資料簡介
一、寫作背景
基于人臉識別的考勤系統主要用于對公司員工的出勤統計,員工簽到時需要通過攝像頭采集到員工面部照片,再通過人臉識別算法從采集到的照片中取得特征值并與數據庫中預先存入的員工人臉照片的特征值進行分析比較,識別成功后報出員工的姓名,則考勤成功。本文主要介紹的是考勤機后臺管理程序中的人臉信息錄入部分的設計,也就是通過攝像頭進行員工面部信息的采集,每個員工采集若干張照片,需要保存到數據庫中,同時需要通過一定的算法保存其對應的特征值。本文就對一張照片的采集與顯示的關鍵步驟展開闡述,并給出在VisualC++6.0實現的必要代碼。
二、軟件支持
VFW（VideoforWindows）是Microsoft1992年推出的關于數字視頻的一個軟件包,它提供了一系列應用程序編程接口,它使應用程序對視頻的采集和播放變得非常容易實現。VFW給程序員提供VBX和AVICap窗口類的編程工具,使程序員能通過發送消息來采集、播放和編輯視頻剪輯。現在的計算機用戶不必專門安裝VFW,當用戶在安裝Win2dows時,安裝程序會自動地安裝配置視頻所需的組件,如設備驅動程序、視頻壓縮程序等。
VisualC++6.0在支持VFW方面提供有vfw32.lib、msacm32.lib、winmm.lib等類似的庫,特別是它提供了功能強大、簡單易行、類似于MCIWnd的窗口類AVICap。AVICap為應用程序提供了一個簡單的、基于消息的接口,使之能訪問視頻和波形音頻硬件,并能在捕獲視頻流到硬盤上的過中進行控制。AVICap支持實時的視頻流捕獲和單幀捕獲并提供對視頻源的控制。它能直接訪問視頻緩沖區,不需要生成中間文件,實時性很強,效率很高。同時,它也可捕獲數字視頻并保存到文件。在捕獲視頻之前需要創建一個捕獲窗口,所有的捕獲操作及其設置都以它為基礎。用AVICap窗口類創建的窗口被稱為“捕獲窗口”。捕獲窗口功能強大可以進行視頻錄像（將一視頻流和音頻流捕獲到一個AVI文件中）或是畫面截取。在人臉識別考勤系統中主要用到畫面截取功能。下面是截取畫面時需要用到的幾個設置操作:
①動態地同視頻采集設備連接或斷開;
②以Overlay或Preview模式對輸入的視頻流進行實時顯示;
a.預覽（Preview）模式:該模式把從捕獲硬件傳來的數據送入系統內存并且在捕獲窗口中使用GDI函數來顯示這些數據幀。此種模式要占用一定的系統資源,一般的視頻采集設備都是通過這種顯示方式工作的。
b.疊加（Overlay）模式:該模式的視頻顯示不經過VGA卡,而是將其輸出信號與VGA的輸出信號合并,形成組合信號顯示在計算機的監視器上。在該模式下所捕捉的視頻數據的顯示不需要占用系統資源。
③設置捕獲速率;
④顯示控制視頻源、視頻格式、視頻壓縮的對話框;
⑤將捕獲的一個單幀圖像保存為DIB格式的文件。
三、實現原理
采集照片時捕獲一幀圖像,在臨時文件夾中保存為DIB格式的位圖文件,然后通過文件類的讀操作將該位圖文件轉化為二進制的數據同時獲取數據的長度,再調用數據庫接口函數把轉化得到的二進制數據和數據的長度存入數據庫,zui后刪除臨時文件夾里的位圖文件;顯示照片時調用數據庫訪問接口函數從數據庫取出照片的二進制數據和數據的長度,再通過文件類的寫操作在臨時文件夾中生成位圖文件用來顯示,顯示完后刪除該文件。至于把圖片顯示到界面上,只需把臨時文件夾里的位圖文件通過繪圖函數顯示可以了。特征值的算法不在本文討論之列。
四、實現流程
五、關鍵程序代碼
（一）采集照片
1.在頭文件中定義攝像頭相關的控制成員變量
HWNDm-hWndCap;PP定義視頻捕捉窗口
CAPDRIVERCAPSm-CapDriverCaps;PP捕獲驅動器的性能
CAPSTATUSm-CapStatus;PP捕獲窗口的當前狀態
2.啟動攝像頭
//創建視頻捕捉窗口
m-hWndCap=capCreateCaptureWindow（-T（”人臉錄入”）,WS-CHILD|WS-VISIBLE,CAMERA-LEFT,CAMERA-TOP,CAMERA-WIDTH,CAMERAHEIGHT,m-hWnd,0）;
/**個參數捕捉窗口的名稱,第二個參數捕捉窗口的樣式,第三、四個參數捕捉窗口的左上角的位置坐標,第五、六個參數捕捉窗口的寬度和高度,第七、八個參數分別是捕捉窗口的父窗口的句柄和編號。*/
/*將捕捉窗與默認攝像頭連接,如果連接成功則獲得捕獲驅動的性能,放在結構變量m-Cap2DriverCaps中*/
if（capDriverConnect（m-hWndCap,0））
capDriverGetCaps（m-hWndCap,&m-CapDriver2Caps,sizeof（CAPDRIVERCAPS））;
//如果攝像頭支持疊加顯示模式則啟用疊加顯示模式
if（m-CapDriverCaps.fHasOverlay）
capOverlay（m-hWndCap,TRUE）;
else
{
capPreviewRate（m-hWndCap,66）;//設置預覽模式的顯示速率
capPreview（m-hWndCap,TRUE）;//啟用預覽模式
}
至此,如果攝像頭正常安裝了驅動,就能正常工作了。
3.采集并預覽照片
界面上左邊是捕捉窗口,右邊留有和捕捉窗口同樣大小的區域用于預覽或顯示捕捉到的照片。
capGrabFrameNoStop（m-hWndCap）;//捕捉照片且捕捉窗口畫面不停止
capFileSaveDIB（m-hWndCap,”\employee.bmp”）;//保存捕捉到的照片
//獲得照片句柄用于在界面顯示捕捉到的照片
m-hPhotoBmp=（HBITMAP）LoadImage（AfxGetIn2stanceHandle（）,”\employee.bmp”,IMAGE-BITMAP,0,0,LR-CREATEDIBSECTION|LR-LOADFROMFILE）;
/**個參數取應用程序實例句柄,第二個參數照片的路徑及名稱,第三個參數照片的類型,第四、五個參數照片的寬和高,為零則使用圖像默認大小,第六個參數LR-CREATEDIB2SECTION:當圖像類型為IMAGE-BITMAP時,使函數返回一個DIB位圖,而不是一個兼容的位圖。LRLOADFROMFILE:根據照片的路徑和名稱裝載圖像。*/
Invalidate（FALSE）;PP重繪窗口顯示照片
為了在界面顯示照片還需添加繪圖函數On2Paint（）:
//在界面添加picture控件,命名為IDC-STATICPICTURE,并圖片控件
CPaintDCdcPicture（GetDlgItem（IDC-STATIC-PIC2TURE））;
CRectrectPic;//定義矩形區域
GetDlgItem（IDC-STATIC-PICTURE）->GetClien2tRect（&rectPic）;//在圖片控件上
CDCmemDC;//建立與顯示設備兼容的內存設備場境
memDC.CreateCompatibleDC（&dcPicture）;
memDC.SelectObject（m-hPhotoBmp）;//將位圖選入內存場境
//調用缺省的窗口過程來為沒有處理的窗口消息提供缺省的處理
CWnd::DefWindowProc（WM-PAINT,（WPARAM）memDC.m-hDC,0）;
dcPicture.BitBlt（rectPic.left,rectPic.top,rectPic.Width（）,rectPic.Height（）,&memDC,0,0,SRCCOPY）;
/*顯示位圖。前四個參數分別顯示圖片的左上角頂點的位置坐標,和圖片的寬高,第五個參數表示源設備場景的地址,第六七兩個參數表示顯示圖片的左上角頂點在源設備環境的矩形區域中的坐標,zui后一個參數表示將源矩形圖象直接復制到目標矩形上。*/
4.保存照片到數據庫
先把捕捉到的位圖文件轉化成二進制數據,然后通過接口函數保存到數據庫中。對數據庫的操作請參考DAO或ADO編程。
CFilebmpFile;//定義文件類變量
if（bmpFile.Open（”\employee.bmp”,CFile::mo2deRead））//讀模式打開照片文件
{LONGnLength=bmpFile.GetLength（）;//獲得照片的文件長度
unsignedchar3pData=newunsignedchar[nLength];//申請內存空間
//如果申請到空間就讀數據到緩沖區,即得到二進制數據
bmpFile.Read（pData,nLength）;//讀照片文件到緩沖區
bmpFile.Close（）;//關閉文件
}
Employee.SavePicture（EmployeeID,&pData,nLength）;//對數據庫訪問接口
bmpFile.Remove（”\employee.bmp”）;//刪除臨時文件夾里生成的位圖文件
delete[]pData;//釋放內存中申請的緩沖區
5.斷開攝像頭
capDriverDisconnect（m-hWndCap）;//斷開攝像頭（二）顯示數據庫中的照片前面已經實現照片的預覽功能,現在只要從數據庫取出照片數據,生成位圖文件,取得位圖的句柄顯示問題就解決了。
//通過數據庫接口得到照片的文件長度（nLength）和二進制照片數據的地址pData。
unsignedchar3pData=NULL;//定義字符型指針變量
employee.GetPicture（&pData,&nLength）;//取照片數據
//如果取到照片數據則生成位圖文件
CFileoutFile（”\employee.bmp”,CFile::mode2Create|CFile::modeWrite）;
outFile.WriteHuge（（LPSTR）pData,nLength）;
outFile.Close（）;
//取得生成圖片的句柄
六、總結
VisualC++提供的AVICap窗口類為VC的數字視頻采集提供了很大的方便,極大增強了VC多媒體程序開發的能力。本文所描述的照片采集的過程便是基于此技術,并且已經在人臉識別考勤系統中作為人臉錄入模塊使用,該模塊負責在系統zui初運行時對人臉信息采集或是對已有人臉信息進行更新時使用。經過多次測試該模塊運行穩定,可以滿足需求。
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