Segmentacja selfie za pomocą ML Kit na Androidzie

ML Kit to zoptymalizowany pakiet SDK do segmentacji selfie.

Zasoby segmentu selfie są statycznie połączone z Twoją aplikacją w czasie tworzenia kampanii. Zwiększy to rozmiar pobieranej aplikacji o około 4,5 MB, a opóźnienie interfejsu API może waha się od 25 ms do 65 ms w zależności od rozmiaru obrazu wejściowego (mierzonego na Pixelu) 4.

Wypróbuj

Zanim zaczniesz

  1. W pliku build.gradle na poziomie projektu dodaj repozytorium Google Maven w sekcjach buildscript i allprojects.
  2. Dodaj zależności bibliotek ML Kit na Androida do pliku Gradle na poziomie aplikacji modułu, którym jest zwykle app/build.gradle:
dependencies {
  implementation 'com.google.mlkit:segmentation-selfie:16.0.0-beta5'
}

1. Tworzenie instancji segmentacji

Opcje segmentowania

Aby segmentować obraz, najpierw utwórz instancję Segmenter, określając opcje poniżej.

Tryb wykrywania

Segmenter działa w 2 trybach. Wybierz taki, który pasuje do Twojego przypadku użycia.

STREAM_MODE (default)

Ten tryb jest przeznaczony do strumieniowania klatek filmu lub kamery. W tym trybie segmenter korzysta z wyników z poprzednich klatek, aby zwrócić płynniejsze wyniki segmentacji.

SINGLE_IMAGE_MODE

Ten tryb jest przeznaczony do pojedynczych zdjęć, które nie są ze sobą powiązane. W tym trybie segmenter przetwarza każde zdjęcie niezależnie, bez wygładzania klatek.

Włącz maskę rozmiaru nieprzetworzonego

Prosi segmentację o zwrócenie maski rozmiaru nieprzetworzonego, która odpowiada rozmiarowi wyjściowemu modelu.

Rozmiar nieprzetworzonej maski (np. 256 x 256) jest zwykle mniejszy niż rozmiar obrazu wejściowego. Po włączeniu tej opcji wywołaj SegmentationMask#getWidth() i SegmentationMask#getHeight(), aby uzyskać rozmiar maski.

Jeśli nie określisz tej opcji, segmenter przeskaluje maskę nieprzetworzoną, aby dopasować ją do rozmiaru obrazu wejściowego. Rozważ użycie tej opcji, jeśli chcesz zastosować niestandardową logikę zmiany skali lub ponowne skalowanie nie jest potrzebne w Twoim przypadku użycia.

Określ opcje segmentowania:

Kotlin

val options =
        SelfieSegmenterOptions.Builder()
            .setDetectorMode(SelfieSegmenterOptions.STREAM_MODE)
            .enableRawSizeMask()
            .build()

Java

SelfieSegmenterOptions options =
        new SelfieSegmenterOptions.Builder()
            .setDetectorMode(SelfieSegmenterOptions.STREAM_MODE)
            .enableRawSizeMask()
            .build();

Utwórz instancję Segmenter. Prześlij określone opcje:

Kotlin

val segmenter = Segmentation.getClient(options)

Java

Segmenter segmenter = Segmentation.getClient(options);

2. Przygotowywanie obrazu wejściowego

Aby przeprowadzić segmentację obrazu, utwórz obiekt InputImage z obiektu Bitmap, media.Image, ByteBuffer, tablicy bajtów lub pliku w urządzenia.

Możesz utworzyć InputImage z różnych źródeł, każdy z nich objaśniamy poniżej.

Korzystanie z: media.Image

Aby utworzyć InputImage z obiektu media.Image, np. podczas przechwytywania obrazu z z aparatu urządzenia, przekaż obiekt media.Image i obiekt obrazu w kierunku InputImage.fromMediaImage().

Jeśli używasz tagu CameraX, OnImageCapturedListener oraz ImageAnalysis.Analyzer klasy obliczają wartość rotacji dla Ciebie.

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
          // ...
        }
    }
}

Jeśli nie korzystasz z biblioteki aparatu, która określa kąt obrotu obrazu, może go obliczyć na podstawie stopnia obrotu urządzenia i orientacji aparatu czujnik w urządzeniu:

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;
}

Następnie przekaż obiekt media.Image oraz wartość stopnia obrotu na InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

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

Java

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

Za pomocą identyfikatora URI pliku

Aby utworzyć InputImage obiektu z identyfikatora URI pliku, przekaż kontekst aplikacji oraz identyfikator URI pliku do InputImage.fromFilePath() Jest to przydatne, gdy użyj intencji ACTION_GET_CONTENT, aby zachęcić użytkownika do wyboru obraz z aplikacji Galeria.

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();
}

Przy użyciu: ByteBuffer lub ByteArray

Aby utworzyć InputImage obiektu z ByteBuffer lub ByteArray, najpierw oblicz wartość obrazu stopień obrotu zgodnie z wcześniejszym opisem dla danych wejściowych media.Image. Następnie utwórz obiekt InputImage z buforem lub tablicą oraz wysokość, szerokość, format kodowania kolorów i stopień obrotu:

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

Korzystanie z: Bitmap

Aby utworzyć InputImage z obiektu Bitmap, wypełnij tę deklarację:

Kotlin

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

Java

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

Obraz jest reprezentowany przez obiekt Bitmap wraz z informacją o obróceniu w stopniach.

3. Przetwarzanie obrazu

Przekaż przygotowany obiekt InputImage do metody process interfejsu Segmenter.

Kotlin

Task<SegmentationMask> result = segmenter.process(image)
       .addOnSuccessListener { results ->
           // Task completed successfully
           // ...
       }
       .addOnFailureListener { e ->
           // Task failed with an exception
           // ...
       }

Java

Task<SegmentationMask> result =
        segmenter.process(image)
                .addOnSuccessListener(
                        new OnSuccessListener<SegmentationMask>() {
                            @Override
                            public void onSuccess(SegmentationMask mask) {
                                // Task completed successfully
                                // ...
                            }
                        })
                .addOnFailureListener(
                        new OnFailureListener() {
                            @Override
                            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                                // Task failed with an exception
                                // ...
                            }
                        });

4. Uzyskiwanie wyników podziału na segmenty

Wynik podziału na segmenty możesz uzyskać w ten sposób:

Kotlin

val mask = segmentationMask.getBuffer()
val maskWidth = segmentationMask.getWidth()
val maskHeight = segmentationMask.getHeight()

for (val y = 0; y < maskHeight; y++) {
  for (val x = 0; x < maskWidth; x++) {
    // Gets the confidence of the (x,y) pixel in the mask being in the foreground.
    val foregroundConfidence = mask.getFloat()
  }
}

Java

ByteBuffer mask = segmentationMask.getBuffer();
int maskWidth = segmentationMask.getWidth();
int maskHeight = segmentationMask.getHeight();

for (int y = 0; y < maskHeight; y++) {
  for (int x = 0; x < maskWidth; x++) {
    // Gets the confidence of the (x,y) pixel in the mask being in the foreground.
    float foregroundConfidence = mask.getFloat();
  }
}

Pełen przykład korzystania z wyników segmentacji znajdziesz Przykład krótkiego wprowadzenia do ML Kit.

Wskazówki dotyczące poprawy skuteczności

Jakość obrazu zależy od jakości obrazu wejściowego:

  • Aby narzędzie ML Kit mogło uzyskać dokładny wynik podziału na segmenty, obraz powinien mieć co najmniej 256 × 256 pikseli.
  • Słaba ostrość obrazu również może mieć wpływ na dokładność. Jeśli wyniki nie są zadowalające, poproś użytkownika o ponowne wykonanie zdjęcia.

Jeśli chcesz zastosować segmentację w aplikacji w czasie rzeczywistym, postępuj zgodnie z tymi wskazówkami, aby uzyskać najlepszą liczbę klatek:

  • Użyj konta STREAM_MODE.
  • Rozważ robienie zdjęć w niższej rozdzielczości. Pamiętaj jednak o wymaganiach tego interfejsu API dotyczących wymiarów zdjęć.
  • Rozważ włączenie opcji maski rozmiaru nieprzetworzonego i połączenie wszystkich procesów skalowania. Na przykład zamiast pozwolić interfejsowi API na przeskalowanie maski, aby najpierw dopasować ją do rozmiaru obrazu wejściowego, a potem ponownie przeskalować ją do rozmiaru widoku, po prostu poproś o maskę rozmiaru nieprzetworzonego i połącz te 2 kroki w jeden.
  • Jeśli używasz tagu Camera lub camera2 API, ograniczanie wywołań detektora. Jeśli nowy film ramka stanie się dostępna, gdy detektor będzie aktywny, upuść ją. Zobacz VisionProcessorBase w przykładowej aplikacji z krótkim wprowadzeniem.
  • Jeśli używasz interfejsu API CameraX, upewnij się, że strategia obciążenia wstecznego jest ustawiona na wartość domyślną ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST Gwarantuje to, że do analizy zostanie dostarczony tylko 1 obraz naraz. Jeśli więcej obrazów generowane, gdy analizator jest zajęty, są usuwane automatycznie i nie są umieszczane w kolejce . Po zamknięciu analizowanego obrazu przez wywołanie ImageProxy.close(), zostanie wyświetlony następny najnowszy obraz.
  • Jeśli użyjesz danych wyjściowych detektora do nakładania grafiki na obrazu wejściowego, najpierw pobierz wynik z ML Kit, a następnie wyrenderuj obraz i nakładanie nakładek w jednym kroku. Powoduje to wyrenderowanie na powierzchni wyświetlania tylko raz na każdą ramkę wejściową. Zobacz CameraSourcePreview i GraphicOverlay w przykładowej aplikacji z krótkim wprowadzeniem.
  • Jeśli korzystasz z interfejsu API Camera2, rób zdjęcia w Format: ImageFormat.YUV_420_888. Jeśli używasz starszej wersji interfejsu Camera API, rób zdjęcia w Format: ImageFormat.NV21.