智能家居手势识别，只需百度AI即可搞定

上次我尝试做了一个给眼镜加特效，针对的是静态图像，具体文章参考 https://ai.baidu.com/forum/topic/show/942890 。

这次我尝试在视频中加眼镜特效，并且加上手势识别，不同的手势佩戴不同的眼镜。接下来将介绍手势识别接口，并介绍如何接入。

手势识别接口

接口描述
识别图片中的手势类型，返回手势名称、手势矩形框、概率分数，可识别24种常见手势，适用于手势特效、智能家居手势交互等场景。

支持的24类手势列表：拳头、OK、祈祷、作揖、作别、单手比心、点赞、Diss、我爱你、掌心向上、双手比心（3种）、数字（9种）、Rock、竖中指。

注：

• 上述24类以外的其他手势会划分到other类。
• 除识别手势外，若图像中检测到人脸，会同时返回人脸框位置。

人体分析的请求方式和人脸识别的请求方式有所不同，具体的使用说明参见文档 https://ai.baidu.com/docs#/Body-API/27495b11

请求格式
POST 方式调用，请求 URL 为 https://aip.baidubce.com/rest/2.0/image-classify/v1/gesture ，Content-Type 为 application/x-www-form-urlencoded，然后通过 urlencode 格式化请求体。

请求参数

返回说明

返回示例

{
        "log_id": 4466502370458351471,
    	"result_num": 2,
    	"result": [{
    		"probability": 0.9844077229499817,
    		"top": 20,
    		"height": 156,
    		"classname": "Face",
    		"width": 116,
    		"left": 173
    	},
    	{
    		"probability": 0.4679304957389832,
    		"top": 157,
    		"height": 106,
    		"classname": "Heart_2",
    		"width": 177,
    		"left": 183
    	}]
    }

实例

1. 创建应用
由于戴眼镜是使用的人脸识别的接口，手势识别是人体分析的接口，因此为了将手势识别应用到戴眼镜特效中，需要在创建人脸识别应用时勾选人体分析的手势识别。

首先进入“控制台”的“人脸识别”，然后“创建应用”。

然后填上“应用名称”和“应用描述”，并且接口勾选上“人体分析”下的“手势识别”。

之后点击“立即创建”，创建好之后我们就能够获取到应用的 “API key” 和 “Secret key”，用于后面获取 “token key”。

2.获取 token key
通过 API Key 和 Secret Key 获取的 access_token。更多关于 access_token 的获取方法参考 http://ai.baidu.com/docs#/Auth/top。

下面代码是 python3 获取 access_token 的代码

def get_token_key():
    # client_id 为官网获取的AK， client_secret 为官网获取的SK
    client_id = '【百度云应用的AK】'  # API key
    client_secret = '【百度云应用的SK】'  # Secret key
    url = f'https://aip.baidubce.com/oauth/2.0/token?grant_type=client_credentials' \
        f'&client_id={client_id}&client_secret={client_secret}'
    headers = {'Content-Type': 'application/json; charset=UTF-8'}
    res = requests.post(url, headers=headers)
    token_content = res.json()
    assert "error" not in token_content, f"{token_content['error_description']}"
    token_key = token_content['access_token']
    return token_key

3.调用手势识别接口
调用手势识别接口的 python3 代码实现如下：

def get_hand_info(image_base64, token_key):
    request_url = "https://aip.baidubce.com/rest/2.0/image-classify/v1/gesture"
    params_d = dict()
    params_d['image'] = str(image_base64, encoding='utf-8')
    access_token = token_key
    request_url = request_url + "?access_token=" + access_token
    res = requests.post(url=request_url,
                        data=params_d,
                        headers={'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded'})
    data = res.json()
    assert 'error_code' not in data, f'Error: {data["error_msg"]}'
    return data

正确调用接口获取到数据之后，我们可以得到一些想要的信息。例如：获取检测的类别的数量、各个类别的类别名以及边框。

def get_hand_num(data):
    return data['result_num']

def get_hand_cls_and_bbox(data):
    result = list()
    cls_list = list()
    hand_num = get_hand_num(data)
    for i in range(hand_num):
        res_dict = data['result'][i]
        cls = res_dict['classname']
        cls_list.append(cls)
        bbox = [res_dict['left'], res_dict['top'], res_dict['width'], res_dict['height']]
        res = [cls] + bbox
        result.append(res)
    return result, cls_list

案例代码与说明
整个案例的核心代码如下：(由于人脸识别的 QPS 为 2，因此在显示图像时使用了 cv2.waitKey(500)，所以这个应用看起来不是很流畅)

import cv2
from util import pic_base64, get_face_info, get_face_location, get_face_num, frame2base64, get_hand_info
from pprint import pprint
import util
import face_util
import gesture_util
import os
import random

token_key = '【获取的 token key】'
glasses_img = ['images/glasses/'+img for img in os.listdir('images/glasses')]

glasses = cv2.imread('images/glasses/glasses6.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED)

cap = cv2.VideoCapture(0)
while True:
    _, image = cap.read()
    detect_img = image.copy()
    gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    image_base64 = frame2base64(image)
    face_data = get_face_info(image_base64, token_key)
    hand_data = get_hand_info(image_base64, token_key)
    _, cls_list = util.get_hand_cls_and_bbox(hand_data)
    if face_data:
        location = get_face_location(face_data)
        face_num = util.get_face_num(face_data)
        landmark4 = util.get_landmark4(face_data)
        if util.compare_hand(cls_list, 'Heart_single'):
            detect_img = gesture_util.draw_heart_single(detect_img)
        if util.compare_hand(cls_list, 'Ok'):
            detect_img = gesture_util.draw_firework(detect_img)
        if util.compare_hand(cls_list, 'One'):
            glasses = cv2.imread(glasses_img[1], cv2.IMREAD_UNCHANGED)
            detect_img = gesture_util.draw_one(detect_img)
        if util.compare_hand(cls_list, 'Two'):
            glasses = cv2.imread(glasses_img[2], cv2.IMREAD_UNCHANGED)
            detect_img = gesture_util.draw_two(detect_img)
        if util.compare_hand(cls_list, 'Three'):
            glasses = cv2.imread(glasses_img[3], cv2.IMREAD_UNCHANGED)
            detect_img = gesture_util.draw_three(detect_img)
        if util.compare_hand(cls_list, 'Four'):
            glasses = cv2.imread(glasses_img[4], cv2.IMREAD_UNCHANGED)
            detect_img = gesture_util.draw_four(detect_img)
        if util.compare_hand(cls_list, 'Five'):
            glasses = cv2.imread(glasses_img[5], cv2.IMREAD_UNCHANGED)
            detect_img = gesture_util.draw_five(detect_img)
        if util.compare_hand(cls_list, 'Fist'):
            glasses = cv2.imread(glasses_img[random.randint(0, len(glasses_img)-1)], cv2.IMREAD_UNCHANGED)
        if util.compare_hand(cls_list, 'ILY'):
            detect_img = gesture_util.draw_love(detect_img)

        detect_img = face_util.wear_glasses(detect_img, glasses, face_num, landmark4)
        detect_img = cv2.flip(detect_img, 1)
    else:
        detect_img = cv2.flip(detect_img, 1)
    # for i, cls in enumerate(cls_list):
    #     if cls != 'Face':
    #         cv2.putText(detect_img, cls, (50, 50 + 100 * i), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.6, (0, 255, 255), 2)
    cv2.imshow('pic', detect_img)
    key = cv2.waitKey(500) & 0xFF
    if key == ord('q'):
        break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

该代码主要识别数字1-5、比心、OK、单手我爱你和拳头手势，数字1-5对应不同类型的眼镜，拳头代表随机更换眼镜，比心会在界面上画出心❤，OK会在界面上展示一些烟花，单手我爱你展示爱你的表情。

下面是一些截图展示：

one：

two:

three:

four:

five:

OK:

比心：

我爱你：

项目代码地址： https://github.com/busyboxs/baiduAIFace ，修改好自己的 API key 和 Secret Key 之后直接执行 camera_face 即可。

作者：busyboxs