Reconnaissance de l'encre numérique avec ML Kit sur iOS

Grâce à la reconnaissance d'encre numérique de ML Kit, vous pouvez reconnaître du texte manuscrit sur une surface numérique dans des centaines de langues, ainsi que classer des croquis.

Essayer

Avant de commencer

  1. Incluez les bibliothèques ML Kit suivantes dans votre Podfile :

    pod 'GoogleMLKit/DigitalInkRecognition', '8.0.0'
    
    
  2. Une fois les pods de votre projet installés ou mis à jour, ouvrez votre projet Xcode à l'aide de son fichier .xcworkspace. ML Kit est compatible avec Xcode version 13.2.1 ou ultérieure.

Vous pouvez maintenant commencer à reconnaître du texte dans des objets Ink.

Créer un objet Ink

La principale façon de créer un objet Ink consiste à le dessiner sur un écran tactile. Sur iOS, vous pouvez utiliser une UIImageView avec des gestionnaires d'événements tactiles qui dessinent les traits à l'écran et stockent également les points des traits pour créer l'objet Ink. Ce modèle général est illustré dans l'extrait de code suivant. Consultez l'application de démarrage rapide pour obtenir un exemple plus complet, qui sépare la gestion des événements tactiles, le dessin à l'écran et la gestion des données de trait.

Swift

@IBOutlet weak var mainImageView: UIImageView!
var kMillisecondsPerTimeInterval = 1000.0
var lastPoint = CGPoint.zero
private var strokes: [Stroke] = []
private var points: [StrokePoint] = []

func drawLine(from fromPoint: CGPoint, to toPoint: CGPoint) {
  UIGraphicsBeginImageContext(view.frame.size)
  guard let context = UIGraphicsGetCurrentContext() else {
    return
  }
  mainImageView.image?.draw(in: view.bounds)
  context.move(to: fromPoint)
  context.addLine(to: toPoint)
  context.setLineCap(.round)
  context.setBlendMode(.normal)
  context.setLineWidth(10.0)
  context.setStrokeColor(UIColor.white.cgColor)
  context.strokePath()
  mainImageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
  mainImageView.alpha = 1.0
  UIGraphicsEndImageContext()
}

override func touchesBegan(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
  guard let touch = touches.first else {
    return
  }
  lastPoint = touch.location(in: mainImageView)
  let t = touch.timestamp
  points = [StrokePoint.init(x: Float(lastPoint.x),
                             y: Float(lastPoint.y),
                             t: Int(t * kMillisecondsPerTimeInterval))]
  drawLine(from:lastPoint, to:lastPoint)
}

override func touchesMoved(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
  guard let touch = touches.first else {
    return
  }
  let currentPoint = touch.location(in: mainImageView)
  let t = touch.timestamp
  points.append(StrokePoint.init(x: Float(currentPoint.x),
                                 y: Float(currentPoint.y),
                                 t: Int(t * kMillisecondsPerTimeInterval)))
  drawLine(from: lastPoint, to: currentPoint)
  lastPoint = currentPoint
}

override func touchesEnded(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
  guard let touch = touches.first else {
    return
  }
  let currentPoint = touch.location(in: mainImageView)
  let t = touch.timestamp
  points.append(StrokePoint.init(x: Float(currentPoint.x),
                                 y: Float(currentPoint.y),
                                 t: Int(t * kMillisecondsPerTimeInterval)))
  drawLine(from: lastPoint, to: currentPoint)
  lastPoint = currentPoint
  strokes.append(Stroke.init(points: points))
  self.points = []
  doRecognition()
}

Objective-C

// Interface
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *mainImageView;
@property(nonatomic) CGPoint lastPoint;
@property(nonatomic) NSMutableArray *strokes;
@property(nonatomic) NSMutableArray *points;

// Implementations
static const double kMillisecondsPerTimeInterval = 1000.0;

- (void)drawLineFrom:(CGPoint)fromPoint to:(CGPoint)toPoint {
  UIGraphicsBeginImageContext(self.mainImageView.frame.size);
  [self.mainImageView.image drawInRect:CGRectMake(0, 0, self.mainImageView.frame.size.width,
                                                  self.mainImageView.frame.size.height)];
  CGContextMoveToPoint(UIGraphicsGetCurrentContext(), fromPoint.x, fromPoint.y);
  CGContextAddLineToPoint(UIGraphicsGetCurrentContext(), toPoint.x, toPoint.y);
  CGContextSetLineCap(UIGraphicsGetCurrentContext(), kCGLineCapRound);
  CGContextSetLineWidth(UIGraphicsGetCurrentContext(), 10.0);
  CGContextSetRGBStrokeColor(UIGraphicsGetCurrentContext(), 1, 1, 1, 1);
  CGContextSetBlendMode(UIGraphicsGetCurrentContext(), kCGBlendModeNormal);
  CGContextStrokePath(UIGraphicsGetCurrentContext());
  CGContextFlush(UIGraphicsGetCurrentContext());
  self.mainImageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
  UIGraphicsEndImageContext();
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event {
  UITouch *touch = [touches anyObject];
  self.lastPoint = [touch locationInView:self.mainImageView];
  NSTimeInterval time = [touch timestamp];
  self.points = [NSMutableArray array];
  [self.points addObject:[[MLKStrokePoint alloc] initWithX:self.lastPoint.x
                                                         y:self.lastPoint.y
                                                         t:time * kMillisecondsPerTimeInterval]];
  [self drawLineFrom:self.lastPoint to:self.lastPoint];
}

- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event {
  UITouch *touch = [touches anyObject];
  CGPoint currentPoint = [touch locationInView:self.mainImageView];
  NSTimeInterval time = [touch timestamp];
  [self.points addObject:[[MLKStrokePoint alloc] initWithX:currentPoint.x
                                                         y:currentPoint.y
                                                         t:time * kMillisecondsPerTimeInterval]];
  [self drawLineFrom:self.lastPoint to:currentPoint];
  self.lastPoint = currentPoint;
}

- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event {
  UITouch *touch = [touches anyObject];
  CGPoint currentPoint = [touch locationInView:self.mainImageView];
  NSTimeInterval time = [touch timestamp];
  [self.points addObject:[[MLKStrokePoint alloc] initWithX:currentPoint.x
                                                         y:currentPoint.y
                                                         t:time * kMillisecondsPerTimeInterval]];
  [self drawLineFrom:self.lastPoint to:currentPoint];
  self.lastPoint = currentPoint;
  if (self.strokes == nil) {
    self.strokes = [NSMutableArray array];
  }
  [self.strokes addObject:[[MLKStroke alloc] initWithPoints:self.points]];
  self.points = nil;
  [self doRecognition];
}

Notez que l'extrait de code inclut un exemple de fonction permettant de dessiner le trait dans le UIImageView, qui doit être adapté si nécessaire à votre application. Nous vous recommandons d'utiliser des extrémités arrondies lorsque vous dessinez les segments de ligne afin que les segments de longueur nulle soient dessinés sous forme de point (pensez au point sur la lettre minuscule i). La fonction doRecognition() est appelée après chaque trait et sera définie ci-dessous.

Obtenir une instance de DigitalInkRecognizer

Pour effectuer la reconnaissance, nous devons transmettre l'objet Ink à une DigitalInkRecognizer instance. Pour obtenir l'instance DigitalInkRecognizer, nous devons d'abord télécharger le modèle de reconnaissance pour la langue souhaitée, puis charger le modèle dans la RAM. Pour simplifier, cela peut être effectué à l'aide de l'extrait de code suivant, qui est placé dans la méthode viewDidLoad() et utilise un nom de langue codé en dur. Consultez l'application de démarrage rapide pour obtenir un exemple de la façon d'afficher la liste des langues disponibles à l'utilisateur et de télécharger la langue sélectionnée.

Swift

override func viewDidLoad() {
  super.viewDidLoad()
  let languageTag = "en-US"
  let identifier = DigitalInkRecognitionModelIdentifier(forLanguageTag: languageTag)
  if identifier == nil {
    // no model was found or the language tag couldn't be parsed, handle error.
  }
  let model = DigitalInkRecognitionModel.init(modelIdentifier: identifier!)
  let modelManager = ModelManager.modelManager()
  let conditions = ModelDownloadConditions.init(allowsCellularAccess: true,
                                         allowsBackgroundDownloading: true)
  modelManager.download(model, conditions: conditions)
  // Get a recognizer for the language
  let options: DigitalInkRecognizerOptions = DigitalInkRecognizerOptions.init(model: model)
  recognizer = DigitalInkRecognizer.digitalInkRecognizer(options: options)
}

Objective-C

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  NSString *languagetag = @"en-US";
  MLKDigitalInkRecognitionModelIdentifier *identifier =
      [MLKDigitalInkRecognitionModelIdentifier modelIdentifierForLanguageTag:languagetag];
  if (identifier == nil) {
    // no model was found or the language tag couldn't be parsed, handle error.
  }
  MLKDigitalInkRecognitionModel *model = [[MLKDigitalInkRecognitionModel alloc]
                                          initWithModelIdentifier:identifier];
  MLKModelManager *modelManager = [MLKModelManager modelManager];
  [modelManager downloadModel:model conditions:[[MLKModelDownloadConditions alloc]
                                                initWithAllowsCellularAccess:YES
                                                allowsBackgroundDownloading:YES]];
  MLKDigitalInkRecognizerOptions *options =
      [[MLKDigitalInkRecognizerOptions alloc] initWithModel:model];
  self.recognizer = [MLKDigitalInkRecognizer digitalInkRecognizerWithOptions:options];
}

Les applications de démarrage rapide incluent du code supplémentaire qui montre comment gérer plusieurs téléchargements en même temps et comment déterminer quel téléchargement a réussi en gérant les notifications de fin.

Reconnaître un objet Ink

Nous passons ensuite à la fonction doRecognition(), qui, pour simplifier, est appelée à partir de touchesEnded(). Dans d'autres applications, vous pouvez choisir d'appeler la reconnaissance uniquement après un délai d'inactivité ou lorsque l'utilisateur appuie sur un bouton pour la déclencher.

Swift

func doRecognition() {
  let ink = Ink.init(strokes: strokes)
  recognizer.recognize(
    ink: ink,
    completion: {
      [unowned self]
      (result: DigitalInkRecognitionResult?, error: Error?) in
      var alertTitle = ""
      var alertText = ""
      if let result = result, let candidate = result.candidates.first {
        alertTitle = "I recognized this:"
        alertText = candidate.text
      } else {
        alertTitle = "I hit an error:"
        alertText = error!.localizedDescription
      }
      let alert = UIAlertController(title: alertTitle,
                                  message: alertText,
                           preferredStyle: UIAlertController.Style.alert)
      alert.addAction(UIAlertAction(title: "OK",
                                    style: UIAlertAction.Style.default,
                                  handler: nil))
      self.present(alert, animated: true, completion: nil)
    }
  )
}

Objective-C

- (void)doRecognition {
  MLKInk *ink = [[MLKInk alloc] initWithStrokes:self.strokes];
  __weak typeof(self) weakSelf = self;
  [self.recognizer
      recognizeInk:ink
        completion:^(MLKDigitalInkRecognitionResult *_Nullable result,
                     NSError *_Nullable error) {
    typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
    if (strongSelf == nil) {
      return;
    }
    NSString *alertTitle = nil;
    NSString *alertText = nil;
    if (result.candidates.count > 0) {
      alertTitle = @"I recognized this:";
      alertText = result.candidates[0].text;
    } else {
      alertTitle = @"I hit an error:";
      alertText = [error localizedDescription];
    }
    UIAlertController *alert =
        [UIAlertController alertControllerWithTitle:alertTitle
                                            message:alertText
                                     preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
    [alert addAction:[UIAlertAction actionWithTitle:@"OK"
                                              style:UIAlertActionStyleDefault
                                            handler:nil]];
    [strongSelf presentViewController:alert animated:YES completion:nil];
  }];
}

Gérer les téléchargements de modèles

Nous avons déjà vu comment télécharger un modèle de reconnaissance. Les extraits de code suivants illustrent comment vérifier si un modèle a déjà été téléchargé ou comment supprimer un modèle lorsqu'il n'est plus nécessaire pour récupérer l'espace de stockage.

Vérifier si un modèle a déjà été téléchargé

Swift

let model : DigitalInkRecognitionModel = ...
let modelManager = ModelManager.modelManager()
modelManager.isModelDownloaded(model)

Objective-C

MLKDigitalInkRecognitionModel *model = ...;
MLKModelManager *modelManager = [MLKModelManager modelManager];
[modelManager isModelDownloaded:model];

Supprimer un modèle téléchargé

Swift

let model : DigitalInkRecognitionModel = ...
let modelManager = ModelManager.modelManager()

if modelManager.isModelDownloaded(model) {
  modelManager.deleteDownloadedModel(
    model!,
    completion: {
      error in
      if error != nil {
        // Handle error
        return
      }
      NSLog(@"Model deleted.");
    })
}

Objective-C

MLKDigitalInkRecognitionModel *model = ...;
MLKModelManager *modelManager = [MLKModelManager modelManager];

if ([self.modelManager isModelDownloaded:model]) {
  [self.modelManager deleteDownloadedModel:model
                                completion:^(NSError *_Nullable error) {
                                  if (error) {
                                    // Handle error.
                                    return;
                                  }
                                  NSLog(@"Model deleted.");
                                }];
}

Conseils pour améliorer la précision de la reconnaissance du texte

La précision de la reconnaissance du texte peut varier d'une langue à l'autre. Elle dépend également du style d'écriture. Bien que la reconnaissance d'encre numérique soit entraînée pour gérer de nombreux types de styles d'écriture, les résultats peuvent varier d'un utilisateur à l'autre.

Voici quelques façons d'améliorer la précision d'un outil de reconnaissance de texte. Notez que ces techniques ne s'appliquent pas aux classificateurs de dessin pour les emojis, le dessin automatique et les formes.

Zone d'écriture

De nombreuses applications disposent d'une zone d'écriture bien définie pour la saisie utilisateur. La signification d'un symbole est partiellement déterminée par sa taille par rapport à celle de la zone d'écriture qui le contient. Par exemple, la différence entre une lettre « o » ou « c » minuscule ou majuscule, et une virgule par rapport à une barre oblique.

Indiquer au système de reconnaissance la largeur et la hauteur de la zone d'écriture peut améliorer la précision. Toutefois, le système de reconnaissance suppose que la zone d'écriture ne contient qu'une seule ligne de texte. Si la zone d'écriture physique est suffisamment grande pour permettre à l'utilisateur d'écrire deux lignes ou plus, vous pouvez obtenir de meilleurs résultats en transmettant une WritingArea dont la hauteur correspond à votre meilleure estimation de la hauteur d'une seule ligne de texte. L'objet WritingArea que vous transmettez au système de reconnaissance ne doit pas nécessairement correspondre exactement à la zone d'écriture physique à l'écran. Modifier la hauteur de la WritingArea de cette manière fonctionne mieux dans certaines langues que dans d'autres.

Lorsque vous spécifiez la zone d'écriture, indiquez sa largeur et sa hauteur dans les mêmes unités que les coordonnées du trait. Les arguments de coordonnées x,y n'ont pas d'exigence d'unité. L'API normalise toutes les unités. Seules la taille et la position relatives des traits sont importantes. Vous êtes libre de transmettre des coordonnées dans l'échelle qui convient à votre système.

Pré-contexte

Le pré-contexte est le texte qui précède immédiatement les traits dans l'Ink que vous essayez de reconnaître. Vous pouvez aider le système de reconnaissance en lui indiquant le pré-contexte.

Par exemple, les lettres cursives "n" et "u" sont souvent confondues. Si l'utilisateur a déjà saisi le mot partiel "arg", il peut continuer avec des traits qui peuvent être reconnus comme "ument" ou "nment". Spécifier le pré-contexte "arg" résout l'ambiguïté, car le mot "argument" est plus probable que "argnment".

Le pré-contexte peut également aider le système de reconnaissance à identifier les sauts de mots, c'est-à-dire les espaces entre les mots. Vous pouvez saisir un espace, mais vous ne pouvez pas en dessiner un. Comment un système de reconnaissance peut-il déterminer quand un mot se termine et quand le suivant commence ? Si l'utilisateur a déjà écrit "hello" et continue avec le mot écrit "world", sans pré-contexte, le système de reconnaissance renvoie la chaîne "world". Toutefois, si vous spécifiez le pré-contexte "hello", le modèle renvoie la chaîne " world", avec un espace au début, car "hello world" est plus logique que "helloword".

Vous devez fournir la chaîne de pré-contexte la plus longue possible, jusqu'à 20 caractères, espaces compris. Si la chaîne est plus longue, le système de reconnaissance n'utilise que les 20 derniers caractères.

L'exemple de code ci-dessous montre comment définir une zone d'écriture et utiliser un objet RecognitionContext pour spécifier le pré-contexte.

Swift

let ink: Ink = ...;
let recognizer: DigitalInkRecognizer =  ...;
let preContext: String = ...;
let writingArea = WritingArea.init(width: ..., height: ...);

let context: DigitalInkRecognitionContext.init(
    preContext: preContext,
    writingArea: writingArea);

recognizer.recognizeHandwriting(
  from: ink,
  context: context,
  completion: {
    (result: DigitalInkRecognitionResult?, error: Error?) in
    if let result = result, let candidate = result.candidates.first {
      NSLog("Recognized \(candidate.text)")
    } else {
      NSLog("Recognition error \(error)")
    }
  })

Objective-C

MLKInk *ink = ...;
MLKDigitalInkRecognizer *recognizer = ...;
NSString *preContext = ...;
MLKWritingArea *writingArea = [MLKWritingArea initWithWidth:...
                                              height:...];

MLKDigitalInkRecognitionContext *context = [MLKDigitalInkRecognitionContext
       initWithPreContext:preContext
       writingArea:writingArea];

[recognizer recognizeHandwritingFromInk:ink
            context:context
            completion:^(MLKDigitalInkRecognitionResult
                         *_Nullable result, NSError *_Nullable error) {
                               NSLog(@"Recognition result %@",
                                     result.candidates[0].text);
                         }];

Ordre des traits

La précision de la reconnaissance est sensible à l'ordre des traits. Les systèmes de reconnaissance s'attendent à ce que les traits se produisent dans l'ordre dans lequel les personnes écrivent naturellement, par exemple de gauche à droite pour l'anglais. Tout cas qui s'écarte de ce modèle, comme l'écriture d'une phrase anglaise commençant par le dernier mot, donne des résultats moins précis.

Un autre exemple est celui où un mot au milieu d'un Ink est supprimé et remplacé par un autre mot. La révision se trouve probablement au milieu d'une phrase, mais les traits de la révision se trouvent à la fin de la séquence de traits. Dans ce cas, nous vous recommandons d'envoyer le mot nouvellement écrit séparément à l'API et de fusionner le résultat avec les reconnaissances précédentes à l'aide de votre propre logique.

Gérer les formes ambiguës

Il existe des cas où la signification de la forme fournie au système de reconnaissance est ambiguë. Par exemple, un rectangle aux bords très arrondis peut être considéré comme un rectangle ou une ellipse.

Ces cas peu clairs peuvent être gérés à l'aide de scores de reconnaissance lorsqu'ils sont disponibles. Seuls les classificateurs de formes fournissent des scores. Si le modèle est très confiant, le score du meilleur résultat sera bien meilleur que le deuxième meilleur. En cas d'incertitude, les scores des deux meilleurs résultats seront proches. N'oubliez pas non plus que les classificateurs de formes interprètent l'ensemble de l'Ink comme une seule forme. Par exemple, si l'Ink contient un rectangle et une ellipse l'un à côté de l'autre, le système de reconnaissance peut renvoyer l'un ou l'autre (ou quelque chose de complètement différent) comme résultat, car un seul candidat de reconnaissance ne peut pas représenter deux formes.