第六十章 猫脸检测实验
猫脸检测与人脸检测一样，也是基于数字图像中查找和识别猫脸。本章，我们使用乐鑫AI库来实现猫脸检测功能。
本章分为如下几个部分：
60.1 硬件设计
60.2 软件设计
60.3 下载验证
60.1 硬件设计
1. 例程功能
本章实验功能简介：使用乐鑫官方的ESP32-WHO AI库对OV2640和OV5640摄像头输出的数据进行猫脸检测。
2. 硬件资源
1）LED灯
LED-IO1
2）XL9555
IIC_INT-IO0（需在P5连接IO0）
IIC_SDA-IO41
IIC_SCL-IO42
3）SPILCD
CS-IO21
SCK-IO12
SDA-IO11
DC-IO40（在P5端口，使用跳线帽将IO_SET和LCD_DC相连）
PWR- IO1_3（XL9555）
RST- IO1_2（XL9555）
4）CAMERA
OV_SCL-IO38
OV_SDA- IO39
VSYNC- IO47
HREF- IO48
PCLK- IO45
D0- IO4
D1- IO5
D2- IO6
D3- IO7
D4- IO15
D5- IO16
D6- IO17
D7- IO18
RESET-IO0_5（XL9555）
PWDN-IO0_4（XL9555）
3. 原理图
本章实验使用的KPU为ESP32-S3的内部资源，因此并没有相应的连接原理图。
60.2 软件设计
60.2.1 程序流程图
程序流程图能帮助我们更好的理解一个工程的功能和实现的过程，对学习和设计工程有很好的主导作用。下面看看本实验的程序流程图：
图60.2.1.1 程序流程图
60.2.2 程序解析
在本章节中，我们将重点关注两个文件：esp_cat_detection.cpp和esp_cat_detection.hpp。其中，esp_cat_detection.hpp主要声明了esp_cat_detection函数，其内容相对简单，因此我们暂时不作详细解释。本章节的核心关注点是esp_cat_detection.cpp文件中的函数。 接下来，我们将详细解析esp_cat_detection_ai_strat函数的工作原理。
TaskHandle_t camera_task_handle;
TaskHandle_t ai_task_handle;
QueueHandle_t xQueueFrameO = NULL;
QueueHandle_t xQueueAIFrameO = NULL;
/**
* @retval 无
*/
static void esp_camera_process_handler(void *arg)
{
arg = arg;
camera_fb_t *camera_frame = NULL;
while (1)
{
/* 获取摄像头图像 */
camera_frame = esp_camera_fb_get();
if (camera_frame)
{
/* 以队列的形式发送 */
xQueueSend(xQueueFrameO, &camera_frame, portMAX_DELAY);
}
}
}
/**
* @brief 摄像头图像数据传入AI处理任务
* @param arg：未使用
* @retval 无
*/
static void esp_ai_process_handler(void *arg)
{
arg = arg;
camera_fb_t *face_ai_frameI = NULL;
CatFaceDetectMN03 detector(0.4F, 0.3F, 10, 0.3F);
while(1)
{
/* 以队列的形式获取摄像头图像数据 */
if (xQueueReceive(xQueueFrameO, &face_ai_frameI, portMAX_DELAY))
{
std::list &detect_results =
detector.infer((uint16_t *)face_ai_frameI->buf,
{(int)face_ai_frameI->height, (int)face_ai_frameI->width, 3});
if (detect_results.size() > 0)
{
ESP_LOGE("Camera", "Cat Face detected");
/* 此处是在图像中绘画检测效果 */
draw_detection_result((uint16_t *)face_ai_frameI->buf,
face_ai_frameI->height,
face_ai_frameI->width,
detect_results);
}
else
{
ESP_LOGE("Camera", "Cat Face not detected");
}
/* 以队列的形式发送AI处理的图像 */
xQueueSend(xQueueAIFrameO, &face_ai_frameI, portMAX_DELAY);
}
}
}
/**
* @brief AI图像数据开启
* @param 无
* @retval 1：创建失败；0：创建成功
*/
uint8_t esp_cat_face_detection_ai_strat(void)
{
/* 创建队列及任务 */
xQueueFrameO = xQueueCreate(5, sizeof(camera_fb_t *));
xQueueAIFrameO = xQueueCreate(5, sizeof(camera_fb_t *));
xTaskCreatePinnedToCore(esp_camera_process_handler,
"esp_camera_process_handler", 4 * 1024, NULL,
5, &camera_task_handle, 1);
xTaskCreatePinnedToCore(esp_ai_process_handler, "esp_ai_process_handler",
6 * 1024, NULL, 5, &ai_task_handle, 1);
if (xQueueFrameO != NULL
|| xQueueAIFrameO != NULL
|| camera_task_handle != NULL
|| ai_task_handle != NULL)
{
return 0;
}
return 1;
}
首先，我们创建了两个消息队列和两个任务。这两个消息队列的主要功能是传输图像数据，它们的区别在于一个用于传输原始图像数据，另一个用于传输经过AI处理后的图像数据或者未检测到的图像数据（原始图像数据）。而这两个任务则分别负责图像数据的获取和AI处理。在AI处理任务中，无论检测是否成功，我们都会使用消息队列将AI处理后的图像数据或未检测到的图像数据（原始图像数据）发送到LCD上进行显示。
60.3 下载验证
程序下载成功后，如果在检测过程中发现猫脸，该系统会将此帧的图像数据发送给猫脸检测API进行处理。处理成功后，此帧的图像将被显示在LCD上，如下图所示。
图60.4.1 猫脸检测效果图
