Segmentazione dei selfie con ML Kit su Android

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

Gli asset di segmentazione dei selfie sono collegati in modo statico alla tua app al momento della creazione. In questo modo, le dimensioni di download dell'app aumenteranno di circa 4,5 MB e la latenza dell'API variano da 25 ms a 65 ms a seconda delle dimensioni dell'immagine di input, misurate su Pixel 4,

Prova

  • Prova l'app di esempio per 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 in entrambe le sezioni buildscript e allprojects.
  2. Aggiungi le dipendenze per le librerie Android ML Kit al file gradle a livello di app del modulo, che in genere è app/build.gradle:
dependencies {
  implementation 'com.google.mlkit:segmentation-selfie:16.0.0-beta6'
}

1. Crea un'istanza dello strumento di segmentazione

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 adatto al tuo caso d'uso.

STREAM_MODE (default)

Questa modalità è progettata per lo streaming di fotogrammi da video o dalla videocamera. In questa modalità, lo strumento di segmentazione sfrutta i risultati dei frame precedenti per restituire risultati di segmentazione più fluidi.

SINGLE_IMAGE_MODE

Questa modalità è progettata per singole immagini non correlate. In questa modalità, il segmentatore elabora ogni immagine in modo indipendente, senza smussare i fotogrammi.

Attiva maschera dimensioni non elaborate

Chiede al segmenter di restituire la maschera delle dimensioni non elaborate che corrisponde alla dimensione di output del modello.

Le dimensioni della maschera non elaborata (ad es. 256 x 256) sono generalmente inferiori a quelle dell'immagine di input. Chiama SegmentationMask#getWidth() e SegmentationMask#getHeight() per ottenere le dimensioni della maschera quando attivi questa opzione.

Senza specificare questa opzione, il segmentatore ridimensiona la maschera non elaborata per corrispondere 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 dello strumento di segmentazione:

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 array di byte Bitmap, media.Image, ByteBuffer, o da un file del dispositivo.

Puoi creare una InputImage da diverse origini, ciascuna è spiegata di seguito.

Utilizzo di un media.Image

Per creare una InputImage da un oggetto media.Image, ad esempio quando acquisisci un'immagine da un fotocamera del dispositivo, passa l'oggetto media.Image e la rotazione in InputImage.fromMediaImage().

Se utilizzi nella libreria di CameraX, OnImageCapturedListener e ImageAnalysis.Analyzer classi 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 raccolta di videocamere che fornisce il grado di rotazione dell'immagine, può calcolarlo in base al grado di rotazione e all'orientamento 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;
}

Quindi, passa l'oggetto media.Image e valore del grado di rotazione su InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

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

Java

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

Utilizzo di un URI del file

Per creare una InputImage da un URI file, passa il contesto dell'app e l'URI del file a InputImage.fromFilePath(). È utile quando utilizza un intent ACTION_GET_CONTENT per chiedere all'utente di selezionare un'immagine dall'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();
}

Con ByteBuffer o ByteArray

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

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 una InputImage oggetto 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 e da un grado 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. Ottieni il risultato della segmentazione

Ecco i risultati della segmentazione:

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 la Esempio di guida rapida 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 scarsa messa a fuoco dell'immagine può influire sulla precisione. Se non ottieni risultati accettabili, chiedi all'utente di recuperare l'immagine.

Se vuoi utilizzare la segmentazione in un'applicazione in tempo reale, segui queste linee guida per ottenere le migliori frequenze fotogrammi:

  • Usa STREAM_MODE.
  • Prova ad acquisire immagini a una risoluzione inferiore. Tuttavia, tieni presente anche i requisiti relativi alle dimensioni immagine di questa API.
  • Valuta la possibilità di attivare l'opzione della maschera di dimensione non elaborata e di combinare tutta la logica di ridimensionamento. Ad esempio, invece di lasciare che l'API ridimensiona prima la maschera in modo che corrisponda alla dimensione dell'immagine di input e poi la ridimensiona di nuovo per farla corrispondere alle dimensioni di visualizzazione per la visualizzazione, richiedi la maschera della dimensione non elaborata e combina questi due passaggi in uno solo.
  • Se utilizzi Camera oppure API camera2, limitare le chiamate al rilevatore. Se viene pubblicato un nuovo video il frame diventa disponibile mentre il rilevatore è in esecuzione. Consulta le VisionProcessorBase nell'app di esempio della guida rapida per un esempio.
  • Se utilizzi l'API CameraX, assicurati che la strategia di contropressione sia impostata sul valore predefinito ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST. Ciò garantisce che verrà pubblicata una sola immagine alla volta per l'analisi. Se vengono visualizzate altre immagini generati quando l'analizzatore è occupato, verranno eliminati automaticamente e non verranno messi in coda la distribuzione dei contenuti. Dopo aver chiuso l'immagine da analizzare richiamando ImageProxy.close(), verrà pubblicata l'immagine successiva più recente.
  • Se utilizzi l'output del rilevatore per sovrapporre elementi grafici l'immagine di input, occorre prima ottenere il risultato da ML Kit, quindi eseguire il rendering dell'immagine e la sovrapposizione in un solo passaggio. Viene visualizzata sulla superficie di visualizzazione solo una volta per ogni frame di input. Consulta le CameraSourcePreview e GraphicOverlay nell'app di esempio della guida rapida per un esempio.
  • Se utilizzi l'API Camera2, acquisisci le immagini in Formato ImageFormat.YUV_420_888. Se usi l'API Camera precedente, acquisisci le immagini in Formato ImageFormat.NV21.