仅用CPU就能跑到1000FPS,这是开源的C++跨平台人脸检测项目
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本文介绍的是一个使用卷积神经网络进行人脸检测的开源项目,它最大的亮点是能够在所有支持 C/C++的平台上编译运行。作者将预训练的 CNN 模型转换为静态变量后储存到了 C 文件里,使得该项目不需要任何其他依赖项(当然 OpenCV 还是需要的),仅仅只需要一个 C++编译器,就能在任何一个平台甚至嵌入式系统上编译并运行该项目。
尤其吸引人的是该项目使用 C++编写且支持 AVX2,在 i7 的 CPU 上就能跑出丧心病狂的 1000FPS!下图为项目作者给出的检测效果示例。
可以看到该项目不仅检测速度非常快,检测精度也很不错。于是,机器之心也上手测试了一番。
项目实测
我们在 Ubuntu 18.04 下测试这个人脸检测项目的效果。首先先使用一张相对简单的合照进行测试,其总共有 15 个人,分辨率为 970x546,检测结果如下图所示:
可以看到它准确的识别出了图片中所有的人像,在 CPU 上仅耗时 133ms 且置信度都为 99%。下图为加上 bounding box 后的检测效果图:
下面我们提高一下难度,使用一张开挂民族的图片测试一下效果。它也几乎把所有火车头上正面的面孔都识别出来了,火车车身上的人像没有识别出来,可能是因为那些人像实在是太小太密集的缘故。
编译过程
该项目编译需要 OpenCV,如果缺少 OpenCV 在使用 cmake 生成 makefile 时会报如下错误:
我们下载 OpenCV 3.4.0 的源码,紧接着安装编译 OpenCV 需要的相关依赖项:
wget https://github.com/opencv/opencv/archive/3.4.0.tar.gz
apt-get install build-essential
apt-get install cmake git libgtk2.0-dev pkg-config libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-devadd-apt-repository "deb http://security.ubuntu.com/ubuntu xenial-security main"
apt-get install python-dev python-numpy libtbb2 libtbb-dev libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev libjasper-dev libdc1394-22-dev
安装完依赖项之后我们将 OpenCV 的压缩包解压到当前目录下:
tar xvzf 3.4.0.tar.gz
为了避免在编译时将源码文件弄乱,我们新建一个名为 linuxidcbuild 的文件夹,在其下进行 OpenCV 的编译与安装:
mkdir linuxidcbuild
cd linuxidcbuild/
cmake ../opencv-3.4.0 -DWITH_GTK_2_X=ON -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local
在生成 makefile 的过程中可能会出现卡在下图的情况
这是由于 ippicv 下载不成功导致的,在以下链接手动下载系统对应的 ippicv 版本:https://github.com/opencv/opencv_3rdparty/tree/ippicv/master_20170822/ippicv
之后使用 vim opencv-3.4.0/3rdparty/ippicv/ippicv.cmake 修改 OpenCV 的编译配置文件,将如下内容
https://raw.githubusercontent.com/opencv/opencv_3rdparty/${IPPICV_COMMIT}/ippicv/
修改为我们刚存放 ippicv 的目录。再重新执行一次 cmake ../opencv-3.4.0 -DWITH_GTK_2_X=ON -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local,当出现下图的内容时说明成功生成了 makefile。
接下来我们执行 make 进行对 OpenCV 的编译:
这里编译的过程相对比较漫长,大约需要 20 分钟左右,消耗时间根据不同电脑配置会有所区别。当出现下图所示内容时说明编译完成。
之后使用 make install 进行安装
安装成功后会出现如图所示界面:
以上即完成对 OpenCV 的安装。安装完成后使用 vim /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf 对其进行配置,在文件中加入/usr/local/lib 后保存退出。
使用 vim /etc/bash.bashrc 添加环境变量,在文末加入 export PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig,使用 source /etc/bash.bashrc 让新的环境变量生效。这样就配置好了 OpenCV,之后使用如下命令编译该项目:
git clone https://github.com/ShiqiYu/libfacedetectioncd libfacedetectionmkdir build; cd build; cmake ..; make
项目编译完成后会在 build 目录下生成对应可执行文件,可使用如下命令运行:
./detect-image-demo ../images/test.png
虽然看似操作非常复杂,但实际上主要就是编译 OpenCV,其它模块都可以直接在项目中完成编译。最后,就可以愉快地使用这个极速人脸检测模型了。