如何构建“性别感知型数字标识系统”

一种数字标识牌，能够识别观看者性别，并根据性别差异切换视频内容——它利用了人工智能面部识别技术以及一个简单的网络摄像头。

一种数字标识系统利用人工智能的面部检测和性别识别技术，能够根据观看者的身份自动切换视频内容。当有人靠近显示屏时，该系统会检测其面部、估算性别，并播放相应的视频。当无人观看时，它会切换回闲置模式。

•人工智能面部检测及性别识别

•基于面部区域计算的邻近激活机制

•自动视频切换及防闪烁保持时间功能

•当未检测到观看者时会出现无视频循环播放的情况

•实时监控仪表盘

我们为什么要做这件事?

定向广告展示随处可见——零售店、大厅、贸易展——但它们通常需要昂贵的商业软件。本项目展示了如何仅使用一台摄像机和一台个人电脑就能构建这样的系统，通过人工智能面部检测技术使标识牌能够对站在其前的人做出反应。

快速入门

•请从网站下载格拉博软件并安装到您的设备上。

•在格拉博画廊中打开此项目，然后点击“复制到我的项目”

•前往“我的项目”页面，打开复制的项目，并连接到您的设备。

•点击“运行”按钮，然后站在摄像机前——显示屏会根据观看者的身份自动切换内容。

构建过程

仪表盘

该仪表盘设有 3 个小部件：一个摄像头小部件用于显示实时视频画面，还有两个标签用于显示检测到的性别和面部区域值。摄像头占据了屏幕的大部分空间，而标签则位于屏幕一侧，用于实时监控。

逻辑

该项目采用了 4 种逻辑，总共包含 5 个控制模块。第1个逻辑负责面部检测——在启动时，它会初始化摄像头，添加人工智能面部检测功能以估算性别，并持续计算面部面积(宽度×高度)。面部面积起到了距离传感器的作用：观察者距离越近，检测到的面部就越大。

第二和第三个逻辑负责处理视频播放。当面部区域面积超过 5000 像素，并且人工智能判断观看者为男性时，它会停止正在播放的视频，并开始播放针对男性的视频。还有一个单独的逻辑对女性观众也执行同样的操作。两者都使用 3 秒的暂停时间，以防止在帧之间检测结果波动时出现快速切换的情况。

第四种逻辑会播放一段静止视频。如果脸部区域的像素值连续 3 秒低于 5000 像素(这意味着观看者已经离开)——那么它就会切换回静止循环模式。

预期结果

•摄像头传输的画面会显示在仪表盘上，并伴有实时的性别和面部区域信息读数。

•靠近摄像机——人工智能会识别出你的面部特征，并在几秒钟内启动相应的视频。

•离开一会儿——3 秒钟后，显示屏会切换回静止画面。

•5000 平方像素的阈值在大约 1 至 2 米的距离内效果良好;请根据您的设备设置距离对逻辑进行相应调整。

硬件设置

相机

•内置摄像头的笔记本电脑——无需任何设置，开箱即用

•USB 摄像头——在电脑或树莓派上即插即用

•树莓派摄像头模块(CSI)——在树莓派上表现最佳

显示;展示

•笔记本电脑屏幕——适合测试和演示之用

•通过 HDMI 接口连接的外部显示器——用于实现正确的标识系统安装

提示：将摄像机置于与观众视线平行、与眼睛齐平的位置，这样能获得最佳的检测精度。良好的照明对性别识别有很大影响。

接下来会怎样?

•添加年龄评估功能，以便为不同年龄段的用户提供不同的内容。

•使用多个摄像头来覆盖不同的视角或区域

•添加一个观众计数器，用于统计每日的观众构成(男性/女性/总计)

•将性别因素与具体时间相结合，以实现更具针对性的内容安排。

•连接多个显示器，以实现多屏显示设置

故障排查

面部检测未通过：请确保光线充足，并将摄像头置于与眼睛齐平的位置。避免强逆光或面部出现阴影。人工智能需要清晰的正面图像。

性别识别不准确：该技术在 1 至 2 米距离内、清晰的正面面部视角下效果最佳。侧面轮廓和部分遮挡的面部会降低识别准确度。70% 的置信度阈值可过滤掉不确定的检测结果。

视频切换速度过快：3 秒的延时设置可避免画面闪烁，但您可以在逻辑条件中将其延长以获得更流畅的体验。

摄像头画面未显示：对于 USB 摄像头，请尝试更换不同的端口。对于安装在树莓派上的 CSI 摄像头，请检查数据线连接情况。请确保摄像头索引与您的设置相匹配。

本文编译自hackster.io