Rileva e monitora gli oggetti con ML Kit su Android

Puoi utilizzare ML Kit per rilevare e monitorare gli oggetti nei frame video successivi.

Quando passi un'immagine a ML Kit, rileva fino a cinque oggetti nell'immagine insieme alla posizione di ciascun oggetto nell'immagine. Quando vengono rilevati oggetti nei flussi video, ogni oggetto ha un ID univoco che puoi utilizzare per monitorare l'oggetto da un frame all'altro. Facoltativamente, puoi abilitare la classificazione approssimativa degli oggetti, che etichetta gli oggetti con descrizioni di categorie ampie.

Prova subito

• Prova l'app di esempio per vedere un esempio di utilizzo di questa API.
• Consulta l'app Material Design Showcase per un'implementazione end-to-end di questa API.

Prima di iniziare

1. Nel file build.gradle a livello di progetto, assicurati di includere il repository Maven di Google nelle sezioni buildscript e allprojects.
2. Aggiungi le dipendenze per le librerie Android di ML Kit al file gradle a livello di app del tuo modulo, che in genere è app/build.gradle:

   dependencies {
     // ...
   
     implementation 'com.google.mlkit:object-detection:17.0.0'
   
   }
   

1. Configura il rilevatore di oggetti

Per rilevare e monitorare gli oggetti, devi prima creare un'istanza di ObjectDetector e, facoltativamente, specificare le impostazioni del rilevatore che vuoi modificare rispetto all'impostazione predefinita.

1. Configura il rilevatore di oggetti per il tuo caso d'uso con un oggetto ObjectDetectorOptions. Puoi modificare le seguenti impostazioni:

   Impostazioni del rilevatore di oggetti
   Modalità di rilevamento	STREAM_MODE (valore predefinito) | SINGLE_IMAGE_MODE In STREAM_MODE (impostazione predefinita), il rilevatore di oggetti viene eseguito con bassa latenza, ma potrebbe produrre risultati incompleti (come riquadri di delimitazione o etichette di categoria non specificati) sulle prime chiamate del rilevatore. Inoltre, in STREAM_MODE, il rilevatore assegna gli ID di monitoraggio agli oggetti, che puoi utilizzare per monitorare gli oggetti nei frame. Usa questa modalità quando vuoi monitorare gli oggetti o quando è importante la bassa latenza, ad esempio durante l'elaborazione di video stream in tempo reale. In SINGLE_IMAGE_MODE, il rilevatore di oggetti restituisce il risultato dopo aver determinato il riquadro di delimitazione dell'oggetto. Se abiliti anche la classificazione, restituisce il risultato dopo che il riquadro di delimitazione e l'etichetta della categoria sono entrambi disponibili. Di conseguenza, la latenza di rilevamento è potenzialmente più elevata. Inoltre, in SINGLE_IMAGE_MODE non sono assegnati ID monitoraggio. Usa questa modalità se la latenza non è critica e non vuoi gestire risultati parziali.
   Rilevamento e monitoraggio di più oggetti	false (valore predefinito) | true Indica se rilevare e monitorare fino a cinque oggetti o solo l'oggetto più in evidenza (impostazione predefinita).
   Classifica oggetti	false (valore predefinito) | true Indica se classificare o meno gli oggetti rilevati in categorie approssimative. Se abilitato, il rilevatore di oggetti classifica gli oggetti nelle seguenti categorie: articoli di moda, cibo, prodotti per la casa, luoghi e piante.

   L'API di rilevamento e monitoraggio degli oggetti è ottimizzata per questi due casi d'uso principali:

   • Rilevamento in tempo reale e monitoraggio dell'oggetto più in evidenza nel mirino della fotocamera.
   • Il rilevamento di più oggetti da un'immagine statica.

   Per configurare l'API per questi casi d'uso:

   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. Ottieni un'istanza di ObjectDetector:

   Kotlin

   val objectDetector = ObjectDetection.getClient(options)

   Java

   ObjectDetector objectDetector = ObjectDetection.getClient(options);

2. Prepara l'immagine di input

Il rilevatore di oggetti viene eseguito direttamente da Bitmap, NV21 ByteBuffer o YUV_420_888 media.Image. Consigliamo di creare una InputImage da queste origini se hai accesso diretto a una di queste. Se crei un elemento InputImage da altre origini, gestiremo internamente la conversione e potrebbe essere meno efficiente.

Per ogni frame di video o immagine in sequenza, procedi nel seguente modo:

Puoi creare un oggetto InputImage da diverse origini, ognuno dei quali è spiegato di seguito.

media.Image

Per creare un oggetto InputImage da un oggetto media.Image, ad esempio quando acquisisci un'immagine dalla fotocamera di un dispositivo, passa l'oggetto media.Image e la rotazione dell'immagine a InputImage.fromMediaImage().

Se utilizzi la libreria CameraX, le classi OnImageCapturedListener e ImageAnalysis.Analyzer calcolano il valore di rotazione automaticamente.

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
          // ...
        }
    }
}

Se non utilizzi una libreria delle videocamere che ti dà il grado di rotazione dell'immagine, puoi calcolarla in base al grado di rotazione e all'orientamento del sensore della videocamera del 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;
}

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

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

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

usando l'URI di un file.

Per creare un oggetto InputImage da un URI del file, passa il contesto dell'app e l'URI del file a InputImage.fromFilePath(). Questa operazione è utile quando utilizzi un intento ACTION_GET_CONTENT per richiedere all'utente di selezionare un'immagine dalla sua app Galleria.

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();
}

ByteBuffer o ByteArray

Per creare un oggetto InputImage da un elemento ByteBuffer o ByteArray, innanzitutto calcola il grado di rotazione delle immagini come descritto in precedenza per l'input media.Image. Quindi, crea l'oggetto InputImage con il buffer o l'array, insieme ad altezza, larghezza, formato di codifica dei colori e grado di rotazione dell'immagine:

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

Bitmap

Per creare un oggetto InputImage da un oggetto Bitmap, effettua la seguente dichiarazione:

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

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

L'immagine è rappresentata da un oggetto Bitmap insieme ai gradi di rotazione.

3. Elabora immagine

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. Ottieni informazioni sugli oggetti rilevati

Se la chiamata alla funzione process() ha esito positivo, viene passato un elenco di DetectedObject al listener di successo.

Ogni DetectedObject contiene le seguenti proprietà:

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();
    }
}

Garantire un'esperienza utente ottimale

Per un'esperienza utente ottimale, segui queste linee guida nella tua app:

• Il rilevamento riuscito degli oggetti dipende dalla complessità visiva dell'oggetto. Per poter essere rilevati, gli oggetti con un numero ridotto di funzionalità visive potrebbero occupare una parte più grande dell'immagine. Devi fornire agli utenti indicazioni sull'acquisizione degli input che funzionino bene con il tipo di oggetti che vuoi rilevare.
• Se utilizzi la classificazione, se vuoi rilevare oggetti che non rientrano nelle categorie supportate, implementa la gestione speciale degli oggetti sconosciuti.

Scopri anche l'app Showcase di ML Design Material Design e la raccolta Pattern di Material Design per le funzionalità di machine learning.