رصد معلومات تداخل الوجه باستخدام أدوات تعلّم الآلة على Android

يمكنك استخدام ML Kit لرصد الوجوه في الصور والفيديوهات المشابهة للصور الذاتية.

Face mesh detection API
اسم حزمة تطوير البرامج (SDK)face-mesh-detection
التنفيذيتم ربط الرموز البرمجية ومواد العرض بشكل ثابت بتطبيقك في وقت الإنشاء.
تأثير حجم التطبيق‫~6.4 ميغابايت
الأداءفي الوقت الفعلي على معظم الأجهزة

جرّبه الآن

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

قبل البدء

  1. في ملف build.gradle على مستوى المشروع، احرص على تضمين مستودع Maven الخاص بـ Google في كل من قسمَي buildscript وallprojects.

  2. أضِف الاعتمادية لمكتبة "رصد الوجوه المجسّمة" في ML Kit إلى ملف gradle على مستوى التطبيق في الوحدة، والذي يكون عادةً app/build.gradle:

    dependencies {
 // ...

 implementation 'com.google.mlkit:face-mesh-detection:16.0.0-beta1'
}

إرشادات حول الصورة المدخَلة

  1. يجب التقاط الصور على مسافة مترَين تقريبًا (7 أقدام تقريبًا) من كاميرا الجهاز، وذلك لضمان أن تكون الوجوه كبيرة بما يكفي للتعرّف على شبكة الوجه على النحو الأمثل. بشكل عام، كلما كان الوجه أكبر، كان التعرّف على شبكة الوجه أفضل.

  2. يجب أن يكون الوجه مواجهًا للكاميرا وأن يظهر نصفه على الأقل. قد يؤدي وجود أي جسم كبير بين الوجه والكاميرا إلى انخفاض الدقة.

إذا كنت تريد رصد الوجوه في تطبيق يعمل في الوقت الفعلي، عليك أيضًا مراعاة الأبعاد الإجمالية لصورة الإدخال. يمكن معالجة الصور الأصغر حجمًا بشكل أسرع، لذا يؤدي التقاط الصور بدقة أقل إلى تقليل وقت الاستجابة. ومع ذلك، ضَع في اعتبارك متطلبات الدقة المذكورة أعلاه وتأكَّد من أنّ وجه الشخص يملأ أكبر قدر ممكن من الصورة.

ضبط أداة رصد شبكة الوجه

إذا أردت تغيير أي من الإعدادات التلقائية لأداة رصد شبكة الوجه، حدِّد هذه الإعدادات باستخدام عنصر FaceMeshDetectorOptions. يمكنك تغيير الإعدادات التالية:

  1. setUseCase

    • BOUNDING_BOX_ONLY: يوفّر فقط مربّعًا محيطًا لشبكة الوجه التي تم رصدها. هذا هو أسرع أداة رصد للوجوه، ولكنّها تتضمّن قيودًا على النطاق(يجب أن تكون الوجوه على بُعد مترَين تقريبًا أو 7 أقدام تقريبًا من الكاميرا).

    • FACE_MESH (الخيار التلقائي): يوفّر مربّعًا محيطًا ومعلومات إضافية عن شبكة الوجوه (468 نقطة ثلاثية الأبعاد ومعلومات عن المثلثات). عند مقارنة ذلك بحالة استخدام BOUNDING_BOX_ONLY، يزداد وقت الاستجابة بنسبة %15 تقريبًا، وذلك حسب القياس على هاتف Pixel 3.

على سبيل المثال:

Kotlin

val defaultDetector = FaceMeshDetection.getClient(
  FaceMeshDetectorOptions.DEFAULT_OPTIONS)

val boundingBoxDetector = FaceMeshDetection.getClient(
  FaceMeshDetectorOptions.Builder()
    .setUseCase(UseCase.BOUNDING_BOX_ONLY)
    .build()
)

Java

FaceMeshDetector defaultDetector =
        FaceMeshDetection.getClient(
                FaceMeshDetectorOptions.DEFAULT_OPTIONS);

FaceMeshDetector boundingBoxDetector = FaceMeshDetection.getClient(
        new FaceMeshDetectorOptions.Builder()
                .setUseCase(UseCase.BOUNDING_BOX_ONLY)
                .build()
        );

إعداد الصورة المصدر

لاكتشاف الوجوه في صورة، أنشئ عنصر InputImage من Bitmap أو media.Image أو ByteBuffer أو مصفوفة بايت أو ملف على الجهاز. بعد ذلك، مرِّر العنصر InputImage إلى الطريقة process الخاصة بالعنصر FaceDetector.

بالنسبة إلى رصد شبكة الوجوه، يجب استخدام صورة بأبعاد لا تقل عن 480x360 بكسل. إذا كنت ترصد الوجوه في الوقت الفعلي، يمكن أن يساعدك التقاط اللقطات بهذه الدقة الدنيا في تقليل وقت الاستجابة.

يمكنك إنشاء عنصر InputImage من مصادر مختلفة، ويتم توضيح كل منها أدناه.

استخدام media.Image

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

إذا كنت تستخدم مكتبة CameraX، سيحسب لك الفئتان OnImageCapturedListener وImageAnalysis.Analyzer قيمة الدوران.

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
          // ...
        }
    }
}

إذا لم تستخدم مكتبة كاميرا تمنحك درجة دوران الصورة، يمكنك احتسابها من درجة دوران الجهاز واتجاه مستشعر 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
}
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;
}

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

Kotlin

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

Java

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

استخدام معرّف الموارد المنتظم (URI) للملف

لإنشاء عنصر InputImage من معرّف URI لملف، مرِّر سياق التطبيق ومعرّف URI للملف إلى InputImage.fromFilePath(). ويكون ذلك مفيدًا عند استخدام ACTION_GET_CONTENT intent لطلب أن يختار المستخدم صورة من تطبيق المعرض.

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();
}

استخدام ByteBuffer أو ByteArray

لإنشاء عنصر InputImage من ByteBuffer أو ByteArray، عليك أولاً حساب درجة دوران الصورة كما سبق توضيحه بشأن إدخال media.Image. بعد ذلك، أنشئ الكائن InputImage باستخدام المخزن المؤقت أو المصفوفة، 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
)
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

استخدام Bitmap

لإنشاء عنصر InputImage من عنصر Bitmap، عليك إجراء التصريح التالي:

Kotlin

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

Java

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

يتم تمثيل الصورة بكائن Bitmap مع درجات التدوير.

معالجة الصورة

مرِّر الصورة إلى طريقة process:

Kotlin

val result = detector.process(image)
        .addOnSuccessListener { result ->
            // Task completed successfully
            // …
        }
        .addOnFailureListener { e ->
            // Task failed with an exception
            // …
        }

Java

Task<List<FaceMesh>> result = detector.process(image)
        .addOnSuccessListener(
                new OnSuccessListener<List<FaceMesh>>() {
                    @Override
                    public void onSuccess(List<FaceMesh> result) {
                        // Task completed successfully
                        // …
                    }
                })
        .addOnFailureListener(
                new OnFailureListener() {
                    @Override
                    Public void onFailure(Exception e) {
                        // Task failed with an exception
                        // …
                    }
                });

الحصول على معلومات حول شبكة الوجه التي تم رصدها

في حال رصد أي وجه في الصورة، يتم تمرير قائمة بعناصر FaceMesh إلى أداة معالجة النتائج الناجحة. يمثّل كل FaceMesh وجهًا تم رصده في الصورة. بالنسبة إلى كل شبكة وجوه، يمكنك الحصول على إحداثيات المربّع المحيط في الصورة المدخلة، بالإضافة إلى أي معلومات أخرى أعددت أداة رصد شبكة الوجوه للعثور عليها.

Kotlin

for (faceMesh in faceMeshs) {
    val bounds: Rect = faceMesh.boundingBox()

    // Gets all points
    val faceMeshpoints = faceMesh.allPoints
    for (faceMeshpoint in faceMeshpoints) {
      val index: Int = faceMeshpoints.index()
      val position = faceMeshpoint.position
    }

    // Gets triangle info
    val triangles: List<Triangle<FaceMeshPoint>> = faceMesh.allTriangles
    for (triangle in triangles) {
      // 3 Points connecting to each other and representing a triangle area.
      val connectedPoints = triangle.allPoints()
    }
}

Java

for (FaceMesh faceMesh : faceMeshs) {
    Rect bounds = faceMesh.getBoundingBox();

    // Gets all points
    List<FaceMeshPoint> faceMeshpoints = faceMesh.getAllPoints();
    for (FaceMeshPoint faceMeshpoint : faceMeshpoints) {
        int index = faceMeshpoints.getIndex();
        PointF3D position = faceMeshpoint.getPosition();
    }

    // Gets triangle info
    List<Triangle<FaceMeshPoint>> triangles = faceMesh.getAllTriangles();
    for (Triangle<FaceMeshPoint> triangle : triangles) {
        // 3 Points connecting to each other and representing a triangle area.
        List<FaceMeshPoint> connectedPoints = triangle.getAllPoints();
    }
}