Mendeteksi, melacak, dan mengklasifikasikan objek dengan model klasifikasi kustom di Android

Saat Anda meneruskan gambar ke ML Kit, ML Kit akan mendeteksi hingga lima objek dalam gambar beserta posisi setiap objek dalam gambar. Ketika mendeteksi objek dalam streaming video. Setiap objek memiliki ID unik yang dapat Anda gunakan untuk melacak objek dari satu {i>frame<i} ke {i>frame<i}.

Anda dapat menggunakan model klasifikasi gambar kustom untuk mengklasifikasikan objek terdeteksi. Silakan baca Model kustom dengan ML Kit untuk panduan tentang persyaratan kompatibilitas model, tempat menemukan model terlatih, dan cara melatih model Anda sendiri.

Ada dua cara untuk mengintegrasikan model kustom. Anda dapat memaketkan model dengan memasukkannya ke dalam folder aset aplikasi, atau Anda dapat mendownloadnya secara dinamis dari Firebase. Tabel berikut membandingkan kedua opsi tersebut.

Cobalah

• Lihat aplikasi panduan memulai visi untuk contoh penggunaan model yang dipaketkan dan aplikasi panduan memulai automl untuk contoh penggunaan dari model yang di-host.
• Lihat Etalase Desain Material untuk implementasi end-to-end API ini.

Sebelum memulai

1. Dalam file build.gradle level project, pastikan Anda menyertakan Repositori Maven Google di file buildscript dan allprojects.

2. Tambahkan dependensi untuk library Android ML Kit ke modul Anda gradle level aplikasi, yang biasanya adalah app/build.gradle:

   Untuk memaketkan model dengan aplikasi Anda:

   dependencies {
     // ...
     // Object detection & tracking feature with custom bundled model
     implementation 'com.google.mlkit:object-detection-custom:17.0.2'
   }
   

   Untuk mendownload model dari Firebase secara dinamis, tambahkan linkFirebase dependensi:

   dependencies {
     // ...
     // Object detection & tracking feature with model downloaded
     // from firebase
     implementation 'com.google.mlkit:object-detection-custom:17.0.2'
     implementation 'com.google.mlkit:linkfirebase:17.0.0'
   }
   

3. Jika ingin mendownload model, pastikan Anda menambahkan Firebase ke project Android, jika Anda belum melakukannya. Tindakan ini tidak diperlukan jika Anda memaketkan model.

1. Muat model

Mengonfigurasi sumber model lokal

Untuk memaketkan model dengan aplikasi Anda:

1. Salin file model (biasanya berakhiran .tflite atau .lite) ke file model Folder assets/. (Anda mungkin perlu membuat folder terlebih dahulu dengan mengklik kanan folder app/, lalu mengklik Baru > Folder > Folder Aset.)

2. Lalu, tambahkan kode berikut ke file build.gradle aplikasi Anda untuk memastikan Gradle tidak mengompresi file model saat membangun aplikasi:

   android {
       // ...
       aaptOptions {
           noCompress "tflite"
           // or noCompress "lite"
       }
   }
   

   File model akan disertakan dalam paket aplikasi dan tersedia untuk ML Kit sebagai aset mentah.

3. Buat objek LocalModel, dengan menentukan jalur ke file model:

   Kotlin

   val localModel = LocalModel.Builder()
           .setAssetFilePath("model.tflite")
           // or .setAbsoluteFilePath(absolute file path to model file)
           // or .setUri(URI to model file)
           .build()

   Java

   LocalModel localModel =
       new LocalModel.Builder()
           .setAssetFilePath("model.tflite")
           // or .setAbsoluteFilePath(absolute file path to model file)
           // or .setUri(URI to model file)
           .build();

Mengonfigurasi sumber model yang dihosting Firebase

Untuk menggunakan model yang dihosting dari jarak jauh, buat objek CustomRemoteModel dengan FirebaseModelSource, yang menetapkan nama yang Anda berikan pada model saat menerbitkannya:

// Specify the name you assigned in the Firebase console.
val remoteModel =
    CustomRemoteModel
        .Builder(FirebaseModelSource.Builder("your_model_name").build())
        .build()

// Specify the name you assigned in the Firebase console.
CustomRemoteModel remoteModel =
    new CustomRemoteModel
        .Builder(new FirebaseModelSource.Builder("your_model_name").build())
        .build();

Kemudian, mulai tugas download model dengan menentukan kondisi yang Anda izinkan untuk diunduh. Jika model tidak ada di perangkat, atau jika model versi baru yang tersedia, tugas ini akan mendownload dari Firebase:

val downloadConditions = DownloadConditions.Builder()
    .requireWifi()
    .build()
RemoteModelManager.getInstance().download(remoteModel, downloadConditions)
    .addOnSuccessListener {
        // Success.
    }

DownloadConditions downloadConditions = new DownloadConditions.Builder()
        .requireWifi()
        .build();
RemoteModelManager.getInstance().download(remoteModel, downloadConditions)
        .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener() {
            @Override
            public void onSuccess(@NonNull Task task) {
                // Success.
            }
        });

Banyak aplikasi memulai tugas download dalam kode inisialisasinya, tetapi Anda dapat melakukannya kapan saja sebelum Anda perlu menggunakan model.

2. Mengonfigurasi detektor objek

Setelah sumber model dikonfigurasi, konfigurasikan detektor objek untuk kasus penggunaan dengan objek CustomObjectDetectorOptions. Anda dapat mengubah setelan berikut:

API deteksi dan pelacakan objek dioptimalkan untuk dua penggunaan inti ini kasus:

• Deteksi langsung dan pelacakan objek paling terlihat di kamera jendela bidik.
• Deteksi beberapa objek dari gambar statis.

Guna mengonfigurasi API untuk kasus penggunaan ini, dengan model yang dipaketkan secara lokal:

// Live detection and tracking
val customObjectDetectorOptions =
        CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel)
        .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.STREAM_MODE)
        .enableClassification()
        .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f)
        .setMaxPerObjectLabelCount(3)
        .build()

// Multiple object detection in static images
val customObjectDetectorOptions =
        CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel)
        .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE)
        .enableMultipleObjects()
        .enableClassification()
        .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f)
        .setMaxPerObjectLabelCount(3)
        .build()

val objectDetector =
        ObjectDetection.getClient(customObjectDetectorOptions)

// Live detection and tracking
CustomObjectDetectorOptions customObjectDetectorOptions =
        new CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel)
                .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.STREAM_MODE)
                .enableClassification()
                .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f)
                .setMaxPerObjectLabelCount(3)
                .build();

// Multiple object detection in static images
CustomObjectDetectorOptions customObjectDetectorOptions =
        new CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel)
                .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE)
                .enableMultipleObjects()
                .enableClassification()
                .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f)
                .setMaxPerObjectLabelCount(3)
                .build();

ObjectDetector objectDetector =
    ObjectDetection.getClient(customObjectDetectorOptions);

Jika Anda memiliki model yang dihosting dari jarak jauh, Anda harus memeriksa apakah model tersebut sudah diunduh sebelum Anda menjalankannya. Anda dapat memeriksa status download model tugas menggunakan metode isModelDownloaded() pengelola model.

Meskipun Anda hanya perlu mengonfirmasi hal ini sebelum menjalankan pendeteksi, jika Anda baik memiliki model yang dihosting dari jarak jauh maupun model yang dipaketkan secara lokal, untuk melakukan pemeriksaan ini saat membuat instance detektor gambar: buat detektor dari model jarak jauh jika telah diunduh, dan dari jaringan model sebaliknya.

RemoteModelManager.getInstance().isModelDownloaded(remoteModel)
    .addOnSuccessListener { isDownloaded ->
    val optionsBuilder =
        if (isDownloaded) {
            CustomObjectDetectorOptions.Builder(remoteModel)
        } else {
            CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel)
        }
    val customObjectDetectorOptions = optionsBuilder
            .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE)
            .enableClassification()
            .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f)
            .setMaxPerObjectLabelCount(3)
            .build()
    val objectDetector =
        ObjectDetection.getClient(customObjectDetectorOptions)
}

RemoteModelManager.getInstance().isModelDownloaded(remoteModel)
    .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener() {
        @Override
        public void onSuccess(Boolean isDownloaded) {
            CustomObjectDetectorOptions.Builder optionsBuilder;
            if (isDownloaded) {
                optionsBuilder = new CustomObjectDetectorOptions.Builder(remoteModel);
            } else {
                optionsBuilder = new CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel);
            }
            CustomObjectDetectorOptions customObjectDetectorOptions = optionsBuilder
                .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE)
                .enableClassification()
                .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f)
                .setMaxPerObjectLabelCount(3)
                .build();
            ObjectDetector objectDetector =
                ObjectDetection.getClient(customObjectDetectorOptions);
        }
});

Jika hanya memiliki model yang dihosting dari jarak jauh, Anda harus menonaktifkan model lainnya—misalnya, menyamarkan atau menyembunyikan sebagian UI—hingga Anda mengonfirmasi bahwa model telah didownload. Anda dapat melakukannya dengan menambahkan pemroses ke metode download() pengelola model:

RemoteModelManager.getInstance().download(remoteModel, conditions)
    .addOnSuccessListener {
        // Download complete. Depending on your app, you could enable the ML
        // feature, or switch from the local model to the remote model, etc.
    }

RemoteModelManager.getInstance().download(remoteModel, conditions)
        .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener() {
            @Override
            public void onSuccess(Void v) {
              // Download complete. Depending on your app, you could enable
              // the ML feature, or switch from the local model to the remote
              // model, etc.
            }
        });

3. Menyiapkan gambar input

Anda dapat membuat InputImage dari berbagai sumber, masing-masing akan dijelaskan di bawah ini.

Menggunakan media.Image

Untuk membuat InputImage dari objek media.Image, seperti saat Anda mengambil gambar dari kamera perangkat, teruskan objek media.Image dan objek rotasi ke InputImage.fromMediaImage().

Jika Anda menggunakan library CameraX, OnImageCapturedListener dan Class ImageAnalysis.Analyzer menghitung nilai rotasi keamanan untuk Anda.

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
            // ...
        }
    }
}

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
          // ...
        }
    }
}

Jika Anda tidak menggunakan pustaka kamera yang memberi derajat rotasi gambar, Anda bisa menghitungnya dari derajat rotasi perangkat dan orientasi kamera sensor di perangkat:

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

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;
}

Lalu, teruskan objek media.Image dan nilai derajat rotasi ke InputImage.fromMediaImage():

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

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

Menggunakan URI file

Untuk membuat InputImage dari URI file, teruskan konteks aplikasi dan URI file ke InputImage.fromFilePath(). Hal ini berguna ketika Anda gunakan intent ACTION_GET_CONTENT untuk meminta pengguna memilih gambar dari aplikasi galeri mereka.

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

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

Menggunakan ByteBuffer atau ByteArray

Untuk membuat InputImage dari ByteBuffer atau ByteArray, hitung gambar terlebih dahulu derajat rotasi seperti yang dijelaskan sebelumnya untuk input media.Image. Lalu, buat objek InputImage dengan buffer atau array, beserta elemen tinggi, lebar, format encoding warna, dan derajat rotasi:

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

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

Menggunakan Bitmap

Untuk membuat InputImage dari objek Bitmap, buat deklarasi berikut:

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

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

Gambar direpresentasikan oleh objek Bitmap bersama dengan derajat rotasi.

4. Menjalankan detektor objek

objectDetector
    .process(image)
    .addOnFailureListener(e -> {...})
    .addOnSuccessListener(results -> {
        for (detectedObject in results) {
          // ...
        }
    });

objectDetector
    .process(image)
    .addOnFailureListener(e -> {...})
    .addOnSuccessListener(results -> {
        for (DetectedObject detectedObject : results) {
          // ...
        }
    });

5. Mendapatkan informasi tentang objek berlabel

Jika panggilan ke process() berhasil, daftar DetectedObject akan diteruskan ke pemroses yang berhasil.

Setiap DetectedObject berisi properti berikut:

// The list of detected objects contains one item if multiple
// object detection wasn't enabled.
for (detectedObject in results) {
    val boundingBox = detectedObject.boundingBox
    val trackingId = detectedObject.trackingId
    for (label in detectedObject.labels) {
      val text = label.text
      val index = label.index
      val confidence = label.confidence
    }
}

// The list of detected objects contains one item if multiple
// object detection wasn't enabled.
for (DetectedObject detectedObject : results) {
  Rect boundingBox = detectedObject.getBoundingBox();
  Integer trackingId = detectedObject.getTrackingId();
  for (Label label : detectedObject.getLabels()) {
    String text = label.getText();
    int index = label.getIndex();
    float confidence = label.getConfidence();
  }
}

Memastikan pengalaman pengguna yang baik

Untuk pengalaman pengguna terbaik, ikuti panduan ini di aplikasi Anda:

• Keberhasilan deteksi objek bergantung pada kompleksitas visual objek. Di beberapa untuk dideteksi, objek dengan sedikit fitur visual mungkin memerlukan untuk mengambil bagian yang lebih besar dari gambar. Anda harus memberikan panduan kepada pengguna tentang menangkap input yang bekerja dengan baik dengan jenis objek yang ingin Anda deteksi.
• Saat menggunakan klasifikasi, jika ingin mendeteksi objek yang tidak jatuh kategori yang didukung, terapkan penanganan khusus untuk objek terstruktur dalam jumlah besar.

Selain itu, lihat Aplikasi etalase Desain Material ML Kit dan Desain Material Kumpulan Pola untuk fitur yang didukung machine learning.

Meningkatkan performa

• Saat Anda menggunakan mode streaming dalam aplikasi real-time, jangan gunakan beberapa deteksi objek, karena sebagian besar perangkat tidak akan mampu menghasilkan frekuensi gambar yang memadai.

• Jika Anda menggunakan Camera atau camera2 API, men-throttle panggilan ke detektor. Jika video baru {i>frame<i} menjadi tersedia saat detektor sedang berjalan, hapus {i>frame<i} tersebut. Lihat VisionProcessorBase dalam aplikasi contoh panduan memulai untuk digunakan sebagai contoh.
• Jika Anda menggunakan CameraX API, pastikan strategi tekanan balik ditetapkan ke nilai defaultnya ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST. Hal ini menjamin hanya satu gambar yang akan dikirimkan untuk analisis pada satu waktu. Jika lebih banyak gambar yang dihasilkan ketika penganalisis sedang sibuk, mereka akan dibuang secara otomatis dan tidak diantrekan pengiriman. Setelah gambar yang dianalisis ditutup dengan memanggil ImageProxy.close(), gambar terbaru berikutnya akan dikirim.
• Jika Anda menggunakan output detektor untuk menempatkan grafik gambar input, pertama-tama dapatkan hasilnya dari ML Kit, lalu render gambar dan overlay dalam satu langkah. Tindakan ini merender ke permukaan tampilan hanya sekali untuk setiap {i>input frame<i}. Lihat CameraSourcePreview dan GraphicOverlay dalam aplikasi contoh panduan memulai sebagai contoh.
• Jika Anda menggunakan Camera2 API, ambil gambar dengan Format ImageFormat.YUV_420_888. Jika Anda menggunakan Camera API versi lama, ambil gambar dengan Format ImageFormat.NV21.