树莓派设置

硬件要求

face_recognition 库需要 Raspberry Pi 2 或更新型号。早期型号缺乏有效人脸识别处理所需的计算能力。

推荐规格

Raspberry Pi 3 Model B+ 或更新型号
至少 2GB RAM
MicroSD 卡（建议 16GB+）
Raspberry Pi 相机模块或 USB 摄像头
具有足够电流的电源（建议 2.5A+）

来源： README.md113-115

安装过程

在 Raspberry Pi 上安装 face_recognition 需要几个步骤，因为需要从源代码编译 dlib（底层计算机视觉库）。由于 Raspberry Pi 的资源限制，该过程比标准的 pip 安装更复杂。

第一步：系统准备

更新您的 Raspberry Pi 系统并安装所需的构建工具

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install build-essential cmake pkg-config
sudo apt-get install python3-dev python3-pip
sudo pip3 install --upgrade pip

第二步：安装必需的依赖项

安装人脸识别所需的数值和图像处理库

sudo apt-get install python3-numpy
sudo pip3 install numpy
sudo apt-get install libjpeg-dev libpng-dev
sudo pip3 install Pillow

第三步：编译和安装 dlib

由于 Raspberry Pi 的资源限制，您需要使用特定设置编译 dlib

sudo pip3 install dlib --no-cache-dir

注意：此步骤在 Raspberry Pi 设备上可能需要相当长的时间（1-2 小时）。

第四步：安装 face_recognition

安装 dlib 后，即可安装 face_recognition 库

sudo pip3 install face_recognition

第五步：安装相机支持

用于 Raspberry Pi 相机模块

sudo apt-get install python3-picamera
sudo pip3 install "picamera[array]"

来源： README.md113-115 examples/facerec_on_raspberry_pi.py4-7

系统架构

在 Raspberry Pi 上运行 face_recognition 时，系统组件的交互如图所示

Raspberry Pi 上的面部识别流程遵循此顺序

来源： examples/facerec_on_raspberry_pi.py9-48

使用示例

该存储库包含一个适用于 Raspberry Pi 的示例应用程序，该应用程序使用 Pi 相机模块演示实时人脸识别。此示例的关键组件包括：

相机设置

加载已知人脸

识别循环

来源： examples/facerec_on_raspberry_pi.py13-48

性能优化

在 Raspberry Pi 这样资源受限的设备上运行人脸识别需要进行优化。以下是一些提高性能的方法：

分辨率优化

使用较低分辨率的图像可显著提高处理速度

解决方案	相对处理速度	检测准确度
640x480	1x（基线）	高
320x240	约 4 倍速	中高
160x120	约 16 倍速	中等

示例脚本使用了 320x240 的分辨率，这在 Raspberry Pi 硬件上提供了性能和准确性的良好平衡。

算法选择

在 Raspberry Pi 上，务必使用基于 HOG 的检测器而不是 CNN 模型，因为它速度明显更快。

帧跳过

在视频应用中，您可以处理第 N 帧以降低 CPU 负载

来源： examples/facerec_on_raspberry_pi.py16-18

与其他 Raspberry Pi 项目的集成

face_recognition 库可以与各种基于 Raspberry Pi 的系统和应用程序集成

硬件集成

您可以将人脸识别系统连接到各种硬件组件

组件	目的	集成方法
LED 指示灯	视觉反馈	GPIO 引脚
继电器模块	控制门锁/电器	GPIO 引脚
扬声器	音频警报	USB/3.5mm 音频
伺服电机/电机	机器人控制	GPIO/PWM/I2C
外部存储	数据记录	USB/网络

软件集成

面部识别结果可以集成到各种软件系统中

来源： examples/facerec_on_raspberry_pi.py39-47

故障排除

在 Raspberry Pi 上设置人脸识别时遇到的常见问题

问题	可能原因	解决方案
编译错误	内存不足	增加交换空间或以较低的并发度进行编译
系统冻结	过热	确保适当散热或添加散热片/风扇
未找到相机	模块未启用	在 `raspi-config` 中启用相机
性能低下	电源不足	使用合适的电源（2.5A+）
导入错误	缺少依赖项	检查所有依赖项是否都已安装
段错误	内存问题	降低图像分辨率或帧率

内存管理

如果在编译或运行时遇到内存错误，您可以暂时添加交换空间

sudo dphys-swapfile swapoff
sudo nano /etc/dphys-swapfile
# Set CONF_SWAPSIZE=1024
sudo dphys-swapfile setup
sudo dphys-swapfile swapon