สร้างการจดจำหมึกดิจิทัลด้วย ML Kit ใน iOS

การจดจำลายมือดิจิทัลของ ML Kit ช่วยให้คุณจดจำข้อความที่เขียนด้วยลายมือบน พื้นผิวแบบดิจิทัลได้ในหลายร้อยภาษา รวมถึงจัดประเภทภาพร่างได้ด้วย

ลองเลย

ก่อนเริ่มต้น

  1. ใส่ไลบรารี ML Kit ต่อไปนี้ใน Podfile

    pod 'GoogleMLKit/DigitalInkRecognition', '8.0.0'
    
    
  2. หลังจากติดตั้งหรืออัปเดต Pod ของโปรเจ็กต์แล้ว ให้เปิดโปรเจ็กต์ Xcode โดยใช้ .xcworkspace ML Kit รองรับใน Xcode เวอร์ชัน 13.2.1 ขึ้นไป

ตอนนี้คุณพร้อมที่จะเริ่มจดจำข้อความในออบเจ็กต์ Ink แล้ว

สร้างออบเจ็กต์ Ink

วิธีหลักในการสร้างออบเจ็กต์ Ink คือการวาดบนหน้าจอสัมผัส ใน iOS คุณสามารถใช้ UIImageView ร่วมกับ ตัวแฮนเดิลเหตุการณ์การแตะ ซึ่งวาดเส้นบนหน้าจอและจัดเก็บจุดของเส้นเพื่อสร้างออบเจ็กต์ Ink รูปแบบทั่วไปนี้แสดงให้เห็นในข้อมูลโค้ดต่อไปนี้ ดูตัวอย่างที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นได้ในคู่มือเริ่มต้นใช้งาน แอป ซึ่งแยกการจัดการเหตุการณ์การแตะ การวาดหน้าจอ และการจัดการข้อมูลลายเส้น

Swift

@IBOutlet weak var mainImageView: UIImageView!
var kMillisecondsPerTimeInterval = 1000.0
var lastPoint = CGPoint.zero
private var strokes: [Stroke] = []
private var points: [StrokePoint] = []

func drawLine(from fromPoint: CGPoint, to toPoint: CGPoint) {
  UIGraphicsBeginImageContext(view.frame.size)
  guard let context = UIGraphicsGetCurrentContext() else {
    return
  }
  mainImageView.image?.draw(in: view.bounds)
  context.move(to: fromPoint)
  context.addLine(to: toPoint)
  context.setLineCap(.round)
  context.setBlendMode(.normal)
  context.setLineWidth(10.0)
  context.setStrokeColor(UIColor.white.cgColor)
  context.strokePath()
  mainImageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
  mainImageView.alpha = 1.0
  UIGraphicsEndImageContext()
}

override func touchesBegan(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
  guard let touch = touches.first else {
    return
  }
  lastPoint = touch.location(in: mainImageView)
  let t = touch.timestamp
  points = [StrokePoint.init(x: Float(lastPoint.x),
                             y: Float(lastPoint.y),
                             t: Int(t * kMillisecondsPerTimeInterval))]
  drawLine(from:lastPoint, to:lastPoint)
}

override func touchesMoved(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
  guard let touch = touches.first else {
    return
  }
  let currentPoint = touch.location(in: mainImageView)
  let t = touch.timestamp
  points.append(StrokePoint.init(x: Float(currentPoint.x),
                                 y: Float(currentPoint.y),
                                 t: Int(t * kMillisecondsPerTimeInterval)))
  drawLine(from: lastPoint, to: currentPoint)
  lastPoint = currentPoint
}

override func touchesEnded(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
  guard let touch = touches.first else {
    return
  }
  let currentPoint = touch.location(in: mainImageView)
  let t = touch.timestamp
  points.append(StrokePoint.init(x: Float(currentPoint.x),
                                 y: Float(currentPoint.y),
                                 t: Int(t * kMillisecondsPerTimeInterval)))
  drawLine(from: lastPoint, to: currentPoint)
  lastPoint = currentPoint
  strokes.append(Stroke.init(points: points))
  self.points = []
  doRecognition()
}

Objective-C

// Interface
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *mainImageView;
@property(nonatomic) CGPoint lastPoint;
@property(nonatomic) NSMutableArray *strokes;
@property(nonatomic) NSMutableArray *points;

// Implementations
static const double kMillisecondsPerTimeInterval = 1000.0;

- (void)drawLineFrom:(CGPoint)fromPoint to:(CGPoint)toPoint {
  UIGraphicsBeginImageContext(self.mainImageView.frame.size);
  [self.mainImageView.image drawInRect:CGRectMake(0, 0, self.mainImageView.frame.size.width,
                                                  self.mainImageView.frame.size.height)];
  CGContextMoveToPoint(UIGraphicsGetCurrentContext(), fromPoint.x, fromPoint.y);
  CGContextAddLineToPoint(UIGraphicsGetCurrentContext(), toPoint.x, toPoint.y);
  CGContextSetLineCap(UIGraphicsGetCurrentContext(), kCGLineCapRound);
  CGContextSetLineWidth(UIGraphicsGetCurrentContext(), 10.0);
  CGContextSetRGBStrokeColor(UIGraphicsGetCurrentContext(), 1, 1, 1, 1);
  CGContextSetBlendMode(UIGraphicsGetCurrentContext(), kCGBlendModeNormal);
  CGContextStrokePath(UIGraphicsGetCurrentContext());
  CGContextFlush(UIGraphicsGetCurrentContext());
  self.mainImageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
  UIGraphicsEndImageContext();
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event {
  UITouch *touch = [touches anyObject];
  self.lastPoint = [touch locationInView:self.mainImageView];
  NSTimeInterval time = [touch timestamp];
  self.points = [NSMutableArray array];
  [self.points addObject:[[MLKStrokePoint alloc] initWithX:self.lastPoint.x
                                                         y:self.lastPoint.y
                                                         t:time * kMillisecondsPerTimeInterval]];
  [self drawLineFrom:self.lastPoint to:self.lastPoint];
}

- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event {
  UITouch *touch = [touches anyObject];
  CGPoint currentPoint = [touch locationInView:self.mainImageView];
  NSTimeInterval time = [touch timestamp];
  [self.points addObject:[[MLKStrokePoint alloc] initWithX:currentPoint.x
                                                         y:currentPoint.y
                                                         t:time * kMillisecondsPerTimeInterval]];
  [self drawLineFrom:self.lastPoint to:currentPoint];
  self.lastPoint = currentPoint;
}

- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event {
  UITouch *touch = [touches anyObject];
  CGPoint currentPoint = [touch locationInView:self.mainImageView];
  NSTimeInterval time = [touch timestamp];
  [self.points addObject:[[MLKStrokePoint alloc] initWithX:currentPoint.x
                                                         y:currentPoint.y
                                                         t:time * kMillisecondsPerTimeInterval]];
  [self drawLineFrom:self.lastPoint to:currentPoint];
  self.lastPoint = currentPoint;
  if (self.strokes == nil) {
    self.strokes = [NSMutableArray array];
  }
  [self.strokes addObject:[[MLKStroke alloc] initWithPoints:self.points]];
  self.points = nil;
  [self doRecognition];
}

โปรดทราบว่าข้อมูลโค้ดมีฟังก์ชันตัวอย่างในการวาดเส้นใน UIImageView ซึ่งควรปรับให้เหมาะกับแอปพลิเคชันของคุณตามความจำเป็น เราขอแนะนำให้ใช้ roundcaps เมื่อวาดส่วนของเส้นเพื่อให้ส่วนที่มีความยาวเป็น 0 จะวาดเป็นจุด (นึกถึงจุดบนตัวอักษร i พิมพ์เล็ก) ระบบจะเรียกใช้doRecognition() ฟังก์ชันหลังจากเขียนแต่ละเส้น และจะกำหนดไว้ด้านล่าง

รับอินสแตนซ์ของ DigitalInkRecognizer

หากต้องการทำการจดจำ เราต้องส่งออบเจ็กต์ Ink ไปยังอินสแตนซ์ DigitalInkRecognizer หากต้องการรับอินสแตนซ์ DigitalInkRecognizer เราต้องดาวน์โหลดโมเดลตัวจดจำสำหรับภาษาที่ต้องการก่อน และ โหลดโมเดลลงใน RAM คุณทำได้โดยใช้ข้อมูลโค้ดต่อไปนี้ ซึ่งเพื่อความง่ายจะอยู่ในเมธอด viewDidLoad() และใช้ชื่อภาษาที่ ฮาร์ดโค้ด ดูแอป ฉบับย่อเพื่อดู ตัวอย่างวิธีแสดงรายการภาษาที่พร้อมให้บริการแก่ผู้ใช้และดาวน์โหลด ภาษาที่เลือก

Swift

override func viewDidLoad() {
  super.viewDidLoad()
  let languageTag = "en-US"
  let identifier = DigitalInkRecognitionModelIdentifier(forLanguageTag: languageTag)
  if identifier == nil {
    // no model was found or the language tag couldn't be parsed, handle error.
  }
  let model = DigitalInkRecognitionModel.init(modelIdentifier: identifier!)
  let modelManager = ModelManager.modelManager()
  let conditions = ModelDownloadConditions.init(allowsCellularAccess: true,
                                         allowsBackgroundDownloading: true)
  modelManager.download(model, conditions: conditions)
  // Get a recognizer for the language
  let options: DigitalInkRecognizerOptions = DigitalInkRecognizerOptions.init(model: model)
  recognizer = DigitalInkRecognizer.digitalInkRecognizer(options: options)
}

Objective-C

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  NSString *languagetag = @"en-US";
  MLKDigitalInkRecognitionModelIdentifier *identifier =
      [MLKDigitalInkRecognitionModelIdentifier modelIdentifierForLanguageTag:languagetag];
  if (identifier == nil) {
    // no model was found or the language tag couldn't be parsed, handle error.
  }
  MLKDigitalInkRecognitionModel *model = [[MLKDigitalInkRecognitionModel alloc]
                                          initWithModelIdentifier:identifier];
  MLKModelManager *modelManager = [MLKModelManager modelManager];
  [modelManager downloadModel:model conditions:[[MLKModelDownloadConditions alloc]
                                                initWithAllowsCellularAccess:YES
                                                allowsBackgroundDownloading:YES]];
  MLKDigitalInkRecognizerOptions *options =
      [[MLKDigitalInkRecognizerOptions alloc] initWithModel:model];
  self.recognizer = [MLKDigitalInkRecognizer digitalInkRecognizerWithOptions:options];
}

แอปเริ่มต้นอย่างรวดเร็วมีโค้ดเพิ่มเติมที่แสดงวิธีจัดการการดาวน์โหลดหลายรายการพร้อมกัน และวิธีพิจารณาว่าการดาวน์โหลดใดสำเร็จโดยการจัดการการแจ้งเตือนเมื่อดาวน์โหลดเสร็จสมบูรณ์

จดจำInkออบเจ็กต์

จากนั้นเราจะมาดูฟังก์ชัน doRecognition() ซึ่งเราจะเรียกว่า จาก touchesEnded() เพื่อให้เข้าใจง่าย ในแอปพลิเคชันอื่นๆ คุณอาจต้องการเรียกใช้ การจดจำหลังจากหมดเวลาเท่านั้น หรือเมื่อผู้ใช้กดปุ่มเพื่อทริกเกอร์ การจดจำ

Swift

func doRecognition() {
  let ink = Ink.init(strokes: strokes)
  recognizer.recognize(
    ink: ink,
    completion: {
      [unowned self]
      (result: DigitalInkRecognitionResult?, error: Error?) in
      var alertTitle = ""
      var alertText = ""
      if let result = result, let candidate = result.candidates.first {
        alertTitle = "I recognized this:"
        alertText = candidate.text
      } else {
        alertTitle = "I hit an error:"
        alertText = error!.localizedDescription
      }
      let alert = UIAlertController(title: alertTitle,
                                  message: alertText,
                           preferredStyle: UIAlertController.Style.alert)
      alert.addAction(UIAlertAction(title: "OK",
                                    style: UIAlertAction.Style.default,
                                  handler: nil))
      self.present(alert, animated: true, completion: nil)
    }
  )
}

Objective-C

- (void)doRecognition {
  MLKInk *ink = [[MLKInk alloc] initWithStrokes:self.strokes];
  __weak typeof(self) weakSelf = self;
  [self.recognizer
      recognizeInk:ink
        completion:^(MLKDigitalInkRecognitionResult *_Nullable result,
                     NSError *_Nullable error) {
    typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
    if (strongSelf == nil) {
      return;
    }
    NSString *alertTitle = nil;
    NSString *alertText = nil;
    if (result.candidates.count > 0) {
      alertTitle = @"I recognized this:";
      alertText = result.candidates[0].text;
    } else {
      alertTitle = @"I hit an error:";
      alertText = [error localizedDescription];
    }
    UIAlertController *alert =
        [UIAlertController alertControllerWithTitle:alertTitle
                                            message:alertText
                                     preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
    [alert addAction:[UIAlertAction actionWithTitle:@"OK"
                                              style:UIAlertActionStyleDefault
                                            handler:nil]];
    [strongSelf presentViewController:alert animated:YES completion:nil];
  }];
}

การจัดการการดาวน์โหลดโมเดล

เราได้ดูวิธีดาวน์โหลดโมเดลการจดจำไปแล้ว ข้อมูลโค้ดต่อไปนี้แสดงวิธีตรวจสอบว่าดาวน์โหลดโมเดลแล้วหรือยัง หรือวิธีลบโมเดลเมื่อไม่จำเป็นต้องใช้แล้วเพื่อกู้คืนพื้นที่เก็บข้อมูล

ตรวจสอบว่าดาวน์โหลดโมเดลแล้วหรือยัง

Swift

let model : DigitalInkRecognitionModel = ...
let modelManager = ModelManager.modelManager()
modelManager.isModelDownloaded(model)

Objective-C

MLKDigitalInkRecognitionModel *model = ...;
MLKModelManager *modelManager = [MLKModelManager modelManager];
[modelManager isModelDownloaded:model];

ลบโมเดลที่ดาวน์โหลด

Swift

let model : DigitalInkRecognitionModel = ...
let modelManager = ModelManager.modelManager()

if modelManager.isModelDownloaded(model) {
  modelManager.deleteDownloadedModel(
    model!,
    completion: {
      error in
      if error != nil {
        // Handle error
        return
      }
      NSLog(@"Model deleted.");
    })
}

Objective-C

MLKDigitalInkRecognitionModel *model = ...;
MLKModelManager *modelManager = [MLKModelManager modelManager];

if ([self.modelManager isModelDownloaded:model]) {
  [self.modelManager deleteDownloadedModel:model
                                completion:^(NSError *_Nullable error) {
                                  if (error) {
                                    // Handle error.
                                    return;
                                  }
                                  NSLog(@"Model deleted.");
                                }];
}

เคล็ดลับในการปรับปรุงความแม่นยำในการจดจำข้อความ

ความแม่นยำของการจดจำข้อความอาจแตกต่างกันไปในแต่ละภาษา ความแม่นยำยังขึ้นอยู่กับสไตล์การเขียนด้วย แม้ว่าระบบจดจำลายมือดิจิทัลจะได้รับการฝึกให้รองรับรูปแบบการเขียนหลายประเภท แต่ผลลัพธ์อาจแตกต่างกันไปในแต่ละผู้ใช้

วิธีปรับปรุงความแม่นยำของตัวจดจำข้อความมีดังนี้ โปรดทราบว่าเทคนิคเหล่านี้ใช้ไม่ได้กับตัวแยกประเภทการวาดสำหรับอีโมจิ, AutoDraw และรูปร่าง

พื้นที่เขียน

แอปพลิเคชันจำนวนมากมีพื้นที่เขียนที่กำหนดไว้อย่างดีสำหรับข้อมูลจากผู้ใช้ ความหมายของสัญลักษณ์จะ กำหนดบางส่วนโดยขนาดของสัญลักษณ์นั้นเมื่อเทียบกับขนาดของพื้นที่เขียนที่มีสัญลักษณ์นั้น เช่น ความแตกต่างระหว่างตัวอักษร "o" หรือ "c" ที่เป็นตัวพิมพ์เล็กหรือตัวพิมพ์ใหญ่ และเครื่องหมายคอมมากับ เครื่องหมายทับ

การบอกความกว้างและความสูงของพื้นที่เขียนให้ตัวจดจำทราบจะช่วยเพิ่มความแม่นยำได้ อย่างไรก็ตาม ตัวจดจำจะถือว่าพื้นที่เขียนมีข้อความเพียงบรรทัดเดียว หากพื้นที่เขียนจริงมีขนาดใหญ่พอที่จะให้ผู้ใช้เขียนได้ 2 บรรทัดขึ้นไป คุณอาจได้รับผลลัพธ์ที่ดีขึ้นโดยการส่ง WritingArea ที่มีความสูงซึ่งเป็นการประมาณความสูงของข้อความ 1 บรรทัดที่ดีที่สุด ออบเจ็กต์ WritingArea ที่คุณส่งไปยังตัวจดจำไม่จำเป็นต้องตรงกับพื้นที่เขียนจริงบนหน้าจอ การเปลี่ยนความสูงของ WritingArea ด้วยวิธีนี้ จะทำงานได้ดีกว่าในบางภาษา

เมื่อระบุพื้นที่เขียน ให้ระบุความกว้างและความสูงในหน่วยเดียวกับพิกัดลายเส้น อาร์กิวเมนต์พิกัด x,y ไม่จำเป็นต้องมีหน่วย เนื่องจาก API จะทำให้หน่วยทั้งหมดเป็นมาตรฐาน สิ่งสำคัญจึงมีเพียงขนาดและตำแหน่งสัมพัทธ์ของเส้น คุณสามารถ ส่งพิกัดในมาตราส่วนใดก็ได้ที่เหมาะสมกับระบบของคุณ

บริบทก่อนหน้า

บริบทก่อนหน้าคือข้อความที่อยู่ก่อนหน้าลายเส้นใน Ink ที่คุณ พยายามจดจำ คุณช่วยโปรแกรมจดจำได้โดยบอกบริบทก่อนหน้า

ตัวอย่างเช่น ตัวอักษร "n" และ "u" ที่เขียนด้วยลายมือมักจะทำให้เข้าใจผิดว่าเป็นตัวเดียวกัน หากผู้ใช้ป้อนคำว่า "arg" ไปแล้ว ก็อาจป้อนอักขระที่ระบบจดจำได้เป็น "ument" หรือ "nment" ต่อไป การระบุบริบทก่อนหน้า "arg" จะช่วยแก้ความคลุมเครือได้ เนื่องจากคำว่า "argument" มีแนวโน้มมากกว่า "argnment"

บริบทก่อนหน้ายังช่วยให้ตัวจำแนกระบุการแบ่งคำ ซึ่งก็คือช่องว่างระหว่างคำได้ด้วย คุณ พิมพ์อักขระช่องว่างได้ แต่จะวาดไม่ได้ แล้วตัวจดจำจะระบุได้อย่างไรว่าคำหนึ่งสิ้นสุดเมื่อใด และคำถัดไปเริ่มต้นเมื่อใด หากผู้ใช้เขียนคำว่า "hello" ไปแล้วและเขียนคำว่า "world" ต่อโดยไม่มีบริบทก่อนหน้า ตัวจดจำจะแสดงผลสตริง "world" อย่างไรก็ตาม หากคุณระบุ บริบทก่อนหน้าเป็น "hello" โมเดลจะแสดงผลสตริง " world" โดยมีช่องว่างนำหน้า เนื่องจาก "hello world" สมเหตุสมผลกว่า "helloword"

คุณควรระบุสตริงบริบทก่อนหน้าให้ยาวที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยมีความยาวไม่เกิน 20 อักขระ รวมถึง ช่องว่าง หากสตริงยาวกว่านี้ ตัวจดจำจะใช้อักขระ 20 ตัวสุดท้ายเท่านั้น

ตัวอย่างโค้ดด้านล่างแสดงวิธีกำหนดพื้นที่เขียนและใช้ออบเจ็กต์ RecognitionContext เพื่อระบุบริบทก่อนหน้า

Swift

let ink: Ink = ...;
let recognizer: DigitalInkRecognizer =  ...;
let preContext: String = ...;
let writingArea = WritingArea.init(width: ..., height: ...);

let context: DigitalInkRecognitionContext.init(
    preContext: preContext,
    writingArea: writingArea);

recognizer.recognizeHandwriting(
  from: ink,
  context: context,
  completion: {
    (result: DigitalInkRecognitionResult?, error: Error?) in
    if let result = result, let candidate = result.candidates.first {
      NSLog("Recognized \(candidate.text)")
    } else {
      NSLog("Recognition error \(error)")
    }
  })

Objective-C

MLKInk *ink = ...;
MLKDigitalInkRecognizer *recognizer = ...;
NSString *preContext = ...;
MLKWritingArea *writingArea = [MLKWritingArea initWithWidth:...
                                              height:...];

MLKDigitalInkRecognitionContext *context = [MLKDigitalInkRecognitionContext
       initWithPreContext:preContext
       writingArea:writingArea];

[recognizer recognizeHandwritingFromInk:ink
            context:context
            completion:^(MLKDigitalInkRecognitionResult
                         *_Nullable result, NSError *_Nullable error) {
                               NSLog(@"Recognition result %@",
                                     result.candidates[0].text);
                         }];

การเรียงลำดับการลากเส้น

ความแม่นยำในการจดจำจะขึ้นอยู่กับลำดับการลากเส้น ตัวจดจำคาดหวังว่าลายเส้นจะ เกิดขึ้นตามลำดับที่ผู้คนเขียนตามปกติ เช่น จากซ้ายไปขวาสำหรับภาษาอังกฤษ กรณีใดๆ ที่แตกต่างจากรูปแบบนี้ เช่น การเขียนประโยคภาษาอังกฤษโดยเริ่มจากคำสุดท้าย จะให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำน้อยกว่า

อีกตัวอย่างหนึ่งคือเมื่อมีการนำคำที่อยู่ตรงกลางของInkออกและแทนที่ด้วย คำอื่น การแก้ไขอาจอยู่กลางประโยค แต่ลายเส้นสำหรับการแก้ไข จะอยู่ที่ท้ายลำดับลายเส้น ในกรณีนี้ เราขอแนะนำให้ส่งคำที่เขียนใหม่ไปยัง API แยกกัน และผสานผลลัพธ์กับคำที่รับรู้ก่อนหน้านี้โดยใช้ตรรกะของคุณเอง

การจัดการกับรูปร่างที่คลุมเครือ

มีบางกรณีที่ความหมายของรูปร่างที่ระบุให้กับตัวจดจำนั้นไม่ชัดเจน ตัวอย่างเช่น สี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีขอบโค้งมนมากอาจมองได้ทั้งเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือวงรี

กรณีที่ไม่ชัดเจนเหล่านี้สามารถจัดการได้โดยใช้คะแนนการจดจำเมื่อพร้อมใช้งาน มีเพียงตัวแยกประเภทรูปร่างเท่านั้นที่ให้คะแนน หากโมเดลมีความมั่นใจมาก คะแนนของผลลัพธ์แรกจะดีกว่าผลลัพธ์ที่รองลงมามาก หากมีความไม่แน่นอน คะแนนของผลการค้นหา 2 อันดับแรกจะ ใกล้เคียงกัน นอกจากนี้ โปรดทราบว่าตัวแยกประเภทรูปร่างจะตีความ Ink ทั้งหมดเป็นรูปร่างเดียว ตัวอย่างเช่น หาก Ink มีสี่เหลี่ยมผืนผ้าและวงรีอยู่ติดกัน ตัวจดจำอาจแสดงผลเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือวงรี (หรือรูปร่างอื่นที่แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิง) เนื่องจากผู้สมัครรับการจดจำรายการเดียวไม่สามารถแสดงรูปร่าง 2 แบบได้