얼굴 인식 튜토리얼

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목표

이 샘플에서는 Google Vision API를 사용하여 이미지의 얼굴을 감지합니다. 그런 다음 해당 데이터를 사용하여 각 얼굴 주위에 상자를 그려서 얼굴이 정확히 감지되었는지 검증합니다.

코드 샘플 보기: 이 튜토리얼의 코드 샘플 중 대부분은 GitHub에 있는 더 큰 코드 파일에서 발췌한 코드입니다. 샘플 위에 있는 'GitHub에서 보기' 버튼을 클릭하면 코드 샘플을 발췌한 전체 파일을 확인하고 다운로드할 수 있습니다.

비용

이 문서에서는 비용이 청구될 수 있는 다음과 같은 Google Cloud 구성요소를 사용합니다.

• Cloud Vision

프로젝트 사용량을 기준으로 예상 비용을 산출하려면 가격 계산기를 사용하세요. Google Cloud를 처음 사용하는 사용자는 무료 체험판을 사용할 수 있습니다.

시작하기 전에

1. Google Cloud 계정에 로그인합니다. Google Cloud를 처음 사용하는 경우 계정을 만들고 Google 제품의 실제 성능을 평가해 보세요. 신규 고객에게는 워크로드를 실행, 테스트, 배포하는 데 사용할 수 있는 $300의 무료 크레딧이 제공됩니다.

2. Google Cloud Console의 프로젝트 선택기 페이지에서 Google Cloud 프로젝트를 선택하거나 만듭니다.

   참고: 이 절차에서 생성한 리소스를 유지하지 않으려면 기존 프로젝트를 선택하지 말고 프로젝트를 새로 만드세요. 작업이 끝나면 프로젝트를 삭제하여 프로젝트와 관련된 모든 리소스를 삭제할 수 있습니다.

   프로젝트 선택기로 이동

3. Google Cloud 프로젝트에 결제가 사용 설정되어 있는지 확인합니다.

4. Google Cloud Vision API 사용 설정

   API 사용 설정

5. Google Cloud Console의 프로젝트 선택기 페이지에서 Google Cloud 프로젝트를 선택하거나 만듭니다.

   참고: 이 절차에서 생성한 리소스를 유지하지 않으려면 기존 프로젝트를 선택하지 말고 프로젝트를 새로 만드세요. 작업이 끝나면 프로젝트를 삭제하여 프로젝트와 관련된 모든 리소스를 삭제할 수 있습니다.

   프로젝트 선택기로 이동

6. Google Cloud 프로젝트에 결제가 사용 설정되어 있는지 확인합니다.

7. Google Cloud Vision API 사용 설정

   API 사용 설정

8. 애플리케이션 기본 사용자 인증 정보를 사용할 수 있는 환경을 설정합니다.
9. 다음과 같이 언어별로 작업을 수행하고 도구를 설정합니다.

   C#

   • Google 클라이언트 라이브러리 설치
   • Visual Studio 2012/2015를 설치합니다.

   자바

   • 자바 설치
   • API 참조

   • Apache Maven 빌드 시스템을 다운로드하여 설치합니다. pom.xml에 Google API 클라이언트 라이브러리와 Vision API 클라이언트 라이브러리가 포함되어 있기 때문에 Maven은 프로젝트가 빌드될 때 이러한 라이브러리가 설치되도록 합니다.

     <dependency>
       <groupId>com.google.apis</groupId>
       <artifactId>google-api-services-vision</artifactId>
       <version>v1-rev20231219-2.0.0</version>
     </dependency>
     <dependency>
       <groupId>com.google.auth</groupId>
       <artifactId>google-auth-library-oauth2-http</artifactId>
     </dependency>
     <dependency>
       <groupId>com.google.guava</groupId>
       <artifactId>guava</artifactId>
     </dependency>
     <dependency>
       <groupId>com.google.http-client</groupId>
       <artifactId>google-http-client-jackson2</artifactId>
     </dependency>

     ...

   Node.js

   • Google 클라이언트 라이브러리 설치
   • node.js를 설치합니다.
   • API 참조

   • npm 및 node-canvas를 설치합니다. 샘플 코드에는 npm install 명령어를 사용하여 모든 종속 항목을 설치하는 package.json이 포함되어 있습니다. node-canvas의 추가 종속 항목을 설치해야 할 수 있습니다. 자세한 내용은 node-canvas 설치 문서를 참조하세요.

     {
       "name": "nodejs-docs-samples-vision",
       "private": true,
       "license": "Apache-2.0",
       "author": "Google LLC",
       "engines": {
         "node": ">=16.0.0"
       },
       "files": [
         "*.js"
       ],
       "scripts": {
         "test": "c8 mocha -p -j 2 system-test --timeout 600000"
       },
       "dependencies": {
         "@google-cloud/vision": "^4.0.0",
         "natural": "^6.2.0",
         "pureimage": "^0.3.17",
         "redis": "^4.6.5",
         "yargs": "^17.7.1"
       },
       "devDependencies": {
         "@google-cloud/storage": "^7.0.0",
         "@types/uuid": "^9.0.1",
         "@types/yargs": "^17.0.22",
         "c8": "^8.0.0",
         "chai": "^4.3.7",
         "mocha": "^10.2.0",
         "uuid": "^9.0.0"
       }
     }
     

   PHP

   • Google 클라이언트 라이브러리 설치
   • PHP 및 Composer 설치
   • API 참조
   • PHP용 GD를 설치하고 사용 설정합니다.

   Python

   • Google 클라이언트 라이브러리 설치
   • Python을 설치합니다.
   • API 참조
   • pillow를 설치합니다.

   Ruby

   • Google 클라이언트 라이브러리 설치
   • Ruby 및 Bundler 설치
   • API 참조
   • ImageMagick을 설치합니다.

서비스 객체 만들기

공식 클라이언트 SDK를 사용하여 Google API에 액세스하려면 API를 SDK에 설명하는 API의 검색 문서를 기반으로 서비스 객체를 만듭니다. 검색 문서는 Vision API의 검색 서비스에서 사용자 인증 정보를 사용하여 가져와야 합니다.

Java

import com.google.api.client.googleapis.javanet.GoogleNetHttpTransport;
import com.google.api.client.json.JsonFactory;
import com.google.api.client.json.gson.GsonFactory;
import com.google.api.services.vision.v1.Vision;
import com.google.api.services.vision.v1.VisionScopes;
import com.google.api.services.vision.v1.model.AnnotateImageRequest;
import com.google.api.services.vision.v1.model.AnnotateImageResponse;
import com.google.api.services.vision.v1.model.BatchAnnotateImagesRequest;
import com.google.api.services.vision.v1.model.BatchAnnotateImagesResponse;
import com.google.api.services.vision.v1.model.FaceAnnotation;
import com.google.api.services.vision.v1.model.Feature;
import com.google.api.services.vision.v1.model.Image;
import com.google.api.services.vision.v1.model.Vertex;
import com.google.auth.http.HttpCredentialsAdapter;
import com.google.auth.oauth2.GoogleCredentials;
import com.google.common.collect.ImmutableList;
import java.awt.BasicStroke;
import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Polygon;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.security.GeneralSecurityException;
import java.util.List;
import javax.imageio.ImageIO;

/** Connects to the Vision API using Application Default Credentials. */
public static Vision getVisionService() throws IOException, GeneralSecurityException {
  GoogleCredentials credential =
      GoogleCredentials.getApplicationDefault().createScoped(VisionScopes.all());
  JsonFactory jsonFactory = GsonFactory.getDefaultInstance();
  return new Vision.Builder(
          GoogleNetHttpTransport.newTrustedTransport(),
          jsonFactory,
          new HttpCredentialsAdapter(credential))
      .setApplicationName(APPLICATION_NAME)
      .build();
}

Node.js

// By default, the client will authenticate using the service account file
// specified by the GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS environment variable and use
// the project specified by the GCLOUD_PROJECT environment variable. See
// https://googlecloudplatform.github.io/gcloud-node/#/docs/google-cloud/latest/guides/authentication
const vision = require('@google-cloud/vision');

// Creates a client
const client = new vision.ImageAnnotatorClient();

const fs = require('fs');

Python

from google.cloud import vision
from PIL import Image, ImageDraw

client = vision.ImageAnnotatorClient()

얼굴 인식 요청 보내기

Vision API에 대한 요청을 생성하려면 우선 API 문서를 참조하세요. 여기에서는 images 소스에 이미지를 annotate하도록 요청합니다. 이 API에 대한 요청은 requests 목록을 갖는 객체의 형태입니다. 이 목록의 각 항목은 두 가지 정보를 포함합니다.

• base64로 인코딩된 이미지 데이터
• 해당 이미지에서 주석을 달고 싶은 특징 목록

이 예에서는 이미지 하나에 대한 FACE_DETECTION 주석만 요청하고 응답의 관련 부분만 반환합니다.

Java

/** Gets up to {@code maxResults} faces for an image stored at {@code path}. */
public List<FaceAnnotation> detectFaces(Path path, int maxResults) throws IOException {
  byte[] data = Files.readAllBytes(path);

  AnnotateImageRequest request =
      new AnnotateImageRequest()
          .setImage(new Image().encodeContent(data))
          .setFeatures(
              ImmutableList.of(
                  new Feature().setType("FACE_DETECTION").setMaxResults(maxResults)));
  Vision.Images.Annotate annotate =
      vision
          .images()
          .annotate(new BatchAnnotateImagesRequest().setRequests(ImmutableList.of(request)));
  // Due to a bug: requests to Vision API containing large images fail when GZipped.
  annotate.setDisableGZipContent(true);

  BatchAnnotateImagesResponse batchResponse = annotate.execute();
  assert batchResponse.getResponses().size() == 1;
  AnnotateImageResponse response = batchResponse.getResponses().get(0);
  if (response.getFaceAnnotations() == null) {
    throw new IOException(
        response.getError() != null
            ? response.getError().getMessage()
            : "Unknown error getting image annotations");
  }
  return response.getFaceAnnotations();
}

Node.js

async function detectFaces(inputFile) {
  // Make a call to the Vision API to detect the faces
  const request = {image: {source: {filename: inputFile}}};
  const results = await client.faceDetection(request);
  const faces = results[0].faceAnnotations;
  const numFaces = faces.length;
  console.log(`Found ${numFaces} face${numFaces === 1 ? '' : 's'}.`);
  return faces;
}

Python

def detect_face(face_file, max_results=4):
    """Uses the Vision API to detect faces in the given file.

    Args:
        face_file: A file-like object containing an image with faces.

    Returns:
        An array of Face objects with information about the picture.
    """
    client = vision.ImageAnnotatorClient()

    content = face_file.read()
    image = vision.Image(content=content)

    return client.face_detection(image=image, max_results=max_results).face_annotations

응답 처리

수고하셨습니다. 이미지에서 얼굴이 감지되었습니다. 얼굴 주석 요청의 응답은 얼굴을 둘러싸는 다각형의 좌표를 비롯하여 감지된 얼굴의 여러 가지 메타데이터를 포함합니다. 그러나 아직까지는 숫자의 목록일 뿐입니다. 이 데이터를 사용하여 이미지에서 실제로 얼굴이 발견되었는지 확인해 보려고 합니다. Vision API가 반환한 좌표를 사용하여 이미지 사본에 다각형을 그리겠습니다.

Java

/** Reads image {@code inputPath} and writes {@code outputPath} with {@code faces} outlined. */
private static void writeWithFaces(Path inputPath, Path outputPath, List<FaceAnnotation> faces)
    throws IOException {
  BufferedImage img = ImageIO.read(inputPath.toFile());
  annotateWithFaces(img, faces);
  ImageIO.write(img, "jpg", outputPath.toFile());
}

/** Annotates an image {@code img} with a polygon around each face in {@code faces}. */
public static void annotateWithFaces(BufferedImage img, List<FaceAnnotation> faces) {
  for (FaceAnnotation face : faces) {
    annotateWithFace(img, face);
  }
}

/** Annotates an image {@code img} with a polygon defined by {@code face}. */
private static void annotateWithFace(BufferedImage img, FaceAnnotation face) {
  Graphics2D gfx = img.createGraphics();
  Polygon poly = new Polygon();
  for (Vertex vertex : face.getFdBoundingPoly().getVertices()) {
    poly.addPoint(vertex.getX(), vertex.getY());
  }
  gfx.setStroke(new BasicStroke(5));
  gfx.setColor(new Color(0x00ff00));
  gfx.draw(poly);
}

Node.js

node-canvas 라이브러리를 사용하여 이미지에 그림을 그립니다.

async function highlightFaces(inputFile, faces, outputFile, PImage) {
  // Open the original image
  const stream = fs.createReadStream(inputFile);
  let promise;
  if (inputFile.match(/\.jpg$/)) {
    promise = PImage.decodeJPEGFromStream(stream);
  } else if (inputFile.match(/\.png$/)) {
    promise = PImage.decodePNGFromStream(stream);
  } else {
    throw new Error(`Unknown filename extension ${inputFile}`);
  }
  const img = await promise;
  const context = img.getContext('2d');
  context.drawImage(img, 0, 0, img.width, img.height, 0, 0);

  // Now draw boxes around all the faces
  context.strokeStyle = 'rgba(0,255,0,0.8)';
  context.lineWidth = '5';

  faces.forEach(face => {
    context.beginPath();
    let origX = 0;
    let origY = 0;
    face.boundingPoly.vertices.forEach((bounds, i) => {
      if (i === 0) {
        origX = bounds.x;
        origY = bounds.y;
        context.moveTo(bounds.x, bounds.y);
      } else {
        context.lineTo(bounds.x, bounds.y);
      }
    });
    context.lineTo(origX, origY);
    context.stroke();
  });

  // Write the result to a file
  console.log(`Writing to file ${outputFile}`);
  const writeStream = fs.createWriteStream(outputFile);
  await PImage.encodePNGToStream(img, writeStream);
}

Python

def highlight_faces(image, faces, output_filename):
    """Draws a polygon around the faces, then saves to output_filename.

    Args:
      image: a file containing the image with the faces.
      faces: a list of faces found in the file. This should be in the format
          returned by the Vision API.
      output_filename: the name of the image file to be created, where the
          faces have polygons drawn around them.
    """
    im = Image.open(image)
    draw = ImageDraw.Draw(im)
    # Sepecify the font-family and the font-size
    for face in faces:
        box = [(vertex.x, vertex.y) for vertex in face.bounding_poly.vertices]
        draw.line(box + [box[0]], width=5, fill="#00ff00")
        # Place the confidence value/score of the detected faces above the
        # detection box in the output image
        draw.text(
            (
                (face.bounding_poly.vertices)[0].x,
                (face.bounding_poly.vertices)[0].y - 30,
            ),
            str(format(face.detection_confidence, ".3f")) + "%",
            fill="#FF0000",
        )
    im.save(output_filename)

종합해보기

Java

/** Annotates an image using the Vision API. */
public static void main(String[] args) throws IOException, GeneralSecurityException {
  if (args.length != 2) {
    System.err.println("Usage:");
    System.err.printf(
        "\tjava %s inputImagePath outputImagePath\n", FaceDetectApp.class.getCanonicalName());
    System.exit(1);
  }
  Path inputPath = Paths.get(args[0]);
  Path outputPath = Paths.get(args[1]);
  if (!outputPath.toString().toLowerCase().endsWith(".jpg")) {
    System.err.println("outputImagePath must have the file extension 'jpg'.");
    System.exit(1);
  }

  FaceDetectApp app = new FaceDetectApp(getVisionService());
  List<FaceAnnotation> faces = app.detectFaces(inputPath, MAX_RESULTS);
  System.out.printf("Found %d face%s\n", faces.size(), faces.size() == 1 ? "" : "s");
  System.out.printf("Writing to file %s\n", outputPath);
  app.writeWithFaces(inputPath, outputPath, faces);
}

...

샘플을 빌드하고 실행하려면 샘플 코드 디렉토리에서 다음 명령어를 실행합니다.

mvn clean compile assembly:single
java -cp target/vision-face-detection-1.0-SNAPSHOT-jar-with-dependencies.jar \
    com.google.cloud.vision.samples.facedetect.FaceDetectApp \
    data/face.jpg \
    output.jpg

Node.js

async function main(inputFile, outputFile) {
  const PImage = require('pureimage');
  outputFile = outputFile || 'out.png';
  const faces = await detectFaces(inputFile);
  console.log('Highlighting...');
  await highlightFaces(inputFile, faces, outputFile, PImage);
  console.log('Finished!');
}

샘플을 실행하려면 샘플 코드 디렉터리에서 다음 명령을 실행합니다.

node faceDetection resources/face.png

Python

def main(input_filename, output_filename, max_results):
    with open(input_filename, "rb") as image:
        faces = detect_face(image, max_results)
        print("Found {} face{}".format(len(faces), "" if len(faces) == 1 else "s"))

        print(f"Writing to file {output_filename}")
        # Reset the file pointer, so we can read the file again
        image.seek(0)
        highlight_faces(image, faces, output_filename)

삭제

이 가이드에서 사용된 리소스 비용이 Google Cloud 계정에 청구되지 않도록 하려면 리소스가 포함된 프로젝트를 삭제하거나 프로젝트를 유지하고 개별 리소스를 삭제하세요.

주의: 프로젝트를 삭제하면 다음과 같은 효과가 발생합니다.

• 프로젝트의 모든 항목이 삭제됩니다. 이 문서의 태스크에 기존 프로젝트를 사용한 경우 프로젝트를 삭제하면 프로젝트에서 수행한 다른 작업도 삭제됩니다.
• 커스텀 프로젝트 ID가 손실됩니다. 이 프로젝트를 만들 때 앞으로 사용할 커스텀 프로젝트 ID를 만들었을 수 있습니다. appspot.com URL과 같이 프로젝트 ID를 사용하는 URL을 보존하려면 전체 프로젝트를 삭제하는 대신 프로젝트 내에서 선택한 리소스만 삭제합니다.

여러 아키텍처, 튜토리얼, 빠른 시작을 살펴보려는 경우 프로젝트를 재사용하면 프로젝트 할당량 한도 초과를 방지할 수 있습니다.

1. Google Cloud 콘솔에서 리소스 관리 페이지로 이동합니다.

   리소스 관리로 이동

2. 프로젝트 목록에서 삭제할 프로젝트를 선택하고 삭제를 클릭합니다.
3. 대화상자에서 프로젝트 ID를 입력한 후 종료를 클릭하여 프로젝트를 삭제합니다.