想知道未来孩子长相?Python人脸融合告诉你

和换脸算法的简单粗暴相比,人脸融合算法就要弹性的多。顾名思义,人脸融合是对两张人脸进行融合处理,生成的人脸同时具备两张人脸的外貌特征。人脸融合有什么实际意义呢?一个简单的应用就是用父母双方的脸部图片融合,得到未来孩子可能的长相。

本文通过百度AI开放平台的人脸融合功能来做一个简单的试验。

前期准备

账号注册

我们要使用百度AI开发平台的功能,必须先注册一个账号。访问 https://login.bce.baidu.com/ ,然后用你的百度账号登录就行。

登录之后,在左边的菜单栏依次选择“产品服务 -> 人工智能 -> 人脸识别”子菜单,进入到人脸识别的产品界面:

然后点击“创建应用”,填写“应用名称”和“应用描述”即可创建应用:

然后返回应用列表,就可以看到你创建的应用:

创建完应用,你需要将 API Key 和 Secret Key 记下来,我们待会的代码里面会用到。

阅读开发文档

应用创建完后,我们需要知道怎么调用百度的API来完成我们的试验,所以我们需要阅读官方文档。我们需要做两件事情:鉴权认证和图片融合。

鉴权认证文档

如果要调用百度的 API 接口,必须先鉴权认证,也就是获取应用 token 。获取 token 的文档地址为:https://ai.baidu.com/ai-doc/FACE/5k37c1ti0。

文档中对我们有用的几处信息如下:

请求URL数据格式:

向授权服务地址https://aip.baidubce.com/oauth/2.0/token发送请求(推荐使用POST),并在URL中带上以下参数:

  • grant_type: 必须参数,固定为client_credentials;
  • client_id: 必须参数,应用的API Key;
  • client_secret: 必须参数,应用的Secret Key;

请求举例:

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https://aip.baidubce.com/oauth/2.0/token?grant_type=client_credentials&client_id=Va5yQRHlA4Fq5eR3LT0vuXV4&client_secret=0rDSjzQ20XUj5itV6WRtznPQSzr5pVw2&

服务器返回的JSON文本参数如下:

  • access_token: 要获取的Access Token;
  • expires_in: Access Token的有效期(秒为单位,一般为1个月);
  • 其他参数忽略,暂时不用;

返回举例:

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{
  "refresh_token": "25.b55fe1d287227ca97aab219bb249b8ab.315360000.1798284651.282335-8574074",
  "expires_in": 2592000,
  "scope": "public wise_adapt",
  "session_key": "9mzdDZXu3dENdFZQurfg0Vz8slgSgvvOAUebNFzyzcpQ5EnbxbF+hfG9DQkpUVQdh4p6HbQcAiz5RmuBAja1JJGgIdJI",
  "access_token": "24.6c5e1ff107f0e8bcef8c46d3424a0e78.2592000.1485516651.282335-8574074",
  "session_secret": "dfac94a3489fe9fca7c3221cbf7525ff"
}

图片融合文档

图片融合文档的地址为:https://ai.baidu.com/ai-doc/FACE/5k37c1ti0。

文档中对我们有用的几处信息如下:

请求注意事项:

  • 请求体格式化:Content-Type为application/json,通过json格式化请求体。
  • Base64编码:请求的图片需经过Base64编码,图片的base64编码指将图片数据编码成一串字符串,使用该字符串代替图像地址。您可以首先得到图片的二进制,然后用Base64格式编码即可。需要注意的是,图片的base64编码是不包含图片头的,如data:image/jpg;base64。
  • 图片格式:现支持PNG、JPG、JPEG、BMP,不支持GIF图片。

请求示例:

  • HTTP方法:POST
  • 请求URL: https://aip.baidubce.com/rest/2.0/face/v1/merge
  • URL参数:access_token
  • Header:Content-Type 为application/json
  • Body中放置请求参数

返回示例:

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{    
    "error_code": 0,  
    "error_msg": "SUCCESS",     
    "log_id": 1234567890123,     
    "timestamp": 1533094576,     
    "cached": 0,     
    "result": {         
        "merge_image": "iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAeoAAAHqCAYAAADLb..."    
        }  
}  

编码

获取 token

根据上面的文档描述,我们调用鉴权接口的方法如下:

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# 获取token
def get_token(client_id, client_secret):
    url = "https://aip.baidubce.com/oauth/2.0/token?grant_type=client_credentials"
    params = {"client_id": client_id, "client_secret": client_secret}
    res = requests.get(url, params=params)
    result = res.json()
    return result['access_token']

这个接口很简单,我们传入我们应用的信息就可以直接获得。

获取图片的 base64 编码

我们调用百度人脸融合接口,需要传入图片的 base64 编码,所以我们先要将图片转为 base64 格式,转换方法如下:

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# 读取图片,转换成base64
def read_pic(name):
    with open('./%s' % name, 'rb') as f:
        base64_data = base64.b64encode(f.read())
        s = base64_data.decode()
        return s

我将图片放在程序同级目录下,方法传入图片文件名就可以。

调用人脸融合接口并保存结果

token 值和图片的 base64 编码准备好了,我们就可以来调用接口进行融合。根据官方的 API 文档,我们的调用方法如下:

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# 融合图片
def merge(token, template, target):
    url = 'https://aip.baidubce.com/rest/2.0/face/v1/merge'
    request_url = url + '?access_token=' + token
    params = {
        "image_template": {
            "image": template,
            "image_type": "BASE64",
            "quality_control": "NORMAL"
        },
        "image_target": {
            "image": target,
            "image_type": "BASE64",
            "quality_control": "NORMAL"
        },
        "merge_degree": "HIGH"
    }
    params = json.dumps(params)
    headers = {'content-type': 'application/json'}
    result = requests.post(request_url, data=params, headers=headers).json()
    if result['error_code'] == 0:
        res = result["result"]["merge_image"]
        down_pic(res)
    else:
        print(str(result['error_code'])+result['error_msg'])

参数中的 template 指的是模板图片,target 指的是被融合图片。也就是说将 target 图片的人脸融合到 template 图片的人脸中,最后输出的图片是以 template 图片为模板的。

这里有一个将接口返回的图片转存到本地的方法 down_pic ,其实现如下:

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# 下载图片
def down_pic(data):
    imagedata = base64.b64decode(data)
    file = open('./result.jpg', "wb")
    file.write(imagedata)

我们把融合的图片命名为 result.jpg ,存储在程序同级目录下。

主程序

主要的方法我们都完成了,下面我们通过编写主程序来测试我们的融合效果,代码如下:

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if __name__ == '__main__':
    girl = read_pic('girl.jpg')
    boy = read_pic('boy.jpg')
    token = get_token(API_KEY, SECRET_KEY)
    merge(token, boy, girl)

我这里用一个男人的图片和一个女人的图片来做测试,以男人的图片作为模板,两张图片都是从百度图片搜索出来的。

男人的人脸图片为:

女人的人脸图片为:

融合后的人脸图片为:

是不是很帅气,这个可能是这两个人未来儿子的模样。接着,我们调换一下模板,我们以女人的图片作为模板,看看他们未来女儿的模样,结果如下:

总结

本文通过调用百度AI开放平台的人脸融合接口,来实现两张正面人脸图片的融合试验。大家觉得融合的效果怎么样?我觉得如果这两个人结婚,生男孩子会好看些呢!大家也可以把自己和另一半的自拍照拿来试验一下,看看未来孩子长啥样?当然,如果你是单身狗,那可以找个漂亮明星图片来幻想一下。

示例代码:

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