TobiasRoeddiger/PupilTracker のインストールと動作確認（瞳孔の検出）（Dlib，Python を使用）（Windows 上）

Dlibは，数多くの機能を持つ C++ ライブラリ．機能には，機械学習，数値計算，グラフィカルモデル推論，画像処理，スレッド，通信，GUI，データ圧縮・一貫性，テスト，さまざまなユーティリティなどがある．Python API もある．

Dlib を用いた、次のプログラム（公開されているもの）を動かしてみます

TobiasRoeddiger/PupilTrackerで公開されているプログラムを動かして、瞳孔を検知してみます

利用条件などは利用者において確認してください

【サイト内の関連ページ】

顔情報（顔検出，顔識別，顔のクラスタリングや類似度や分類，肌色部分の抽出，瞳孔の検出，顔姿勢の推定）

先人に感謝

dlib の Web ページ: http://dlib.net/

前準備

Build Tools for Visual Studio 2026 のインストール（Windows 上） [クリックして展開]

Build Tools for Visual Studio は，Visual Studio の IDE を含まない C/C++ コンパイラ，ライブラリ，ビルドツール等のコマンドライン向け開発ツールセットである。インストール済みの場合、この手順は不要である。

管理者権限のコマンドプロンプトで以下を実行する。管理者権限のコマンドプロンプトを起動するには、Windows キーまたはスタートメニューから「cmd」と入力し、表示された「コマンドプロンプト」を右クリックして「管理者として実行」を選択する。

REM VC++ ランタイム
winget install --scope machine --id Microsoft.VCRedist.2015+.x64 -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet /norestart"

REM Build Tools + Desktop development with C++（VCTools）+ 追加コンポーネント（一括）
winget install --scope machine --id Microsoft.VisualStudio.BuildTools -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "--quiet --wait --norestart --nocache --add Microsoft.VisualStudio.Workload.VCTools --includeRecommended --add Microsoft.VisualStudio.Workload.MSBuildTools --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.CMake.Project --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.Clang --add Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Llvm.ClangToolset --add Microsoft.VisualStudio.Component.Windows11SDK.26100"

--add で追加されるコンポーネント

上記のコマンドでは，まず Build Tools 本体と Visual C++ 再頒布可能パッケージをインストールし，次に setup.exe を用いて以下のコンポーネントを追加している。

VCTools：C++ デスクトップ開発ワークロード（--includeRecommended により、MSVC コンパイラ、C++ AddressSanitizer、vcpkg、CMake ツール、Windows 11 SDK 等の推奨コンポーネントが含まれる）
VC.Llvm.Clang：Windows 向け C++ Clang コンパイラ
ClangCL：clang-cl ツールセットを含むコンポーネントグループ（MSBuild から Clang を使用するために必要）
VC.CMake.Project：Windows 向け C++ CMake ツール
Windows11SDK.26100：Windows 11 SDK（ビルド 10.0.26100）

インストール完了の確認

winget list Microsoft.VisualStudio.BuildTools

上記以外の追加のコンポーネントが必要になった場合は Visual Studio Installer で個別にインストールできる。

Visual Studio の機能を必要とする場合は、追加インストールできる。

Python 3.12 のインストール（Windows 上） [クリックして展開]

以下のいずれかの方法で Python 3.12 をインストールする。Python がインストール済みの場合、この手順は不要である。

方法1：winget によるインストール

winget install --scope machine --id Python.Python.3.12 -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet InstallAllUsers=1 PrependPath=1 Include_pip=1 Include_test=0 Include_launcher=1 InstallLauncherAllUsers=1"

--scope machine を指定することで、システム全体（全ユーザー向け）にインストールされる。このオプションの実行には管理者権限が必要である。インストール完了後、コマンドプロンプトを再起動すると PATH が自動的に設定される。

方法2：インストーラーによるインストール

Python 公式サイト（https://www.python.org/downloads/）にアクセスし、「Download Python 3.x.x」ボタンから Windows 用インストーラーをダウンロードする。
ダウンロードしたインストーラーを実行する。
初期画面の下部に表示される「Add python.exe to PATH」に必ずチェックを入れてから「Customize installation」を選択する。このチェックを入れ忘れると、コマンドプロンプトから python コマンドを実行できない。
「Install Python 3.xx for all users」にチェックを入れ、「Install」をクリックする。

インストールの確認

コマンドプロンプトで以下を実行する。

python --version

バージョン番号（例：Python 3.12.x）が表示されればインストール成功である。「'python' は、内部コマンドまたは外部コマンドとして認識されていません。」と表示される場合は、インストールが正常に完了していない。

Git のインストール（Windows 上） [クリックして展開]

管理者権限のコマンドプロンプトで以下を実行する．管理者権限は，winget の --scope machine オプションでシステム全体にインストールするために必要となる．

REM Git をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id Git.Git -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/VERYSILENT /NORESTART /NOCANCEL /SP- /CLOSEAPPLICATIONS /RESTARTAPPLICATIONS /COMPONENTS=""icons,ext\reg\shellhere,assoc,assoc_sh"" /o:PathOption=Cmd /o:CRLFOption=CRLFCommitAsIs /o:BashTerminalOption=MinTTY /o:DefaultBranchOption=main /o:EditorOption=VIM /o:SSHOption=OpenSSH /o:UseCredentialManager=Enabled /o:PerformanceTweaksFSCache=Enabled /o:EnableSymlinks=Disabled /o:EnableFSMonitor=Disabled"

CMakeのインストール（Windows 上） [クリックして展開]

REM CMake をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id Kitware.CMake -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/qn /norestart ADD_CMAKE_TO_PATH=System"

7-Zip のインストール（Windows 上） [クリックして展開]

REM 7-Zip をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id 7zip.7zip -e --silent --installer-type msi --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/qn /norestart"
REM 7-Zip のパス設定
powershell -NoProfile -Command "$p='C:\Program Files\7-Zip'; $c=[Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','Machine'); if((Test-Path $p) -and $c -notlike \"*$p*\"){[Environment]::SetEnvironmentVariable('Path',\"$p;$c\",'Machine')}"

Dlib のインストール

以下の手順を管理者権限のコマンドプロンプトで実行する（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。

Windows で pip を実行するときは，管理者権限のコマンドプロンプトを使用し，システム領域へのインストールを行う．

次のコマンドを実行する．
```
python -m pip install -U dlib
```

Dlib のソースコード等と，Dlib の学習済みモデルのダウンロード

以下の手順を管理者権限のコマンドプロンプトで実行する（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。
Dlib のソースコード等のダウンロード
次のコマンドを実行．
```
cd C:\
rmdir /s /q dlib
git clone https://github.com/davisking/dlib
```

Dlib の学習済みモデルのダウンロード

次のコマンドを実行．

cd C:\dlib
cd python_examples
curl -O http://dlib.net/files/mmod_human_face_detector.dat.bz2
curl -O http://dlib.net/files/dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat.bz2
curl -O http://dlib.net/files/shape_predictor_5_face_landmarks.dat.bz2
curl -O http://dlib.net/files/shape_predictor_68_face_landmarks.dat.bz2
"c:\Program Files\7-Zip\7z.exe" x mmod_human_face_detector.dat.bz2
"c:\Program Files\7-Zip\7z.exe" x dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat.bz2
"c:\Program Files\7-Zip\7z.exe" x shape_predictor_5_face_landmarks.dat.bz2
"c:\Program Files\7-Zip\7z.exe" x shape_predictor_68_face_landmarks.dat.bz2
del mmod_human_face_detector.dat.bz2
del dlib_face_recognition_resnet_model_v1.dat.bz2
del shape_predictor_5_face_landmarks.dat.bz2
del shape_predictor_68_face_landmarks.dat.bz2

Python の opencv-python ライブラリのインストール

以下の手順を管理者権限のコマンドプロンプトで実行する（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。
opencv-python のインストール
* 「pip install ...」は，Pythonのライブラリをインストールするための操作
```
python -m pip install -U opencv-python opencv-contrib-python
```

imutils のインストール

Window でコマンドプロンプトを実行

imutils のインストール

cd /d c:%HOMEPATH%
rmdir /s /q imutils

cd /d c:%HOMEPATH%
git clone https://github.com/jrosebr1/imutils
cd imutils
python setup.py build
python setup.py install

（以下省略）

imutils のバージョン確認
Windows のコマンドプロンプトで、次のコマンドを実行
```
python -c "import imutils; print( imutils.__version__ )"
```

ビデオの準備

ここで使用するビデオ

mp4 形式動画ファイル: sample1.mp4

作業手順

Windows のコマンドプロンプトを開く

ダウンロード

次のコマンドを実行．

cd C:\dlib
cd python_examples
curl -O https://www.kkaneko.jp/sample/face/sample1.mp4

TobiasRoeddiger/PupilTracker のダウンロード

謝辞：参考 Web ページ: https://github.com/TobiasRoeddiger/PupilTracker

利用条件などは必ず各自で確認してください

以下の手順を管理者権限のコマンドプロンプトで実行する（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。

TobiasRoeddiger/PupilTracker のダウンロード

cd /d c:%HOMEPATH%
rmdir /s /q PupilTracker

cd /d c:%HOMEPATH%
git clone https://github.com/TobiasRoeddiger/PupilTracker

TobiasRoeddiger/PupilTracker による瞳孔の検知

Window でコマンドプロンプトを実行

shape_predictor_68_face_landmarks.dat のコピー

次のコマンドを実行．

cd /d c:%HOMEPATH%\PupilTracker
copy ..\dlib\python_examples\shape_predictor_68_face_landmarks.dat .

次のコマンドを実行．

cd /d c:%HOMEPATH%\PupilTracker
copy pupil_tracker.py a.py

プログラムファイル a.py は sample1.mp4 を使うように書き換え
エディタを使う
書き換え１つめ
書き換え前

書き換え後
cap = cv2.VideoCapture("c:/image/sample1.mp4")

書き換え２つめ
書き換え前

書き換え後
cv2.line(image,(int((bottom_left[0] + bottom_right[0]) / 2), lower_bound), (int((upper_left[0] + upper_right[0]) / 2), upper_bound),(0,0,255), 1)

Python プログラムの実行

python a.py -p shape_predictor_68_face_landmarks.dat

再び、プログラムファイルをコピー
次のコマンドを実行．
```
copy a.py b.py
```
プログラムファイル b.py は sample1.mp4 を使うように書き換え
エディタを使う
書き換え前

書き換え後
cap = cv2.VideoCapture(0)
プログラムを実行してみる
今度は、USB接続できるビデオカメラを準備し，パソコンに接続しておく．
```
python b.py -p shape_predictor_68_face_landmarks.dat
```