Wykrywanie informacji o siatce twarzy za pomocą ML Kit na Androidzie

Za pomocą ML Kit możesz wykrywać twarze na zdjęciach i filmach typu selfie.

Face mesh detection API
Nazwa pakietu SDKface-mesh-detection
ImplementacjaKod i zasoby są statycznie połączone z aplikacją w momencie jej tworzenia.
Wpływ na rozmiar aplikacji~6,4 MB
Wynikiw czasie rzeczywistym na większości urządzeń.

Wypróbuj

Zanim zaczniesz

  1. W pliku build.gradle na poziomie projektu dodaj repozytorium Maven firmy Google do sekcji buildscript i allprojects.

  2. Dodaj zależność z biblioteką wykrywania siatki twarzy ML Kit do pliku Gradle na poziomie aplikacji modułu, który zwykle znajduje się w tym miejscu: app/build.gradle

    dependencies {
 // ...

 implementation 'com.google.mlkit:face-mesh-detection:16.0.0-beta1'
}

Wytyczne dotyczące obrazu wejściowego

  1. Zdjęcia powinny być robione w odległości około 2 metrów od aparatu urządzenia, aby twarze były wystarczająco duże i można było optymalnie rozpoznać siatkę twarzy. Im większa twarz, tym lepsze rozpoznawanie siatki twarzy.

  2. Twarz powinna być skierowana w stronę aparatu i co najmniej w połowie widoczna. Duży obiekt między twarzą a kamerą może zmniejszyć dokładność.

Jeśli chcesz wykrywać twarze w aplikacji działającej w czasie rzeczywistym, weź pod uwagę ogólne wymiary obrazu wejściowego. Mniejsze obrazy można przetwarzać szybciej, więc rejestrowanie obrazów w niższych rozdzielczościach zmniejsza opóźnienia. Pamiętaj jednak o wymaganiach dotyczących dokładności i upewnij się, że twarz osoby zajmuje jak największą część obrazu.

Konfigurowanie detektora siatki twarzy

Jeśli chcesz zmienić któreś z domyślnych ustawień detektora siatki twarzy, określ je za pomocą obiektu FaceMeshDetectorOptions. Możesz zmienić te ustawienia:

  1. setUseCase

    • BOUNDING_BOX_ONLY: podaje tylko pole ograniczające wykrytej siatki twarzy. Jest to najszybszy detektor twarzy, ale ma ograniczenia dotyczące zasięgu(twarze muszą znajdować się w odległości około 2 metrów od kamery).

    • FACE_MESH (opcja domyślna): podaje ramkę ograniczającą i dodatkowe informacje o siatce twarzy (468 punktów 3D i informacje o trójkątach). W porównaniu z przypadkiem użycia BOUNDING_BOX_ONLY opóźnienie wzrasta o około 15% (pomiar na Pixelu 3).

Na przykład:

Kotlin

val defaultDetector = FaceMeshDetection.getClient(
  FaceMeshDetectorOptions.DEFAULT_OPTIONS)

val boundingBoxDetector = FaceMeshDetection.getClient(
  FaceMeshDetectorOptions.Builder()
    .setUseCase(UseCase.BOUNDING_BOX_ONLY)
    .build()
)

Java

FaceMeshDetector defaultDetector =
        FaceMeshDetection.getClient(
                FaceMeshDetectorOptions.DEFAULT_OPTIONS);

FaceMeshDetector boundingBoxDetector = FaceMeshDetection.getClient(
        new FaceMeshDetectorOptions.Builder()
                .setUseCase(UseCase.BOUNDING_BOX_ONLY)
                .build()
        );

Przygotowywanie obrazu wejściowego

Aby wykryć twarze na obrazie, utwórz obiekt InputImage z obiektu Bitmap, media.Image, ByteBuffer, tablicy bajtów lub pliku na urządzeniu. Następnie przekaż obiekt InputImage do metody process obiektu FaceDetector.

W przypadku wykrywania siatki twarzy należy używać obrazu o wymiarach co najmniej 480 x 360 pikseli. Jeśli wykrywasz twarze w czasie rzeczywistym, przechwytywanie klatek w tej minimalnej rozdzielczości może pomóc w zmniejszeniu opóźnienia.

Możesz utworzyć InputImage obiekt z różnych źródeł. Każde z nich opisujemy poniżej.

Korzystanie z media.Image

Aby utworzyć obiekt InputImage z obiektu media.Image, np. podczas przechwytywania obrazu z aparatu urządzenia, przekaż obiekt media.Image i obrót obrazu do InputImage.fromMediaImage().

Jeśli używasz biblioteki CameraX, klasy OnImageCapturedListener i ImageAnalysis.Analyzer obliczają wartość rotacji za Ciebie.

Kotlin

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
          // ...
        }
    }
}

Jeśli nie używasz biblioteki aparatu, która podaje stopień obrotu obrazu, możesz obliczyć go na podstawie stopnia obrotu urządzenia i orientacji czujnika aparatu w urządzeniu:

Kotlin

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;
}

Następnie przekaż obiekt media.Image i wartość stopnia obrotu do InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

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

Java

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

Używanie identyfikatora URI pliku

Aby utworzyć obiekt InputImage z identyfikatora URI pliku, przekaż kontekst aplikacji i identyfikator URI pliku do funkcji InputImage.fromFilePath(). Jest to przydatne, gdy używasz intencji ACTION_GET_CONTENT, aby poprosić użytkownika o wybranie obrazu z aplikacji galerii.

Kotlin

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();
}

Używanie ByteBuffer lub ByteArray

Aby utworzyć obiekt InputImage z ByteBuffer lub ByteArray, najpierw oblicz stopień rotacji obrazu, jak opisano wcześniej w przypadku danych wejściowych media.Image. Następnie utwórz obiekt InputImage z buforem lub tablicą, a także z wysokością, szerokością, formatem kodowania kolorów i stopniem obrotu obrazu:

Kotlin

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

Korzystanie z Bitmap

Aby utworzyć obiekt InputImage z obiektu Bitmap, zadeklaruj:

Kotlin

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

Java

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

Obraz jest reprezentowany przez obiekt Bitmap wraz ze stopniami obrotu.

Przetwarzanie obrazu

Przekaż obraz do metody process:

Kotlin

val result = detector.process(image)
        .addOnSuccessListener { result ->
            // Task completed successfully
            // …
        }
        .addOnFailureListener { e ->
            // Task failed with an exception
            // …
        }

Java

Task<List<FaceMesh>> result = detector.process(image)
        .addOnSuccessListener(
                new OnSuccessListener<List<FaceMesh>>() {
                    @Override
                    public void onSuccess(List<FaceMesh> result) {
                        // Task completed successfully
                        // …
                    }
                })
        .addOnFailureListener(
                new OnFailureListener() {
                    @Override
                    Public void onFailure(Exception e) {
                        // Task failed with an exception
                        // …
                    }
                });

Uzyskiwanie informacji o wykrytej siatce twarzy

Jeśli na obrazie zostanie wykryta jakakolwiek twarz, do odbiornika sukcesu zostanie przekazana lista obiektów FaceMesh. Każdy symbol FaceMesh reprezentuje twarz wykrytą na obrazie. W przypadku każdej siatki twarzy możesz uzyskać jej współrzędne ograniczające na obrazie wejściowym, a także inne informacje, które ma wykrywać detektor siatki twarzy.

Kotlin

for (faceMesh in faceMeshs) {
    val bounds: Rect = faceMesh.boundingBox()

    // Gets all points
    val faceMeshpoints = faceMesh.allPoints
    for (faceMeshpoint in faceMeshpoints) {
      val index: Int = faceMeshpoints.index()
      val position = faceMeshpoint.position
    }

    // Gets triangle info
    val triangles: List<Triangle<FaceMeshPoint>> = faceMesh.allTriangles
    for (triangle in triangles) {
      // 3 Points connecting to each other and representing a triangle area.
      val connectedPoints = triangle.allPoints()
    }
}

Java

for (FaceMesh faceMesh : faceMeshs) {
    Rect bounds = faceMesh.getBoundingBox();

    // Gets all points
    List<FaceMeshPoint> faceMeshpoints = faceMesh.getAllPoints();
    for (FaceMeshPoint faceMeshpoint : faceMeshpoints) {
        int index = faceMeshpoints.getIndex();
        PointF3D position = faceMeshpoint.getPosition();
    }

    // Gets triangle info
    List<Triangle<FaceMeshPoint>> triangles = faceMesh.getAllTriangles();
    for (Triangle<FaceMeshPoint> triangle : triangles) {
        // 3 Points connecting to each other and representing a triangle area.
        List<FaceMeshPoint> connectedPoints = triangle.getAllPoints();
    }
}