Помечайте изображения с помощью ML Kit на Android

С помощью ML Kit можно присваивать метки объектам, распознанным на изображении. Модель, поставляемая по умолчанию с ML Kit, поддерживает более 400 различных меток.

Этот API доступен либо в виде отдельной библиотеки, которую необходимо загрузить перед использованием, либо в виде встроенной библиотеки, которая увеличивает размер вашего приложения. Более подробную информацию о различиях между двумя вариантами установки см. в этом руководстве .

Особенность	Разобран	В комплекте
Выполнение	Модель загружается динамически через сервисы Google Play.	Модель статически связана с вашей системой во время сборки.
Размер приложения	Размер увеличился примерно на 200 КБ.	Увеличение размера примерно на 5,7 МБ.
Время инициализации	Возможно, придётся подождать, пока модель загрузится, прежде чем использовать её в первый раз.	Модель доступна немедленно.

Попробуйте!

• Поэкспериментируйте с примером приложения , чтобы увидеть, как используется этот API.

Прежде чем начать

Для работы этого API требуется Android API уровня 23 или выше. Убедитесь, что в файле сборки вашего приложения используется значение minSdkVersion равное 23 или выше.

1. В файле build.gradle на уровне проекта обязательно укажите репозиторий Maven от Google в разделах buildscript и allprojects .

2. Добавьте зависимости для библиотек ML Kit Android в файл gradle вашего модуля, обычно это app/build.gradle . Выберите одну из следующих зависимостей в зависимости от ваших потребностей:

   Для включения модели в ваше приложение:

   dependencies {
     // ...
     // Use this dependency to bundle the model with your app
     implementation 'com.google.mlkit:image-labeling:17.0.9'
   }
   

   Для использования модели в Google Play Services:

   dependencies {
     // ...
     // Use this dependency to use the dynamically downloaded model in Google Play Services
     implementation 'com.google.android.gms:play-services-mlkit-image-labeling:16.0.8'
   }
   

3. Если вы решите использовать модель из Google Play Services , вы можете настроить свое приложение так, чтобы оно автоматически загружало модель на устройство после установки приложения из Play Store. Для этого добавьте следующее объявление в файл AndroidManifest.xml вашего приложения:

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

   Вы также можете явно проверить доступность модели и запросить ее загрузку через API модуля ModuleInstallClient сервисов Google Play.

   Если вы не включите загрузку модели во время установки или не запросите явную загрузку, модель будет загружена при первом запуске программы разметки. Запросы, сделанные до завершения загрузки, не дадут результатов.

Теперь вы готовы подписывать изображения.

1. Подготовьте входное изображение.

Создайте объект InputImage из вашего изображения. Программа для создания меток изображений работает быстрее всего при использовании объекта Bitmap или, если вы используете API camera2, объекта YUV_420_888 media.Image , что рекомендуется по возможности.

Вы можете создать объект InputImage из различных источников, каждый из которых описан ниже.

Использование media.Image

Чтобы создать объект InputImage из объекта media.Image , например, при захвате изображения с камеры устройства, передайте объект media.Image и угол поворота изображения в метод InputImage.fromMediaImage() .

Если вы используете библиотеку CameraX , классы OnImageCapturedListener и ImageAnalysis.Analyzer автоматически вычисляют значение поворота.

Котлин

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
          // ...
        }
    }
}

Если вы не используете библиотеку для работы с камерой, которая предоставляет угол поворота изображения, вы можете рассчитать его, исходя из угла поворота устройства и ориентации датчика камеры в устройстве:

Котлин

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
}
MLKitVisionImage.kt

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;
}

Затем передайте объект media.Image и значение угла поворота в InputImage.fromMediaImage() :

Котлин

val image = InputImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation)
MLKitVisionImage.kt

Java

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

Использование URI файла

To create an InputImage object from a file URI, pass the app context and file URI to InputImage.fromFilePath() . This is useful when you use an ACTION_GET_CONTENT intent to prompt the user to select an image from their gallery app.

Котлин

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

Java

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

Использование ByteBuffer или ByteArray

Чтобы создать объект InputImage из ByteBuffer или ByteArray , сначала вычислите угол поворота изображения, как описано ранее для входного объекта media.Image . Затем создайте объект InputImage , используя буфер или массив, а также высоту, ширину изображения, формат кодирования цвета и угол поворота:

Котлин

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

Java

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

Использование Bitmap

Для создания объекта InputImage из объекта Bitmap необходимо сделать следующее объявление:

Котлин

val image = InputImage.fromBitmap(bitmap, 0)
MLKitVisionImage.kt

Java

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

Изображение представлено объектом Bitmap вместе с градусами поворота.

2. Настройте и запустите программу для разметки изображений.

Для маркировки объектов на изображении передайте объект InputImage в метод process объекта ImageLabeler .

1. Сначала получите экземпляр класса ImageLabeler .

   Если вы хотите использовать встроенный в устройство инструмент для разметки изображений, сделайте следующее объявление:

Котлин

// To use default options:
val labeler = ImageLabeling.getClient(ImageLabelerOptions.DEFAULT_OPTIONS)

// Or, to set the minimum confidence required:
// val options = ImageLabelerOptions.Builder()
//     .setConfidenceThreshold(0.7f)
//     .build()
// val labeler = ImageLabeling.getClient(options)
ImageLabelingActivity.kt

Java

// To use default options:
ImageLabeler labeler = ImageLabeling.getClient(ImageLabelerOptions.DEFAULT_OPTIONS);

// Or, to set the minimum confidence required:
// ImageLabelerOptions options =
//     new ImageLabelerOptions.Builder()
//         .setConfidenceThreshold(0.7f)
//         .build();
// ImageLabeler labeler = ImageLabeling.getClient(options);
ImageLabelingActivity.java

1. Затем передайте изображение методу process() :

Котлин

labeler.process(image)
        .addOnSuccessListener { labels ->
            // Task completed successfully
            // ...
        }
        .addOnFailureListener { e ->
            // Task failed with an exception
            // ...
        }
ImageLabelingActivity.kt

Java

labeler.process(image)
        .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener<List<ImageLabel>>() {
            @Override
            public void onSuccess(List<ImageLabel> labels) {
                // Task completed successfully
                // ...
            }
        })
        .addOnFailureListener(new OnFailureListener() {
            @Override
            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                // Task failed with an exception
                // ...
            }
        });
ImageLabelingActivity.java

Примечание: Если вы используете API CameraX , обязательно закрывайте ImageProxy после завершения его использования, например, добавив OnCompleteListener к Task возвращаемой методом process . Пример можно найти в классе VisionProcessorBase в примере быстрого запуска приложения.

3. Получите информацию об объектах с соответствующими обозначениями.

If the image labeling operation succeeds, a list of ImageLabel objects is passed to the success listener. Each ImageLabel object represents something that was labeled in the image. The base model supports 400+ different labels . You can get each label's text description, index among all labels supported by the model, and the confidence score of the match. For example:

Котлин

for (label in labels) {
    val text = label.text
    val confidence = label.confidence
    val index = label.index
}
ImageLabelingActivity.kt

Java

for (ImageLabel label : labels) {
    String text = label.getText();
    float confidence = label.getConfidence();
    int index = label.getIndex();
}
ImageLabelingActivity.java

Советы по повышению производительности в режиме реального времени

Если вы хотите маркировать изображения в приложении реального времени, следуйте этим рекомендациям, чтобы добиться наилучшей частоты кадров:

• При использовании API Camera или camera2 , ограничьте количество вызовов к инструменту разметки изображений. Если во время работы инструмента разметки изображений появляется новый видеокадр, отбросьте его. Пример можно увидеть в классе VisionProcessorBase в примере быстрого запуска приложения.
• Если вы используете API CameraX , убедитесь, что стратегия обратного давления установлена ​​на значение по умолчанию ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST . Это гарантирует, что для анализа будет доставлено только одно изображение за раз. Если при загруженности анализатора будет создано больше изображений, они будут автоматически отброшены и не будут поставлены в очередь на доставку. После закрытия анализируемого изображения путем вызова ImageProxy.close() будет доставлено следующее самое позднее изображение.
• If you use the output of the image labeler to overlay graphics on the input image, first get the result from ML Kit, then render the image and overlay in a single step. This renders to the display surface only once for each input frame. See the CameraSourcePreview and GraphicOverlay classes in the quickstart sample app for an example.
• При использовании API Camera2, захватывайте изображения в формате ImageFormat.YUV_420_888 . При использовании более старого API Camera, захватывайте изображения в формате ImageFormat.NV21 .