samples/cpp/smiledetect.cpp

   1 #include "opencv2/objdetect.hpp"
   2 #include "opencv2/highgui.hpp"
   3 #include "opencv2/imgproc.hpp"
   4 #include "opencv2/core/utility.hpp"
   5
   6 #include "opencv2/highgui/highgui_c.h"
   7
   8 #include <cctype>
   9 #include <iostream>
  10 #include <iterator>
  11 #include <stdio.h>
  12
  13 using namespace std;
  14 using namespace cv;
  15
  16 static void help()
  17 {
  18     cout << "\nThis program demonstrates the smile detector.\n"
  19             "Usage:\n"
  20             "./smiledetect [--cascade=<cascade_path> this is the frontal face classifier]\n"
  21             "   [--smile-cascade=[<smile_cascade_path>]]\n"
  22             "   [--scale=<image scale greater or equal to 1, try 2.0 for example. The larger the faster the processing>]\n"
  23             "   [--try-flip]\n"
  24             "   [video_filename|camera_index]\n\n"
  25             "Example:\n"
  26             "./smiledetect --cascade=\"../../data/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml\" --smile-cascade=\"../../data/haarcascades/haarcascade_smile.xml\" --scale=2.0\n\n"
  27             "During execution:\n\tHit any key to quit.\n"
  28             "\tUsing OpenCV version " << CV_VERSION << "\n" << endl;
  29 }
  30
  31 void detectAndDraw( Mat& img, CascadeClassifier& cascade,
  32                     CascadeClassifier& nestedCascade,
  33                     double scale, bool tryflip );
  34
  35 string cascadeName = "../../data/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml";
  36 string nestedCascadeName = "../../data/haarcascades/haarcascade_smile.xml";
  37
  38
  39 int main( int argc, const char** argv )
  40 {
  41     CvCapture* capture = 0;
  42     Mat frame, frameCopy, image;
  43     const string scaleOpt = "--scale=";
  44     size_t scaleOptLen = scaleOpt.length();
  45     const string cascadeOpt = "--cascade=";
  46     size_t cascadeOptLen = cascadeOpt.length();
  47     const string nestedCascadeOpt = "--smile-cascade";
  48     size_t nestedCascadeOptLen = nestedCascadeOpt.length();
  49     const string tryFlipOpt = "--try-flip";
  50     size_t tryFlipOptLen = tryFlipOpt.length();
  51     string inputName;
  52     bool tryflip = false;
  53
  54     help();
  55
  56     CascadeClassifier cascade, nestedCascade;
  57     double scale = 1;
  58
  59     for( int i = 1; i < argc; i++ )
  60     {
  61         cout << "Processing " << i << " " <<  argv[i] << endl;
  62         if( cascadeOpt.compare( 0, cascadeOptLen, argv[i], cascadeOptLen ) == 0 )
  63         {
  64             cascadeName.assign( argv[i] + cascadeOptLen );
  65             cout << "  from which we have cascadeName= " << cascadeName << endl;
  66         }
  67         else if( nestedCascadeOpt.compare( 0, nestedCascadeOptLen, argv[i], nestedCascadeOptLen ) == 0 )
  68         {
  69             if( argv[i][nestedCascadeOpt.length()] == '=' )
  70                 nestedCascadeName.assign( argv[i] + nestedCascadeOpt.length() + 1 );
  71         }
  72         else if( scaleOpt.compare( 0, scaleOptLen, argv[i], scaleOptLen ) == 0 )
  73         {
  74             if( !sscanf( argv[i] + scaleOpt.length(), "%lf", &scale ) || scale < 1 )
  75                 scale = 1;
  76             cout << " from which we read scale = " << scale << endl;
  77         }
  78         else if( tryFlipOpt.compare( 0, tryFlipOptLen, argv[i], tryFlipOptLen ) == 0 )
  79         {
  80             tryflip = true;
  81             cout << " will try to flip image horizontally to detect assymetric objects\n";
  82         }
  83         else if( argv[i][0] == '-' )
  84         {
  85             cerr << "WARNING: Unknown option " << argv[i] << endl;
  86         }
  87         else
  88             inputName.assign( argv[i] );
  89     }
  90
  91     if( !cascade.load( cascadeName ) )
  92     {
  93         cerr << "ERROR: Could not load face cascade" << endl;
  94         help();
  95         return -1;
  96     }
  97     if( !nestedCascade.load( nestedCascadeName ) )
  98     {
  99         cerr << "ERROR: Could not load smile cascade" << endl;
 100         help();
 101         return -1;
 102     }
 103
 104     if( inputName.empty() || (isdigit(inputName.c_str()[0]) && inputName.c_str()[1] == '\0') )
 105     {
 106         capture = cvCaptureFromCAM( inputName.empty() ? 0 : inputName.c_str()[0] - '0' );
 107         int c = inputName.empty() ? 0 : inputName.c_str()[0] - '0' ;
 108         if(!capture) cout << "Capture from CAM " <<  c << " didn't work" << endl;
 109     }
 110     else if( inputName.size() )
 111     {
 112         capture = cvCaptureFromAVI( inputName.c_str() );
 113         if(!capture) cout << "Capture from AVI didn't work" << endl;
 114     }
 115
 116     cvNamedWindow( "result", 1 );
 117
 118     if( capture )
 119     {
 120         cout << "In capture ..." << endl;
 121         cout << endl << "NOTE: Smile intensity will only be valid after a first smile has been detected" << endl;
 122
 123         for(;;)
 124         {
 125             IplImage* iplImg = cvQueryFrame( capture );
 126             frame = cv::cvarrToMat(iplImg);
 127             if( frame.empty() )
 128                 break;
 129             if( iplImg->origin == IPL_ORIGIN_TL )
 130                 frame.copyTo( frameCopy );
 131             else
 132                 flip( frame, frameCopy, 0 );
 133
 134             detectAndDraw( frameCopy, cascade, nestedCascade, scale, tryflip );
 135
 136             if( waitKey( 10 ) >= 0 )
 137                 goto _cleanup_;
 138         }
 139
 140         waitKey(0);
 141
 142 _cleanup_:
 143         cvReleaseCapture( &capture );
 144     }
 145     else
 146     {
 147         cerr << "ERROR: Could not initiate capture" << endl;
 148         help();
 149         return -1;
 150     }
 151
 152     cvDestroyWindow("result");
 153     return 0;
 154 }
 155
 156 void detectAndDraw( Mat& img, CascadeClassifier& cascade,
 157                     CascadeClassifier& nestedCascade,
 158                     double scale, bool tryflip)
 159 {
 160     int i = 0;
 161     vector<Rect> faces, faces2;
 162     const static Scalar colors[] =  { CV_RGB(0,0,255),
 163         CV_RGB(0,128,255),
 164         CV_RGB(0,255,255),
 165         CV_RGB(0,255,0),
 166         CV_RGB(255,128,0),
 167         CV_RGB(255,255,0),
 168         CV_RGB(255,0,0),
 169         CV_RGB(255,0,255)} ;
 170     Mat gray, smallImg( cvRound (img.rows/scale), cvRound(img.cols/scale), CV_8UC1 );
 171
 172     cvtColor( img, gray, COLOR_BGR2GRAY );
 173     resize( gray, smallImg, smallImg.size(), 0, 0, INTER_LINEAR );
 174     equalizeHist( smallImg, smallImg );
 175
 176     cascade.detectMultiScale( smallImg, faces,
 177         1.1, 2, 0
 178         //|CASCADE_FIND_BIGGEST_OBJECT
 179         //|CASCADE_DO_ROUGH_SEARCH
 180         |CASCADE_SCALE_IMAGE
 181         ,
 182         Size(30, 30) );
 183     if( tryflip )
 184     {
 185         flip(smallImg, smallImg, 1);
 186         cascade.detectMultiScale( smallImg, faces2,
 187                                  1.1, 2, 0
 188                                  //|CASCADE_FIND_BIGGEST_OBJECT
 189                                  //|CASCADE_DO_ROUGH_SEARCH
 190                                  |CASCADE_SCALE_IMAGE
 191                                  ,
 192                                  Size(30, 30) );
 193         for( vector<Rect>::const_iterator r = faces2.begin(); r != faces2.end(); r++ )
 194         {
 195             faces.push_back(Rect(smallImg.cols - r->x - r->width, r->y, r->width, r->height));
 196         }
 197     }
 198
 199     for( vector<Rect>::iterator r = faces.begin(); r != faces.end(); r++, i++ )
 200     {
 201         Mat smallImgROI;
 202         vector<Rect> nestedObjects;
 203         Point center;
 204         Scalar color = colors[i%8];
 205         int radius;
 206
 207         double aspect_ratio = (double)r->width/r->height;
 208         if( 0.75 < aspect_ratio && aspect_ratio < 1.3 )
 209         {
 210             center.x = cvRound((r->x + r->width*0.5)*scale);
 211             center.y = cvRound((r->y + r->height*0.5)*scale);
 212             radius = cvRound((r->width + r->height)*0.25*scale);
 213             circle( img, center, radius, color, 3, 8, 0 );
 214         }
 215         else
 216             rectangle( img, cvPoint(cvRound(r->x*scale), cvRound(r->y*scale)),
 217                        cvPoint(cvRound((r->x + r->width-1)*scale), cvRound((r->y + r->height-1)*scale)),
 218                        color, 3, 8, 0);
 219
 220         const int half_height=cvRound((float)r->height/2);
 221         r->y=r->y + half_height;
 222         r->height = half_height;
 223         smallImgROI = smallImg(*r);
 224         nestedCascade.detectMultiScale( smallImgROI, nestedObjects,
 225             1.1, 0, 0
 226             //|CASCADE_FIND_BIGGEST_OBJECT
 227             //|CASCADE_DO_ROUGH_SEARCH
 228             //|CASCADE_DO_CANNY_PRUNING
 229             |CASCADE_SCALE_IMAGE
 230             ,
 231             Size(30, 30) );
 232
 233         // The number of detected neighbors depends on image size (and also illumination, etc.). The
 234         // following steps use a floating minimum and maximum of neighbors. Intensity thus estimated will be
 235         //accurate only after a first smile has been displayed by the user.
 236         const int smile_neighbors = (int)nestedObjects.size();
 237         static int max_neighbors=-1;
 238         static int min_neighbors=-1;
 239         if (min_neighbors == -1) min_neighbors = smile_neighbors;
 240         max_neighbors = MAX(max_neighbors, smile_neighbors);
 241
 242         // Draw rectangle on the left side of the image reflecting smile intensity
 243         float intensityZeroOne = ((float)smile_neighbors - min_neighbors) / (max_neighbors - min_neighbors + 1);
 244         int rect_height = cvRound((float)img.rows * intensityZeroOne);
 245         CvScalar col = CV_RGB((float)255 * intensityZeroOne, 0, 0);
 246         rectangle(img, cvPoint(0, img.rows), cvPoint(img.cols/10, img.rows - rect_height), col, -1);
 247     }
 248
 249     cv::imshow( "result", img );
 250 }