Как добавлять ярлыки к изображениям с помощью ML Kit на Android

С помощью ML Kit можно помечать объекты, распознанные на изображении. Модель по умолчанию, которая поставляется с ML Kit, поддерживает более 400 ярлыков.

ФункцияБез пакетаПакетный
РеализацияМодель динамически скачивается через сервисы Google Play.Модель статически связана с вашим приложением во время сборки.
Размер приложенияРазмер увеличивается примерно на 200 КБ.Размер увеличится примерно на 5,7 МБ.
Время инициализацииПеред первым использованием может потребоваться дождаться скачивания модели.Модель доступна сразу

Попробовать

Подготовка

  1. В файле build.gradle на уровне проекта добавьте репозиторий Maven от Google в разделы buildscript и allprojects.

  2. Добавьте зависимости для библиотек ML Kit для Android в файл Gradle на уровне приложения, который обычно называется app/build.gradle. Выберите одну из следующих зависимостей в соответствии со своими потребностями:

    Если вы хотите встроить модель в приложение:

    dependencies {
  // ...
  // Use this dependency to bundle the model with your app
  implementation 'com.google.mlkit:image-labeling:17.0.9'
}

    Для использования модели в сервисах Google Play:

    dependencies {
  // ...
  // Use this dependency to use the dynamically downloaded model in Google Play Services
  implementation 'com.google.android.gms:play-services-mlkit-image-labeling:16.0.8'
}

  3. Если вы решите использовать модель в сервисах Google Play, то можете настроить приложение так, чтобы оно автоматически скачивало модель на устройство после установки из Google Play. Для этого добавьте в файл AndroidManifest.xml приложения следующую декларацию:

    <application ...>
      ...
      <meta-data
          android:name="com.google.mlkit.vision.DEPENDENCIES"
          android:value="ica" >
      <!-- To use multiple models: android:value="ica,model2,model3" -->
</application>

    Вы также можете проверить доступность модели и запросить ее скачивание через ModuleInstallClient API сервисов Google Play.

    Если вы не включите скачивание модели во время установки или не запросите явное скачивание, модель будет скачана при первом запуске разметчика. Запросы, сделанные до завершения скачивания, не принесут результатов.

Теперь вы можете добавлять ярлыки к изображениям.

1. Подготовьте входное изображение

Создайте объект InputImage на основе изображения. Распознавание изображений выполняется быстрее всего, если вы используете Bitmap или, если вы используете API camera2, YUV_420_888 media.Image, которые рекомендуются по возможности.

Объект InputImage можно создать из разных источников, каждый из которых описан ниже.

Использование media.Image

Чтобы создать объект InputImage из объекта media.Image, например при съемке изображения с помощью камеры устройства, передайте объект media.Image и поворот изображения в InputImage.fromMediaImage().

Если вы используете библиотеку CameraX, классы OnImageCapturedListener и ImageAnalysis.Analyzer рассчитают значение поворота за вас.

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
          // ...
        }
    }
}

Если вы не используете библиотеку камеры, которая предоставляет угол поворота изображения, вы можете рассчитать его на основе угла поворота устройства и ориентации датчика камеры в устройстве:

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
}

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;
}

Затем передайте объект media.Image и значение угла поворота в InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

val image = InputImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation)

Java

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

Использование URI файла

Чтобы создать объект InputImage из URI файла, передайте контекст приложения и URI файла в InputImage.fromFilePath(). Это полезно, когда вы используете намерение ACTION_GET_CONTENT, чтобы предложить пользователю выбрать изображение из галереи.

Kotlin

val image: InputImage
try {
    image = InputImage.fromFilePath(context, uri)
} catch (e: IOException) {
    e.printStackTrace()
}

Java

InputImage image;
try {
    image = InputImage.fromFilePath(context, uri);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

Использование ByteBuffer или ByteArray

Чтобы создать объект InputImage из ByteBuffer или ByteArray, сначала рассчитайте угол поворота изображения, как описано выше для входных данных media.Image. Затем создайте объект InputImage с буфером или массивом, а также высотой, шириной, форматом кодирования цвета и углом поворота изображения:

Kotlin

val image = InputImage.fromByteBuffer(
        byteBuffer,
        /* image width */ 480,
        /* image height */ 360,
        rotationDegrees,
        InputImage.IMAGE_FORMAT_NV21 // or IMAGE_FORMAT_YV12
)
// Or:
val image = InputImage.fromByteArray(
        byteArray,
        /* image width */ 480,
        /* image height */ 360,
        rotationDegrees,
        InputImage.IMAGE_FORMAT_NV21 // or IMAGE_FORMAT_YV12
)

Java

InputImage image = InputImage.fromByteBuffer(byteBuffer,
        /* image width */ 480,
        /* image height */ 360,
        rotationDegrees,
        InputImage.IMAGE_FORMAT_NV21 // or IMAGE_FORMAT_YV12
);
// Or:
InputImage image = InputImage.fromByteArray(
        byteArray,
        /* image width */480,
        /* image height */360,
        rotation,
        InputImage.IMAGE_FORMAT_NV21 // or IMAGE_FORMAT_YV12
);

Использование Bitmap

Чтобы создать объект InputImage из объекта Bitmap, добавьте следующий код:

Kotlin

val image = InputImage.fromBitmap(bitmap, 0)

Java

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

Изображение представлено объектом Bitmap и углом поворота.

2. Настройка и запуск инструмента для добавления меток к изображениям

Чтобы добавить ярлыки к объектам на изображении, передайте объект InputImage в метод process объекта ImageLabeler.

  1. Сначала получите экземпляр ImageLabeler.

    Если вы хотите использовать локальный классификатор изображений, добавьте следующее объявление:

Kotlin

// To use default options:
val labeler = ImageLabeling.getClient(ImageLabelerOptions.DEFAULT_OPTIONS)

// Or, to set the minimum confidence required:
// val options = ImageLabelerOptions.Builder()
//     .setConfidenceThreshold(0.7f)
//     .build()
// val labeler = ImageLabeling.getClient(options)

Java

// To use default options:
ImageLabeler labeler = ImageLabeling.getClient(ImageLabelerOptions.DEFAULT_OPTIONS);

// Or, to set the minimum confidence required:
// ImageLabelerOptions options =
//     new ImageLabelerOptions.Builder()
//         .setConfidenceThreshold(0.7f)
//         .build();
// ImageLabeler labeler = ImageLabeling.getClient(options);
  1. Затем передайте изображение методу process():

Kotlin

labeler.process(image)
        .addOnSuccessListener { labels ->
            // Task completed successfully
            // ...
        }
        .addOnFailureListener { e ->
            // Task failed with an exception
            // ...
        }

Java

labeler.process(image)
        .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener<List<ImageLabel>>() {
            @Override
            public void onSuccess(List<ImageLabel> labels) {
                // Task completed successfully
                // ...
            }
        })
        .addOnFailureListener(new OnFailureListener() {
            @Override
            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                // Task failed with an exception
                // ...
            }
        });

3. Как получить информацию об объектах с ярлыками

Если операция распознавания объектов на изображении выполнена успешно, прослушивателю успешного выполнения передается список объектов ImageLabel. Каждый объект ImageLabel представляет собой что-то, что было помечено на изображении. Базовая модель поддерживает более 400 ярлыков. Вы можете получить текстовое описание каждого ярлыка, его индекс среди всех ярлыков, поддерживаемых моделью, и оценку достоверности совпадения. Пример:

Kotlin

for (label in labels) {
    val text = label.text
    val confidence = label.confidence
    val index = label.index
}

Java

for (ImageLabel label : labels) {
    String text = label.getText();
    float confidence = label.getConfidence();
    int index = label.getIndex();
}

Советы по повышению эффективности в реальном времени

Если вы хотите помечать изображения в приложении реального времени, следуйте этим рекомендациям, чтобы добиться наилучшей частоты кадров:

  • Если вы используете API Camera или camera2, ограничьте вызовы к Image Labeler. Если новый видеокадр становится доступным во время работы средства разметки изображений, удалите этот кадр. Пример можно найти в классе VisionProcessorBase в примере приложения из краткого руководства.
  • Если вы используете API CameraX, убедитесь, что для стратегии противодавления задано значение по умолчанию ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST. Это гарантирует, что для анализа будет отправляться только одно изображение за раз. Если во время работы анализатора будут созданы дополнительные изображения, они будут автоматически удалены и не будут поставлены в очередь на доставку. После того как анализируемое изображение будет закрыто вызовом ImageProxy.close(), будет доставлено следующее последнее изображение.
  • Если вы используете выходные данные средства разметки изображений для наложения графики на входное изображение, сначала получите результат из ML Kit, а затем визуализируйте изображение и наложение за один шаг. Это приводит к отрисовке на поверхности экрана только один раз для каждого входного кадра. Пример можно найти в классах CameraSourcePreview и GraphicOverlay в примере приложения из краткого руководства.
  • Если вы используете Camera2 API, делайте снимки в формате ImageFormat.YUV_420_888. Если вы используете старый Camera API, делайте снимки в формате ImageFormat.NV21.