cnn-facial-landmark
cnn-facial-landmark 是一个基于深度卷积神经网络的人脸关键点检测开源项目。它主要解决如何精准定位人脸五官及轮廓特征点的问题,广泛应用于人脸对齐、表情分析及虚拟试妆等场景。
该项目非常适合希望入门深度学习人脸技术的开发者、学生及研究人员。其最大亮点在于提供了完整且易懂的“从零到一”解决方案:不仅包含基于 TensorFlow 和 Keras 构建的模型训练代码,还配套了详尽的教程,涵盖数据预处理、模型架构设计、训练策略到最终部署的全流程。用户可以直接使用预训练模型进行推理,也能利用自己的数据集轻松训练定制化模型。
在技术实现上,cnn-facial-landmark 支持将模型导出为标准的 SavedModel 格式用于云端或 PC 端应用,同时也为移动端轻量化部署预留了接口。对于追求更高精度的进阶用户,作者还指引了基于 HRNet 架构的升级版本。整体而言,这是一个代码结构清晰、文档友好且极具实践价值的学习与实践工具。
使用场景
某智能会议系统开发团队需要为线上视频会议软件添加“发言人专注度分析”功能,以实时检测参会者是否注视屏幕或分心。
没有 cnn-facial-landmark 时
- 算法精度不足:传统计算机视觉方法在侧脸、遮挡或光线变化剧烈时,无法稳定定位眼角和嘴角,导致注意力判断频繁误报。
- 定制成本高昂:现有闭源 SDK 不支持针对特定会议室场景的数据微调,团队无法利用内部采集的独家数据集优化模型表现。
- 部署流程割裂:从模型训练到导出 TensorFlow SavedModel 缺乏统一脚本,工程师需手动编写大量转换代码,耗时且容易出错。
- 学习门槛过高:缺乏系统的深度学习教程,初级开发人员难以理解从数据预处理到架构设计的完整链路,项目推进缓慢。
使用 cnn-facial-landmark 后
- 鲁棒性显著提升:基于深度卷积神经网络的模型能精准捕捉 68 个面部关键点,即使在复杂光照和部分遮挡下也能保持高稳定性。
- 支持自主训练:提供完整的训练代码和 TensorFlow Record 生成工具,团队可快速利用自有数据微调模型,完美适配特定业务场景。
- 一键导出部署:内置
--export_only参数可直接生成适用于云端服务的 SavedModel,大幅简化了从实验到生产环境的落地流程。 - 上手简单快捷:配套详细的中文教程涵盖了背景原理到实战部署的全流程,帮助团队成员迅速掌握核心技术并投入开发。
cnn-facial-landmark 通过提供端到端的训练与部署方案,让开发团队能以低成本构建出高精度、可定制的面部关键点检测服务。
运行环境要求
- 未说明
未说明
未说明

快速开始
cnn-facial-landmark
基于卷积神经网络的人脸关键点检测。
这里有一个展示检测结果的示例动图。

该模型使用 TensorFlow 构建,并提供了训练代码,以便您可以使用自己的数据集训练模型。配套教程也可在此处找到,内容包括背景知识、数据集、预处理、模型架构、训练和部署等。我尽力使这些内容简单易懂,适合初学者阅读。如果您遇到困难或有好的想法想要分享,欢迎随时提出问题。
快速开始
本指南将帮助您在本地机器上克隆并运行该项目,以进行开发和测试。
前提条件
安装
只需克隆此仓库即可开始使用。
# 从您喜欢的开发目录
git clone https://github.com/yinguobing/cnn-facial-landmark.git
训练与评估
以下命令展示了如何训练模型 10 个周期。
# 从仓库根目录
python3 landmark.py \
--train_record=train.record \
--val_record=validation.record \
--batch_size=32 \
--epochs=10
训练和测试文件需要存储为 TensorFlow Record 文件。您可以自行生成,也可以查看此仓库中的 features/tfrecord-marks-68 分支:face-mesh-generator。
git clone https://github.com/yinguobing/face-mesh-generator.git
git checkout features/tfrecord-marks-68
导出
用于 PC/云端应用
推荐使用 TensorFlow 的 SavedModel,这也是默认选项。使用 --export_only 参数保存模型。
# 从仓库根目录
python3 landmark.py --export_only=True
用于移动设备/嵌入式/IoT 设备
这些设备通常资源受限,TensorFlow Lite 是最适合的选择。然而,这超出了本项目的范围。不过不用担心,下一节将介绍一个更全面的项目。
接下来做什么?
完成上述所有步骤后,您可以继续探索一个更高级的仓库,它具备以下特性:
- 支持多个公开数据集:WFLW、IBUG 等。
- 先进的模型架构:HRNet v2。
- 数据增强:随机缩放/旋转/翻转。
- 模型优化:量化、剪枝。
观看演示视频:HRNet 人脸关键点检测(bilibili)
并构建更好的模型:https://github.com/yinguobing/facial-landmark-detection-hrnet
作者
尹国冰 - yinguobing

许可证
致谢
- TensorFlow 团队提供的详尽教程。
- iBUG 团队提供的公开数据集。
更改记录
更新 2021-03-09
添加了预处理层,并提供了新的模型权重。
更新 2020-06-20
将 Keras 设置为默认的模型构建方式。
更新 2019-08-08
新增了一个输入函数,用于导出接受原始张量输入的模型。在导出命令中使用 --raw_input 参数。如果您希望稍后“冻结”模型,这将非常有用。
对于那些有兴趣使用冻结模型对图像/视频/摄像头进行推理的人,这里有一个轻量级模块:https://github.com/yinguobing/butterfly,请查看。
更新 2019-06-24
好消息!代码已更新。解决了 #11、#13、#38、#45 等多个问题。训练过程中不再出现 key error x 错误,导出模型也正常工作了。
更新 2019-05-22
感谢您的耐心等待。我已经成功更新了用于提取人脸标注并生成 TFRecord 文件的仓库。修复了一些错误,并添加了一些最小化的示例文件。请查看这里和这里。
训练部分(本仓库)即将更新,我正在努力。
更新 2019-04-22
该仓库目前已有 199 颗 GitHub 星标,这完全超出了我的预期。无论您是谁、来自哪里、使用何种语言,我都想对这 199 位 GitHub 朋友表示感谢,感谢你们的关注。
人脸关键点检测既容易上手,又能很好地展示深度神经网络的强大能力,这也是我选择将其作为学习项目的原因。尽管我尽力记录了完整的过程,并整理成这个仓库和配套教程,但其中仍有一些地方显得粗糙和混乱。
该代码发布于一年前,在这段时间里发生了许多变化。TensorFlow 2.0 即将推出,而导出的模型在最新版本的 tf1.13 中似乎无法正常工作。我认为最好能将该项目更新到最新状态,使其继续为社区带来价值。
我现在有一份全职工作,每天几乎要花费 12 小时(包括通勤时间),但我仍会尽力保持进度。
欢迎随时提出问题,让我们深入讨论。
常见问题
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