التعرّف على الوجوه باستخدام حزمة تعلّم الآلة على Android

يمكنك استخدام ML Kit لرصد الوجوه في الصور والفيديوهات.

الميزةغير مجمَّعةمُجمَّعة
التنفيذيتم تنزيل النموذج بشكل ديناميكي من خلال "خدمات Google Play".يتم ربط النموذج بشكل ثابت بتطبيقك في وقت الإنشاء.
حجم التطبيقزيادة في الحجم تبلغ 800 كيلوبايت تقريبًازيادة في الحجم تبلغ حوالي 6.9 ميغابايت.
وقت الإعدادقد تحتاج إلى الانتظار إلى أن يتم تنزيل النموذج قبل استخدامه للمرة الأولى.الطراز متاح على الفور

جرّبه الآن

قبل البدء

  1. في ملف build.gradle على مستوى المشروع، احرص على تضمين مستودع Maven الخاص بـ Google في كل من القسمَين buildscript وallprojects.

  2. أضِف العناصر التابعة لمكتبات ML Kit على Android إلى ملف Gradle على مستوى التطبيق في الوحدة، والذي يكون عادةً app/build.gradle. اختَر إحدى التبعيات التالية بناءً على احتياجاتك:

    لتضمين النموذج مع تطبيقك:

    dependencies {
      // ...
      // Use this dependency to bundle the model with your app
      implementation 'com.google.mlkit:face-detection:16.1.7'
    }
    

    لاستخدام النموذج في "خدمات Google Play"، يجب استيفاء الشروط التالية:

    dependencies {
      // ...
      // Use this dependency to use the dynamically downloaded model in Google Play Services
      implementation 'com.google.android.gms:play-services-mlkit-face-detection:17.1.0'
    }
    
  3. إذا اخترت استخدام النموذج في "خدمات Google Play"، يمكنك ضبط تطبيقك لتنزيل النموذج تلقائيًا على الجهاز بعد تثبيت تطبيقك من "متجر Play". لإجراء ذلك، أضِف البيان التالي إلى ملف AndroidManifest.xml في تطبيقك:

    <application ...>
          ...
          <meta-data
              android:name="com.google.mlkit.vision.DEPENDENCIES"
              android:value="face" >
          <!-- To use multiple models: android:value="face,model2,model3" -->
    </application>
    

    يمكنك أيضًا التحقّق بشكل صريح من توفّر النموذج وطلب تنزيله من خلال ModuleInstallClient API في "خدمات Google Play".

    إذا لم تفعِّل تنزيل النماذج أثناء التثبيت أو لم تطلب تنزيلها بشكل صريح، سيتم تنزيل النموذج عند تشغيل أداة الرصد للمرة الأولى. لن يؤدي تقديم طلبات قبل اكتمال عملية التنزيل إلى عرض أي نتائج.

إرشادات حول الصورة المدخَلة

للتعرّف على الوجوه، يجب استخدام صورة بأبعاد 480x360 بكسل على الأقل. لكي يرصد ML Kit الوجوه بدقة، يجب أن تحتوي الصور المدخلة على وجوه يتم تمثيلها ببيانات وحدات بكسل كافية. بشكل عام، يجب أن يكون حجم كل وجه تريد رصده في صورة 100 × 100 بكسل على الأقل. إذا كنت تريد رصد محيط الوجوه، يتطلّب ML Kit إدخال صور بدقة أعلى: يجب أن يكون حجم كل وجه 200x200 بكسل على الأقل.

إذا كنت ترصد الوجوه في تطبيق يعمل في الوقت الفعلي، قد تحتاج أيضًا إلى مراعاة الأبعاد الإجمالية للصور المدخلة. يمكن معالجة الصور الأصغر حجمًا بشكل أسرع، لذا لتقليل وقت الاستجابة، التقط الصور بدقة أقل، ولكن ضع في اعتبارك متطلبات الدقة المذكورة أعلاه وتأكَّد من أنّ وجه الشخص يملأ أكبر قدر ممكن من الصورة. يمكنك أيضًا الاطّلاع على نصائح لتحسين الأداء في الوقت الفعلي.

يمكن أن يؤثّر عدم وضوح الصورة أيضًا في الدقة. إذا لم تحصل على نتائج مقبولة، اطلب من المستخدم إعادة التقاط الصورة.

يمكن أن يؤثّر اتجاه الوجه بالنسبة إلى الكاميرا أيضًا في ميزات الوجه التي يرصدها ML Kit. يُرجى الاطّلاع على مفاهيم التعرّف على الوجوه.

1. ضبط أداة رصد الوجوه

قبل تطبيق ميزة &quot;التعرّف على الوجوه&quot; على صورة، إذا أردت تغيير أي من الإعدادات التلقائية لميزة &quot;التعرّف على الوجوه&quot;، حدِّد هذه الإعدادات باستخدام عنصر FaceDetectorOptions. يمكنك تغيير الإعدادات التالية:

الإعدادات
setPerformanceMode PERFORMANCE_MODE_FAST (تلقائي) | PERFORMANCE_MODE_ACCURATE

تحديد ما إذا كان يجب إعطاء الأولوية للسرعة أو الدقة عند رصد الوجوه

setLandmarkMode LANDMARK_MODE_NONE (تلقائي) | LANDMARK_MODE_ALL

تحديد ما إذا كان سيتم محاولة التعرّف على "المعالم" الوجهية، مثل العيون والأذنين والأنف والخدود والفم وما إلى ذلك

setContourMode CONTOUR_MODE_NONE (تلقائي) | CONTOUR_MODE_ALL

تحديد ما إذا كان سيتم رصد ملامح الوجه يتم رصد الخطوط الكنتورية للوجه الأكثر بروزًا في الصورة فقط.

setClassificationMode CLASSIFICATION_MODE_NONE (تلقائي) | CLASSIFICATION_MODE_ALL

تحدّد هذه السمة ما إذا كان سيتم تصنيف الوجوه إلى فئات، مثل "مبتسم" و "عيون مفتوحة".

setMinFaceSize float (القيمة التلقائية: 0.1f)

تضبط هذه السمة أصغر حجم مطلوب للوجه، ويتم التعبير عنه كنسبة بين عرض الرأس وعرض الصورة.

enableTracking false (تلقائي) | true

تحديد ما إذا كان سيتم منح الوجوه معرّفًا يمكن استخدامه لتتبُّع الوجوه في الصور

يُرجى العِلم أنّه عند تفعيل ميزة "رصد المحيط"، يتم رصد وجه واحد فقط، وبالتالي لا يؤدي تتبُّع الوجه إلى نتائج مفيدة. لهذا السبب، ولتحسين سرعة الرصد، لا تفعِّل ميزة رصد الأشكال وتتبُّع الوجه في الوقت نفسه.

على سبيل المثال:

Kotlin

// High-accuracy landmark detection and face classification
val highAccuracyOpts = FaceDetectorOptions.Builder()
        .setPerformanceMode(FaceDetectorOptions.PERFORMANCE_MODE_ACCURATE)
        .setLandmarkMode(FaceDetectorOptions.LANDMARK_MODE_ALL)
        .setClassificationMode(FaceDetectorOptions.CLASSIFICATION_MODE_ALL)
        .build()

// Real-time contour detection
val realTimeOpts = FaceDetectorOptions.Builder()
        .setContourMode(FaceDetectorOptions.CONTOUR_MODE_ALL)
        .build()

Java

// High-accuracy landmark detection and face classification
FaceDetectorOptions highAccuracyOpts =
        new FaceDetectorOptions.Builder()
                .setPerformanceMode(FaceDetectorOptions.PERFORMANCE_MODE_ACCURATE)
                .setLandmarkMode(FaceDetectorOptions.LANDMARK_MODE_ALL)
                .setClassificationMode(FaceDetectorOptions.CLASSIFICATION_MODE_ALL)
                .build();

// Real-time contour detection
FaceDetectorOptions realTimeOpts =
        new FaceDetectorOptions.Builder()
                .setContourMode(FaceDetectorOptions.CONTOUR_MODE_ALL)
                .build();

2. إعداد الصورة المصدر

لاكتشاف الوجوه في صورة، أنشئ عنصر InputImage من Bitmap أو media.Image أو ByteBuffer أو مصفوفة بايت أو ملف على الجهاز. بعد ذلك، مرِّر الكائن InputImage إلى الطريقة process الخاصة بالكائن FaceDetector.

بالنسبة إلى ميزة "التعرّف على الوجوه"، يجب استخدام صورة بأبعاد لا تقل عن 480x360 بكسل. إذا كنت ترصد الوجوه في الوقت الفعلي، يمكن أن يساعدك التقاط اللقطات بهذه الدقة الدنيا في تقليل وقت الاستجابة.

يمكنك إنشاء عنصر InputImage من مصادر مختلفة، ويتم توضيح كل منها أدناه.

استخدام media.Image

لإنشاء عنصر InputImage من عنصر media.Image، مثلاً عند التقاط صورة من كاميرا جهاز، مرِّر عنصر media.Image ودوران الصورة إلى InputImage.fromMediaImage().

إذا كنت تستخدم مكتبة CameraX، سيحسب لك الفئتان OnImageCapturedListener وImageAnalysis.Analyzer قيمة الدوران.

Kotlin

private class YourImageAnalyzer : ImageAnalysis.Analyzer {

    override fun analyze(imageProxy: ImageProxy) {
        val mediaImage = imageProxy.image
        if (mediaImage != null) {
            val image = InputImage.fromMediaImage(mediaImage, imageProxy.imageInfo.rotationDegrees)
            // Pass image to an ML Kit Vision API
            // ...
        }
    }
}

Java

private class YourAnalyzer implements ImageAnalysis.Analyzer {

    @Override
    public void analyze(ImageProxy imageProxy) {
        Image mediaImage = imageProxy.getImage();
        if (mediaImage != null) {
          InputImage image =
                InputImage.fromMediaImage(mediaImage, imageProxy.getImageInfo().getRotationDegrees());
          // Pass image to an ML Kit Vision API
          // ...
        }
    }
}

إذا لم تستخدم مكتبة كاميرا تمنحك درجة دوران الصورة، يمكنك احتسابها من درجة دوران الجهاز واتجاه مستشعر الكاميرا في الجهاز:

Kotlin

private val ORIENTATIONS = SparseIntArray()

init {
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_0, 0)
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_90, 90)
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_180, 180)
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_270, 270)
}

/**
 * Get the angle by which an image must be rotated given the device's current
 * orientation.
 */
@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
@Throws(CameraAccessException::class)
private fun getRotationCompensation(cameraId: String, activity: Activity, isFrontFacing: Boolean): Int {
    // Get the device's current rotation relative to its "native" orientation.
    // Then, from the ORIENTATIONS table, look up the angle the image must be
    // rotated to compensate for the device's rotation.
    val deviceRotation = activity.windowManager.defaultDisplay.rotation
    var rotationCompensation = ORIENTATIONS.get(deviceRotation)

    // Get the device's sensor orientation.
    val cameraManager = activity.getSystemService(CAMERA_SERVICE) as CameraManager
    val sensorOrientation = cameraManager
            .getCameraCharacteristics(cameraId)
            .get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION)!!

    if (isFrontFacing) {
        rotationCompensation = (sensorOrientation + rotationCompensation) % 360
    } else { // back-facing
        rotationCompensation = (sensorOrientation - rotationCompensation + 360) % 360
    }
    return rotationCompensation
}

Java

private static final SparseIntArray ORIENTATIONS = new SparseIntArray();
static {
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_0, 0);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_90, 90);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_180, 180);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_270, 270);
}

/**
 * Get the angle by which an image must be rotated given the device's current
 * orientation.
 */
@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
private int getRotationCompensation(String cameraId, Activity activity, boolean isFrontFacing)
        throws CameraAccessException {
    // Get the device's current rotation relative to its "native" orientation.
    // Then, from the ORIENTATIONS table, look up the angle the image must be
    // rotated to compensate for the device's rotation.
    int deviceRotation = activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation();
    int rotationCompensation = ORIENTATIONS.get(deviceRotation);

    // Get the device's sensor orientation.
    CameraManager cameraManager = (CameraManager) activity.getSystemService(CAMERA_SERVICE);
    int sensorOrientation = cameraManager
            .getCameraCharacteristics(cameraId)
            .get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION);

    if (isFrontFacing) {
        rotationCompensation = (sensorOrientation + rotationCompensation) % 360;
    } else { // back-facing
        rotationCompensation = (sensorOrientation - rotationCompensation + 360) % 360;
    }
    return rotationCompensation;
}

بعد ذلك، مرِّر العنصر media.Image وقيمة درجة التدوير إلى InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

val image = InputImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation)

Java

InputImage image = InputImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation);

استخدام معرّف الموارد المنتظم (URI) للملف

لإنشاء عنصر InputImage من معرّف URI لملف، مرِّر سياق التطبيق ومعرّف URI للملف إلى InputImage.fromFilePath(). ويكون ذلك مفيدًا عند استخدام ACTION_GET_CONTENT intent لطلب أن يختار المستخدم صورة من تطبيق المعرض.

Kotlin

val image: InputImage
try {
    image = InputImage.fromFilePath(context, uri)
} catch (e: IOException) {
    e.printStackTrace()
}

Java

InputImage image;
try {
    image = InputImage.fromFilePath(context, uri);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

استخدام ByteBuffer أو ByteArray

لإنشاء عنصر InputImage من ByteBuffer أو ByteArray، عليك أولاً حساب درجة دوران الصورة كما سبق توضيحه بشأن إدخال media.Image. بعد ذلك، أنشئ الكائن InputImage باستخدام المخزن المؤقت أو المصفوفة، بالإضافة إلى ارتفاع الصورة وعرضها وتنسيق ترميز الألوان ودرجة التدوير:

Kotlin

val image = InputImage.fromByteBuffer(
        byteBuffer,
        /* image width */ 480,
        /* image height */ 360,
        rotationDegrees,
        InputImage.IMAGE_FORMAT_NV21 // or IMAGE_FORMAT_YV12
)
// Or:
val image = InputImage.fromByteArray(
        byteArray,
        /* image width */ 480,
        /* image height */ 360,
        rotationDegrees,
        InputImage.IMAGE_FORMAT_NV21 // or IMAGE_FORMAT_YV12
)

Java

InputImage image = InputImage.fromByteBuffer(byteBuffer,
        /* image width */ 480,
        /* image height */ 360,
        rotationDegrees,
        InputImage.IMAGE_FORMAT_NV21 // or IMAGE_FORMAT_YV12
);
// Or:
InputImage image = InputImage.fromByteArray(
        byteArray,
        /* image width */480,
        /* image height */360,
        rotation,
        InputImage.IMAGE_FORMAT_NV21 // or IMAGE_FORMAT_YV12
);

استخدام Bitmap

لإنشاء عنصر InputImage من عنصر Bitmap، عليك إجراء التصريح التالي:

Kotlin

val image = InputImage.fromBitmap(bitmap, 0)

Java

InputImage image = InputImage.fromBitmap(bitmap, rotationDegree);

يتم تمثيل الصورة بكائن Bitmap مع درجات التدوير.

3- الحصول على مثيل FaceDetector

Kotlin

val detector = FaceDetection.getClient(options)
// Or, to use the default option:
// val detector = FaceDetection.getClient();

Java

FaceDetector detector = FaceDetection.getClient(options);
// Or use the default options:
// FaceDetector detector = FaceDetection.getClient();

4. معالجة الصورة

مرِّر الصورة إلى طريقة process:

Kotlin

val result = detector.process(image)
        .addOnSuccessListener { faces ->
            // Task completed successfully
            // ...
        }
        .addOnFailureListener { e ->
            // Task failed with an exception
            // ...
        }

Java

Task<List<Face>> result =
        detector.process(image)
                .addOnSuccessListener(
                        new OnSuccessListener<List<Face>>() {
                            @Override
                            public void onSuccess(List<Face> faces) {
                                // Task completed successfully
                                // ...
                            }
                        })
                .addOnFailureListener(
                        new OnFailureListener() {
                            @Override
                            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                                // Task failed with an exception
                                // ...
                            }
                        });

5- الحصول على معلومات حول الوجوه التي تم رصدها

في حال نجاح عملية رصد الوجوه، يتم تمرير قائمة بعناصر Face إلى أداة معالجة النجاح. يمثّل كل كائن Face وجهًا تم رصده في الصورة. بالنسبة إلى كل وجه، يمكنك الحصول على إحداثيات المربّع المحيط في الصورة المدخلة، بالإضافة إلى أي معلومات أخرى أعددت أداة التعرّف على الوجوه للعثور عليها. على سبيل المثال:

Kotlin

for (face in faces) {
    val bounds = face.boundingBox
    val rotY = face.headEulerAngleY // Head is rotated to the right rotY degrees
    val rotZ = face.headEulerAngleZ // Head is tilted sideways rotZ degrees

    // If landmark detection was enabled (mouth, ears, eyes, cheeks, and
    // nose available):
    val leftEar = face.getLandmark(FaceLandmark.LEFT_EAR)
    leftEar?.let {
        val leftEarPos = leftEar.position
    }

    // If contour detection was enabled:
    val leftEyeContour = face.getContour(FaceContour.LEFT_EYE)?.points
    val upperLipBottomContour = face.getContour(FaceContour.UPPER_LIP_BOTTOM)?.points

    // If classification was enabled:
    if (face.smilingProbability != null) {
        val smileProb = face.smilingProbability
    }
    if (face.rightEyeOpenProbability != null) {
        val rightEyeOpenProb = face.rightEyeOpenProbability
    }

    // If face tracking was enabled:
    if (face.trackingId != null) {
        val id = face.trackingId
    }
}

Java

for (Face face : faces) {
    Rect bounds = face.getBoundingBox();
    float rotY = face.getHeadEulerAngleY();  // Head is rotated to the right rotY degrees
    float rotZ = face.getHeadEulerAngleZ();  // Head is tilted sideways rotZ degrees

    // If landmark detection was enabled (mouth, ears, eyes, cheeks, and
    // nose available):
    FaceLandmark leftEar = face.getLandmark(FaceLandmark.LEFT_EAR);
    if (leftEar != null) {
        PointF leftEarPos = leftEar.getPosition();
    }

    // If contour detection was enabled:
    List<PointF> leftEyeContour =
            face.getContour(FaceContour.LEFT_EYE).getPoints();
    List<PointF> upperLipBottomContour =
            face.getContour(FaceContour.UPPER_LIP_BOTTOM).getPoints();

    // If classification was enabled:
    if (face.getSmilingProbability() != null) {
        float smileProb = face.getSmilingProbability();
    }
    if (face.getRightEyeOpenProbability() != null) {
        float rightEyeOpenProb = face.getRightEyeOpenProbability();
    }

    // If face tracking was enabled:
    if (face.getTrackingId() != null) {
        int id = face.getTrackingId();
    }
}

مثال على ملامح الوجه

عند تفعيل ميزة &quot;رصد محيط الوجه&quot;، ستحصل على قائمة بنقاط لكل ميزة من ميزات الوجه التي تم رصدها. تمثّل هذه النقاط شكل العنصر. يمكنك الاطّلاع على مفاهيم حول رصد الوجوه لمعرفة تفاصيل حول كيفية تمثيل الخطوط الخارجية.

توضّح الصورة التالية كيفية ربط هذه النقاط بوجه، انقر على الصورة لتكبيرها:

مثال على شبكة محيط الوجه التي تم رصدها

التعرّف على الوجوه في الوقت الفعلي

إذا كنت تريد استخدام ميزة &quot;رصد الوجوه&quot; في تطبيق يعمل في الوقت الفعلي، اتّبِع الإرشادات التالية لتحقيق أفضل معدّلات عرض اللقطات في الثانية:

  • اضبط أداة التعرّف على الوجوه لاستخدام إما ميزة التعرّف على محيط الوجه أو ميزة التصنيف والتعرّف على المعالم، ولكن ليس كلتيهما:

    رصد الأشكال
    رصد المعالم
    التصنيف
    رصد المعالم وتصنيفها
    رصد الأشكال والمعالم
    رصد الأشكال وتصنيفها
    رصد الأشكال والمعالم وتصنيفها

  • فعِّل وضع FAST (يكون مفعّلاً تلقائيًا).

  • ننصحك بالتقاط الصور بدقة أقل. ومع ذلك، يجب أيضًا مراعاة متطلبات أبعاد الصورة في واجهة برمجة التطبيقات هذه.

  • إذا كنت تستخدم واجهة برمجة التطبيقات Camera أو camera2، عليك تقييد عدد طلبات البيانات من أداة الرصد. إذا توفّر إطار فيديو جديد أثناء تشغيل أداة رصد الحركة، تجاهِل الإطار. يمكنك الاطّلاع على فئة VisionProcessorBase في نموذج تطبيق البدء السريع للحصول على مثال.
  • في حال استخدام واجهة برمجة التطبيقات CameraX، احرص على ضبط استراتيجية الضغط الخلفي على القيمة التلقائية ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST. يضمن ذلك تسليم صورة واحدة فقط لتحليلها في كل مرة. إذا تم إنتاج المزيد من الصور عندما يكون المحلّل مشغولاً، سيتم إسقاطها تلقائيًا ولن يتم وضعها في قائمة انتظار للتسليم. بعد إغلاق الصورة التي يتم تحليلها من خلال استدعاء ImageProxy.close()، سيتم عرض أحدث صورة تالية.
  • إذا كنت تستخدم ناتج أداة رصد الوجوه لتراكب الرسومات على صورة الإدخال، احصل أولاً على النتيجة من &quot;حزمة تعلُّم الآلة&quot;، ثم اعرض الصورة والتراكب في خطوة واحدة. ويتم عرض هذا المحتوى على مساحة العرض مرة واحدة فقط لكل إطار إدخال. يمكنك الاطّلاع على الفئتين CameraSourcePreview و GraphicOverlay في تطبيق العيّنة للبدء السريع للحصول على مثال.
  • إذا كنت تستخدم Camera2 API، التقط الصور بتنسيق ImageFormat.YUV_420_888. إذا كنت تستخدم الإصدار القديم من Camera API، التقط الصور بتنسيق ImageFormat.NV21.