تصنيف المواضيع باستخدام حزمة تعلّم الآلة لنظام التشغيل Android

استخدِم حزمة تعلّم الآلة لإضافة ميزات تقسيم العناصر بسهولة إلى تطبيقك.

الميزة التفاصيل
اسم حزمة تطوير البرامج (SDK) play-services-mlkit-subject-segmentation
التنفيذ النموذج غير المجمَّع: يتم تنزيل النموذج ديناميكيًا باستخدام "خدمات Google Play".
تأثير حجم التطبيق زيادة في الحجم بمقدار 200 كيلوبايت تقريبًا
وقت الإعداد قد يضطر المستخدمون إلى الانتظار حتى يتم تنزيل النموذج قبل استخدامه لأول مرة.

للتجربة:

  • يمكنك تجربة نموذج التطبيق للاطّلاع على مثال على استخدام واجهة برمجة التطبيقات هذه.

قبل البدء

  1. في ملف build.gradle على مستوى المشروع، تأكَّد من تضمين مستودع Maven من Google في القسمَين buildscript وallprojects.
  2. أضِف تبعية مكتبة تقسيم العناصر في "حزمة تعلّم الآلة" إلى ملف gradle على مستوى التطبيق في الوحدة، والذي يكون عادةً app/build.gradle:
dependencies {
   implementation 'com.google.android.gms:play-services-mlkit-subject-segmentation:16.0.0-beta1'
}

كما ذكرنا أعلاه، يتم توفير النموذج من خلال "خدمات Google Play". يمكنك ضبط تطبيقك لتنزيل النموذج تلقائيًا على الجهاز بعد تثبيت تطبيقك من "متجر Play". لإجراء ذلك، أضِف التعريف التالي إلى ملف AndroidManifest.xml في تطبيقك:

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

يمكنك أيضًا التحقّق صراحةً من توفّر النموذج وطلب تنزيله من خلال "خدمات Google Play" باستخدام واجهة برمجة التطبيقات ModuleInstallClient API.

إذا لم تفعّل عمليات تنزيل النماذج في وقت التثبيت أو تطلب تنزيلها بشكل صريح، يتم تنزيل النموذج في المرة الأولى التي تشغّل فيها أداة التقسيم. ولن تؤدي الطلبات التي ترسلها قبل اكتمال عملية التنزيل إلى أي نتائج.

1. إعداد صورة الإدخال

لإجراء عملية التقسيم على صورة، أنشئ كائن InputImage من Bitmap أو media.Image أو ByteBuffer أو مصفوفة بايت أو ملف على الجهاز.

يمكنك إنشاء كائن InputImage من مصادر مختلفة، ويتم شرح كل منها أدناه.

استخدام media.Image

لإنشاء عنصر InputImage من عنصر media.Image، مثلاً عند التقاط صورة من كاميرا الجهاز، مرِّر عنصر media.Image وتدوير الصورة إلى InputImage.fromMediaImage().

إذا كنت تستخدم مكتبة CameraX، تحتسب الفئتان OnImageCapturedListener وImageAnalysis.Analyzer قيمة التدوير نيابةً عنك.

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
            // ...
        }
    }
}

جافا

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
          // ...
        }
    }
}

إذا لم تستخدم مكتبة كاميرا تمنحك درجة دوران الصورة، يمكنك حسابها من درجة دوران الجهاز واتجاه أداة استشعار الكاميرا في الجهاز:

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
}

جافا

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;
}

بعد ذلك، مرِّر عنصر media.Image وقيمة درجة التدوير إلى InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

val image = InputImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation)

Java

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

باستخدام معرّف موارد منتظم (URI) للملف

لإنشاء عنصر InputImage من معرّف موارد منتظم (URI) لملف، يجب تمرير سياق التطبيق ومعرّف الموارد المنتظم (URI) للملف إلى InputImage.fromFilePath(). ويكون ذلك مفيدًا عند استخدام نية ACTION_GET_CONTENT لمطالبة المستخدم باختيار صورة من تطبيق معرض الصور.

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();
}

استخدام ByteBuffer أو ByteArray

لإنشاء عنصر InputImage من ByteBuffer أو ByteArray، عليك أولاً احتساب درجة دوران الصورة كما هو موضّح سابقًا لإدخال media.Image. بعد ذلك، أنشئ كائن InputImage باستخدام المخزن المؤقت أو الصفيف، بالإضافة إلى ارتفاع الصورة وعرضها وتنسيق ترميز الألوان ودرجة التدوير:

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
)

جافا

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
);

استخدام Bitmap

لإنشاء كائن InputImage من كائن Bitmap، استخدِم التعريف التالي:

Kotlin

val image = InputImage.fromBitmap(bitmap, 0)

Java

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

يتم تمثيل الصورة باستخدام عنصر Bitmap مع درجات التدوير.

2. إنشاء مثيل من SubjectSegmenter

تحديد خيارات أداة التقسيم

لتقسيم صورتك، عليك أولاً إنشاء مثيل من SubjectSegmenterOptions على النحو التالي:

Kotlin

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
       // enable options
       .build()

جافا

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
        // enable options
        .build();

في ما يلي تفاصيل كل خيار:

قناع الثقة في المقدّمة

يتيح لك قناع الثقة في المقدّمة تمييز العنصر في المقدّمة عن الخلفية.

يتيح لك استدعاء enableForegroundConfidenceMask() في الخيارات استرداد قناع المقدّمة لاحقًا من خلال استدعاء getForegroundMask() على عنصر SubjectSegmentationResult الذي تم عرضه بعد معالجة الصورة.

Kotlin

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundConfidenceMask()
        .build()

جافا

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundConfidenceMask()
        .build();
صورة نقطية في المقدّمة

وبالمثل، يمكنك أيضًا الحصول على صورة نقطية للعنصر في المقدّمة.

يتيح لك استدعاء enableForegroundBitmap() في الخيارات استرداد صورة bitmap في المقدّمة لاحقًا من خلال استدعاء getForegroundBitmap() على كائن SubjectSegmentationResult الذي يتم عرضه بعد معالجة الصورة.

Kotlin

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundBitmap()
        .build()

جافا

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundBitmap()
        .build();
قناع الثقة المتعدّد المواضيع

كما هو الحال مع خيارات المقدّمة، يمكنك استخدام SubjectResultOptions لتفعيل قناع الثقة لكل عنصر في المقدّمة على النحو التالي:

Kotlin

val subjectResultOptions = SubjectSegmenterOptions.SubjectResultOptions.Builder()
    .enableConfidenceMask()
    .build()

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
    .enableMultipleSubjects(subjectResultOptions)
    .build()

جافا

SubjectResultOptions subjectResultOptions =
        new SubjectSegmenterOptions.SubjectResultOptions.Builder()
            .enableConfidenceMask()
            .build()

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
      .enableMultipleSubjects(subjectResultOptions)
      .build()
صورة نقطية متعددة المواضيع

وبالمثل، يمكنك تفعيل الصورة النقطية لكل موضوع:

Kotlin

val subjectResultOptions = SubjectSegmenterOptions.SubjectResultOptions.Builder()
    .enableSubjectBitmap()
    .build()

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
    .enableMultipleSubjects(subjectResultOptions)
    .build()

جافا

SubjectResultOptions subjectResultOptions =
      new SubjectSegmenterOptions.SubjectResultOptions.Builder()
        .enableSubjectBitmap()
        .build()

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
      .enableMultipleSubjects(subjectResultOptions)
      .build()

إنشاء أداة تقسيم الموضوع

بعد تحديد خيارات SubjectSegmenterOptions، أنشِئ مثيل SubjectSegmenter يستدعي getClient() ويمرّر الخيارات كمَعلمة:

Kotlin

val segmenter = SubjectSegmentation.getClient(options)

جافا

SubjectSegmenter segmenter = SubjectSegmentation.getClient(options);

3- معالجة صورة

مرِّر عنصر InputImage الذي تم إعداده إلى الإجراء process في SubjectSegmenter:

Kotlin

segmenter.process(inputImage)
    .addOnSuccessListener { result ->
        // Task completed successfully
        // ...
    }
    .addOnFailureListener { e ->
        // Task failed with an exception
        // ...
    }

جافا

segmenter.process(inputImage)
    .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener() {
            @Override
            public void onSuccess(SubjectSegmentationResult result) {
                // Task completed successfully
                // ...
            }
        })
        .addOnFailureListener(new OnFailureListener() {
            @Override
            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                // Task failed with an exception
                // ...
            }
        });

4. الحصول على نتيجة تقسيم الموضوع

استرداد أقنعة المقدمة والصور النقطية

بعد معالجة الصورة، يمكنك استرداد قناع المقدّمة للصورة من خلال استدعاء getForegroundConfidenceMask() على النحو التالي:

Kotlin

val colors = IntArray(image.width * image.height)

val foregroundMask = result.foregroundConfidenceMask
for (i in 0 until image.width * image.height) {
  if (foregroundMask[i] > 0.5f) {
    colors[i] = Color.argb(128, 255, 0, 255)
  }
}

val bitmapMask = Bitmap.createBitmap(
  colors, image.width, image.height, Bitmap.Config.ARGB_8888
)

جافا

int[] colors = new int[image.getWidth() * image.getHeight()];

FloatBuffer foregroundMask = result.getForegroundConfidenceMask();
for (int i = 0; i < image.getWidth() * image.getHeight(); i++) {
  if (foregroundMask.get() > 0.5f) {
    colors[i] = Color.argb(128, 255, 0, 255);
  }
}

Bitmap bitmapMask = Bitmap.createBitmap(
      colors, image.getWidth(), image.getHeight(), Bitmap.Config.ARGB_8888
);

يمكنك أيضًا استرداد صورة نقطية لمقدّمة الصورة من خلال استدعاء getForegroundBitmap():

Kotlin

val foregroundBitmap = result.foregroundBitmap

جافا

Bitmap foregroundBitmap = result.getForegroundBitmap();

استرداد الأقنعة والصور النقطية لكل موضوع

وبالمثل، يمكنك استرداد القناع للعناصر المقسّمة من خلال استدعاء getConfidenceMask() على كل عنصر على النحو التالي:

Kotlin

val subjects = result.subjects

val colors = IntArray(image.width * image.height)
for (subject in subjects) {
  val mask = subject.confidenceMask
  for (i in 0 until subject.width * subject.height) {
    val confidence = mask[i]
    if (confidence > 0.5f) {
      colors[image.width * (subject.startY - 1) + subject.startX] =
          Color.argb(128, 255, 0, 255)
    }
  }
}

val bitmapMask = Bitmap.createBitmap(
  colors, image.width, image.height, Bitmap.Config.ARGB_8888
)

جافا

List subjects = result.getSubjects();

int[] colors = new int[image.getWidth() * image.getHeight()];
for (Subject subject : subjects) {
  FloatBuffer mask = subject.getConfidenceMask();
  for (int i = 0; i < subject.getWidth() * subject.getHeight(); i++) {
    float confidence = mask.get();
    if (confidence > 0.5f) {
      colors[width * (subject.getStartY() - 1) + subject.getStartX()]
          = Color.argb(128, 255, 0, 255);
    }
  }
}

Bitmap bitmapMask = Bitmap.createBitmap(
  colors, image.width, image.height, Bitmap.Config.ARGB_8888
);

يمكنك أيضًا الوصول إلى الصورة النقطية لكل موضوع مقسّم على النحو التالي:

Kotlin

val bitmaps = mutableListOf()
for (subject in subjects) {
  bitmaps.add(subject.bitmap)
}

جافا

List bitmaps = new ArrayList<>();
for (Subject subject : subjects) {
  bitmaps.add(subject.getBitmap());
}

نصائح لتحسين الأداء

في كل جلسة للتطبيق، غالبًا ما يكون الاستنتاج الأول أبطأ من الاستنتاجات اللاحقة بسبب عملية إعداد النموذج. إذا كان وقت الاستجابة المنخفض أمرًا بالغ الأهمية، ننصحك بطلب استنتاج "وهمي" مسبقًا.

تعتمد جودة النتائج على جودة الصورة المُدخَلة:

  • للحصول على نتيجة تقسيم دقيقة من خلال "حزمة تعلّم الآلة"، يجب أن تكون أبعاد الصورة 512×512 بكسل على الأقل.
  • ويمكن أن يؤثر التركيز الضعيف للصورة أيضًا في الدقة. إذا لم تحصل على نتائج مقبولة، اطلب من المستخدم إعادة التقاط الصورة.