Mendeteksi dan melacak objek dengan ML Kit di Android

Anda dapat menggunakan ML Kit untuk mendeteksi dan melacak objek dalam frame video berturut-turut.

Saat Anda meneruskan gambar ke ML Kit, ML Kit akan mendeteksi hingga lima objek dalam gambar beserta posisi setiap objek dalam gambar. Saat mendeteksi objek dalam streaming video, setiap objek memiliki ID unik yang dapat digunakan untuk melacak objek dari frame ke frame. Anda juga dapat mengaktifkan klasifikasi objek mentah secara opsional, yang memberi label objek dengan deskripsi kategori yang luas.

Cobalah

Sebelum memulai

  1. Dalam file build.gradle level project, pastikan Anda memasukkan repositori Maven Google di bagian buildscript dan allprojects.
  2. Tambahkan dependensi untuk library Android ML Kit ke file gradle level aplikasi modul Anda, biasanya app/build.gradle: 
    dependencies {
  // ...

  implementation 'com.google.mlkit:object-detection:17.0.0'

}

1. Mengonfigurasi detektor objek

Untuk mendeteksi dan melacak objek, buat instance ObjectDetector terlebih dahulu dan tentukan secara opsional setelan detektor yang ingin Anda ubah dari setelan default.

  1. Konfigurasikan detektor objek untuk kasus penggunaan Anda dengan objek ObjectDetectorOptions. Anda dapat mengubah setelan berikut:

    Setelan Detektor Objek
    Mode deteksi STREAM_MODE (default) | SINGLE_IMAGE_MODE

    Pada STREAM_MODE (default), detektor objek berjalan dengan latensi rendah, tetapi dapat membuahkan hasil yang tidak lengkap (seperti kotak pembatas atau label kategori yang belum ditetapkan) pada beberapa pemanggilan pertama detektor. Selain itu, pada STREAM_MODE, detektor menetapkan ID pelacakan ke objek, yang dapat Anda gunakan untuk melacak objek di seluruh frame. Gunakan mode ini saat Anda ingin melacak objek, atau ketika latensi rendah lebih diutamakan, seperti saat memproses streaming video secara real time.

    Pada SINGLE_IMAGE_MODE, detektor objek menampilkan hasilnya setelah kotak pembatas objek ditentukan. Jika Anda juga mengaktifkan klasifikasi, hasil akan ditampilkan setelah kotak pembatas dan label kategori tersedia. Akibatnya, latensi deteksi berpotensi lebih tinggi. Selain itu, pada SINGLE_IMAGE_MODE, ID pelacakan tidak ditetapkan. Gunakan mode ini jika latensi tidak diutamakan dan Anda tidak ingin mendapatkan hasil parsial.
    Mendeteksi dan melacak beberapa objek false (default) | true

    Mendeteksi dan melacak hingga lima objek atau hanya objek yang paling terlihat (default).
    Mengklasifikasikan objek false (default) | true

    Apakah akan mengklasifikasikan objek yang terdeteksi ke dalam kategori kasar atau tidak. Jika diaktifkan, detektor objek akan mengklasifikasikan objek ke dalam kategori berikut: barang mode, makanan, perlengkapan rumah, tempat, dan tanaman.

    API deteksi dan pelacakan objek dioptimalkan untuk dua kasus penggunaan inti berikut:

    • Deteksi langsung dan pelacakan objek paling terlihat di jendela bidik kamera.
    • Deteksi beberapa objek dari gambar statis.

    Untuk mengonfigurasi API untuk kasus penggunaan ini:

    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. Dapatkan instance ObjectDetector:

    Kotlin

    val objectDetector = ObjectDetection.getClient(options)

    Java

    ObjectDetector objectDetector = ObjectDetection.getClient(options);

2. Siapkan gambar input

Untuk mendeteksi dan melacak objek, teruskan gambar ke metode process() instance ObjectDetector.

Detektor objek dijalankan langsung dari Bitmap, ByteBuffer NV21, atau YUV_420_888 media.Image. Membuat InputImage dari sumber tersebut direkomendasikan jika Anda memiliki akses langsung ke salah satunya. Jika Anda membuat InputImage dari sumber lain, kami akan menangani konversi secara internal untuk Anda dan mungkin kurang efisien.

Untuk setiap frame video atau gambar secara berurutan, lakukan hal berikut:

Anda dapat membuat objek InputImage dari sumber yang berbeda, masing-masing akan dijelaskan di bawah.

Menggunakan media.Image

Untuk membuat objek InputImage dari objek media.Image, seperti saat mengambil gambar dari kamera perangkat, teruskan objek media.Image dan rotasi gambar ke InputImage.fromMediaImage().

Jika Anda menggunakan library CameraX, class OnImageCapturedListener dan ImageAnalysis.Analyzer menghitung nilai rotasi untuk Anda.

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
          // ...
        }
    }
}

Jika Anda tidak menggunakan library kamera yang memberi derajat rotasi gambar, Anda dapat menghitungnya dari derajat rotasi perangkat dan orientasi sensor kamera pada perangkat:

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;
}

Kemudian, teruskan objek media.Image dan nilai derajat rotasi ke InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

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

Java

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

Menggunakan URI file

Untuk membuat objek InputImage dari URI file, teruskan konteks aplikasi dan URI file ke InputImage.fromFilePath(). Hal ini berguna saat Anda menggunakan intent ACTION_GET_CONTENT untuk meminta pengguna memilih gambar dari aplikasi galeri mereka.

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();
}

Menggunakan ByteBuffer atau ByteArray

Untuk membuat objek InputImage dari ByteBuffer atau ByteArray, pertama-tama hitung derajat rotasi gambar seperti yang dijelaskan sebelumnya untuk input media.Image. Kemudian, buat objek InputImage dengan buffer atau array, beserta tinggi, lebar, format encoding warna, dan derajat rotasi gambar:

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

Menggunakan Bitmap

Untuk membuat objek InputImage dari objek Bitmap, buat deklarasi berikut:

Kotlin

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

Java

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

Gambar direpresentasikan oleh objek Bitmap bersama dengan derajat rotasi.

3. Memproses gambar

Teruskan gambar ke metode process():

Kotlin

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

Java

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. Mendapatkan informasi tentang objek yang terdeteksi

Jika panggilan ke process() berhasil, daftar DetectedObject akan diteruskan ke pemroses peristiwa sukses.

Setiap DetectedObject berisi properti berikut:

Kotak pembatas Rect yang menunjukkan posisi objek dalam gambar.
ID Pelacakan Bilangan bulat yang mengidentifikasi objek di seluruh gambar. Null dalam SINGLE_IMAGE_MODE.
Label
Deskripsi label Deskripsi teks label. Ini akan menjadi salah satu konstanta String yang ditentukan di PredefinedCategory.
Indeks label Indeks label di antara semua label yang didukung oleh pengklasifikasi. Ini akan menjadi salah satu konstanta bilangan bulat yang ditentukan dalam PredefinedCategory.
Keyakinan label Nilai keyakinan klasifikasi objek.

Kotlin

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
    }
}

Java

// 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();
    }
}

Memastikan pengalaman pengguna yang luar biasa

Untuk pengalaman pengguna terbaik, ikuti panduan berikut di aplikasi Anda:

  • Keberhasilan deteksi objek bergantung pada kompleksitas visual objek. Agar dapat dideteksi, objek dengan sejumlah kecil fitur visual mungkin perlu mengambil bagian yang lebih besar dari gambar. Anda harus memberikan panduan kepada pengguna tentang cara menangkap input yang berfungsi baik dengan jenis objek yang ingin dideteksi.
  • Saat menggunakan klasifikasi, jika Anda ingin mendeteksi objek yang tidak secara mudah termasuk dalam kategori yang didukung, terapkan penanganan khusus untuk objek yang tidak diketahui.

Selain itu, lihat aplikasi etalase Desain Material ML Kit dan koleksi Pola Desain Material untuk fitur yang didukung machine learning.

Meningkatkan performa

Jika Anda ingin menggunakan deteksi objek dalam aplikasi real-time, ikuti panduan ini untuk mencapai kecepatan frame terbaik:

  • Saat Anda menggunakan mode streaming dalam aplikasi real-time, jangan gunakan deteksi banyak objek karena sebagian besar perangkat tidak akan dapat menghasilkan frekuensi gambar yang memadai.

  • Nonaktifkan klasifikasi jika tidak diperlukan.

  • Jika Anda menggunakan Camera atau camera2 API, throttle panggilan ke detektor. Jika frame video baru tersedia saat detektor sedang berjalan, hapus frame tersebut. Lihat class VisionProcessorBase di aplikasi contoh panduan memulai untuk mengetahui contohnya.
  • Jika Anda menggunakan CameraX API, pastikan strategi backpressure disetel ke nilai defaultnya ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST. Hal ini menjamin hanya satu gambar yang akan dikirim untuk dianalisis dalam satu waktu. Jika dihasilkan lebih banyak gambar saat analyzer sibuk, gambar tersebut akan otomatis dihapus dan tidak diantrekan untuk dikirim. Setelah gambar yang dianalisis ditutup dengan memanggil ImageProxy.close(), gambar terbaru berikutnya akan dikirimkan.
  • Jika Anda menggunakan output detektor untuk menempatkan grafis pada gambar input, pertama-tama dapatkan hasilnya dari ML Kit, lalu render gambar dan tempatkan grafis dalam satu langkah. Tindakan ini hanya merender ke permukaan tampilan sekali untuk setiap frame input. Lihat class CameraSourcePreview dan GraphicOverlay dalam aplikasi contoh panduan memulai untuk mengetahui contohnya.
  • Jika Anda menggunakan Camera2 API, ambil gambar dalam format ImageFormat.YUV_420_888. Jika Anda menggunakan Camera API versi lama, ambil gambar dalam format ImageFormat.NV21.