Python骚操作：利用Python获取摄像头并实时控制人脸！

实现流程

从摄像头获取视频流，并转换为一帧一帧的图像，然后将图像信息传递给opencv这个工具库处理，返回灰度图像（就像你使用本地静态图片一样）
程序启动后，根据监听器信息，使用一个while循环，不断的加载视频图像，然后返回给opencv工具呈现图像信息。
创建一个键盘事件监听，按下"d"键，则开始执行面部匹配，并进行面具加载（这个过程是动态的，你可以随时移动）。
面部匹配使用Dlib中的人脸检测算法来查看是否有人脸存在。如果有，它将为每个人脸创建一个结束位置，眼镜和烟卷会移动到那里结束。
然后我们需要缩放和旋转我们的眼镜以适合每个人的脸。我们将使用从Dlib的68点模型返回的点集来找到眼睛和嘴巴的中心，并为它们之间的空间旋转。
在我们实时获取眼镜和烟卷的最终位置后，眼镜和烟卷从屏幕顶部进入，开始匹配你的眼镜和嘴巴。
假如没有人脸，程序会直接返回你的视频信息，不会有面具移动的效果。
默认一个周期是4秒钟。然后你可以通过"d"键再次检测。
程序退出使用"q"键。

这里我将这个功能抽象成一个面具加载服务，请跟随我的代码一窥究竟吧。

1.导入对应的工具包

from time import sleep

import cv2 import numpy as np from PIL import Image from imutils import face_utils, resize

try: from dlib import get_frontal_face_detector, shape_predictor except ImportError: raise
创建面具加载服务类DynamicStreamMaskService及其对应的初始化属性:

class DynamicStreamMaskService(object): """ 动态黏贴面具服务 """ def init(self, saved=False): self.saved = saved # 是否保存图片 self.listener = True # 启动参数 self.video_capture = cv2.VideoCapture(0) # 调用本地摄像头 self.doing = False # 是否进行面部面具 self.speed = 0.1 # 面具移动速度 self.detector = get_frontal_face_detector() # 面部识别器 self.predictor = shape_predictor("shape_predictor_68_face_landmarks.dat") # 面部分析器 self.fps = 4 # 面具存在时间基础时间 self.animation_time = 0 # 动画周期初始值 self.duration = self.fps * 4 # 动画周期最大值 self.fixed_time = 4 # 画图之后，停留时间 self.max_width = 500 # 图像大小 self.deal, self.text, self.cigarette = None, None, None # 面具对象
按照上面介绍，我们先实现读取视频流转换图片的函数：

def read_data(self): """ 从摄像头获取视频流，并转换为一帧一帧的图像 :return: 返回一帧一帧的图像信息 """ _, data = self.video_capture.read() return data
接下来我们实现人脸定位函数，及眼镜和烟卷的定位:

def get_glasses_info(self, face_shape, face_width): """ 获取当前面部的眼镜信息 :param face_shape: :param face_width: :return: """ left_eye = face_shape[36:42] right_eye = face_shape[42:48] left_eye_center = left_eye.mean(axis=0).astype("int") right_eye_center = right_eye.mean(axis=0).astype("int") y = left_eye_center[1] - right_eye_center[1] x = left_eye_center[0] - right_eye_center[0] eye_angle = np.rad2deg(np.arctan2(y, x)) deal = self.deal.resize( (face_width, int(face_width * self.deal.size[1] / self.deal.size[0])), resample=Image.LANCZOS) deal = deal.rotate(eye_angle, expand=True) deal = deal.transpose(Image.FLIP_TOP_BOTTOM) left_eye_x = left_eye[0, 0] - face_width // 4 left_eye_y = left_eye[0, 1] - face_width // 6 return {"image": deal, "pos": (left_eye_x, left_eye_y)} def get_cigarette_info(self, face_shape, face_width): """ 获取当前面部的烟卷信息 :param face_shape: :param face_width: :return: """ mouth = face_shape[49:68] mouth_center = mouth.mean(axis=0).astype("int") cigarette = self.cigarette.resize( (face_width, int(face_width * self.cigarette.size[1] / self.cigarette.size[0])), resample=Image.LANCZOS) x = mouth[0, 0] - face_width + int(16 * face_width / self.cigarette.size[0]) y = mouth_center[1] return {"image": cigarette, "pos": (x, y)} def orientation(self, rects, img_gray): """ 人脸定位 :return: """ faces = [] for rect in rects: face = {} face_shades_width = rect.right() - rect.left() predictor_shape = self.predictor(img_gray, rect) face_shape = face_utils.shape_to_np(predictor_shape) face['cigarette'] = self.get_cigarette_info(face_shape, face_shades_width) face['glasses'] = self.get_glasses_info(face_shape, face_shades_width) faces.append(face) return faces
刚才我们提到了键盘监听事件，这里我们实现一下这个函数：

def listener_keys(self): """ 设置键盘监听事件 :return: """ key = cv2.waitKey(1) & 0xFF if key == ord("q"): self.listener = False self.console("程序退出") sleep(1) self.exit() if key == ord("d"): self.doing = not self.doing
接下来我们来实现加载面具信息的函数：

def init_mask(self): """ 加载面具 :return: """ self.console("加载面具...") self.deal, self.text, self.cigarette = ( Image.open(x) for x in ["images/deals.png", "images/text.png", "images/cigarette.png"] )
上面基本的功能都实现了，我们该实现画图函数了，这个函数原理和之前我写的那篇用AI人脸识别技术实现抖音特效实现是一样的，这里我就不赘述了，可以去github或Python中文社区微信公众号查看。

def drawing(self, draw_img, faces): """ 画图 :param draw_img: :param faces: :return: """ for face in faces: if self.animation_time < self.duration - self.fixed_time: current_x = int(face["glasses"]["pos"][0]) current_y = int(face["glasses"]["pos"][1] * self.animation_time / (self.duration - self.fixed_time)) draw_img.paste(face["glasses"]["image"], (current_x, current_y), face["glasses"]["image"]) cigarette_x = int(face["cigarette"]["pos"][0]) cigarette_y = int(face["cigarette"]["pos"][1] * self.animation_time / (self.duration - self.fixed_time)) draw_img.paste(face["cigarette"]["image"], (cigarette_x, cigarette_y), face["cigarette"]["image"]) else: draw_img.paste(face["glasses"]["image"], face["glasses"]["pos"], face["glasses"]["image"]) draw_img.paste(face["cigarette"]["image"], face["cigarette"]["pos"], face["cigarette"]["image"]) draw_img.paste(self.text, (75, draw_img.height // 2 + 128), self.text)
既然是一个服务类，那该有启动与退出函数吧，最后我们来写一下吧。

简单介绍一下这个 start()函数, 启动后根据初始化监听信息，不断监听视频流，并将流信息通过opencv转换成图像展示出来。
并且调用按键监听函数，不断的监听你是否按下"d"键进行面具加载，如果监听成功，则进行图像人脸检测，并移动面具，
并持续一个周期的时间结束，面具此时会根据你的面部移动而移动。最终呈现文章顶部图片的效果.

def start(self):
    """
    启动程序
    :return:
    """
    self.console("程序启动成功.")
    self.init_mask()
    while self.listener:
        frame = self.read_data()
        frame = resize(frame, width=self.max_width)
        img_gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
        rects = self.detector(img_gray, 0)
        faces = self.orientation(rects, img_gray)
        draw_img = Image.fromarray(cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB))
        if self.doing:
            self.drawing(draw_img, faces)
            self.animation_time += self.speed
            self.save_data(draw_img)
            if self.animation_time > self.duration:
                self.doing = False
                self.animation_time = 0
            else:
                frame = cv2.cvtColor(np.asarray(draw_img), cv2.COLOR_RGB2BGR)
        cv2.imshow("hello mask", frame)
        self.listener_keys()

def exit(self):
    """
    程序退出
    :return:
    """
    self.video_capture.release()
    cv2.destroyAllWindows()