Segmentazione dei selfie con ML Kit su Android

ML Kit fornisce un SDK ottimizzato per la segmentazione dei selfie.

Gli asset di Selfie Segmenter sono collegati staticamente alla tua app al momento della compilazione. In questo modo, le dimensioni del download dell'app aumenteranno di circa 4,5 MB e la latenza dell'API può variare da 25 ms a 65 ms a seconda delle dimensioni dell'immagine di input, come misurato su Pixel 4.

Prova

  • Prova l'app di esempio per vedere un esempio di utilizzo di questa API.

Prima di iniziare

  1. Nel file build.gradle a livello di progetto, assicurati di includere il repository Maven di Google nelle sezioni buildscript e allprojects.
  2. Aggiungi le dipendenze per le librerie Android ML Kit al file Gradle a livello di app del modulo, che di solito è app/build.gradle:
dependencies {
  implementation 'com.google.mlkit:segmentation-selfie:16.0.0-beta6'
}

1. Crea un'istanza di Segmenter

Opzioni di segmentazione

Per eseguire la segmentazione su un'immagine, crea prima un'istanza di Segmenter specificando le seguenti opzioni.

Modalità Rilevatore

Il Segmenter funziona in due modalità. Assicurati di scegliere quello che corrisponde al tuo caso d'uso.

STREAM_MODE (default)

Questa modalità è progettata per lo streaming di frame da video o fotocamera. In questa modalità, il segmentatore sfrutta i risultati dei frame precedenti per restituire risultati di segmentazione più fluidi.

SINGLE_IMAGE_MODE

Questa modalità è pensata per singole immagini non correlate. In questa modalità, il segmentatore elaborerà ogni immagine in modo indipendente, senza smoothing tra i frame.

Attiva maschera delle dimensioni non elaborate

Chiede al segmentatore di restituire la maschera di dimensione non elaborata che corrisponde alla dimensione dell'output del modello.

Le dimensioni della maschera grezza (ad es. 256 x 256) sono in genere inferiori a quelle dell'immagine di input. Chiama il numero SegmentationMask#getWidth() e SegmentationMask#getHeight() per ottenere le dimensioni della maschera quando abiliti questa opzione.

Se non specifichi questa opzione, il segmentatore ridimensionerà la maschera grezza in modo che corrisponda alle dimensioni dell'immagine di input. Valuta la possibilità di utilizzare questa opzione se vuoi applicare una logica di ridimensionamento personalizzata o se il ridimensionamento non è necessario per il tuo caso d'uso.

Specifica le opzioni del segmentatore:

Kotlin

val options =
        SelfieSegmenterOptions.Builder()
            .setDetectorMode(SelfieSegmenterOptions.STREAM_MODE)
            .enableRawSizeMask()
            .build()

Java

SelfieSegmenterOptions options =
        new SelfieSegmenterOptions.Builder()
            .setDetectorMode(SelfieSegmenterOptions.STREAM_MODE)
            .enableRawSizeMask()
            .build();

Crea un'istanza di Segmenter. Trasmetti le opzioni che hai specificato:

Kotlin

val segmenter = Segmentation.getClient(options)

Java

Segmenter segmenter = Segmentation.getClient(options);

2. Prepara l'immagine di input

Per eseguire la segmentazione su un'immagine, crea un oggetto InputImage da un Bitmap, media.Image, ByteBuffer, array di byte o un file sul dispositivo.

Puoi creare un oggetto InputImage da diverse origini, ognuna delle quali è spiegata di seguito.

Utilizzo di un media.Image

Per creare un oggetto InputImage da un oggetto media.Image, ad esempio quando acquisisci un'immagine dalla fotocamera di un dispositivo, passa l'oggetto media.Image e la rotazione dell'immagine a InputImage.fromMediaImage().

Se utilizzi la libreria CameraX, le classi OnImageCapturedListener e ImageAnalysis.Analyzer calcolano il valore di rotazione per te.

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
          // ...
        }
    }
}

Se non utilizzi una libreria di fotocamere che ti fornisce il grado di rotazione dell'immagine, puoi calcolarlo dal grado di rotazione del dispositivo e dall'orientamento del sensore della fotocamera nel dispositivo:

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;
}

Poi, passa l'oggetto media.Image e il valore del grado di rotazione a InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

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

Java

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

Utilizzo di un URI file

Per creare un oggetto InputImage da un URI file, passa il contesto dell'app e l'URI file a InputImage.fromFilePath(). Questa funzionalità è utile quando utilizzi un intent ACTION_GET_CONTENT per chiedere all'utente di selezionare un'immagine dalla sua app galleria.

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();
}

Utilizzo di ByteBuffer o ByteArray

Per creare un oggetto InputImage da un ByteBuffer o da un ByteArray, calcola prima il grado di rotazione dell'immagine come descritto in precedenza per l'input media.Image. Quindi, crea l'oggetto InputImage con il buffer o l'array, insieme all'altezza, alla larghezza, al formato di codifica del colore e al grado di rotazione dell'immagine:

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

Utilizzo di un Bitmap

Per creare un oggetto InputImage da un oggetto Bitmap, effettua la seguente dichiarazione:

Kotlin

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

Java

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

L'immagine è rappresentata da un oggetto Bitmap insieme ai gradi di rotazione.

3. Elabora l'immagine

Passa l'oggetto InputImage preparato al metodo process di Segmenter.

Kotlin

Task<SegmentationMask> result = segmenter.process(image)
       .addOnSuccessListener { results ->
           // Task completed successfully
           // ...
       }
       .addOnFailureListener { e ->
           // Task failed with an exception
           // ...
       }

Java

Task<SegmentationMask> result =
        segmenter.process(image)
                .addOnSuccessListener(
                        new OnSuccessListener<SegmentationMask>() {
                            @Override
                            public void onSuccess(SegmentationMask mask) {
                                // Task completed successfully
                                // ...
                            }
                        })
                .addOnFailureListener(
                        new OnFailureListener() {
                            @Override
                            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                                // Task failed with an exception
                                // ...
                            }
                        });

4. Ottenere il risultato della segmentazione

Puoi ottenere il risultato della segmentazione nel seguente modo:

Kotlin

val mask = segmentationMask.getBuffer()
val maskWidth = segmentationMask.getWidth()
val maskHeight = segmentationMask.getHeight()

for (val y = 0; y < maskHeight; y++) {
  for (val x = 0; x < maskWidth; x++) {
    // Gets the confidence of the (x,y) pixel in the mask being in the foreground.
    val foregroundConfidence = mask.getFloat()
  }
}

Java

ByteBuffer mask = segmentationMask.getBuffer();
int maskWidth = segmentationMask.getWidth();
int maskHeight = segmentationMask.getHeight();

for (int y = 0; y < maskHeight; y++) {
  for (int x = 0; x < maskWidth; x++) {
    // Gets the confidence of the (x,y) pixel in the mask being in the foreground.
    float foregroundConfidence = mask.getFloat();
  }
}

Per un esempio completo di come utilizzare i risultati della segmentazione, consulta l'esempio di avvio rapido di ML Kit.

Suggerimenti per migliorare il rendimento

La qualità dei risultati dipende dalla qualità dell'immagine di input:

  • Affinché ML Kit ottenga un risultato di segmentazione accurato, l'immagine deve essere di almeno 256 x 256 pixel.
  • Anche una messa a fuoco scadente dell'immagine può influire sull'accuratezza. Se i risultati non sono accettabili, chiedi all'utente di acquisire nuovamente l'immagine.

Se vuoi utilizzare la segmentazione in un'applicazione in tempo reale, segui queste linee guida per ottenere i migliori frame rate:

  • Utilizza STREAM_MODE.
  • Valuta la possibilità di acquisire immagini a una risoluzione inferiore. Tuttavia, tieni presente anche i requisiti di dimensione delle immagini di questa API.
  • Valuta la possibilità di attivare l'opzione di maschera delle dimensioni non elaborate e di combinare tutta la logica di ridimensionamento. Ad esempio, anziché lasciare che l'API ridimensioni la maschera in modo che corrisponda alle dimensioni dell'immagine di input e poi ridimensionarla di nuovo in modo che corrisponda alle dimensioni della visualizzazione per la visualizzazione, richiedi semplicemente la maschera di dimensioni non elaborate e combina questi due passaggi in uno.
  • Se utilizzi l'API Camera o camera2, limita le chiamate al rilevatore. Se un nuovo frame video diventa disponibile durante l'esecuzione del rilevatore, rilascia il frame. Per un esempio, consulta la classe VisionProcessorBase nell'app di esempio della guida rapida.
  • Se utilizzi l'API CameraX, assicurati che la strategia di backpressure sia impostata sul valore predefinito ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST. In questo modo, per l'analisi verrà inviata una sola immagine alla volta. Se vengono prodotte più immagini quando l'analizzatore è occupato, queste verranno eliminate automaticamente e non verranno messe in coda per la consegna. Una volta chiusa l'immagine in fase di analisi chiamando ImageProxy.close(), verrà inviata l'ultima immagine più recente.
  • Se utilizzi l'output del rilevatore per sovrapporre elementi grafici all'immagine di input, prima ottieni il risultato da ML Kit, poi esegui il rendering dell'immagine e la sovrapposizione in un unico passaggio. Il rendering viene eseguito sulla superficie di visualizzazione solo una volta per ogni frame di input. Per un esempio, consulta le classi CameraSourcePreview e GraphicOverlay nell'app di esempio di avvio rapido.
  • Se utilizzi l'API Camera2, acquisisci immagini in formato ImageFormat.YUV_420_888. Se utilizzi la versione precedente dell'API Camera, acquisisci immagini in formato ImageFormat.NV21.