1.开发环境及运行效果
硬件平台:Ubuntu18.04、USB免驱摄像头
UI界面:GTK+_2.0
开发语言:C/C++
2.GTK简介
GTK(GIMP Toolkit)是一套源码以LGPL许可协议分发、跨平台的图形工具包。最初是为GIMP写的,已成为一个功能强大、设计灵活的一个通用图形库,是GNU/Linux下开发图形界面的应用程序的主流开发工具之一。当然,GTK也是支持跨平台的,支持Unix类的系统、Windows,甚至手机平台。
GTK是使用C语言写的,所以其原生API都是面向C的,同时GTK的一大特点是,在C语言层面实现了面向对象的特性。GTK是完全免费的,而且基于LGPL协议,这可以保证私有软件通过链接使用GTK可以不把软件源代码开放,对商业应用较友好,这跟GPL协议是不一样的。也正是LGPL协议,使得早些年Gnome(基于GTK编写)风头胜过KDE(基于QT编写)。
3.开发流程
3.1 GTK初始化和摄像头初始化
初始化GTK,创建窗口,初始化摄像头设备,检测摄像头设备是否正常。
int main(int argc,char **argv) { GtkWidget *dialog; /*gtk初始化*/ gtk_init(&argc,&argv); /*创建窗口*/ window=gtk_window_new(GTK_WINDOW_TOPLEVEL); gtk_window_set_title(GTK_WINDOW(window),"人脸识别"); /*固定窗口大小*/ gtk_window_set_resizable (GTK_WINDOW(window),FALSE); /*设置窗口大小*/ gtk_widget_set_size_request(window,800,480); gtk_window_set_position(GTK_WINDOW(window),GTK_WIN_POS_CENTER_ALWAYS);//居中显示 /*连接信号*/ g_signal_connect(G_OBJECT(window),"destroy",G_CALLBACK(on_delete_event),NULL); /*创建标签*/ GdkColor color; color.red=0xffff; color.green=0; color.blue=0; label=gtk_label_new(""); /*设置字体大小和颜色*/ gtk_label_set_markup(GTK_LABEL(label),"正在启动摄像头,请稍等..."); g_timeout_add(500,timer_func, label);//开启定时器1s时间 gtk_label_set_justify (GTK_LABEL(label),GTK_JUSTIFY_CENTER); gtk_container_add(GTK_CONTAINER(window), label); gtk_widget_show(label); change_background(window, 800, 480, "1.bmp"); gtk_widget_show(window); gtk_main(); return 0; }
在定时器中等待摄像头启动成功,完成人脸识别UI界面配置。
等待摄像头启动界面
摄像头启动成功界面
/*定时器处理函数*/ GtkWidget *window; gboolean timer_func(gpointer data) { GtkWidget *widget=(GtkWidget *)data; int ret; ret=Camera_Init(&video_info); if(ret==0) { g_print("摄像头启动成功n"); gtk_widget_destroy(label);//关闭对话框 GtkWidget *hbox; GtkWidget *vbox,*box; GtkWidget *button; GtkTooltips *tiptool; /*图像宽高*/ width=video_info.image_w; height=video_info.image_h; rgbbuf=malloc(width*height*3); jpg_data=malloc(width*height*3);//保存RGB颜色数据 imagebase64_data=malloc((height*width*3)*8/6);/*base64编码后数据*/ /*创建横向盒*/ hbox=gtk_hbox_new(FALSE,0); gtk_container_add(GTK_CONTAINER(window),hbox); gtk_widget_show(hbox); /*初始化gdk的rgb*/ gdk_rgb_init(); /*将gdk视件和颜色表放入gtk构件中*/ gtk_widget_push_visual(gdk_rgb_get_visual()); gtk_widget_push_colormap(gdk_rgb_get_cmap()); /*创建绘图区域*/ drawarea=gtk_drawing_area_new(); gtk_widget_pop_visual(); gtk_widget_pop_colormap(); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(hbox),drawarea,FALSE,FALSE,0); g_signal_connect(G_OBJECT(drawarea),"expose_event",G_CALLBACK(draw_image),NULL); guint id=gtk_idle_add((GtkFunction)read_data,NULL); /*设置窗口大小*/ gtk_widget_set_size_request(GTK_WIDGET(drawarea),width,height); /*创建纵向盒*/ vbox=gtk_vbox_new(FALSE,0); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(hbox),vbox,TRUE,FALSE,0); gtk_widget_show(vbox); /*人脸注册时输入姓名*/ box=gtk_hbox_new(FALSE,0); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(vbox),box,FALSE,TRUE,30); gtk_widget_show(box); label=gtk_label_new("姓名:"); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(box),label,FALSE,TRUE,0); gtk_widget_show(label); /*创建输入文本框*/ entry1=gtk_entry_new(); /*设置输入文本框尺寸*/ gtk_widget_set_size_request(entry1,120,-1); gtk_entry_set_max_length(GTK_ENTRY(entry1),20); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(box),entry1,FALSE,FALSE,0); g_signal_connect(G_OBJECT(entry1),"key-press-event", G_CALLBACK(entry_callback),"1"); gtk_widget_show(entry1); /*创建提示对象工具*/ tiptool=gtk_tooltips_new(); /*添加提示信息到按钮*/ gtk_tooltips_set_tip(tiptool,entry1,"填写姓名",NULL); /*人脸注册时输入手机号*/ box=gtk_hbox_new(FALSE,0); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(vbox),box,FALSE,TRUE,15); gtk_widget_show(box); label=gtk_label_new("电话:"); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(box),label,FALSE,TRUE,0); gtk_widget_show(label); /*创建输入文本框*/ entry2=gtk_entry_new(); /*设置输入文本框尺寸*/ gtk_widget_set_size_request(entry2,120,-1); gtk_entry_set_max_length(GTK_ENTRY(entry2),20); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(box),entry2,FALSE,FALSE,0); g_signal_connect(G_OBJECT(entry2),"key-press-event", G_CALLBACK(entry_callback),"2"); gtk_widget_show(entry2); /*创建提示对象工具*/ tiptool=gtk_tooltips_new(); /*添加提示信息到按钮*/ gtk_tooltips_set_tip(tiptool,entry2,"填写手机号",NULL); /*设置标签,用于显示状态信息*/ box=gtk_hbox_new(FALSE,0); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(vbox),box,FALSE,FALSE,80); gtk_widget_show(box); label=gtk_label_new(""); gtk_label_set_justify (GTK_LABEL(label),GTK_JUSTIFY_CENTER); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(box),label,TRUE,FALSE,20); gtk_widget_show(label); box=gtk_hbox_new(FALSE,0); gtk_box_pack_end(GTK_BOX(vbox),box,FALSE,FALSE,20); gtk_widget_show(box); button=gtk_button_new_with_label("人脸识别"); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(box),button,TRUE,TRUE,0); g_signal_connect(G_OBJECT(button),"clicked",G_CALLBACK(button_callback),"1"); gtk_widget_show(button); box=gtk_hbox_new(FALSE,0); gtk_box_pack_end(GTK_BOX(vbox),box,FALSE,FALSE,20); gtk_widget_show(box); button=gtk_button_new_with_label("人脸注册"); gtk_box_pack_start(GTK_BOX(box),button,TRUE,TRUE,0); g_signal_connect(G_OBJECT(button),"clicked",G_CALLBACK(button_callback),"2"); gtk_widget_show(button); gtk_widget_show_all(window); return FALSE;//返回FALSE结束定时器 } g_print("摄像头打开失败ret=%dn",ret); gtk_label_set_markup(GTK_LABEL(widget),"摄像头启动失败,请检测设备是否正常!"); return TRUE;//返回TURE继续触发定时器 }
6.2 人脸识别和人脸注册
将摄像头采集的图像进行Base64编码,然后调用百度AI接口进行人脸注册和人脸比对。
1.百度智能云接口及简介
/*按钮处理函数*/ void button_callback(GtkWidget *widget,gpointer data) { gint res=0; gchar format_data[512]; gchar *p=(gchar *)data; guint size=(height*width*3)*8/6; gchar *imagebase64=malloc(size);/*base64编码后数据*/ if(strcmp(p,"1"))//人脸注册 { g_print("人脸注册n"); /*保证线程安全,上锁*/ gdk_threads_enter(); memcpy(imagebase64,imagebase64_data,size); /*保证线程安全,释放*/ gdk_threads_leave(); if(user_info.name[0]=='' || user_info.phone[0]=='' || strlen(user_info.phone)!=11) { //g_print("请正常填写名字手机号码n"); gtk_label_set_markup(GTK_LABEL(label),"请正常填写名字n手机号码"); //开启定时器1s时间 time_flag=g_timeout_add(1000,timer_func2,label); free(imagebase64); return ; } /*人脸注册*/ g_print("phone:%s,name:%sn",user_info.phone,user_info.name); snprintf(format_data,512,""group_id":"wbyq","user_id":"%s","user_info":"%s","quality_control":"LOW","liveness_control":"NORMAL"}",user_info.phone,user_info.name); g_print("format=%sn",format_data); faceDetect(request_url,access_token,imagebase64,format_data); if(res)/*访问服务器失败*/ { gtk_label_set_markup(GTK_LABEL(label),"注册失败"); } /* {"error_code":0,"error_msg":"SUCCESS","log_id":9465001899925,"timestamp":1641801995,"cached":0,"result":{"face_token":"66d2d1512ec57835ec4ef25ed95bec77", "location":{"left":265.38,"top":251.49,"width":201,"height":192,"rotation":0}}} */ else if(JsonData_analysis(platform_data,""error_msg"",format_data))/*查找“error_msg”标志失败*/ { gtk_label_set_markup(GTK_LABEL(label),"注册失败"); } else if(strcmp(format_data,"SUCCESS"))/*返回状态标志失败*/ { gtk_label_set_markup(GTK_LABEL(label),"注册失败"); } else gtk_label_set_markup(GTK_LABEL(label),"注册成功"); } else if(strcmp(p,"2"))//人脸识别 { if(time_flag)g_source_remove(time_flag);//关闭定时器 /*保证线程安全,上锁*/ gdk_threads_enter(); memcpy(imagebase64,imagebase64_data,size); /*保证线程安全,释放*/ gdk_threads_leave(); snprintf(format_data,sizeof(format_data),""group_id_list":"wbyq","quality_control":"LOW","liveness_control":"NORMAL"}"); res=faceDetect(face_search,access_token,imagebase64,format_data);//人脸比对 if(res==0) { struct USER user_data; if(Josn_faceSearch(platform_data,&user_data)) { //g_print("比对失败n"); gtk_label_set_markup(GTK_LABEL(label),"请重试"); gtk_entry_set_text(GTK_ENTRY(entry1),""); gtk_entry_set_text(GTK_ENTRY(entry2),""); } else { //g_print("比对成功:%sn",format_data); gtk_label_set_markup(GTK_LABEL(label),"识别成功"); gtk_entry_set_text(GTK_ENTRY(entry1),user_data.name); gtk_entry_set_text(GTK_ENTRY(entry2),user_data.phone); } } } free(imagebase64); }
3.3 base64格式编码
Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一,Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。可查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的详细规范。
Base64编码是从二进制到字符的过程,可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。采用Base64编码具有不可读性,需要解码后才能阅读。
Base64由于以上优点被广泛应用于计算机的各个领域,然而由于输出内容中包括两个以上“符号类”字符(+, /, =),不同的应用场景又分别研制了Base64的各种“变种”。为统一和规范化Base64的输出,Base62x被视为无符号化的改进版本。
Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节(38 = 46 = 24),然后把6Bit再添两位高位0,组成四个8Bit的字节,也就是说,转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。
3.3.1 base64编码示例
static const char * base64char = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"; char * base64_encode( const unsigned char * bindata, char * base64, int binlength ) { int i, j; unsigned char current; for ( i = 0, j = 0 ; i < binlength ; i += 3 ) { current = (bindata[i] >> 2) ; current &= (unsigned char)0x3F; base64[j++] = base64char[(int)current]; current = ( (unsigned char)(bindata[i] << 4 ) ) & ( (unsigned char)0x30 ) ; if ( i + 1 >= binlength ) { base64[j++] = base64char[(int)current]; base64[j++] = '='; base64[j++] = '='; break; } current |= ( (unsigned char)(bindata[i+1] >> 4) ) & ( (unsigned char) 0x0F ); base64[j++] = base64char[(int)current]; current = ( (unsigned char)(bindata[i+1] << 2) ) & ( (unsigned char)0x3C ) ; if ( i + 2 >= binlength ) { base64[j++] = base64char[(int)current]; base64[j++] = '='; break; } current |= ( (unsigned char)(bindata[i+2] >> 6) ) & ( (unsigned char) 0x03 ); base64[j++] = base64char[(int)current]; current = ( (unsigned char)bindata[i+2] ) & ( (unsigned char)0x3F ) ; base64[j++] = base64char[(int)current]; } base64[j] = ''; return base64; }
3.3.2 base64解码示例
int base64_decode( const char * base64, unsigned char * bindata ) { int i, j; unsigned char k; unsigned char temp[4]; for ( i = 0, j = 0; base64[i] != '' ; i += 4 ) { memset( temp, 0xFF, sizeof(temp) ); for ( k = 0 ; k < 64 ; k ++ ) { if ( base64char[k] == base64[i] ) temp[0]= k; } for ( k = 0 ; k < 64 ; k ++ ) { if ( base64char[k] == base64[i+1] ) temp[1]= k; } for ( k = 0 ; k < 64 ; k ++ ) { if ( base64char[k] == base64[i+2] ) temp[2]= k; } for ( k = 0 ; k < 64 ; k ++ ) { if ( base64char[k] == base64[i+3] ) temp[3]= k; } bindata[j++] = ((unsigned char)(((unsigned char)(temp[0] << 2))&0xFC)) | ((unsigned char)((unsigned char)(temp[1]>>4)&0x03)); if ( base64[i+2] == '=' ) break; bindata[j++] = ((unsigned char)(((unsigned char)(temp[1] << 4))&0xF0)) | ((unsigned char)((unsigned char)(temp[2]>>2)&0x0F)); if ( base64[i+3] == '=' ) break; bindata[j++] = ((unsigned char)(((unsigned char)(temp[2] << 6))&0xF0)) | ((unsigned char)(temp[3]&0x3F)); } return j; }
3.4 CJSON格式数据解析
JSON(JavaScript Object Notation, JS对象简谱)是一种轻量级的数据交换格式。它基于 ECMAScript(European Computer Manufacturers Association, 欧洲计算机协会制定的js规范)的一个子集,采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。简洁和清晰的层次结构使得 JSON 成为理想的数据交换语言。 易于人阅读和编写,同时也易于机器解析和生成,并有效地提升网络传输效率
JSON是一个标记符的序列。这套标记符包含六个构造字符、字符串、数字和三个字面名。
JSON是一个序列化的对象或数组。
JSON格式数据解析示例
/******************json数据解析**************** 形参:u8* buff原始数据 u8 *flag数据标志 u8 *data解析获取到的数据 返回值:0---成功,其他值---失败 ************************************************/ guchar JsonData_analysis(guchar* buff,guchar *flag,guchar *data) { guchar *p=NULL; guint i=0; p=strstr((char *)buff,(char *)flag); if(p) { p+=strlen((char *)flag)+2; i=0; while(*p!='"' && *p!='') { data[i++]=*p++; } data[i]=''; return 0; } else return -1; } /* josn数据解析 buff --要解析的内 user_info--解析成功返回用户名和id 返回值:成功返回0,失败返回其它值 */ int Josn_faceSearch(const char *buff,struct USER *user_info) { /* data={"error_code":0,"error_msg":"SUCCESS","log_id":2014555550012,"timestamp":1641792320,"cached":0, "result":{"face_token":"6473abd658b76d6843de9a0820aeb2d2","user_list":[{"group_id":"wbyq","user_id":"18172864683","user_info":"u738bu65b0u6c34","score":99.232490539551}]}} */ /*创建cJSON对象*/ cJSON *root=cJSON_CreateObject(); char *p=strstr(buff,"{"error_code""); root=cJSON_Parse(p);/*载入JSON数据*/ if(root==NULL)return -1; /*2.解析字段*/ cJSON *item; item=cJSON_GetObjectItem(root,"error_msg"); if(item) { printf("error_code:%sn",item->valuestring); if(strcmp(item->valuestring,"SUCCESS"))return -2; } item=cJSON_GetObjectItem(root,"result"); if(item) { item=cJSON_GetObjectItem(item,"user_list"); cJSON *array_item=cJSON_GetArrayItem(item,0); if(array_item==NULL)return -1; cJSON *obj=cJSON_GetObjectItem(array_item,"user_info"); if(obj)printf("info=%sn",obj->valuestring); strcpy(user_info->name,obj->valuestring); obj=cJSON_GetObjectItem(array_item,"user_id"); strcpy(user_info->phone,obj->valuestring); } cJSON_Delete(root);//释放空间 return 0; }
4.人脸识别和人脸注册运行效果
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