Raspberry Piで OpenCVの Haar Cascade Object Detectionでリアルタイムにカメラ映像の顔検出を行なってみる

pi@raspberrypi:~/pytorch $ uname -a
Linux raspberrypi 4.14.50-v7+ #1122 SMP Tue Jun 19 12:26:26 BST 2018 armv7l GNU/Linux

# お決まりの sudo apt-get updateで最新状態に更新する
sudo apt-get update

#
cd
mkdir Face
cd Face

# 必要なライブラリをダウンロードする Python3系用
pip3 install numpy
pip3 install opencv-python

# 検出定義ファイルをダウンロードする
wget https://github.com/opencv/opencv/raw/master/data/haarcascades/haarcascade_frontalface_default.xml
wget https://github.com/opencv/opencv/raw/master/data/haarcascades/haarcascade_eye.xml

# face.pyを作成する
nano face.py

import numpy as np
import cv2

# multiple cascades: https://github.com/Itseez/opencv/tree/master/data/haarcascades

#https://github.com/Itseez/opencv/blob/master/data/haarcascades/haarcascade_frontalface_default.xml
face_cascade = cv2.CascadeClassifier('haarcascade_frontalface_default.xml')
#https://github.com/Itseez/opencv/blob/master/data/haarcascades/haarcascade_eye.xml
eye_cascade = cv2.CascadeClassifier('haarcascade_eye.xml')

cap = cv2.VideoCapture(0)

while 1:
    ret, img = cap.read()
    gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, 1.3, 5)

    for (x,y,w,h) in faces:
        cv2.rectangle(img,(x,y),(x+w,y+h),(255,0,0),2)
        roi_gray = gray[y:y+h, x:x+w]
        roi_color = img[y:y+h, x:x+w]

        eyes = eye_cascade.detectMultiScale(roi_gray)
        for (ex,ey,ew,eh) in eyes:
            cv2.rectangle(roi_color,(ex,ey),(ex+ew,ey+eh),(0,255,0),2)

    cv2.imshow('img',img)
    k = cv2.waitKey(30) & 0xff
    if k == 27:
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

pi@raspberrypi:~/Face $ ls -l
-rw-r--r-- 1 pi pi   1060 Aug 20 14:59 face.py
-rw-r--r-- 1 pi pi 341406 Aug 20 14:59 haarcascade_eye.xml
-rw-r--r-- 1 pi pi 930127 Aug 20 14:59 haarcascade_frontalface_default.xml

# python3 face.pyで動かす
python3 face.py

# Original error was: libf77blas.so.3: cannot open shared object file: No such file or directory
sudo apt-get -y install libatlas-base-dev

# ImportError: libjasper.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
sudo apt-get -y install libjasper-dev

# ImportError: libQtGui.so.4: cannot open shared object file: No such file or directory
sudo apt-get -y install libqtgui4

# ImportError: libQtTest.so.4: cannot open shared object file: No such file or directory
sudo apt-get -y install libqt4-test

# USBカメラが無い場合に怒られる
# VIDEOIO ERROR: V4L: can't open camera by index 0
# Traceback (most recent call last):
#   File "face.py", line 15, in <module>
#     gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# cv2.error: OpenCV(3.4.2) /home/pi/packaging/opencv-python/opencv/modules/imgproc/src/color.hpp:253: error: (-215:Assertion failed) VScn::contains(scn) && VDcn::contains(dcn) && VDepth::contains(depth) in function 'CvtHelper'

pi@raspberrypi:~/Face $ lsusb
Bus 001 Device 004: ID 0424:7800 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 003: ID 0424:2514 Standard Microsystems Corp. USB 2.0 Hub
Bus 001 Device 002: ID 0424:2514 Standard Microsystems Corp. USB 2.0 Hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

# USBカメラをラズパイの USB端子に差し込む
# Bus 001 Device 004: ID 1908:2310 GEMBIRDで USBカメラを認識する
pi@raspberrypi:~ $ lsusb
Bus 001 Device 004: ID 1908:2310 GEMBIRD
Bus 001 Device 005: ID 0424:7800 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 003: ID 0424:2514 Standard Microsystems Corp. USB 2.0 Hub
Bus 001 Device 002: ID 0424:2514 Standard Microsystems Corp. USB 2.0 Hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

 pi@raspberrypi:~/Face $ python3 face.py
# : cannot connect to X server
# SSHのターミナルで動かすと「画面が無えよ！」で怒られます

# ラズパイの X Window Systemを動かす
sudo systemctl start lightdm

# ラズパイの X Window Systemのターミナルから実行する
cd Face
python3 face.py

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