[ Python+OpenCV+Mediapipe ] 实现对象识别

一、写在前面

本文所用例子为个人学习的小结，如有不足之处请各位多多海涵，欢迎小伙伴一起学习进步，如果想法可在评论区指出，我会尽快回复您，不胜感激！

所公布代码或截图均为运行成功后展示。

二、本文内容

使用OpenCV和Mediapipe提供的库，通过摄像头捕捉画面，调用mpp的模型识别库，识别对象的是什么，并标注可信度。

如下图识别泰迪熊等。

官方给出的模型库中还有很多目标，我整理在下方表格里：

https://storage.googleapis.com/mediapipe-tasks/object_detector/labelmap.txt

person	人	elephant	大象	wine glass	酒杯	dining table	餐桌
bicycle	自行车	bear	熊	cup	杯子	toilet	坐便器
car	汽车	zebra	斑马	fork	叉	tv	电视
motorcycle	摩托车	giraffe	长颈鹿	knife	刀	laptop	笔记本电脑
airplane	飞机	backpack	背包	spoon	勺子	mouse	老鼠
bus	公共汽车	umbrella	雨伞	bowl	碗	remote	遥远的
train	火车	handbag	手提包	banana	香蕉	keyboard	键盘
truck	卡车	tie	领带	apple	苹果	cell phone	手机
boat	船	suitcase	手提箱	sandwich	三明治	microwave	微波炉
traffic light	交通灯	frisbee	飞盘	orange	橙色	oven	烤箱
fire hydrant	消防栓	skis	滑雪板	broccoli	西兰花	toaster	烤面包机
stop sign	停车标志	snowboard	滑雪板	carrot	胡萝卜	sink	下沉
parking meter	停车收费表	sports ball	运动球	hot dog	热狗	refrigerator	冰箱
bench	长凳	kite	风筝	pizza	披萨	book	书
bird	鸟	baseball bat	棒球棍	donut	甜甜圈	clock	时钟
cat	猫	baseball glove	棒球手套	cake	糕饼	vase	花瓶
dog	狗	skateboard	滑板	chair	椅子	scissors	剪刀
horse	马	surfboard	冲浪板	couch	沙发	teddy bear	泰迪熊
sheep	羊	tennis racket	网球拍	potted plant	盆栽植物	hair drier	吹风机
cow	母牛	bottle	瓶子	bed	床	toothbrush	牙刷

三、开发环境

1.Python 3.9

2.OpenCV

3.Mediapipe：https://developers.google.com/mediapipe/solutions/vision/hand_landmarker

4.comtypes

5.numpy

IDE:

1.Pycharm

四、代码实现

4.1 引入所需包

引入后报红，则说明缺少对应module，可以通过pip install xx解决，如果pip install失败，可以尝试更换镜像源

#更换为豆瓣的镜像源

pip config set global.index-url https://pypi.douban.com/simple

import mediapipe as mp
from mediapipe.tasks import python
import cv2
import numpy as np
from mediapipe.tasks.python import vision

4.2 定义图像框标注的方法：

初始化mediapipe的一些属性，并获取系统音量控制器及音量范围。

'''
用于在图像上绘制目标检测结果的边界框和标签:
函数接受两个参数：image 表示要绘制目标检测结果的图像，detection_result 是包含检测结果的对象。
对于每个检测到的对象，函数会执行以下操作：
绘制边界框：根据检测到的对象的边界框信息，使用 cv2.rectangle 在图像上绘制一个矩形框，框的颜色为 TEXT_COLOR，线宽为 3。
绘制标签和置信度：从检测结果中获取对象的类别和置信度信息，然后将类别名称和置信度值格式化为文本，将其放置在边界框的左上角，以便在图像上显示对象的标签和置信度。
最后，函数返回经过绘制标框和标识后的图像。
'''
# 图像解析标框及标识
def visualize(image,detection_result
) -> np.ndarray:for detection in detection_result.detections:# Draw bounding_boxbbox = detection.bounding_boxstart_point = bbox.origin_x, bbox.origin_yend_point = bbox.origin_x + bbox.width, bbox.origin_y + bbox.heightcv2.rectangle(image, start_point, end_point, TEXT_COLOR, 3)# Draw label and scorecategory = detection.categories[0]category_name = category.category_nameprobability = round(category.score, 2)result_text = category_name + ' (' + str(probability) + ')'text_location = (MARGIN + bbox.origin_x,MARGIN + ROW_SIZE + bbox.origin_y)cv2.putText(image, result_text, text_location, cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN,FONT_SIZE, TEXT_COLOR, FONT_THICKNESS)return image

4.3 定义并调用模型库

将下载好的模型放在项目同级目录下

'''
调用识别对象模型
模型下载地址:https://storage.googleapis.com/mediapipe-models/object_detector/efficientdet_lite0/float32/latest/efficientdet_lite0.tflite
'''
base_options = python.BaseOptions(model_asset_path='efficientdet_lite0.tflite')
options = vision.ObjectDetectorOptions(base_options=base_options,score_threshold=0.5)
with vision.ObjectDetector.create_from_options(options) as detector:

4.4 转换图像并识别

将摄像头捕捉到的每一帧图片转换为mediapipe可用的格式，并在检测后返回检测结果，调用图像标识方法绘制对象识别框及名称标注，显示于界面上

        #创建mediapipe格式的图片mp_image = mp.Image(image_format=mp.ImageFormat.SRGB, data=frame)#检测该图片detection_result = detector.detect(mp_image)#复制图片数据到np数组中，以便进行数据分析image_copy = np.copy(mp_image.numpy_view())#调用图像标识方法annotated_image = visualize(image_copy, detection_result)#加载模型到界面上cv2.imshow("Object detection", annotated_image)  # CV2窗体

五、看一看实际效果吧

还可以识别更多的目标，请自己尝试一下吧

5.1 识别人脸

（没错！我是彦祖！）

5.2 识别手机

1+8Pro 512G 金色传说品质~

5.3 泰迪熊

鬼知道官方为什么要识别泰迪熊？

5.4 自行车

是时候锻炼身体了！

5.5 修狗

乖巧金毛，我爱修狗

5.6 修猫

小猫小猫，天下第一好！

六、完整代码

import mediapipe as mp
from mediapipe.tasks import python
import cv2
import numpy as np
from mediapipe.tasks.python import visionMARGIN = 10  # pixels
ROW_SIZE = 10  # pixels
FONT_SIZE = 1
FONT_THICKNESS = 1
TEXT_COLOR = (0, 255, 0)
# 视频分辨率
resize_w = 1280
resize_h = 960'''
用于在图像上绘制目标检测结果的边界框和标签:
函数接受两个参数：image 表示要绘制目标检测结果的图像，detection_result 是包含检测结果的对象。
对于每个检测到的对象，函数会执行以下操作：
绘制边界框：根据检测到的对象的边界框信息，使用 cv2.rectangle 在图像上绘制一个矩形框，框的颜色为 TEXT_COLOR，线宽为 3。
绘制标签和置信度：从检测结果中获取对象的类别和置信度信息，然后将类别名称和置信度值格式化为文本，将其放置在边界框的左上角，以便在图像上显示对象的标签和置信度。
最后，函数返回经过绘制标框和标识后的图像。
'''
# 图像解析标框及标识
def visualize(image,detection_result
) -> np.ndarray:for detection in detection_result.detections:# Draw bounding_boxbbox = detection.bounding_boxstart_point = bbox.origin_x, bbox.origin_yend_point = bbox.origin_x + bbox.width, bbox.origin_y + bbox.heightcv2.rectangle(image, start_point, end_point, TEXT_COLOR, 3)# Draw label and scorecategory = detection.categories[0]category_name = category.category_nameprobability = round(category.score, 2)result_text = category_name + ' (' + str(probability) + ')'text_location = (MARGIN + bbox.origin_x,MARGIN + ROW_SIZE + bbox.origin_y)cv2.putText(image, result_text, text_location, cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN,FONT_SIZE, TEXT_COLOR, FONT_THICKNESS)return image'''
调用识别对象模型
模型下载地址:https://storage.googleapis.com/mediapipe-models/object_detector/efficientdet_lite0/float32/latest/efficientdet_lite0.tflite
'''
base_options = python.BaseOptions(model_asset_path='efficientdet_lite0.tflite')
options = vision.ObjectDetectorOptions(base_options=base_options,score_threshold=0.5)
with vision.ObjectDetector.create_from_options(options) as detector:# 初始化摄像头cap = cv2.VideoCapture(0, cv2.CAP_DSHOW)while cap.isOpened():#获取每一帧画面success, frame = cap.read()# 如果读取到空帧，继续循环if not success:print("空帧.")continue# 重置该图片的大小frame = cv2.resize(frame, (resize_w, resize_h))#创建mediapipe格式的图片mp_image = mp.Image(image_format=mp.ImageFormat.SRGB, data=frame)#检测该图片detection_result = detector.detect(mp_image)#复制图片数据到np数组中，以便进行数据分析image_copy = np.copy(mp_image.numpy_view())#调用图像标识方法annotated_image = visualize(image_copy, detection_result)#加载模型到界面上cv2.imshow("Object detection", annotated_image)  # CV2窗体# 按下'q'键退出循环if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):breakcap.release()