ติดป้ายกำกับรูปภาพด้วยโมเดลที่ฝึกด้วย AutoML ใน iOS

หลังจากที่คุณฝึกโมเดลของคุณเองโดยใช้ AutoML Vision Edge คุณจะใช้โมเดลดังกล่าวในแอปเพื่อติดป้ายกำกับรูปภาพได้

การผสานรวมโมเดลที่ฝึกจาก AutoML Vision Edge ทำได้ 2 วิธี คุณสามารถรวมโมเดลโดยคัดลอกไฟล์ของโมเดลลงในโปรเจ็กต์ Xcode หรือดาวน์โหลดโมเดลแบบไดนามิกจาก Firebase ก็ได้

ตัวเลือกการรวมโมเดล
รวมไว้ในแอป
  • โมเดลเป็นส่วนหนึ่งของชุด
  • โมเดลพร้อมใช้งานทันที แม้ว่าอุปกรณ์ iOS จะออฟไลน์อยู่
  • ไม่จำเป็นต้องมีโปรเจ็กต์ Firebase
โฮสต์ด้วย Firebase
  • โฮสต์โมเดลโดยอัปโหลดไปยัง Firebase Machine Learning
  • ลดขนาด App Bundle
  • ระบบจะดาวน์โหลดโมเดลตามความต้องการ
  • พุชการอัปเดตโมเดลโดยไม่ต้องเผยแพร่แอปอีกครั้ง
  • การทดสอบ A/B ทำได้ง่ายด้วย Firebase Remote Config
  • ต้องมีโปรเจ็กต์ Firebase

ลองเลย

ก่อนเริ่มต้น

1. รวมไลบรารี ML Kit ไว้ใน Podfile โดยทำดังนี้:

สำหรับการรวมโมเดลกับแอป 
    pod 'GoogleMLKit/ImageLabelingAutoML'
หากต้องการดาวน์โหลดโมเดลจาก Firebase แบบไดนามิก ให้เพิ่มทรัพยากร Dependency LinkFirebase โดยทำดังนี้ 
    pod 'GoogleMLKit/ImageLabelingAutoML'
    pod 'GoogleMLKit/LinkFirebase'
2. หลังจากติดตั้งหรืออัปเดต Pods ของโปรเจ็กต์แล้ว ให้เปิดโปรเจ็กต์ Xcode โดยใช้ไฟล์ .xcworkspacecode> ML Kit รองรับใน Xcode เวอร์ชัน 13.2.1 ขึ้นไป 3. หากต้องการดาวน์โหลดโมเดล ให้ตรวจสอบว่าคุณได้ เพิ่ม Firebase ลงในโปรเจ็กต์ iOS แล้ว (หากยังไม่ได้ดำเนินการ) ซึ่งไม่จำเป็นเมื่อคุณรวม โมเดล

1. โหลดโมเดล

กำหนดค่าแหล่งที่มาของโมเดลในเครื่อง

หากต้องการรวมโมเดลกับแอป ให้ทำดังนี้:

1. แยกโมเดลและข้อมูลเมตาออกจากไฟล์เก็บถาวร zip ที่คุณดาวน์โหลด จากคอนโซล Firebase ลงในโฟลเดอร์โดยทำดังนี้ 
    your_model_directory
      |____dict.txt
      |____manifest.json
      |____model.tflite
ไฟล์ทั้ง 3 รายการต้องอยู่ในโฟลเดอร์เดียวกัน เราขอแนะนำให้คุณใช้ไฟล์ ตามที่ดาวน์โหลดมาโดยไม่มีการแก้ไข (รวมถึงชื่อไฟล์)

2. คัดลอกโฟลเดอร์ไปยังโปรเจ็กต์ Xcode โดยตรวจสอบว่าได้เลือก สร้างการอ้างอิงโฟลเดอร์ เมื่อดำเนินการ ไฟล์โมเดลและข้อมูลเมตา จะรวมอยู่ใน App Bundle และพร้อมใช้งานสำหรับ ML Kit

3. สร้างออบเจ็กต์ AutoMLImageLabelerLocalModel โดยระบุเส้นทางไปยังไฟล์ Manifest ของโมเดลโดยทำดังนี้

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];

กำหนดค่าแหล่งที่มาของโมเดลที่โฮสต์ด้วย Firebase

หากต้องการใช้โมเดลที่โฮสต์จากระยะไกล ให้สร้างออบเจ็กต์ AutoMLImageLabelerRemoteModel โดยระบุชื่อที่คุณกำหนดให้กับโมเดลเมื่อเผยแพร่

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.

จากนั้นเริ่มงานดาวน์โหลดโมเดลโดยระบุเงื่อนไขที่คุณต้องการอนุญาตให้ดาวน์โหลด หากโมเดลไม่อยู่ในอุปกรณ์หรืองานดาวน์โหลดโมเดลเวอร์ชันใหม่กว่าพร้อมใช้งาน งานจะดาวน์โหลดโมเดลจาก Firebase แบบไม่พร้อมกัน

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];

แอปจำนวนมากเริ่มงานดาวน์โหลดในโค้ดการเริ่มต้น แต่คุณสามารถทำได้ทุกเมื่อก่อนที่จะต้องใช้โมเดล

สร้างเครื่องมือติดป้ายกำกับรูปภาพจากโมเดล

หลังจากกำหนดค่าแหล่งที่มาของโมเดลแล้ว ให้สร้างออบเจ็กต์ ImageLabeler จากแหล่งที่มาใดแหล่งที่มาหนึ่ง

หากคุณมีเพียงโมเดลที่รวมไว้ในเครื่อง ให้สร้างเครื่องมือติดป้ายกำกับจากออบเจ็กต์ AutoMLImageLabelerLocalModel และกำหนดค่าเกณฑ์คะแนนความเชื่อมั่น ที่คุณต้องการ (ดู ประเมินโหมด)

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];

หากคุณมีโมเดลที่โฮสต์จากระยะไกล คุณจะต้องตรวจสอบว่าได้ดาวน์โหลดโมเดลแล้วก่อนที่จะดำเนินการ คุณสามารถตรวจสอบสถานะของงานดาวน์โหลดโมเดลได้โดยใช้เมธอด isModelDownloaded(remoteModel:) ของตัวจัดการโมเดล

แม้ว่าคุณจะต้องยืนยันสิ่งนี้ก่อนเรียกใช้เครื่องมือติดป้ายกำกับเท่านั้น แต่หากคุณมีทั้งโมเดลที่โฮสต์จากระยะไกลและโมเดลที่รวมไว้ในเครื่อง การตรวจสอบนี้เมื่อสร้างอินสแตนซ์ ImageLabeler อาจสมเหตุสมผลกว่า โดยสร้างเครื่องมือติดป้ายกำกับจากโมเดลระยะไกลหากดาวน์โหลดแล้ว และจากโมเดลในเครื่องหากยังไม่ได้ดาวน์โหลด

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];

หากคุณมีเพียงโมเดลที่โฮสต์จากระยะไกล คุณควรปิดใช้ฟังก์ชันการทำงานที่เกี่ยวข้องกับโมเดล เช่น ทำให้ส่วนหนึ่งของ UI เป็นสีเทาหรือซ่อนไว้ จนกว่าจะยืนยันว่าได้ดาวน์โหลดโมเดลแล้ว

คุณสามารถดูสถานะการดาวน์โหลดโมเดลได้โดยแนบผู้สังเกตการณ์ไปยัง Notification Center เริ่มต้น โปรดใช้การอ้างอิงแบบอ่อนไปยัง self ในบล็อกผู้สังเกตการณ์ เนื่องจากอาจใช้เวลาสักครู่ในการดาวน์โหลด และออบเจ็กต์ต้นทางอาจถูกปล่อยเมื่อการดาวน์โหลดเสร็จสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น

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. เตรียมรูปภาพอินพุต

สร้างออบเจ็กต์ VisionImage โดยใช้ UIImage หรือ CMSampleBuffer

หากใช้ UIImage ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้

  • สร้างออบเจ็กต์ VisionImage ด้วย UIImage ตรวจสอบว่าได้ระบุ .orientation ที่ถูกต้อง

    Swift

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

    Objective-C

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

หากใช้ CMSampleBuffer ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้

  • ระบุการวางแนวของข้อมูลรูปภาพที่อยู่ใน CMSampleBuffer

    วิธีดูการวางแนวรูปภาพ

    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;
  }
}
  • สร้างออบเจ็กต์ VisionImage โดยใช้ CMSampleBuffer ออบเจ็กต์และการวางแนว

    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. เรียกใช้เครื่องมือติดป้ายกำกับรูปภาพ

แบบไม่พร้อมกัน

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.
     }];

แบบพร้อมกัน

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. ดูข้อมูลเกี่ยวกับออบเจ็กต์ที่ติดป้ายกำกับ

หากการดำเนินการติดป้ายกำกับรูปภาพสำเร็จ ระบบจะแสดงผลอาร์เรย์ของ ImageLabel ImageLabel แต่ละรายการแสดงถึงสิ่งที่ติดป้ายกำกับในรูปภาพ คุณสามารถดูคำอธิบายข้อความ (หากมีในข้อมูลเมตาของไฟล์โมเดล TensorFlow Lite) คะแนนความเชื่อมั่น และดัชนีของป้ายกำกับแต่ละรายการได้ ตัวอย่างเช่น

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;
}

เคล็ดลับในการปรับปรุงประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์

หากต้องการติดป้ายกำกับรูปภาพในแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ ให้ทำตามหลักเกณฑ์ต่อไปนี้ เพื่อให้ได้อัตราเฟรมที่ดีที่สุด

  • หากต้องการประมวลผลเฟรมวิดีโอ ให้ใช้ API แบบพร้อมกัน results(in:) ของเครื่องมือตรวจจับ เรียกใช้เมธอดนี้จากฟังก์ชัน AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate ของ captureOutput(_, didOutput:from:) เพื่อรับผลลัพธ์จากเฟรมวิดีโอที่ระบุแบบพร้อมกัน ตั้งค่า AVCaptureVideoDataOutput ของ alwaysDiscardsLateVideoFrames เป็น true เพื่อควบคุมการเรียกไปยังเครื่องมือตรวจจับ หากเฟรมวิดีโอใหม่ พร้อมใช้งานขณะที่เครื่องมือตรวจจับกำลังทำงาน ระบบจะทิ้งเฟรมนั้น
  • หากคุณใช้เอาต์พุตของเครื่องมือตรวจจับเพื่อซ้อนทับกราฟิกบน รูปภาพอินพุต ให้รับผลลัพธ์จาก ML Kit ก่อน จากนั้นแสดงรูปภาพ และซ้อนทับในขั้นตอนเดียว การทำเช่นนี้จะแสดงผลไปยังพื้นผิวการแสดงผล เพียงครั้งเดียวสำหรับเฟรมอินพุตที่ประมวลผลแต่ละเฟรม ดูตัวอย่างได้ที่ updatePreviewOverlayViewWithLastFrame ในตัวอย่างการเริ่มต้นใช้งานอย่างรวดเร็วของ ML Kit