Wenn Sie ein Bild an ML Kit übergeben, werden bis zu fünf Objekte sowie die Position jedes Objekts im Bild erkannt. Bei der Objekterkennung in Videostreams hat jedes Objekt eine eindeutige ID, mit der Sie das Objekt von Frame zu Frame verfolgen können.
Sie können ein benutzerdefiniertes Bildklassifizierungsmodell verwenden, um die erkannten Objekte zu klassifizieren. Unter Benutzerdefinierte Modelle mit ML Kit finden Sie Informationen zu den Anforderungen an die Modellkompatibilität. Dort finden Sie auch vortrainierte Modelle und erfahren, wie Sie Ihre eigenen Modelle trainieren.
Es gibt zwei Möglichkeiten, ein benutzerdefiniertes Modell zu integrieren. Sie können das Modell bündeln, indem Sie es im Asset-Ordner Ihrer App ablegen, oder Sie können es dynamisch von Firebase herunterladen. In der folgenden Tabelle werden die beiden Optionen verglichen.
Gebündeltes Modell | Gehostetes Modell |
---|---|
Das Modell ist Teil des APK deiner App, das dessen Größe erhöht. | Das Modell gehört nicht zu Ihrem APK. Sie wird durch Hochladen in Firebase Machine Learning gehostet. |
Das Modell ist sofort verfügbar, auch wenn das Android-Gerät offline ist | Das Modell wird bei Bedarf heruntergeladen |
Kein Firebase-Projekt erforderlich | Erfordert ein Firebase-Projekt |
Du musst deine App neu veröffentlichen, um das Modell zu aktualisieren | Modellaktualisierungen übertragen, ohne die App noch einmal zu veröffentlichen |
Keine integrierten A/B-Tests | Einfache A/B-Tests mit Firebase Remote Config |
Ausprobieren
- In der Kurzanleitungsanwendung für Vision finden Sie ein Verwendungsbeispiel für das gebündelte Modell und in der Kurzanleitung für AutoML ein Beispiel für die Verwendung des gehosteten Modells.
- Eine End-to-End-Implementierung dieser API findest du in der Material Design-Showcase-App.
Hinweis
Fügen Sie in der Datei
build.gradle
auf Projektebene in den Abschnittenbuildscript
undallprojects
das Maven-Repository von Google ein.Fügen Sie der Gradle-Datei auf App-Ebene Ihres Moduls die Abhängigkeiten für die ML Kit-Android-Bibliotheken hinzu. Diese ist in der Regel
app/build.gradle
:So bündeln Sie ein Modell mit Ihrer App:
dependencies { // ... // Object detection & tracking feature with custom bundled model implementation 'com.google.mlkit:object-detection-custom:17.0.2' }
Fügen Sie zum dynamischen Herunterladen eines Modells aus Firebase die Abhängigkeit
linkFirebase
hinzu:dependencies { // ... // Object detection & tracking feature with model downloaded // from firebase implementation 'com.google.mlkit:object-detection-custom:17.0.2' implementation 'com.google.mlkit:linkfirebase:17.0.0' }
Wenn Sie ein Modell herunterladen möchten, müssen Sie Firebase zu Ihrem Android-Projekt hinzufügen, falls Sie dies noch nicht getan haben. Dies ist nicht erforderlich, wenn Sie das Modell bündeln.
1. Modell laden
Lokale Modellquelle konfigurieren
So bündeln Sie das Modell mit Ihrer App:
Kopieren Sie die Modelldatei (mit der Endung
.tflite
oder.lite
) in den Ordnerassets/
Ihrer Anwendung. Möglicherweise müssen Sie den Ordner zuerst erstellen, indem Sie mit der rechten Maustaste auf den Ordnerapp/
und dann auf Neu > Ordner > Asset-Ordner klicken.Fügen Sie dann der Datei
build.gradle
Ihrer App Folgendes hinzu, damit Gradle die Modelldatei beim Erstellen der App nicht komprimiert:android { // ... aaptOptions { noCompress "tflite" // or noCompress "lite" } }
Die Modelldatei ist im App-Paket enthalten und steht ML Kit als Roh-Asset zur Verfügung.
Erstellen Sie ein
LocalModel
-Objekt und geben Sie den Pfad zur Modelldatei an:Kotlin
val localModel = LocalModel.Builder() .setAssetFilePath("model.tflite") // or .setAbsoluteFilePath(absolute file path to model file) // or .setUri(URI to model file) .build()
Java
LocalModel localModel = new LocalModel.Builder() .setAssetFilePath("model.tflite") // or .setAbsoluteFilePath(absolute file path to model file) // or .setUri(URI to model file) .build();
Firebase-gehostete Modellquelle konfigurieren
Wenn Sie das ferngehostete Modell verwenden möchten, erstellen Sie mit FirebaseModelSource
ein CustomRemoteModel
-Objekt. Geben Sie dabei den Namen an, den Sie dem Modell bei der Veröffentlichung zugewiesen haben:
Kotlin
// Specify the name you assigned in the Firebase console. val remoteModel = CustomRemoteModel .Builder(FirebaseModelSource.Builder("your_model_name").build()) .build()
Java
// Specify the name you assigned in the Firebase console. CustomRemoteModel remoteModel = new CustomRemoteModel .Builder(new FirebaseModelSource.Builder("your_model_name").build()) .build();
Starten Sie dann die Aufgabe zum Herunterladen des Modells und geben Sie die Bedingungen an, unter denen Sie den Download zulassen möchten. Wenn sich das Modell nicht auf dem Gerät befindet oder eine neuere Version des Modells verfügbar ist, wird es von der Aufgabe asynchron von Firebase heruntergeladen:
Kotlin
val downloadConditions = DownloadConditions.Builder() .requireWifi() .build() RemoteModelManager.getInstance().download(remoteModel, downloadConditions) .addOnSuccessListener { // Success. }
Java
DownloadConditions downloadConditions = new DownloadConditions.Builder() .requireWifi() .build(); RemoteModelManager.getInstance().download(remoteModel, downloadConditions) .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener() { @Override public void onSuccess(@NonNull Task task) { // Success. } });
Viele Anwendungen starten die Downloadaufgabe im Initialisierungscode, Sie können dies jedoch jederzeit tun, bevor Sie das Modell verwenden müssen.
2. Objektdetektor konfigurieren
Nachdem Sie die Modellquellen konfiguriert haben, konfigurieren Sie den Objektdetektor für Ihren Anwendungsfall mit einem CustomObjectDetectorOptions
-Objekt. Sie können die folgenden Einstellungen ändern:
Einstellungen für Objektdetektor | |
---|---|
Erkennungsmodus |
STREAM_MODE (Standard) | SINGLE_IMAGE_MODE
In In |
Mehrere Objekte erkennen und verfolgen |
false (Standard) | true
Gibt an, ob bis zu fünf Objekte oder nur das auffälligste Objekt erkannt und verfolgt werden soll (Standardeinstellung). |
Objekte klassifizieren |
false (Standard) | true
Gibt an, ob erkannte Objekte mithilfe des bereitgestellten benutzerdefinierten Klassifikatormodells klassifiziert werden sollen. Wenn Sie Ihr benutzerdefiniertes Klassifizierungsmodell verwenden möchten, müssen Sie dieses Feld auf |
Konfidenzgrenzwert für die Klassifizierung |
Minimaler Konfidenzwert erkannter Labels. Wenn nichts anderes festgelegt ist, wird jeder durch die Metadaten des Modells angegebene Klassifikatorgrenzwert verwendet. Wenn das Modell keine Metadaten enthält oder die Metadaten keinen Klassifikatorschwellenwert angeben, wird ein Standardschwellenwert von 0,0 verwendet. |
Maximale Anzahl von Labels pro Objekt |
Maximale Anzahl der Labels pro Objekt, die der Detektor zurückgibt. Wenn die Richtlinie nicht konfiguriert ist, wird der Standardwert 10 verwendet. |
Die Objekterkennungs- und -Tracking-API ist für die folgenden beiden Hauptanwendungsfälle optimiert:
- Live-Erkennung und Nachverfolgung des auffälligsten Objekts im Kamerasucher
- Erkennung mehrerer Objekte in einem statischen Bild.
So konfigurieren Sie die API für diese Anwendungsfälle mit einem lokal gebündelten Modell:
Kotlin
// Live detection and tracking val customObjectDetectorOptions = CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel) .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.STREAM_MODE) .enableClassification() .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f) .setMaxPerObjectLabelCount(3) .build() // Multiple object detection in static images val customObjectDetectorOptions = CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel) .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE) .enableMultipleObjects() .enableClassification() .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f) .setMaxPerObjectLabelCount(3) .build() val objectDetector = ObjectDetection.getClient(customObjectDetectorOptions)
Java
// Live detection and tracking CustomObjectDetectorOptions customObjectDetectorOptions = new CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel) .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.STREAM_MODE) .enableClassification() .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f) .setMaxPerObjectLabelCount(3) .build(); // Multiple object detection in static images CustomObjectDetectorOptions customObjectDetectorOptions = new CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel) .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE) .enableMultipleObjects() .enableClassification() .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f) .setMaxPerObjectLabelCount(3) .build(); ObjectDetector objectDetector = ObjectDetection.getClient(customObjectDetectorOptions);
Bei einem remote gehosteten Modell müssen Sie prüfen, ob es heruntergeladen wurde, bevor Sie es ausführen. Sie können den Status der Modelldownloadaufgabe mit der Methode isModelDownloaded()
des Modellmanagers prüfen.
Sie müssen dies nur vor dem Ausführen des Detektors bestätigen. Wenn Sie sowohl ein extern gehostetes Modell als auch ein lokal gebündeltes Modell haben, kann es jedoch sinnvoll sein, diese Prüfung bei der Instanziierung des Bilddetektors durchzuführen: Erstellen Sie einen Detektor aus dem Remote-Modell, wenn es heruntergeladen wurde, oder aus dem lokalen Modell.
Kotlin
RemoteModelManager.getInstance().isModelDownloaded(remoteModel) .addOnSuccessListener { isDownloaded -> val optionsBuilder = if (isDownloaded) { CustomObjectDetectorOptions.Builder(remoteModel) } else { CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel) } val customObjectDetectorOptions = optionsBuilder .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE) .enableClassification() .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f) .setMaxPerObjectLabelCount(3) .build() val objectDetector = ObjectDetection.getClient(customObjectDetectorOptions) }
Java
RemoteModelManager.getInstance().isModelDownloaded(remoteModel) .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener() { @Override public void onSuccess(Boolean isDownloaded) { CustomObjectDetectorOptions.Builder optionsBuilder; if (isDownloaded) { optionsBuilder = new CustomObjectDetectorOptions.Builder(remoteModel); } else { optionsBuilder = new CustomObjectDetectorOptions.Builder(localModel); } CustomObjectDetectorOptions customObjectDetectorOptions = optionsBuilder .setDetectorMode(CustomObjectDetectorOptions.SINGLE_IMAGE_MODE) .enableClassification() .setClassificationConfidenceThreshold(0.5f) .setMaxPerObjectLabelCount(3) .build(); ObjectDetector objectDetector = ObjectDetection.getClient(customObjectDetectorOptions); } });
Wenn Sie nur ein extern gehostetes Modell haben, sollten Sie die modellbezogenen Funktionen deaktivieren, z. B. einen Teil Ihrer UI ausblenden oder ausblenden, bis Sie bestätigen, dass das Modell heruntergeladen wurde. Dazu hängen Sie einen Listener an die Methode download()
des Modellmanagers an:
Kotlin
RemoteModelManager.getInstance().download(remoteModel, conditions) .addOnSuccessListener { // Download complete. Depending on your app, you could enable the ML // feature, or switch from the local model to the remote model, etc. }
Java
RemoteModelManager.getInstance().download(remoteModel, conditions) .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener() { @Override public void onSuccess(Void v) { // Download complete. Depending on your app, you could enable // the ML feature, or switch from the local model to the remote // model, etc. } });
3. Eingabebild vorbereiten
Erstellen Sie einInputImage
-Objekt aus Ihrem Bild.
Der Objektdetektor wird direkt von einem Bitmap
, NV21-ByteBuffer
oder einem YUV_420_888-media.Image
ausgeführt. Es empfiehlt sich, ein InputImage
aus diesen Quellen zu erstellen, wenn Sie direkten Zugriff auf eine davon haben. Wenn Sie eine InputImage
aus anderen Quellen erstellen, übernehmen wir die Konvertierung intern für Sie, was möglicherweise weniger effizient ist.
Sie können ein InputImage
-Objekt aus verschiedenen Quellen erstellen. Diese werden im Folgenden beschrieben.
Mit einem media.Image
Wenn Sie ein InputImage
-Objekt aus einem media.Image
-Objekt erstellen möchten, z. B. wenn Sie ein Bild mit der Kamera eines Geräts aufnehmen, übergeben Sie das media.Image
-Objekt und die Bilddrehung an InputImage.fromMediaImage()
.
Wenn Sie die
CameraX-Bibliothek verwenden, berechnen die Klassen OnImageCapturedListener
und ImageAnalysis.Analyzer
den Rotationswert für Sie.
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 // ... } } }
Wenn du keine Kamerabibliothek verwendest, die den Drehgrad des Bildes angibt, kannst du ihn anhand des Gerätedrehungsgrads und der Ausrichtung des Kamerasensors im Gerät berechnen:
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 }
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; }
Übergeben Sie dann das Objekt media.Image
und den Wert für den Rotationsgrad an InputImage.fromMediaImage()
:
Kotlin
val image = InputImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation)
Java
InputImage image = InputImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation);
Datei-URI verwenden
Übergeben Sie den App-Kontext und den Datei-URI an InputImage.fromFilePath()
, um ein InputImage
-Objekt aus einem Datei-URI zu erstellen. Das ist nützlich, wenn du den Nutzer mit einem ACTION_GET_CONTENT
-Intent zur Auswahl eines Bildes aus der Galerie-App aufforderst.
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(); }
Mit ByteBuffer
oder ByteArray
Berechnen Sie zuerst den Bilddrehungsgrad wie zuvor für die media.Image
-Eingabe beschrieben, um ein InputImage
-Objekt aus einem ByteBuffer
- oder ByteArray
-Objekt zu erstellen.
Erstellen Sie dann das InputImage
-Objekt mit dem Puffer oder Array und geben dabei Höhe, Breite, Farbcodierungsformat und Rotationsgrad des Bildes an:
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 )
Java
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 );
Mit einem Bitmap
Mit der folgenden Deklaration kannst du ein InputImage
-Objekt aus einem Bitmap
-Objekt erstellen:
Kotlin
val image = InputImage.fromBitmap(bitmap, 0)
Java
InputImage image = InputImage.fromBitmap(bitmap, rotationDegree);
Das Bild wird durch ein Bitmap
-Objekt zusammen mit Rotationsgraden dargestellt.
4. Objektdetektor ausführen
Kotlin
objectDetector .process(image) .addOnFailureListener(e -> {...}) .addOnSuccessListener(results -> { for (detectedObject in results) { // ... } });
Java
objectDetector .process(image) .addOnFailureListener(e -> {...}) .addOnSuccessListener(results -> { for (DetectedObject detectedObject : results) { // ... } });
5. Informationen zu Objekten mit Labels abrufen
Wenn der Aufruf von process()
erfolgreich ist, wird eine Liste von DetectedObject
s an den Erfolgs-Listener übergeben.
Jeder DetectedObject
enthält die folgenden Attribute:
Begrenzungsrahmen | Ein Rect , das die Position des Objekts im Bild angibt. |
||||||
Tracking-ID | Eine Ganzzahl, die das Objekt bildübergreifend identifiziert. Null in SINGLE_IMAGE_MODE. | ||||||
Labels |
|
Kotlin
// The list of detected objects contains one item if multiple // object detection wasn't enabled. for (detectedObject in results) { val boundingBox = detectedObject.boundingBox val trackingId = detectedObject.trackingId for (label in detectedObject.labels) { val text = label.text val index = label.index val confidence = label.confidence } }
Java
// The list of detected objects contains one item if multiple // object detection wasn't enabled. for (DetectedObject detectedObject : results) { Rect boundingBox = detectedObject.getBoundingBox(); Integer trackingId = detectedObject.getTrackingId(); for (Label label : detectedObject.getLabels()) { String text = label.getText(); int index = label.getIndex(); float confidence = label.getConfidence(); } }
Sicherstellen einer großartigen User Experience
Beachten Sie für eine optimale Nutzererfahrung die folgenden Richtlinien in Ihrer App:
- Die erfolgreiche Objekterkennung hängt von der visuellen Komplexität des Objekts ab. Damit Objekte mit wenigen visuellen Merkmalen erkannt werden, müssen sie möglicherweise einen größeren Teil des Bildes einnehmen. Sie sollten Nutzern Hinweise zur Erfassung von Eingaben geben, die gut für die Art von Objekten funktionieren, die Sie erkennen möchten.
- Wenn Sie bei der Klassifizierung Objekte erkennen möchten, die nicht ordnungsgemäß in die unterstützten Kategorien fallen, implementieren Sie eine spezielle Behandlung für unbekannte Objekte.
Sehen Sie sich auch die Showcase-App „ML Kit Material Design“ und die Sammlung Muster für durch maschinelles Lernen unterstützte Funktionen in Material Design an.
Leistung erhöhen
Wenn Sie die Objekterkennung in einer Echtzeitanwendung verwenden möchten, beachten Sie die folgenden Richtlinien, um die besten Framerates zu erzielen:Wenn Sie den Streamingmodus in einer Echtzeitanwendung verwenden, sollten Sie die Erkennung mehrerer Objekte nicht verwenden, da die meisten Geräte keine angemessenen Framerates erzeugen können.
- Wenn Sie die
Camera
odercamera2
API verwenden, drosseln Sie Aufrufe an den Detektor. Falls ein neuer Videoframe verfügbar wird, während der Detektor ausgeführt wird, löschen Sie diesen. Ein Beispiel hierfür finden Sie in der Beispiel-App der Kurzanleitung in der KlasseVisionProcessorBase
. - Wenn Sie die
CameraX
API verwenden, muss die Abwärtsdruckstrategie auf den StandardwertImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST
festgelegt sein. Dadurch wird garantiert, dass jeweils nur ein Bild zur Analyse gesendet wird. Wenn weitere Bilder erstellt werden, wenn das Analysetool ausgelastet ist, werden diese automatisch gelöscht und nicht in die Warteschlange gestellt. Sobald das zu analysierende Bild durch Aufrufen von ImageProxy.close() geschlossen wurde, wird das jeweils neueste Image bereitgestellt. - Wenn Sie die Ausgabe des Detektors verwenden, um Grafiken über das Eingabebild einzublenden, rufen Sie zuerst das Ergebnis aus ML Kit ab und rendern Sie dann das Bild und Overlay in einem einzigen Schritt. Dies wird für jeden Eingabeframe nur einmal auf der Anzeigeoberfläche gerendert. Ein Beispiel finden Sie in der Beispiel-App aus der Kurzanleitung in den Klassen
CameraSourcePreview
undGraphicOverlay
. - Wenn du die Camera2 API verwendest, nimm Bilder im
ImageFormat.YUV_420_888
-Format auf. Wenn du die ältere Camera API verwendest, nimm Bilder imImageFormat.NV21
-Format auf.