時影像串流 批次重新命名檔案 產生 QRCode 產生 BarCode 讀取 PDF 內容 PDF 拆分/合併/插入/刪除 讀取 EXCEL 內容 寫入資料到 EXCEL CSV 寫入 EXCEL 讀取電腦資訊 偵測電腦螢幕解析度 查詢電腦對內對外 IP 查詢網站 IP、ping IP 製作 MacOS app

基礎範例

電費試算 攝氏/華氏轉換 公分/英吋換算 判斷平年與閏年 找出不重複字元 找出中間的字元 去除中英文夾雜的空白 大樂透電腦選號 下載進度條 星號金字塔 數字金字塔 猜數字 ( 猜大猜小 ) 猜數字 ( 幾 A 幾 B ) 簡單時鐘 ( 世界時間 ) 計算 BMI 數值 計算年紀 ( 歲、月、天 ) 產生身分證字號 ( 隨機 ) 檢查身分證字號 統一發票對獎 羅馬數字轉換

數學範例

兩個數字的四則運算 計算多個數字的總和 費波那契數列 九九乘法表 質因數分解 快速找出質數 最小公倍數 ( 多個數字 ) 最大公因數 ( 多個數字 )

ZeroJudge 解答

關於 ZeroJudge a001: 哈囉 a002: 簡易加法 a003: 兩光法師占卜術 a004: 文文的求婚 a005: Eva 的回家作業 a006: 一元二次方程式 a009: 解碼器 a010: 因數分解 a013: 羅馬數字 a015: 矩陣的翻轉 a017: 五則運算 a020: 身分證檢驗 a021: 大數運算 a022: 迴文 a024: 最大公因數(GCD) a034: 二進位制轉換 a038: 數字翻轉 a040: 阿姆斯壯數 a042: 平面圓形切割 a044: 空間切割 a053: Sagit's 計分程式 a054: 電話客服中心 a058: MOD3 a059: 完全平方和 a065: 提款卡密碼 a095: 麥哲倫的陰謀 a104: 排序 a147: Print it all a148: You Cannot Pass?! a149: 乘乘樂 a215: 明明愛數數 a216: 數數愛明明 a224: 明明愛明明 a225: 明明愛排列 a244: 新手訓練~for+if a248: 新手訓練~陣列應用 a263: 日期差幾天 a271: 彩色蘿蔔 a291: nAnB problem a410: 解方程 a414: 位元運算之進位篇 a417: 螺旋矩陣 a524: 手機之謎 a528: 大數排序 a647: 投資專家 a693: 吞食天地 a738: 最大公約數 a746: 畫蛇添足 a799: 正值國 a915: 二維點排序 b265: Conformity b294: 經濟大恐荒 b367: 翻轉世界 b374: 求眾數 b511: 換銅板 b558: 求數列第 n 項 e267: Group Reverse d073: 分組報告 d294: 算算算 Easy d485: 我愛偶數 d827: 買鉛筆