Qt音视频开发42-人脸识别客户端

一、前言

人脸识别客户端程序，不需要和人脸识别相关的库在一起，而是通过协议通信来和人脸识别服务端通信交互，人脸识别客户端和服务端程序框架，主要是为了提供一套通用的框架，按照定好的协议，实现人脸识别的相关处理，很多厂家都会有也都会做类似的机制，以便第三方厂家或者自家的其他设备按照这个通信协议来处理，比如客户端程序可以在PC机上，也可以是网页，还可以是安卓客户端，前端设备比如人工访客机，访客机本地是不需要做人脸识别等处理的，而是发送到服务端处理完以后再拿到结果进行展示，这样就可以利用服务端强大的运算能力。

自定义人脸识别协议功能：

1. 离线使用，同时支持百度的离线包和嵌入式linux人脸识别静态库。
2. 支持多个连接并发，自动排队处理，返回的时候带上唯一标识区分。
3. 传入单张图片返回人脸区域。
4. 传入单张图片返回人脸特征值。
5. 传入单张图片或者多张图片返回是否是活体。
6. 传入两张图片返回比对结果。
7. 传入两个特征值返回比对结果。
8. 传入单张图片添加人脸。
9. 指定唯一标识符删除人脸。
10. 传入单张照片返回相似度最大的人脸信息。
11. 修改人脸服务的配置参数比如是否快速查找、人脸占比等。

二、功能特点

1. 支持的功能包括人脸识别、人脸比对、人脸搜索、活体检测等。
2. 在线版还支持身份证、驾驶证、行驶证、银行卡等识别。
3. 在线版的协议支持百度、旷视，离线版的支持百度，可定制。
4. 除了支持X86架构，还支持嵌入式linux比如contex-A9、树莓派等。
5. 每个功能的执行除了返回结果还返回执行用时时间。
6. 多线程处理，通过type控制当前处理类型。
7. 支持单张图片检索相似度最高的图片。
8. 支持指定目录图片用来生成人脸特征值文件。
9. 可设置等待处理图片队列中的数量。
10. 每次执行都有成功或者失败的信号返回。
11. 人脸搜索的返回结果包含了原图+最大相似度图+相似度等。
12. 人脸比对同时支持两张图片和两个特征值比对。
13. 相关功能自定义一套协议用于客户端和服务端，可以通过TCP通信进行交互。
14. 自定义人脸识别协议非常适用于中心一台服务器，现场若干设备请求的场景。
15. 每个模块全部是独立的一个类，代码整洁、注释完善。

三、效果图

四、相关站点

1. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo
2. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo
3. 个人主页：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
4. 知乎主页：https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
5. 体验地址：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652

五、核心代码

FaceSdkClient::FaceSdkClient(QObject *parent) : QObject(parent)
{
    isOk = false;
    timeout = 10;
    lastTime = QDateTime::currentDateTime();

    //随机生成IP用于测试
    clientIP = QString("192.168.1.%1").arg(qrand() % 255);
    serverIP = "192.168.1.239";
    serverPort = 6662;

    //实例化连接对象
    tcpSocket = new QTcpSocket(this);
    connect(tcpSocket, SIGNAL(connected()), this, SLOT(connected()));
    connect(tcpSocket, SIGNAL(disconnected()), this, SLOT(disconnected()));
    connect(tcpSocket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readData()));

    //定时器处理数据
    timerData = new QTimer(this);
    connect(timerData, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(checkData()));
    timerData->setInterval(100);

    //定时器处理重连
    timerConn = new QTimer(this);
    connect(timerConn, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(checkConn()));
    timerConn->setInterval(3000);

    //定时器发送心跳
    timerHeart = new QTimer(this);
    connect(timerHeart, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(sendHeart()));
    timerHeart->setInterval(2000);
}

void FaceSdkClient::connected()
{
    isOk = true;
    sendHeart();
}

void FaceSdkClient::disconnected()
{
    isOk = false;
    emit receiveAnaly(serverIP, "服务器断开");
}

void FaceSdkClient::checkConn()
{
    QDateTime now = QDateTime::currentDateTime();
    if (lastTime.secsTo(now) >= timeout) {
        isOk = false;
        start();
        emit receiveAnaly(serverIP, "重连服务器");
    }
}

void FaceSdkClient::readData()
{
    lastTime = QDateTime::currentDateTime();
    QMutexLocker locker(&mutex);
    buffer.append(tcpSocket->readAll());
}

void FaceSdkClient::checkData()
{
    QMutexLocker locker(&mutex);
    QDomDocument dom;
    if (!DeviceFun::getReceiveXmlData(buffer, dom, "IFACE:", 10)) {
        return;
    }

    //逐个取出节点判断数据
    emit receiveData(serverIP, dom.toString());
    QDomElement element = dom.documentElement();
    if (element.tagName() == "FaceServer") {
        //查找时间字段属性
        QString nowTime = element.attribute("NowTime");
        QString year, month, day, hour, min, sec;
        DeviceFun::getNowTime(nowTime, year, month, day, hour, min, sec);
        //QUIHelper::setSystemDateTime(year, month, day, hour, min, sec);

        //根据子节点处理
        QDomNode childNode = element.firstChild();
        QString name = childNode.nodeName();
        QString value = element.text();
        //qDebug() << TIMEMS << name << value;

        //取出faceID和耗时
        element = childNode.toElement();
        QString faceID = element.attribute("FaceID");
        int msec = element.attribute("TimeUsed").toInt();

        if (name == "Msg") {
            if (value.startsWith("Init Face Finsh")) {
                emit receiveFaceFeatureFinsh();
            } else if (value.startsWith("Find Face Rect Fail")) {
                emit receiveFaceRectFail(faceID);
            } else if (value.startsWith("Find Face Feature Fail")) {
                emit receiveFaceFeatureFail(faceID);
            } else if (value.startsWith("Find Face Compare Fail")) {
                emit receiveFaceCompareFail(faceID);
            } else if (value.startsWith("Find Face Live Fail")) {
                emit receiveFaceLiveFail(faceID);
            } else if (value.startsWith("Image Size Is Too Large")) {
                emit receiveAnaly(serverIP, "图片尺寸过大");
            } else {
                emit receiveAnaly(serverIP, value);
            }
        } else if (name == "FaceRect") {
            QStringList list = value.split(",");
            QRect faceRect(list.at(0).toInt(), list.at(1).toInt(), list.at(2).toInt(), list.at(3).toInt());
            emit receiveFaceRect(faceID, faceRect, msec);
        } else if (name == "FaceFeature") {
            QStringList list = value.split("|");
            QList<float> feature;
            for (int i = 0; i < 256; i++) {
                feature << list.at(i).toFloat();
            }

            emit receiveFaceFeature(faceID, feature, msec);
        } else if (name == "FaceLive") {
            float result = element.attribute("Result").toFloat();
            emit receiveFaceLive(faceID, result, msec);
        } else if (name == "FaceCompare") {
            float result = element.attribute("Result").toFloat();
            emit receiveFaceCompare(faceID, result, msec);
        } else if (name == "FaceCompareOne") {
            QStringList list = value.split("|");
            QImage image1 = DeviceFun::getImage(list.at(0));
            QImage image2 = DeviceFun::getImage(list.at(1));
            QString targetName = element.attribute("TargetName");
            float result = element.attribute("Result").toFloat();
            emit receiveFaceCompareOne(faceID, image1, image2, targetName, result, msec);
        } else if (name == "FaceConfig") {
            QString findFast = element.attribute("FindFast");
            QString facePercent = element.attribute("FacePercent");
            QString info = QString("模式: %1  比例: %2").arg(findFast == "true" ? "快速模式" : "正常模式").arg(facePercent);
            emit receiveAnaly(serverIP, "人脸配置  " + info);
        } else {
            emit receiveAnaly(serverIP, "心跳回复");
        }
    }
}

void FaceSdkClient::setClientIP(const QString &clientIP)
{
    this->clientIP = clientIP;
}

void FaceSdkClient::setServerIP(const QString &serverIP)
{
    this->serverIP = serverIP;
}

void FaceSdkClient::setServerPort(int serverPort)
{
    this->serverPort = serverPort;
}

bool FaceSdkClient::start()
{
    tcpSocket->abort();
    tcpSocket->connectToHost(serverIP, serverPort);

    timerData->start();
    timerConn->start();
    timerHeart->start();
    return true;
}

void FaceSdkClient::stop()
{
    tcpSocket->disconnectFromHost();

    timerData->stop();
    timerConn->stop();
    timerHeart->stop();
}

void FaceSdkClient::sendData(const QString &body)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    //构建xml字符串
    QStringList list;
    list.append(QString("<FaceClient DeviceIP=\"%1\">").arg(clientIP));
    list.append(body);
    list.append("</FaceClient>");

    QString data = DeviceFun::getSendXmlData(list.join(""), "IFACE:");
    tcpSocket->write(data.toUtf8());
    emit sendData(clientIP, data);
}

void FaceSdkClient::sendHeart()
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    sendData("<DeviceHeart/>");
    emit sendAnaly(clientIP, "发送心跳");
}

void FaceSdkClient::sendFindFace(const QString &faceID, const QImage &image)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QString data = QString("<FindFace FaceID=\"%1\">%2</FindFace>").arg(faceID).arg(DeviceFun::getImageData(image));
    sendData(data);
    emit sendAnaly(clientIP, "请求人脸区域");
}

void FaceSdkClient::sendFindFeature(const QString &faceID, const QImage &image)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QString data = QString("<FindFeature FaceID=\"%1\">%2</FindFeature>").arg(faceID).arg(DeviceFun::getImageData(image));
    sendData(data);
    emit sendAnaly(clientIP, "请求人脸特征");
}

void FaceSdkClient::sendFindLive(const QString &faceID, const QImage &image)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QString data = QString("<FindLive FaceID=\"%1\">%2</FindLive>").arg(faceID).arg(DeviceFun::getImageData(image));
    sendData(data);
    emit sendAnaly(clientIP, "请求活体检测");
}

void FaceSdkClient::sendCompareByImage(const QString &faceID1, const QImage &image1,
                                       const QString &faceID2, const QImage &image2)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QStringList list;
    list.append("<CompareByImage>");
    list.append(QString("<FaceImage1 FaceID=\"%1\">%2</FaceImage1>").arg(faceID1).arg(DeviceFun::getImageData(image1)));
    list.append(QString("<FaceImage2 FaceID=\"%1\">%2</FaceImage2>").arg(faceID2).arg(DeviceFun::getImageData(image2)));
    list.append("</CompareByImage>");

    sendData(list.join(""));
    emit sendAnaly(clientIP, "请求人脸比对");
}

void FaceSdkClient::sendCompareByFeature(const QString &faceID1, const QString &feature1,
        const QString &faceID2, const QString &feature2)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QStringList list;
    list.append("<CompareByFeature>");
    list.append(QString("<FaceFeature1 FaceID=\"%1\">%2</FaceFeature1>").arg(faceID1).arg(feature1));
    list.append(QString("<FaceFeature2 FaceID=\"%1\">%2</FaceFeature2>").arg(faceID2).arg(feature2));
    list.append("</CompareByFeature>");

    sendData(list.join(""));
    emit sendAnaly(clientIP, "请求人脸比对");
}

void FaceSdkClient::sendAppendFace(const QString &faceID, const QImage &image)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QString data = QString("<AppendFace FaceID=\"%1\">%2</AppendFace>").arg(faceID).arg(DeviceFun::getImageData(image));
    sendData(data);
    emit sendAnaly(clientIP, "添加人脸");
}

void FaceSdkClient::sendDeleteFace(const QString &faceID)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QString data = QString("<DeleteFace FaceID=\"%1\" />").arg(faceID);
    sendData(data);
    emit sendAnaly(clientIP, "删除人脸");
}

void FaceSdkClient::sendFindByImage(const QString &faceID, const QImage &image)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QString data = QString("<FindByImage FaceID=\"%1\">%2</FindByImage>").arg(faceID).arg(DeviceFun::getImageData(image));
    sendData(data);
    emit sendAnaly(clientIP, "查找最大人脸");
}

void FaceSdkClient::sendFindByFeature(const QString &faceID, const QString &feature)
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QString data = QString("<FindByFeature FaceID=\"%1\">%2</FindByFeature>").arg(faceID).arg(feature);
    sendData(data);
    emit sendAnaly(clientIP, "查找最大人脸");
}