Активация экранной магии вашим лицом в браузере
Вот и финал этой серии статей (ссылки на предыдущие части в
конце этого материала), в которой мы создавали в браузере фильтры в
стиле Snapchat, обучая модель ИИ понимать выражения лиц и добились
ещё большего, используя библиотеку Tensorflow.js и отслеживание
лиц.
Было бы здорово закончить, реализовав обнаружение движения на
лицах? Позвольте показать, как по ключевым точкам лица определять,
когда мы открываем рот и моргаем глазами, чтобы активировать
события, происходящие на экране.
Вы можете загрузить демоверсию этого проекта. Для обеспечения необходимой производительности может потребоваться включить в веб-браузере поддержку интерфейса WebGL. Вы также можете загрузить код и файлы для этой серии. Предполагается, что вы знакомы с JavaScript и HTML и имеете хотя бы базовое представление о нейронных сетях.
Обнаружение моргания глаз и открывания рта
Мы собираемся использовать ключевые точки лица, предоставляемые кодом отслеживания лиц, который мы разработали в первой статье этой серии, а также отслеживание лица в реальном времени, чтобы обнаружить моргание глаз и открывание рта.
Аннотированные точки лица дают достаточно информации, чтобы определить, когда глаза закрыты и когда открыт рот. Хитрость заключается в том, чтобы масштабировать положения с учетом относительного размера в анфас.
Для этого мы можем обратиться к удобному расстоянию между
глазами, чтобы аппроксимировать относительную шкалу в функции
trackFace:
async function trackFace() { ... faces.forEach( face => { const eyeDist = Math.sqrt( ( face.annotations.leftEyeUpper1[ 3 ][ 0 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 3 ][ 0 ] ) ** 2 + ( face.annotations.leftEyeUpper1[ 3 ][ 1 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 3 ][ 1 ] ) ** 2 + ( face.annotations.leftEyeUpper1[ 3 ][ 2 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 3 ][ 2 ] ) ** 2 ); const faceScale = eyeDist / 80; }); requestAnimationFrame( trackFace );}
Затем мы можем вычислить расстояние между верхней и нижней
частью как левого, так и правого глаза и использовать значение
faceScale для оценки момента пересечения порога. Мы
можем использовать аналогичный расчёт для обнаружения открывания
рта.
Взгляните:
async function trackFace() { ... let areEyesClosed = false, isMouthOpen = false; faces.forEach( face => { ... // Check for eyes closed const leftEyesDist = Math.sqrt( ( face.annotations.leftEyeLower1[ 4 ][ 0 ] - face.annotations.leftEyeUpper1[ 4 ][ 0 ] ) ** 2 + ( face.annotations.leftEyeLower1[ 4 ][ 1 ] - face.annotations.leftEyeUpper1[ 4 ][ 1 ] ) ** 2 + ( face.annotations.leftEyeLower1[ 4 ][ 2 ] - face.annotations.leftEyeUpper1[ 4 ][ 2 ] ) ** 2 ); const rightEyesDist = Math.sqrt( ( face.annotations.rightEyeLower1[ 4 ][ 0 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 4 ][ 0 ] ) ** 2 + ( face.annotations.rightEyeLower1[ 4 ][ 1 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 4 ][ 1 ] ) ** 2 + ( face.annotations.rightEyeLower1[ 4 ][ 2 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 4 ][ 2 ] ) ** 2 ); if( leftEyesDist / faceScale < 23.5 ) { areEyesClosed = true; } if( rightEyesDist / faceScale < 23.5 ) { areEyesClosed = true; } // Check for mouth open const lipsDist = Math.sqrt( ( face.annotations.lipsLowerInner[ 5 ][ 0 ] - face.annotations.lipsUpperInner[ 5 ][ 0 ] ) ** 2 + ( face.annotations.lipsLowerInner[ 5 ][ 1 ] - face.annotations.lipsUpperInner[ 5 ][ 1 ] ) ** 2 + ( face.annotations.lipsLowerInner[ 5 ][ 2 ] - face.annotations.lipsUpperInner[ 5 ][ 2 ] ) ** 2 ); // Scale to the relative face size if( lipsDist / faceScale > 20 ) { isMouthOpen = true; } }); setText( `Eyes: ${areEyesClosed} Mouth: ${isMouthOpen}` ); requestAnimationFrame( trackFace );}
Теперь мы готовы к обнаружению некоторых движений на лицах.
Время вечеринки с конфетти
На каждом празднике требуется конфетти, верно? Мы собираемся соединить виртуальное конфетти с моргающими глазами и открывающимся ртом, чтобы получилась настоящая вечеринка.
Для этого мы будем использовать библиотеку JavaScript с открытым исходным кодом, которая называется Party-JS. Включите её в верхней части своей страницы следующим образом:
<script src="http://personeltest.ru/aways/cdn.jsdelivr.net/npm/party-js@1.0.0/party.min.js"></script>
Давайте зададим глобальную переменную, по состоянию которой будем отслеживать запуск конфетти.
let didParty = false;
И последнее, но не менее важное: мы можем включать анимацию вечеринки, когда мы моргаем или открываем рот.
async function trackFace() { ... if( !didParty && ( areEyesClosed || isMouthOpen ) ) { party.screen(); } didParty = areEyesClosed || isMouthOpen; requestAnimationFrame( trackFace );}
А теперь время для вечеринки! Используя возможности отслеживания лиц и конфетти, вы запускаете вечеринку на экране по движению своих губ.
Этот проект не закончен без полного кода, на который вы могли бы взглянуть. Поэтому вот он:
Простыня с кодом
<html> <head> <title>Tracking Faces in the Browser with TensorFlow.js</title> <script src="http://personeltest.ru/aways/cdn.jsdelivr.net/npm/@tensorflow/tfjs@2.4.0/dist/tf.min.js"></script> <script src="http://personeltest.ru/aways/cdn.jsdelivr.net/npm/@tensorflow-models/face-landmarks-detection@0.0.1/dist/face-landmarks-detection.js"></script> <script src="http://personeltest.ru/aways/cdn.jsdelivr.net/npm/party-js@1.0.0/party.min.js"></script> </head> <body> <canvas id="output"></canvas> <video id="webcam" playsinline style=" visibility: hidden; width: auto; height: auto; "> </video> <h1 id="status">Loading...</h1> <script> function setText( text ) { document.getElementById( "status" ).innerText = text; } async function setupWebcam() { return new Promise( ( resolve, reject ) => { const webcamElement = document.getElementById( "webcam" ); const navigatorAny = navigator; navigator.getUserMedia = navigator.getUserMedia || navigatorAny.webkitGetUserMedia || navigatorAny.mozGetUserMedia || navigatorAny.msGetUserMedia; if( navigator.getUserMedia ) { navigator.getUserMedia( { video: true }, stream => { webcamElement.srcObject = stream; webcamElement.addEventListener( "loadeddata", resolve, false ); }, error => reject()); } else { reject(); } }); } let output = null; let model = null; let didParty = false; async function trackFace() { const video = document.getElementById( "webcam" ); const faces = await model.estimateFaces( { input: video, returnTensors: false, flipHorizontal: false, }); output.drawImage( video, 0, 0, video.width, video.height, 0, 0, video.width, video.height ); let areEyesClosed = false, isMouthOpen = false; faces.forEach( face => { const eyeDist = Math.sqrt( ( face.annotations.leftEyeUpper1[ 3 ][ 0 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 3 ][ 0 ] ) ** 2 + ( face.annotations.leftEyeUpper1[ 3 ][ 1 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 3 ][ 1 ] ) ** 2 + ( face.annotations.leftEyeUpper1[ 3 ][ 2 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 3 ][ 2 ] ) ** 2 ); const faceScale = eyeDist / 80; // Check for eyes closed const leftEyesDist = Math.sqrt( ( face.annotations.leftEyeLower1[ 4 ][ 0 ] - face.annotations.leftEyeUpper1[ 4 ][ 0 ] ) ** 2 + ( face.annotations.leftEyeLower1[ 4 ][ 1 ] - face.annotations.leftEyeUpper1[ 4 ][ 1 ] ) ** 2 + ( face.annotations.leftEyeLower1[ 4 ][ 2 ] - face.annotations.leftEyeUpper1[ 4 ][ 2 ] ) ** 2 ); const rightEyesDist = Math.sqrt( ( face.annotations.rightEyeLower1[ 4 ][ 0 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 4 ][ 0 ] ) ** 2 + ( face.annotations.rightEyeLower1[ 4 ][ 1 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 4 ][ 1 ] ) ** 2 + ( face.annotations.rightEyeLower1[ 4 ][ 2 ] - face.annotations.rightEyeUpper1[ 4 ][ 2 ] ) ** 2 ); if( leftEyesDist / faceScale < 23.5 ) { areEyesClosed = true; } if( rightEyesDist / faceScale < 23.5 ) { areEyesClosed = true; } // Check for mouth open const lipsDist = Math.sqrt( ( face.annotations.lipsLowerInner[ 5 ][ 0 ] - face.annotations.lipsUpperInner[ 5 ][ 0 ] ) ** 2 + ( face.annotations.lipsLowerInner[ 5 ][ 1 ] - face.annotations.lipsUpperInner[ 5 ][ 1 ] ) ** 2 + ( face.annotations.lipsLowerInner[ 5 ][ 2 ] - face.annotations.lipsUpperInner[ 5 ][ 2 ] ) ** 2 ); // Scale to the relative face size if( lipsDist / faceScale > 20 ) { isMouthOpen = true; } }); if( !didParty && ( areEyesClosed || isMouthOpen ) ) { party.screen(); } didParty = areEyesClosed || isMouthOpen; setText( `Eyes: ${areEyesClosed} Mouth: ${isMouthOpen}` ); requestAnimationFrame( trackFace ); } (async () => { await setupWebcam(); const video = document.getElementById( "webcam" ); video.play(); let videoWidth = video.videoWidth; let videoHeight = video.videoHeight; video.width = videoWidth; video.height = videoHeight; let canvas = document.getElementById( "output" ); canvas.width = video.width; canvas.height = video.height; output = canvas.getContext( "2d" ); output.translate( canvas.width, 0 ); output.scale( -1, 1 ); // Mirror cam output.fillStyle = "#fdffb6"; output.strokeStyle = "#fdffb6"; output.lineWidth = 2; // Load Face Landmarks Detection model = await faceLandmarksDetection.load( faceLandmarksDetection.SupportedPackages.mediapipeFacemesh ); setText( "Loaded!" ); trackFace(); })(); </script> </body></html>
Что дальше?
Собственно, на этом пока всё. В этой серии статей мы научились применять ИИ к лицам, чтобы отслеживать их в режиме реального времени, а также определять эмоции на лице и движения рта и глаз. Мы даже создали с нуля собственную игру с дополненной реальностью и виртуальными очками, и всё это работает в веб-браузере.
Хотя мы выбрали для применения забавные примеры, для этой технологии также существует множество приложений в бизнесе. Представьте продавца очков, который хочет позволить посетителям своего веб-сайта выбирать очки, примеряя их. Нетрудно представить, как вы будете использовать знания, приобретённые в этой серии статей, для создания нужных функциональных возможностей. Надеюсь, теперь у вас есть инструменты для создания более полезных решений с использованием ИИ и TensorFlow.js.
Попробуйте реализовать конфетти в проекте виртуальных очков. Проверьте, сможете ли вы применить обнаружение эмоций к фотоальбому.
И если эти серии статей вдохновят вас на создание ещё более крутых проектов, поделитесь ими в комментариях! Мы будем рады узнать о ваших проектах.
Удачи и удовольствия от программирования!
Узнайте подробности, как получить Level Up по навыкам и зарплате или востребованную профессию с нуля, пройдя онлайн-курсы SkillFactory со скидкой 40% и промокодомHABR, который даст еще +10% скидки на обучение.
Другие профессии и курсыПРОФЕССИИ
КУРС
