問題描述
在做人臉識別的時候，前期的資料處理過程中可能會遇到乙個問題，即將人臉從不同尺寸的影象中擷取出來，再進行「對齊」操作。這樣可以使每乙個擷取的人臉中的眼睛等位置處於同一位置，會對後面的識別演算法起到一定的優化作用。
比如，下面 3 張所示，人臉的位置，影象的大小各不一樣。我們所需要做的就是，將人臉從各個中擷取出來，再旋轉進行校正，使得眼睛在同一位置上，最後將的大小也統一調整為 224 x 224。
校正的效果如下圖所示：
實現步驟
整個過程遵循以下幾個步驟：
找兩眼間的直線距離並計算該直線與水平線之間的夾角，即傾斜角度
根據找到的傾斜角度旋轉
在旋轉後的中找到眼睛的位置
根據眼睛座標找到包含面部的框的寬度和高度
調整的尺寸
1. 計算直線距離及傾斜角度
計算兩眼之間的距離很簡單，只要找出兩個向量的座標就可以計算出來。計算兩眼之間的距離直線的傾斜角度，就是將兩個向量相減，得到一組橫縱座標，然後利用 arctan 的公式求解角度，公式如下所示：
大多數 sin / cos 等函式要求角度為弧度，可以使用這個轉換公式：angle = angle * 180 / π。
1.找到眼睛傾斜的角度和兩眼距離
p1 = np.array(eye[0])[::-1] # 左眼座標
p2 = np.array(eye[1])[::-1] # 右眼座標
dist = np.sqrt(np.sum(p1-p2)**2) # 兩隻眼睛之間的距離
dp = p1 - p2
angle = np.arctan(dp[0] / dp[1])
2. 根據找到的角度旋轉
2. 旋轉
from scipy import ndimage
# 旋轉
rot_img = ndimage.rotate(face, angle=+angle*180/np.pi)
# 旋轉後影象的中點
rot_image_center = np.array((np.array(rot_img.shape[:2]) - 1) / 2,
dtype=np.int)
3. 尋找旋轉後眼睛的位置
尋找旋轉後眼睛的位置，就是尋找旋轉後兩個點的座標。旋轉的時候，我們是以中點為原點來旋轉的，因而需要先求解出原的原點，也就是的中心點。下面是以原點 (x0, y0) 為中心旋轉後，求座標的公式：
3. 在旋轉後的中找到眼睛的座標
# 原兩眼距離的中點
org_eye_center = np.array((p1 + p2) / 2, dtype=np.int)
# 原影象的中點
org_image_center = np.array((np.array(face.shape[:2]) - 1) / 2, dtype=np.int)
# 以中心進行旋轉，在旋轉後的中找到眼睛的中點
r = np.array([[np.cos(angle), np.sin(angle)], [-np.sin(angle), np.cos(angle)]])
rot_eye_center = np.dot(r, org_eye_center[::-1]
-org_image_center[::-1])[::-1] + rot_image_center
rot_eye_center = np.array(rot_eye_center, dtype=int)
4. 根據眼睛座標找到包含面部的框的寬度和高度
找到旋轉後眼睛的座標，可以利用眼睛的座標來框出人臉的大致範圍。這裡就直接看**，從**中比較好理解。
4. 根據眼睛座標找到包含面部的框的寬度和高度
mid_y, mid_x = rot_eye_center
mul = 2
y_top = int(max(mid_y - mul * dist, 0))
y_bot = int(min(mid_y + mul * dist, rot_img.shape[0]))
x_left = int(max(mid_x - mul * dist, 0))
x_right = int(min(mid_x + mul * dist, rot_img.shape[1]))
cropped_img = rot_img[y_top:y_bot+1, x_left:x_right+1, :]
5. 裁剪
將旋轉並框出的人臉進行裁剪，將其設定為統一的尺寸。
5. 裁剪影象的尺寸為 224x224
import skimage.transform as transform
scaled_img = transform.resize(cropped_img, [224, 224], mode='constant')
plt.imshow(scaled_img)
參考文獻
Python學習筆記 1 1 2 認識Python
一.課程目標 二.詳情解讀 1.初識pythonpython語言是一種高階程式語言，它於1991年由吉多.範羅蘇姆 guido van rossum 發明。目前主要應用於web開發 gui開發 網路爬蟲 資料科學 人工智慧等領域。python官方 python語言也是一種多正規化程式語言，即物件導向...
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