Rotular imagens com um modelo treinado pelo AutoML no iOS

Depois de treinar seu próprio modelo usando o AutoML Vision Edge, você poderá usá-lo no app para rotular imagens.

Há duas maneiras de integrar modelos treinados pelo AutoML Vision Edge. Você pode empacotar o modelo copiando os arquivos dele para seu projeto do Xcode ou fazer o download dele dinamicamente do Firebase.

Opções de empacotamento de modelos
Incluído no seu app
  • O modelo faz parte do pacote
  • O modelo estará disponível imediatamente, mesmo quando o dispositivo iOS estiver off-line
  • Não é necessário ter um projeto do Firebase
Hospedado com o Firebase
  • A hospedagem do modelo é feita quando ele é enviado para o Firebase Machine Learning
  • Reduz o tamanho do pacote de apps
  • O download do modelo é feito sob demanda
  • Enviar atualizações do modelo sem republicar o app
  • Teste A/B fácil com a Configuração remota do Firebase
  • Requer um projeto do Firebase

Faça um teste

Antes de começar

1. Inclua as bibliotecas do kit de ML no seu Podfile:

Para empacotar um modelo e seu app: 
    pod 'GoogleMLKit/ImageLabelingAutoML'
Para fazer o download dinâmico de um modelo do Firebase, adicione a dependência LinkFirebase: 
    pod 'GoogleMLKit/ImageLabelingAutoML'
    pod 'GoogleMLKit/LinkFirebase'
2. Depois de instalar ou atualizar os pods do projeto, abra o projeto do Xcode usando o código .xcworkspace. O ML Kit é compatível com o Xcode versão 13.2.1 ou mais recente. 3. Se você quiser fazer o download de um modelo, adicione o Firebase ao seu projeto do iOS, caso ainda não tenha feito isso. Essa etapa não é necessária para empacotar o modelo.

1. Carregar o modelo

Configurar uma fonte de modelo local

Para agrupar o modelo e o app, siga estas etapas:

1. Extraia o modelo e os metadados dele do arquivo ZIP que você baixou do console do Firebase para uma pasta: 
    your_model_directory
      |____dict.txt
      |____manifest.json
      |____model.tflite
Os três arquivos precisam estar na mesma pasta. Recomendamos usar os arquivos da maneira como foram salvos no download, sem fazer alterações neles, inclusive nos nomes.

2. Copie a pasta para seu projeto do Xcode, selecionando Criar referências de pasta ao fazer isso. O arquivo de modelo e os metadados serão incluídos no pacote de apps e estarão disponíveis para o Kit de ML.

3. Crie o objeto AutoMLImageLabelerLocalModel, especificando o caminho para o arquivo de manifesto do modelo:

Swift

guard let manifestPath = Bundle.main.path(
    forResource: "manifest",
    ofType: "json",
    inDirectory: "your_model_directory"
) else { return }
let localModel = AutoMLImageLabelerLocalModel(manifestPath: manifestPath)

Objective-C

NSString *manifestPath =
    [NSBundle.mainBundle pathForResource:@"manifest"
                                  ofType:@"json"
                             inDirectory:@"your_model_directory"];
MLKAutoMLImageLabelerLocalModel *localModel =
    [[MLKAutoMLImageLabelerLocalModel alloc] initWithManifestPath:manifestPath];

Configurar uma fonte de modelo hospedada no Firebase

Para usar o modelo hospedado remotamente, crie um objeto AutoMLImageLabelerRemoteModel, especificando o nome que você atribuiu ao modelo quando o publicou:

Swift

let remoteModel = AutoMLImageLabelerRemoteModel(
    name: "your_remote_model"  // The name you assigned in
                               // the Firebase console.
)

Objective-C

MLKAutoMLImageLabelerRemoteModel *remoteModel =
    [[MLKAutoMLImageLabelerRemoteModel alloc]
        initWithName:@"your_remote_model"];  // The name you assigned in
                                             // the Firebase console.

Em seguida, inicie a tarefa de download do modelo, especificando as condições sob as quais você quer permitir o download. Se o modelo não estiver no dispositivo ou se uma versão mais recente do modelo estiver disponível, a tarefa fará o download do modelo de forma assíncrona do Firebase:

Swift

let downloadConditions = ModelDownloadConditions(
  allowsCellularAccess: true,
  allowsBackgroundDownloading: true
)

let downloadProgress = ModelManager.modelManager().download(
  remoteModel,
  conditions: downloadConditions
)

Objective-C

MLKModelDownloadConditions *downloadConditions =
    [[MLKModelDownloadConditions alloc] initWithAllowsCellularAccess:YES
                                         allowsBackgroundDownloading:YES];

NSProgress *downloadProgress =
    [[MLKModelManager modelManager] downloadModel:remoteModel
                                       conditions:downloadConditions];

Muitos apps iniciam a tarefa de download no código de inicialização, mas você pode fazer isso a qualquer momento antes de precisar usar o modelo.

Criar um rotulador de imagens do modelo

Depois de configurar as origens do modelo, crie um objeto ImageLabeler usando uma delas.

Se você tiver apenas um modelo agrupado localmente, basta criar um rotulador usando o objeto AutoMLImageLabelerLocalModel e configurar o limite de pontuação de confiança que você quer exigir. Consulte Avaliar seu modelo:

Swift

let options = AutoMLImageLabelerOptions(localModel: localModel)
options.confidenceThreshold = NSNumber(value: 0.0)  // Evaluate your model in the Firebase console
                                                    // to determine an appropriate value.
let imageLabeler = ImageLabeler.imageLabeler(options: options)

Objective-C

MLKAutoMLImageLabelerOptions *options =
    [[MLKAutoMLImageLabelerOptions alloc] initWithLocalModel:localModel];
options.confidenceThreshold = @(0.0);  // Evaluate your model in the Firebase console
                                       // to determine an appropriate value.
MLKImageLabeler *imageLabeler =
    [MLKImageLabeler imageLabelerWithOptions:options];

Se você tiver um modelo hospedado remotamente, será necessário verificar se foi feito o download dele antes de executá-lo. É possível verificar o status da tarefa de download do modelo usando o método isModelDownloaded(remoteModel:) do gerenciador de modelos.

Embora você só precise confirmar isso antes de executar o rotulador, se tiver um modelo hospedado remotamente e um agrupado localmente, talvez seja interessante fazer essa verificação ao instanciar o ImageLabeler: crie um rotulador com o modelo remoto se ele tiver sido baixado e com o modelo local caso contrário.

Swift

var options: AutoMLImageLabelerOptions!
if (ModelManager.modelManager().isModelDownloaded(remoteModel)) {
  options = AutoMLImageLabelerOptions(remoteModel: remoteModel)
} else {
  options = AutoMLImageLabelerOptions(localModel: localModel)
}
options.confidenceThreshold = NSNumber(value: 0.0)  // Evaluate your model in the Firebase console
                                                    // to determine an appropriate value.
let imageLabeler = ImageLabeler.imageLabeler(options: options)

Objective-C

MLKAutoMLImageLabelerOptions *options;
if ([[MLKModelManager modelManager] isModelDownloaded:remoteModel]) {
  options = [[MLKAutoMLImageLabelerOptions alloc] initWithRemoteModel:remoteModel];
} else {
  options = [[MLKAutoMLImageLabelerOptions alloc] initWithLocalModel:localModel];
}
options.confidenceThreshold = @(0.0);  // Evaluate your model in the Firebase console
                                       // to determine an appropriate value.
MLKImageLabeler *imageLabeler =
    [MLKImageLabeler imageLabelerWithOptions:options];

Se você tiver apenas um modelo hospedado remotamente, desative o recurso relacionado ao modelo (por exemplo, ocultando ou esmaecendo parte da IU) até confirmar que o download do modelo foi concluído.

Também é possível receber o status de download do modelo. Para fazer isso, basta enviar observadores à Central de Notificações padrão: Use uma referência fraca a self no bloco de observadores, já que os downloads podem demorar um pouco, e o objeto de origem vai ser liberado quando o download for concluído. Exemplo:

Swift

NotificationCenter.default.addObserver(
    forName: .mlkitModelDownloadDidSucceed,
    object: nil,
    queue: nil
) { [weak self] notification in
    guard let strongSelf = self,
        let userInfo = notification.userInfo,
        let model = userInfo[ModelDownloadUserInfoKey.remoteModel.rawValue]
            as? RemoteModel,
        model.name == "your_remote_model"
        else { return }
    // The model was downloaded and is available on the device
}

NotificationCenter.default.addObserver(
    forName: .mlkitModelDownloadDidFail,
    object: nil,
    queue: nil
) { [weak self] notification in
    guard let strongSelf = self,
        let userInfo = notification.userInfo,
        let model = userInfo[ModelDownloadUserInfoKey.remoteModel.rawValue]
            as? RemoteModel
        else { return }
    let error = userInfo[ModelDownloadUserInfoKey.error.rawValue]
    // ...
}

Objective-C

__weak typeof(self) weakSelf = self;

[NSNotificationCenter.defaultCenter
    addObserverForName:MLKModelDownloadDidSucceedNotification
                object:nil
                 queue:nil
            usingBlock:^(NSNotification *_Nonnull note) {
              if (weakSelf == nil | note.userInfo == nil) {
                return;
              }
              __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;

              MLKRemoteModel *model = note.userInfo[MLKModelDownloadUserInfoKeyRemoteModel];
              if ([model.name isEqualToString:@"your_remote_model"]) {
                // The model was downloaded and is available on the device
              }
            }];

[NSNotificationCenter.defaultCenter
    addObserverForName:MLKModelDownloadDidFailNotification
                object:nil
                 queue:nil
            usingBlock:^(NSNotification *_Nonnull note) {
              if (weakSelf == nil | note.userInfo == nil) {
                return;
              }
              __strong typeof(self) strongSelf = weakSelf;

              NSError *error = note.userInfo[MLKModelDownloadUserInfoKeyError];
            }];

2. Preparar a imagem de entrada

Crie um objeto VisionImage usando um UIImage ou um CMSampleBuffer.

Se você usa um UIImage, siga estas etapas:

  • Crie um objeto VisionImage com o UIImage. Especifique a .orientation correta.

    Swift

    let image = VisionImage(image: UIImage)
visionImage.orientation = image.imageOrientation

    Objective-C

    MLKVisionImage *visionImage = [[MLKVisionImage alloc] initWithImage:image];
visionImage.orientation = image.imageOrientation;

Se você usa um CMSampleBuffer, siga estas etapas:

  • Especifique a orientação dos dados da imagem contidos no CMSampleBuffer.

    Para ver a orientação da imagem:

    Swift

    func imageOrientation(
  deviceOrientation: UIDeviceOrientation,
  cameraPosition: AVCaptureDevice.Position
) -> UIImage.Orientation {
  switch deviceOrientation {
  case .portrait:
    return cameraPosition == .front ? .leftMirrored : .right
  case .landscapeLeft:
    return cameraPosition == .front ? .downMirrored : .up
  case .portraitUpsideDown:
    return cameraPosition == .front ? .rightMirrored : .left
  case .landscapeRight:
    return cameraPosition == .front ? .upMirrored : .down
  case .faceDown, .faceUp, .unknown:
    return .up
  }
}

    Objective-C

    - (UIImageOrientation)
  imageOrientationFromDeviceOrientation:(UIDeviceOrientation)deviceOrientation
                         cameraPosition:(AVCaptureDevicePosition)cameraPosition {
  switch (deviceOrientation) {
    case UIDeviceOrientationPortrait:
      return cameraPosition == AVCaptureDevicePositionFront ? UIImageOrientationLeftMirrored
                                                            : UIImageOrientationRight;

    case UIDeviceOrientationLandscapeLeft:
      return cameraPosition == AVCaptureDevicePositionFront ? UIImageOrientationDownMirrored
                                                            : UIImageOrientationUp;
    case UIDeviceOrientationPortraitUpsideDown:
      return cameraPosition == AVCaptureDevicePositionFront ? UIImageOrientationRightMirrored
                                                            : UIImageOrientationLeft;
    case UIDeviceOrientationLandscapeRight:
      return cameraPosition == AVCaptureDevicePositionFront ? UIImageOrientationUpMirrored
                                                            : UIImageOrientationDown;
    case UIDeviceOrientationUnknown:
    case UIDeviceOrientationFaceUp:
    case UIDeviceOrientationFaceDown:
      return UIImageOrientationUp;
  }
}
  • Crie um objeto VisionImage usando o objeto CMSampleBuffer e a orientação:

    Swift

    let image = VisionImage(buffer: sampleBuffer)
image.orientation = imageOrientation(
  deviceOrientation: UIDevice.current.orientation,
  cameraPosition: cameraPosition)

    Objective-C

     MLKVisionImage *image = [[MLKVisionImage alloc] initWithBuffer:sampleBuffer];
 image.orientation =
   [self imageOrientationFromDeviceOrientation:UIDevice.currentDevice.orientation
                                cameraPosition:cameraPosition];

3. Executar o rotulador de imagens

De forma assíncrona:

Swift

imageLabeler.process(image) { labels, error in
    guard error == nil, let labels = labels, !labels.isEmpty else {
        // Handle the error.
        return
    }
    // Show results.
}

Objective-C

[imageLabeler
    processImage:image
      completion:^(NSArray *_Nullable labels,
                   NSError *_Nullable error) {
        if (labels.count == 0) {
            // Handle the error.
            return;
        }
        // Show results.
     }];

De forma síncrona:

Swift

var labels: [ImageLabel]
do {
    labels = try imageLabeler.results(in: image)
} catch let error {
    // Handle the error.
    return
}
// Show results.

Objective-C

NSError *error;
NSArray *labels =
    [imageLabeler resultsInImage:image error:&error];
// Show results or handle the error.

4. Receber informações sobre objetos rotulados

Se a operação de rotulagem de imagem for bem-sucedida, ela retornará uma matriz de ImageLabel. Cada ImageLabel representa algo que foi rotulado na imagem. É possível receber a descrição de texto de cada rótulo (se disponível nos metadados do arquivo de modelo do TensorFlow Lite), a pontuação de confiança e o índice. Exemplo:

Swift

for label in labels {
  let labelText = label.text
  let confidence = label.confidence
  let index = label.index
}

Objective-C

for (MLKImageLabel *label in labels) {
  NSString *labelText = label.text;
  float confidence = label.confidence;
  NSInteger index = label.index;
}

Dicas para melhorar o desempenho em tempo real

Caso você queira rotular imagens em um aplicativo em tempo real, siga estas diretrizes para ter as melhores taxas de frames:

  • Para processar frames de vídeo, use a API síncrona results(in:) do detector. Chame esse método da função AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate captureOutput(_, didOutput:from:) para receber de forma síncrona os resultados do frame de vídeo específico. Mantenha o alwaysDiscardsLateVideoFrames do AVCaptureVideoDataOutput como true para limitar as chamadas ao detector. Se um novo frame de vídeo ficar disponível durante a execução do detector, ele será descartado.
  • Se você usar a saída do detector para sobrepor elementos gráficos na imagem de entrada, primeiro acesse o resultado do Kit de ML. Em seguida, renderize a imagem e faça a sobreposição de uma só vez. Ao fazer isso, você renderiza a superfície de exibição apenas uma vez para cada frame de entrada processado. Consulte updatePreviewOverlayViewWithLastFrame na amostra do guia de início rápido do Kit de ML para conferir um exemplo.