最近听说有这么一个黑科技，让之前闯红灯有恃无恐的人们纷纷给交警部门打电话，求交警叔叔能不能把自己的照片撤下来......
闯红灯这件事情，一直是交通问题的一大头疼病。自从交通法对机动车闯红灯进行扣 6 分的举措后，很多司机朋友们纷纷表示不敢怠慢了。
机动车好了，可是非机动车和行人闯红灯的病咋治?当中国式过马路已经深入人心的时候，这不，黑科技来了，乍一看还真的很像警方在搜捕嫌疑人。
近期山东、江苏、深圳等一些城市开始在交通路口上启用了人脸识别系统，针对行人和非机动车闯红灯等违规行为进行抓拍，并现场进行曝光。
而对于行人和非机动车闯红灯的行为，交管部门将会给予 20 元到 50 元的罚款。
虽然罚款钱数不多，但是最让大家忌惮的就是，你不文明行为的视频和你的个人信息，都会在大屏幕上全天轮次播放。交警叔叔说了，被拍的市民纷纷表示下次再也不敢闯红灯了。
人脸抓拍系统的工作原理是：当红灯亮起后，如有行人和非机动车越过停止线，系统会自动抓拍四张照片，保留 15 秒视频并截取违法者头像，即便在晚上也能清晰成像。除了现场回放，交管部门还将连接的户籍信息进行曝光。
人脸识别技术到底是怎样实现的呢?
很多人都认为人脸识别是一项非常难以实现的工作，看到名字就害怕，然后心怀忐忑到网上一搜，看到网上 N 页的教程立马就放弃了。
这些人里包括曾经的我自己。其实如果如果你不是非要深究其中的原理，只是要实现这一工作的话，人脸识别也没那么难。
今天我们就来看看如何在 40 行代码以内简单地实现人脸识别。
一点区分
对于大部分人来说，区分人脸检测和人脸识别完全不是问题。但是网上有很多教程有意无意地把人脸检测说成是人脸识别，误导群众，造成一些人认为二者是相同的。
其实，人脸检测解决的问题是确定一张图上有木有人脸，而人脸识别解决的问题是这个脸是谁的。可以说人脸检测是是人识别的前期工作。
今天我们要做的是人脸识别。
所用工具
Anaconda 2 —— Python 2
Dlib
scikit-image
Dlib
对于今天要用到的主要工具，还是有必要多说几句的。Dlib 是基于现代 C++ 的一个跨平台通用的框架，作者非常勤奋，一直在保持更新。
Dlib 内容涵盖机器学习、图像处理、数值算法、数据压缩等等，涉猎甚广。更重要的是，Dlib 的文档非常完善，例子非常丰富。就像很多库一样，Dlib 也提供了 Python 的接口，安装非常简单，用 pip 只需要一句即可：
pip install dlib
上面需要用到的 scikit-image 同样只是需要这么一句：
pip install scikit-image
注：如果用 pip install dlib 安装失败的话，那安装起来就比较麻烦了。错误提示很详细，按照错误提示一步步走就行了。
人脸识别
之所以用 Dlib 来实现人脸识别，是因为它已经替我们做好了绝大部分的工作，我们只需要去调用就行了。Dlib 里面有人脸检测器，有训练好的人脸关键点检测器，也有训练好的人脸识别模型。
今天我们主要目的是实现，而不是深究原理。例子既然代码不超过 40 行，其实是没啥难度的。
首先先通过文件树看一下今天需要用到的代码：
准备了六个候选人的图片放在 candidate-faces 文件夹中，然后需要识别的人脸图片 test.jpg 。我们的工作就是要检测到 test.jpg 中的人脸，然后判断她到底是候选人中的谁。
另外的 girl-face-rec.py 是我们的 python 脚本。
shape_predictor_68_face_landmarks.dat 是已经训练好的人脸关键点检测器。
dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat 是训练好的 ResNet 人脸识别模型。
ResNet 是何凯明在微软的时候提出的深度残差网络，获得了 ImageNet 2015 冠军，通过让网络对残差进行学习，在深度和精度上做到了比 CNN 更加强大。
前期准备
shape_predictor_68_face_landmarks.dat dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat 都可以在这里找到。
不能点击超链接的可以直接输入以下网址：http://dlib.net/files/。
然后准备几个人的人脸图片作为候选人脸，最好是正脸。放到 candidate-faces 文件夹中。
本文这里准备的是六张图片，如下：
她们分别是：
然后准备四张需要识别的人脸图像，其实一张就够了，这里只是要看看不同的情况：
可以看到前两张和候选文件中的本人看起来还是差别不小的，第三张是候选人中的原图，第四张图片微微侧脸，而且右侧有阴影。
识别流程
数据准备完毕，接下来就是代码了。识别的大致流程是这样的：
先对候选人进行人脸检测、关键点提取、描述子生成后，把候选人描述子保存起来。
然后对测试人脸进行人脸检测、关键点提取、描述子生成。
最后求测试图像人脸描述子和候选人脸描述子之间的欧氏距离，距离最小者判定为同一个人。
代码
代码不做过多解释，因为已经注释的非常完善了。以下是 girl-face-rec.py：
# -*- coding: UTF-8 -*-
import sys,os,dlib,glob,numpy
from skimage import io
if len(sys.argv) != 5:
print "请检查参数是否正确"
exit()
# 1.人脸关键点检测器
predictor_path = sys.argv[1]
# 2.人脸识别模型
face_rec_model_path = sys.argv[2]
# 3.候选人脸文件夹
faces_folder_path = sys.argv[3]
# 4.需识别的人脸
img_path = sys.argv[4]
# 1.加载正脸检测器
detector = dlib.get_frontal_face_detector()
# 2.加载人脸关键点检测器
sp = dlib.shape_predictor(predictor_path)
# 3. 加载人脸识别模型
facerec = dlib.face_recognition_model_v1(face_rec_model_path)
# win = dlib.image_window()
# 候选人脸描述子list
descriptors = []
# 对文件夹下的每一个人脸进行:
# 1.人脸检测
# 2.关键点检测
# 3.描述子提取
for f in glob.glob(os.path.join(faces_folder_path, "*.jpg")):
print("Processing file: {}".format(f))
img = io.imread(f)
#win.clear_overlay()
#win.set_image(img)
# 1.人脸检测
dets = detector(img, 1)
print("Number of faces detected: {}".format(len(dets)))
for k, d in enumerate(dets):
# 2.关键点检测
shape = sp(img, d)
# 画出人脸区域和和关键点
# win.clear_overlay()
# win.add_overlay(d)
