[파이썬] 딥러닝을 이용한 얼굴 인식

01 Sep 2023

python

얼굴 인식은 사람의 얼굴을 식별하고 분석하는 기술로서, 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 딥러닝은 이러한 얼굴 인식 작업에 매우 효과적인 접근 방법을 제공하며, Python을 사용하여 간단한 얼굴 인식 애플리케이션을 개발할 수 있습니다.

OpenCV와 Dlib 라이브러리

얼굴 인식을 위해 Python에서 가장 널리 사용되는 라이브러리는 OpenCV와 Dlib입니다. OpenCV는 오픈 소스 컴퓨터 비전 라이브러리로, 이미지 및 동영상 처리에 사용됩니다. Dlib은 C++로 작성된 머신러닝 및 컴퓨터 비전 라이브러리로, 얼굴 탐지 및 분류에 사용됩니다.

import cv2
import dlib

# 얼굴 탐지기 초기화
face_detector = dlib.get_frontal_face_detector()

# 이미지 불러오기
image = cv2.imread("face_image.jpg")

# 그레이스케일로 변환
gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 얼굴 탐지
faces = face_detector(gray)

# 얼굴 영역을 사각형으로 표시
for face in faces:
    x, y, w, h = face.left(), face.top(), face.width(), face.height()
    cv2.rectangle(image, (x, y), (x+w, y+h), (0, 255, 0), 2)

# 결과 이미지 보여주기
cv2.imshow("Face Detection", image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

위의 코드는 OpenCV와 Dlib를 사용하여 얼굴을 감지하고 사각형으로 표시하는 간단한 예제입니다. 얼굴 탐지기를 초기화하고 이미지를 불러와서 그레이스케일로 변환한 후, 얼굴을 탐지하고 얼굴 영역을 사각형으로 표시하는 과정을 거칩니다. 마지막으로 결과 이미지를 화면에 보여줍니다.

딥러닝을 이용한 얼굴 인식

더 정확한 얼굴 인식을 위해 딥러닝 모델을 사용할 수 있습니다. 특히, OpenCV의 DNN 모듈은 딥러닝 프레임워크인 Caffe, TensorFlow, Torch를 지원하므로 이러한 모델을 쉽게 사용할 수 있습니다.

아래는 OpenCV의 DNN 모듈을 사용하여 딥러닝 기반의 얼굴 인식을 수행하는 예제 코드입니다.

import cv2

# 모델 경로 설정
model_path = "res10_300x300_ssd_iter_140000.caffemodel"
config_path = "deploy.prototxt"

# 모델 로드
net = cv2.dnn.readNetFromCaffe(config_path, model_path)

# 이미지 불러오기
image = cv2.imread("face_image.jpg")

# 이미지 크기 조정
resized = cv2.resize(image, (300, 300))

# 이미지 전처리
blob = cv2.dnn.blobFromImage(resized, 1.0, (300, 300), (104.0, 177.0, 123.0))

# 전처리된 이미지를 모델에 입력
net.setInput(blob)

# 딥러닝 모델 실행
detections = net.forward()

# 감지된 얼굴 영역을 사각형으로 표시
for i in range(detections.shape[2]):
    confidence = detections[0, 0, i, 2]

    if confidence > 0.5:  # 신뢰도 50% 이상인 경우에만 처리
        box = detections[0, 0, i, 3:7] * np.array([300, 300, 300, 300])
        (x, y, w, h) = box.astype("int")

        cv2.rectangle(image, (x, y), (w, h), (0, 255, 0), 2)

# 결과 이미지 보여주기
cv2.imshow("Face Detection", image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

위의 코드는 Caffe 모델을 사용하여 얼굴을 인식하는 예제입니다. 모델을 로드하고 이미지를 전처리한 후, 모델에 입력하여 딥러닝 모델을 실행합니다. 감지된 얼굴 영역을 사각형으로 표시한 후, 결과 이미지를 화면에 보여줍니다.

딥러닝을 이용한 얼굴 인식은 정확도와 성능에서 큰 발전을 이루었습니다. 앞으로 더 많은 분야에서 활용되며, 더욱 정교한 얼굴 인식 애플리케이션을 개발할 수 있을 것입니다.