OpenCV 人脸马赛克

这篇教学会介绍延伸“人脸侦测”文章的范例，搭配 OpenCV 马赛克的效果，自动侦测图像中的人脸，并将人脸加上马赛克。

快速导览：

• 下载人脸特征模型
• 人脸加上马赛克
• 即时将影片中的人脸加上马赛克

因为程序中的 OpenCV 会需要使用镜头或 GPU，所以请使用本机环境 ( 参考：使用 Python 虚拟环境 ) 或使用 Anaconda Jupyter 进行实作 ( 参考：使用 Anaconda ) ，并安装 OpenCV 函数库 ( 参考：OpenCV 函数库 )。

下载人脸特征模型

OpenCV 的官方 Github 提供了许多训练好的特征模型，只需要下载后就能使用，请从下方网址进行下载，下载后将 xml 文件和 Python 的程序档放在同一层目录下。

• OpenCV 官方 Github：https://github.com/opencv/opencv/tree/4.x/data
• 人脸特征模型：haarcascade_frontalface_default.xml

人脸加上马赛克

将“人脸侦测”和“马赛克效果”两篇文章的范例结合，当图像中侦测到人脸时，透过 x、y 坐标和 w、h 长宽，就能定义马赛克的位置和大小，下面的程序执行后，会自动将蒙娜丽莎的脸加上马赛克。

参考：人脸侦测、马赛克效果

import cv2
img = cv2.imread('mona.jpg')
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  # 影像轉換成灰階
face_cascade = cv2.CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_default.xml") # 載入人臉偵測模型
faces = face_cascade.detectMultiScale(gray,1.2,3)  # 開始辨識影像中的人臉

for (x, y, w, h) in faces:
    mosaic = img[y:y+h, x:x+w]   # 馬賽克區域
    level = 15                   # 馬賽克程度
    mh = int(h/level)            # 根據馬賽克程度縮小的高度
    mw = int(w/level)            # 根據馬賽克程度縮小的寬度
    mosaic = cv2.resize(mosaic, (mw,mh), interpolation=cv2.INTER_LINEAR) # 先縮小
    mosaic = cv2.resize(mosaic, (w,h), interpolation=cv2.INTER_NEAREST)  # 然後放大
    img[y:y+h, x:x+w] = mosaic   # 將指定區域換成馬賽克區域

cv2.imshow('oxxostudio', img)
cv2.waitKey(0)   # 按下任意鍵停止
cv2.destroyAllWindows()

如果有多张人脸，也可以顺利侦测，并将侦测到的人脸加上马赛克 ( 图片为 Fusilamientos de Torrijos y sus compañeros en las playas de Málaga )。

即时侦测影片中的人脸

延伸“读取并播放影片”文章的范例，搭配人脸侦测的方法，就可以即时侦测摄影镜头里的人脸。

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
face_cascade = cv2.CascadeClassifier("haarcascade_frontalface_default.xml")
if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")
        break
    frame = cv2.resize(frame,(480,300))              # 縮小尺寸，避免尺寸過大導致效能不好
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)   # 影像轉轉灰階
    faces = face_cascade.detectMultiScale(gray)      # 偵測人臉
    for (x, y, w, h) in faces:
        mosaic = frame[y:y+h, x:x+w]
        level = 15
        mh = int(h/level)
        mw = int(w/level)
        mosaic = cv2.resize(mosaic, (mw,mh), interpolation=cv2.INTER_LINEAR)
        mosaic = cv2.resize(mosaic, (w,h), interpolation=cv2.INTER_NEAREST)
        frame[y:y+h, x:x+w] = mosaic
    cv2.imshow('oxxostudio', frame)
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):
        break    # 按下 q 鍵停止
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

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