C++ 人脸水平校正：基于关键点检测的实现

本文将介绍如何使用 C++ 和 OpenCV 库来实现人脸水平校正，并提供完整的代码示例。

算法原理

1. 人脸关键点检测：使用 dlib 库检测人脸的关键点，例如眼睛、鼻子、嘴巴等。
2. 旋转角度计算：根据眼睛关键点的位置，计算人脸水平倾斜的角度。
3. 图像旋转：使用 OpenCV 的 warpAffine 函数，根据计算的旋转角度对图像进行旋转，使人脸水平。

代码实现

#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    // 读取图像
    Mat img = imread('face.jpg');
    if (img.empty())
    {
        cout << 'Failed to read image!' << endl;
        return -1;
    }

    // 加载人脸检测器和关键点检测器
    String face_cascade_name = 'haarcascade_frontalface_alt.xml';
    CascadeClassifier face_cascade;
    if (!face_cascade.load(face_cascade_name))
    {
        cout << 'Failed to load face cascade classifier!' << endl;
        return -1;
    }

    String landmark_model_name = 'shape_predictor_68_face_landmarks.dat';
    dlib::shape_predictor landmark_model;
    dlib::deserialize(landmark_model_name) >> landmark_model;

    // 检测人脸并获取关键点
    Mat gray;
    cvtColor(img, gray, COLOR_BGR2GRAY);
    equalizeHist(gray, gray);
    vector<Rect> faces;
    face_cascade.detectMultiScale(gray, faces, 1.1, 2, 0, Size(30, 30));
    if (faces.empty())
    {
        cout << 'Failed to detect face!' << endl;
        return -1;
    }
    dlib::rectangle face_rect(faces[0].x, faces[0].y, faces[0].x + faces[0].width, faces[0].y + faces[0].height);
    dlib::full_object_detection landmarks = landmark_model(dlib::cv_image<uchar>(gray), face_rect);

    // 计算旋转角度
    Point2f left_eye(landmarks.part(36).x(), landmarks.part(36).y());
    Point2f right_eye(landmarks.part(45).x(), landmarks.part(45).y());
    float dy = right_eye.y - left_eye.y;
    float dx = right_eye.x - left_eye.x;
    float angle = atan2(dy, dx) * 180 / CV_PI;

    // 旋转图像
    Point2f center(img.cols / 2, img.rows / 2);
    Mat rot_mat = getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);
    Mat rotated_img;
    warpAffine(img, rotated_img, rot_mat, img.size());

    // 显示结果
    imshow('Original Image', img);
    imshow('Rotated Image', rotated_img);
    waitKey(0);

    return 0;
}

注意

• 此代码使用了 dlib 库进行人脸关键点检测，需要确保您的项目已添加 dlib 库的链接。
• 需要下载 haarcascade_frontalface_alt.xml 和 shape_predictor_68_face_landmarks.dat 模型文件，并将其放在代码所在目录下。

总结

本文介绍了使用 C++ 和 OpenCV 库进行人脸水平校正的代码实现，基于人脸关键点检测，计算旋转角度并实现图像旋转，最终达到水平校正的效果。您可以根据实际需求进行修改和扩展。