ตรวจจับและติดตามวัตถุด้วย ML Kit บน iOS

คุณใช้ ML Kit เพื่อตรวจหาและติดตามวัตถุในเฟรมวิดีโอต่อเนื่องได้

เมื่อส่งรูปภาพไปยัง ML Kit ระบบจะตรวจจับวัตถุสูงสุด 5 รายการในรูปภาพ พร้อมด้วยตำแหน่งของวัตถุแต่ละชิ้นในรูปภาพ เมื่อตรวจหาวัตถุในสตรีมวิดีโอ แต่ละวัตถุจะมีรหัสที่ไม่ซ้ำกันซึ่งคุณใช้เพื่อติดตามวัตถุจากเฟรมหนึ่งไปยังอีกเฟรมหนึ่งได้ คุณยังเปิดใช้การจัดประเภทออบเจ็กต์แบบคร่าวๆ ได้ด้วย ซึ่งจะติดป้ายกำกับออบเจ็กต์ที่มีคำอธิบายหมวดหมู่แบบกว้าง

ลองเลย

ก่อนเริ่มต้น

  1. รวมพ็อด ML Kit ต่อไปนี้ใน Podfile:
    pod 'GoogleMLKit/ObjectDetection', '3.2.0'
    
  2. หลังจากติดตั้งหรืออัปเดตพ็อดของโปรเจ็กต์แล้ว ให้เปิดโปรเจ็กต์ Xcode โดยใช้ .xcworkspace ของโปรเจ็กต์นั้น Xcode เวอร์ชัน 12.4 ขึ้นไปรองรับ ML Kit

1. กำหนดค่าตัวตรวจจับออบเจ็กต์

หากต้องการตรวจหาและติดตามออบเจ็กต์ ก่อนอื่นให้สร้างอินสแตนซ์ของ ObjectDetector และเลือกระบุการตั้งค่าตัวตรวจจับที่คุณต้องการเปลี่ยนจากค่าเริ่มต้น

  1. กำหนดค่าตัวตรวจจับออบเจ็กต์สำหรับ Use Case ของคุณด้วยออบเจ็กต์ ObjectDetectorOptions คุณสามารถเปลี่ยนการตั้งค่าต่อไปนี้

    การตั้งค่าตัวตรวจจับออบเจ็กต์
    โหมดการตรวจจับ .stream (ค่าเริ่มต้น) | .singleImage

    ในโหมดสตรีม (ค่าเริ่มต้น) ตัวตรวจจับออบเจ็กต์จะทำงานโดยมีเวลาในการตอบสนองต่ำมาก แต่อาจทำให้ได้ผลลัพธ์ไม่สมบูรณ์ (เช่น กรอบหรือหมวดหมู่ที่ไม่ได้ระบุ) ในการเรียกใช้ตัวตรวจจับ 2-3 ครั้งแรก นอกจากนี้ ในโหมดสตรีม ตัวตรวจจับจะกำหนดรหัสติดตามให้กับออบเจ็กต์ ซึ่งคุณสามารถใช้เพื่อติดตามออบเจ็กต์ในเฟรมได้ ใช้โหมดนี้เมื่อคุณต้องการติดตามออบเจ็กต์ หรือเมื่อเวลาในการตอบสนองต่ำเป็นสิ่งสำคัญ เช่น เมื่อประมวลผลสตรีมวิดีโอแบบเรียลไทม์

    ในโหมดรูปภาพเดียว ตัวตรวจจับวัตถุจะแสดงผลลัพธ์หลังจากกำหนดกรอบล้อมรอบของวัตถุแล้ว หากคุณเปิดใช้การจัดประเภทด้วย ระบบจะแสดงผลลัพธ์หลังจากทั้งกรอบล้อมรอบและป้ายกำกับหมวดหมู่พร้อมใช้งาน ด้วยเหตุนี้ เวลาในการตอบสนองของการตรวจจับจึงอาจสูงขึ้น นอกจากนี้ ในโหมดภาพเดียว จะไม่มีการกำหนดรหัสติดตาม ใช้โหมดนี้หากเวลาในการตอบสนองไม่สำคัญและคุณไม่ต้องการจัดการกับผลลัพธ์เพียงบางส่วน

    ตรวจหาและติดตามออบเจ็กต์หลายรายการ false (ค่าเริ่มต้น) | true

    ไม่ว่าจะตรวจหาและติดตามออบเจ็กต์สูงสุด 5 รายการ หรือเฉพาะออบเจ็กต์ที่โดดเด่นที่สุด (ค่าเริ่มต้น)

    จำแนกประเภทวัตถุ false (ค่าเริ่มต้น) | true

    จัดประเภทออบเจ็กต์ที่ตรวจพบเป็นหมวดหมู่คร่าวๆ หรือไม่ เมื่อเปิดใช้ เครื่องมือตรวจจับวัตถุจะจัดประเภทวัตถุเป็นหมวดหมู่ต่อไปนี้ สินค้าแฟชั่น อาหาร ของใช้ในบ้าน สถานที่ และพืช

    API การตรวจจับและการติดตามวัตถุได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อการใช้งานหลักๆ 2 กรณีดังนี้

    • การตรวจจับแบบเรียลไทม์และการติดตามวัตถุที่โดดเด่นที่สุดในช่องมองภาพของกล้อง
    • การตรวจจับวัตถุหลายรายการในภาพนิ่ง

    วิธีกำหนดค่า API สำหรับกรณีการใช้งานเหล่านี้

Swift

// Live detection and tracking
let options = ObjectDetectorOptions()
options.shouldEnableClassification = true

// Multiple object detection in static images
let options = ObjectDetectorOptions()
options.detectorMode = .singleImage
options.shouldEnableMultipleObjects = true
options.shouldEnableClassification = true

Objective-C

// Live detection and tracking
MLKObjectDetectorOptions *options = [[MLKObjectDetectorOptions alloc] init];
options.shouldEnableClassification = YES;

// Multiple object detection in static images
MLKObjectDetectorOptions *options = [[MLKOptions alloc] init];
options.detectorMode = MLKObjectDetectorModeSingleImage;
options.shouldEnableMultipleObjects = YES;
options.shouldEnableClassification = YES;
  1. รับอินสแตนซ์ของ ObjectDetector:

Swift

let objectDetector = ObjectDetector.objectDetector()

// Or, to change the default settings:
let objectDetector = ObjectDetector.objectDetector(options: options)

Objective-C

MLKObjectDetector *objectDetector = [MLKObjectDetector objectDetector];

// Or, to change the default settings:
MLKObjectDetector *objectDetector = [MLKObjectDetector objectDetectorWithOptions:options];

2. เตรียมรูปภาพอินพุต

หากต้องการตรวจหาและติดตามวัตถุ ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้กับรูปภาพหรือเฟรมวิดีโอแต่ละเฟรม หากเปิดใช้โหมดสตรีม คุณต้องสร้างออบเจ็กต์ VisionImage รายการจาก CMSampleBuffer

สร้างออบเจ็กต์ VisionImage โดยใช้ UIImage หรือ CMSampleBuffer

หากคุณใช้ UIImage ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้

  • สร้างออบเจ็กต์ VisionImage ที่มี 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;

หากคุณใช้ 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 โดยใช้ออบเจ็กต์ CMSampleBuffer และการวางแนวดังนี้

    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. ประมวลผลภาพ

ส่งผ่าน VisionImage ไปยังวิธีการประมวลผลรูปภาพของตัวตรวจจับวัตถุวิธีหนึ่ง คุณจะใช้เมธอด process(image:) แบบไม่พร้อมกันหรือเมธอด results() แบบซิงโครนัสก็ได้

วิธีตรวจหาออบเจ็กต์แบบไม่พร้อมกัน

Swift

objectDetector.process(image) { objects, error in
  guard error == nil else {
    // Error.
    return
  }
  guard !objects.isEmpty else {
    // No objects detected.
    return
  }

  // Success. Get object info here.
  // ...
}

Objective-C

[objectDetector processImage:image
                  completion:^(NSArray * _Nullable objects,
                               NSError * _Nullable error) {
                    if (error == nil) {
                      return;
                    }
                    if (objects.count == 0) {
                      // No objects detected.
                      return;
                    }

                    // Success. Get object info here.
                  }];

วิธีตรวจหาวัตถุแบบพร้อมกัน

Swift

var objects: [Object]
do {
  objects = try objectDetector.results(in: image)
} catch let error {
  print("Failed to detect object with error: \(error.localizedDescription).")
  return
}
guard !objects.isEmpty else {
  print("Object detector returned no results.")
  return
}

// Success. Get object info here.

Objective-C

NSError *error;
NSArray *objects = [objectDetector resultsInImage:image error:&error];
if (error == nil) {
  return;
}
if (objects.count == 0) {
  // No objects detected.
  return;
}

// Success. Get object info here.

4. รับข้อมูลเกี่ยวกับออบเจ็กต์ที่ตรวจพบ

หากเรียกตัวประมวลผลภาพสำเร็จ ระบบจะส่งรายการ Object ไปยังตัวแฮนเดิลการเสร็จสมบูรณ์หรือส่งรายการกลับมา โดยขึ้นอยู่กับว่าคุณเรียกเมธอดแบบไม่พร้อมกันหรือซิงโครนัส

Object แต่ละรายการจะมีพร็อพเพอร์ตี้ต่อไปนี้

frame CGRect ระบุตำแหน่งของวัตถุในรูปภาพ
trackingID จำนวนเต็มที่ระบุวัตถุในรูปภาพ หรือ "nil" ในโหมดรูปภาพเดียว
labels อาร์เรย์ของป้ายกำกับที่อธิบายออบเจ็กต์ที่เครื่องมือตรวจจับแสดงผล พร็อพเพอร์ตี้นี้จะว่างเปล่าหากตั้งค่าตัวเลือกตัวตรวจจับ shouldEnableClassification เป็น false

Swift

// objects contains one item if multiple object detection wasn't enabled.
for object in objects {
  let frame = object.frame
  let trackingID = object.trackingID

  // If classification was enabled:
  let description = object.labels.enumerated().map { (index, label) in
    "Label \(index): \(label.text), \(label.confidence)"
    }.joined(separator:"\n")

}

Objective-C

// The list of detected objects contains one item if multiple
// object detection wasn't enabled.
for (MLKObject *object in objects) {
  CGRect frame = object.frame;
  NSNumber *trackingID = object.trackingID;
  for (MLKObjectLabel *label in object.labels) {
    NSString *labelString = [NSString stringWithFormat: @"%@, %f, %lu",
      label.text, label.confidence, (unsigned long)label.index];
    ...
  }
}

การปรับปรุงการใช้งานและประสิทธิภาพ

เพื่อให้ผู้ใช้ได้รับประสบการณ์ที่ดีที่สุด โปรดปฏิบัติตามหลักเกณฑ์ต่อไปนี้ในแอป

  • การตรวจจับวัตถุที่จะประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของภาพของวัตถุ หากต้องการให้ตรวจพบ วัตถุที่มีฟีเจอร์แบบภาพจำนวนเล็กน้อยอาจต้องใช้พื้นที่เก็บรูปภาพส่วนใหญ่ คุณควรให้คำแนะนำแก่ผู้ใช้เกี่ยวกับการบันทึกข้อมูลที่ทำงานได้ดีที่สุดกับประเภทวัตถุที่คุณต้องการตรวจจับ
  • เมื่อคุณใช้การแยกประเภท หากต้องการตรวจหาออบเจ็กต์ที่ไม่ตรงกับหมวดหมู่ที่รองรับ ให้ใช้การจัดการพิเศษสำหรับออบเจ็กต์ที่ไม่รู้จัก

นอกจากนี้ ให้ดูคอลเล็กชันรูปแบบสำหรับฟีเจอร์ที่ขับเคลื่อนโดยแมชชีนเลิร์นนิงของดีไซน์ Material

เมื่อคุณใช้โหมดสตรีมมิงในแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ ให้ทำตามหลักเกณฑ์ต่อไปนี้เพื่อให้ได้อัตราเฟรมที่ดีที่สุด

  • อย่าใช้การตรวจจับวัตถุหลายรายการในโหมดสตรีมมิง เนื่องจากอุปกรณ์ส่วนใหญ่จะไม่สามารถสร้างอัตราเฟรมที่เพียงพอได้
  • ปิดใช้การแยกประเภทหากไม่ต้องการ
  • สำหรับการประมวลผลเฟรมวิดีโอ ให้ใช้ API แบบซิงโครนัส results(in:) ของตัวตรวจจับ เรียกใช้เมธอดนี้จากฟังก์ชัน captureOutput(_, didOutput:from:) ของ AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate เพื่อรับผลการค้นหาจากเฟรมวิดีโอที่ระบุแบบพร้อมกัน คง alwaysDiscardsLateVideoFrames ของ AVCaptureVideoDataOutput เป็น true เพื่อควบคุมการโทรไปยังตัวตรวจจับ หากเฟรมวิดีโอใหม่พร้อมใช้งานขณะที่ตัวตรวจจับทำงานอยู่ เฟรมจะหายไป
  • หากคุณใช้เอาต์พุตจากตัวตรวจจับเพื่อวางซ้อนกราฟิกบนรูปภาพอินพุต ให้รับผลลัพธ์จาก ML Kit ก่อน จากนั้นจึงแสดงผลรูปภาพและการวางซ้อนในขั้นตอนเดียว การทำเช่นนี้จะทำให้คุณแสดงผลบนพื้นผิวแสดงผลเพียงครั้งเดียวต่อเฟรมอินพุตที่ประมวลผลแต่ละเฟรม ดู updatePreviewOverlayViewWithLastFrame ในตัวอย่างการเริ่มใช้งานอย่างรวดเร็วของ ML Kit