Detecta objetos y hazles seguimiento con ML Kit en Android

Puedes usar ML Kit para detectar objetos y hacerles un seguimiento en fotogramas de video sucesivos.

Cuando pasas una imagen a ML Kit, este detecta hasta cinco objetos en la imagen junto con la posición de cada uno de ellos. Cuando detectas objetos en transmisiones de video por Internet, cada uno de ellos tiene un ID único que puedes usar para seguirlo de un fotograma a otro. De manera opcional, puedes habilitar la clasificación ordinaria de objetos, que etiqueta los objetos con descripciones de categorías amplias.

Probar

• Prueba la app de ejemplo para ver un ejemplo de uso de esta API.
• Consulta la aplicación de demostración de Material Design para ver una implementación de extremo a extremo de esta API.

Antes de comenzar

1. En tu archivo build.gradle de nivel de proyecto, asegúrate de incluir el repositorio Maven de Google en las secciones buildscript y allprojects.
2. Agrega las dependencias para las bibliotecas de Android de ML Kit al archivo Gradle a nivel de la app de tu módulo, que suele ser app/build.gradle:

   dependencies {
     // ...
   
     implementation 'com.google.mlkit:object-detection:17.0.2'
   
   }

1. Configura el detector de objetos

Para detectar objetos y hacerles seguimiento, primero debes crear una instancia de ObjectDetector y, de manera opcional, especificar cualquier configuración del detector que quieras cambiar de la configuración predeterminada.

1. Configura el detector de objetos para tu caso de uso con un objeto ObjectDetectorOptions. Puedes cambiar los siguientes parámetros de configuración:

   Configuración del detector de objetos
   Modo de detección	STREAM_MODE (predeterminado) | SINGLE_IMAGE_MODE En STREAM_MODE (predeterminado), el detector de objetos se ejecuta con baja latencia, pero podría generar resultados incompletos (como cuadros de límite o etiquetas de categoría no especificados) en las primeras invocaciones del detector. Además, en STREAM_MODE, el detector asigna ID de seguimiento a los objetos, que puedes usar para hacer seguimiento de objetos en los fotogramas. Usa este modo cuando quieras hacer seguimiento de objetos o cuando la baja latencia sea importante, como cuando procesas transmisiones de video en Internet en tiempo real. En SINGLE_IMAGE_MODE, el detector de objetos muestra el resultado después de que se determina el cuadro de límite del objeto. Si también habilitas la clasificación, se muestra el resultado después de que el cuadro de límite y la etiqueta de categoría estén disponibles. En consecuencia, la latencia de detección es potencialmente más alta. Además, en SINGLE_IMAGE_MODE, no se asignan IDs de seguimiento. Usa este modo si la latencia no es importante y no quieres lidiar con resultados parciales.
   Detecta varios objetos y hazles un seguimiento	false (predeterminado) | true Ya sea para detectar y hacer seguimiento de hasta cinco objetos o solo al más prominente (predeterminado).
   Clasifica objetos	false (predeterminado) | true Indica si se deben clasificar o no objetos detectados en categorías generales. Cuando se encuentra habilitado, el detector de objetos clasifica los objetos en las siguientes categorías: productos de moda, comida, productos para el hogar, lugares y plantas.

   La API de detección y seguimiento de objetos está optimizada para estos dos casos prácticos principales:

   • Detección y seguimiento en vivo del objeto más prominente en el visor de la cámara.
   • La detección de varios objetos a partir de una imagen estática.

   Si deseas configurar la API para estos casos de uso, sigue estos pasos:

   Kotlin

   // Live detection and tracking
   val options = ObjectDetectorOptions.Builder()
           .setDetectorMode(ObjectDetectorOptions.STREAM_MODE)
           .enableClassification()  // Optional
           .build()
   
   // Multiple object detection in static images
   val options = ObjectDetectorOptions.Builder()
           .setDetectorMode(ObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE)
           .enableMultipleObjects()
           .enableClassification()  // Optional
           .build()

   Java

   // Live detection and tracking
   ObjectDetectorOptions options =
           new ObjectDetectorOptions.Builder()
                   .setDetectorMode(ObjectDetectorOptions.STREAM_MODE)
                   .enableClassification()  // Optional
                   .build();
   
   // Multiple object detection in static images
   ObjectDetectorOptions options =
           new ObjectDetectorOptions.Builder()
                   .setDetectorMode(ObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE)
                   .enableMultipleObjects()
                   .enableClassification()  // Optional
                   .build();

2. Obtén una instancia de ObjectDetector:

   Kotlin

   val objectDetector = ObjectDetection.getClient(options)

   Java

   ObjectDetector objectDetector = ObjectDetection.getClient(options);

2. Prepara la imagen de entrada

El detector de objetos se ejecuta directamente desde un Bitmap, un ByteBuffer de NV21 o un media.Image de YUV_420_888. Se recomienda crear un InputImage a partir de esas fuentes si tienes acceso directo a una de ellas. Si construyes un InputImage a partir de otras fuentes, manejaremos la conversión de forma interna por ti, y es posible que sea menos eficiente.

Para cada fotograma de video o imagen en una secuencia, haz lo siguiente:

Puedes crear un objeto InputImage a partir de diferentes fuentes, que se explican a continuación.

Usa un media.Image

Para crear un objeto InputImage a partir de un objeto media.Image, como cuando se captura una imagen con la cámara de un dispositivo, pasa el objeto media.Image y la rotación de la imagen a InputImage.fromMediaImage().

Si usas la biblioteca CameraX, las clases OnImageCapturedListener y ImageAnalysis.Analyzer calculan el valor de rotación por ti.

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
          // ...
        }
    }
}

Si no usas una biblioteca de cámaras que te proporcione el grado de rotación de la imagen, puedes calcularla a partir de la rotación del dispositivo y la orientación del sensor de la cámara en el dispositivo:

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;
}

Luego, pasa el objeto media.Image y el valor de grado de rotación a InputImage.fromMediaImage():

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

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

Usa un URI de archivo

Para crear un objeto InputImage a partir de un URI de archivo, pasa el contexto de la app y el URI del archivo a InputImage.fromFilePath(). Esto es útil cuando usas un intent ACTION_GET_CONTENT para solicitarle al usuario que seleccione una imagen de su app de galería.

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();
}

Usa ByteBuffer o ByteArray

Para crear un objeto InputImage a partir de un ByteBuffer o un ByteArray, primero calcula el grado de rotación de la imagen como se describió anteriormente en la entrada media.Image. Luego, crea el objeto InputImage con el búfer o el array, junto con la altura, el ancho, el formato de codificación de color y el grado de rotación de la imagen:

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

Usa un Bitmap

Para crear un objeto InputImage a partir de un objeto Bitmap, realiza la siguiente declaración:

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

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

La imagen está representada por un objeto Bitmap junto con los grados de rotación.

3. Procesa la imagen

objectDetector.process(image)
    .addOnSuccessListener { detectedObjects ->
        // Task completed successfully
        // ...
    }
    .addOnFailureListener { e ->
        // Task failed with an exception
        // ...
    }

objectDetector.process(image)
    .addOnSuccessListener(
        new OnSuccessListener<List<DetectedObject>>() {
            @Override
            public void onSuccess(List<DetectedObject> detectedObjects) {
                // Task completed successfully
                // ...
            }
        })
    .addOnFailureListener(
        new OnFailureListener() {
            @Override
            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                // Task failed with an exception
                // ...
            }
        });

4. Obtén información sobre los objetos detectados

Si la llamada a process() se ejecuta correctamente, se pasará una lista de DetectedObject al objeto de escucha que detecta el resultado correcto.

Cada DetectedObject contiene las siguientes propiedades:

for (detectedObject in detectedObjects) {
    val boundingBox = detectedObject.boundingBox
    val trackingId = detectedObject.trackingId
    for (label in detectedObject.labels) {
        val text = label.text
        if (PredefinedCategory.FOOD == text) {
            ...
        }
        val index = label.index
        if (PredefinedCategory.FOOD_INDEX == index) {
            ...
        }
        val confidence = label.confidence
    }
}

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

Cómo garantizar una experiencia del usuario óptima

Para obtener la mejor experiencia del usuario, sigue estos lineamientos en tu app:

• La detección exitosa de objetos depende de la complejidad visual del objeto. Para que se detecten, es posible que los objetos con una pequeña cantidad de características visuales deban ocupar un espacio mayor en la imagen. Debes proporcionar a los usuarios una orientación sobre cómo capturar información que funcione bien con el tipo de objetos que deseas detectar.
• Cuando uses la clasificación, si deseas detectar objetos que no se incluyen de forma clara en las categorías compatibles, implementa un manejo especial para objetos desconocidos.

Además, consulta la app de muestra de Material Design del Kit de AA y la colección de patrones para las funciones con tecnología de aprendizaje automático de Material Design.