تصنيف الصورة الذاتية باستخدام "حزمة تعلّم الآلة" على نظام التشغيل Android

توفّر حزمة تعلّم الآلة حزمة تطوير برامج (SDK) محسّنة لتصنيف الصور الذاتية.

تكون مواد عرض "أداة تقسيم الصور الذاتية" مرتبطة بشكل ثابت بتطبيقك في وقت الإصدار. سيؤدي ذلك إلى زيادة حجم تنزيل التطبيق بمقدار 4.5 ميغابايت تقريبًا، ما قد يؤدي إلى زيادة وقت استجابة واجهة برمجة التطبيقات. من 25 ملي ثانية إلى 65 ملي ثانية حسب حجم الصورة المدخلة على هاتف Pixel 4-

جرّبه الآن

  • يمكنك تجربة نموذج التطبيق من أجل يمكنك الاطّلاع على مثال حول استخدام واجهة برمجة التطبيقات هذه.

قبل البدء

  1. في ملف build.gradle على مستوى المشروع، تأكَّد من تضمين مستودع Maven التابع لشركة Google في كلٍّ من القسمَين "buildscript" و"allprojects".
  2. أضِف الاعتماديات الخاصة بمكتبات ML Kit على Android إلى ملف Gradle على مستوى التطبيق الخاص بالوحدة، والذي يكون عادةً app/build.gradle:
dependencies {
  implementation 'com.google.mlkit:segmentation-selfie:16.0.0-beta5'
}

1. إنشاء مثيل لأداة تقسيم

خيارات أداة التقسيم

لإجراء تقسيم على صورة، عليك أولاً إنشاء مثيل Segmenter من خلال تحديد الخيارات التالية.

وضع الكاشف

تعمل Segmenter بوضعَين. احرص على اختيار الحالة التي تتطابق مع حالة استخدامك.

STREAM_MODE (default)

تم تصميم هذا الوضع لبث الإطارات من الفيديو أو الكاميرا. في هذا الوضع، سوف تستفيد أداة التقسيم من النتائج الواردة من الإطارات السابقة لعرض نتائج تصنيف أكثر سلاسة.

SINGLE_IMAGE_MODE

تم تصميم هذا الوضع للصور الفردية غير المرتبطة ببعضها. في هذا الوضع، سيعمل المقتطع على معالجة كل صورة على حدة، بدون التجانس على الإطارات.

تفعيل قناع حجم البيانات الأولية

تطلب من المقسِّم عرض قناع الحجم الأولي الذي يتطابق مع حجم إخراج النموذج.

عادةً ما يكون حجم القناع الأولي (على سبيل المثال 256×256) أصغر من حجم الصورة التي تم إدخالها. يُرجى الاتصال بالرقم SegmentationMask#getWidth() وSegmentationMask#getHeight() للحصول على حجم الكمامة عند تفعيل هذا الخيار.

بدون تحديد هذا الخيار، سيعيد المقتطع تغيير حجم القناع الأولي ليلائم حجم الصورة المدخلة. يمكنك استخدام هذا الخيار إذا كنت تريد تطبيق منطق مخصّص لتغيير الحجم أو عدم الحاجة إلى تغيير الحجم لحالة الاستخدام.

حدد خيارات أداة التقسيم:

Kotlin

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

Java

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

إنشاء مثيل لـ Segmenter مرر الخيارات التي حددتها:

Kotlin

val segmenter = Segmentation.getClient(options)

Java

Segmenter segmenter = Segmentation.getClient(options);

2. تحضير صورة الإدخال

لإجراء تقسيم على صورة، عليك إنشاء عنصر InputImage. من Bitmap أو media.Image أو ByteBuffer أو مصفوفة بايت أو ملف على الجهاز.

يمكنك إنشاء InputImage من مصادر مختلفة، في ما يلي شرح لكل منها.

يتم استخدام media.Image

لإنشاء InputImage كائن من كائن media.Image، مثلاً عند التقاط صورة من كاميرا الجهاز، يُرجى تمرير الكائن media.Image تدوير إلى InputImage.fromMediaImage().

إذا كنت تستخدم ومكتبة CameraX، وOnImageCapturedListener تحتسب صفوف ImageAnalysis.Analyzer قيمة عرض الإعلانات بالتناوب. لك.

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
          // ...
        }
    }
}

إذا كنت لا تستخدم مكتبة كاميرا تمنحك درجة تدوير الصورة، يمكنك يمكنه حسابه من خلال درجة دوران الجهاز واتجاه الكاميرا. جهاز الاستشعار في الجهاز:

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;
}

بعد ذلك، مرِّر الكائن media.Image قيمة درجة التدوير إلى InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

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

Java

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

استخدام معرف موارد منتظم (URI) لملف

لإنشاء InputImage من معرف موارد منتظم (URI) لملف، فمرر سياق التطبيق ومعرف الموارد المنتظم (URI) للملف إلى InputImage.fromFilePath() يكون ذلك مفيدًا عندما يجب استخدام هدف ACTION_GET_CONTENT لتطلب من المستخدم الاختيار. صورة من تطبيق المعرض الخاص به.

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();
}

يتم استخدام ByteBuffer أو ByteArray

لإنشاء InputImage كائن من ByteBuffer أو ByteArray، احسب الصورة أولاً درجة التدوير كما هو موضح سابقًا لإدخال media.Image. بعد ذلك، يمكنك إنشاء الكائن InputImage باستخدام المخزن المؤقت أو المصفوفة بالإضافة إلى الارتفاع والعرض وتنسيق ترميز الألوان ودرجة التدوير:

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

يتم استخدام Bitmap

لإنشاء InputImage من كائن Bitmap، قدِّم التعريف التالي:

Kotlin

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

Java

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

يتم تمثيل الصورة بواسطة كائن Bitmap مع درجات التدوير.

3- معالجة الصورة

مرِّر الكائن InputImage المعدّ إلى طريقة process الخاصة بـ 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. الحصول على نتيجة التقسيم

يمكنك الحصول على نتيجة التقسيم على النحو التالي:

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();
  }
}

للاطلاع على مثال كامل عن كيفية استخدام نتائج التقسيم، يُرجى مراجعة نموذج للبدء السريع في حزمة تعلّم الآلة

نصائح لتحسين الأداء

تعتمد جودة نتائجك على جودة الصورة التي تم إدخالها:

  • للحصول على نتائج تصنيف دقيقة لـ ML Kit، يجب أن يبلغ حجم الصورة 256x256 بكسل على الأقل.
  • ويمكن أن يؤثر التركيز الضعيف للصورة أيضًا في الدقة. إذا لم تحصل على نتائج مقبولة، اطلب من المستخدم تلخيص الصورة.

إذا أردت استخدام التصنيف إلى شرائح في تطبيق في الوقت الفعلي، عليك اتّباع الإرشادات التالية لتحقيق أفضل عدد من اللقطات في الثانية:

  • استخدام حساب "STREAM_MODE".
  • يمكنك التقاط صور بدقة أقل. مع ذلك، ضَع في اعتبارك أيضًا متطلبات أبعاد الصورة في واجهة برمجة التطبيقات هذه.
  • ننصحك بتفعيل خيار قناع الحجم الأولي والجمع بين كل منطق إعادة القياس معًا. على سبيل المثال، بدلاً من السماح لواجهة برمجة التطبيقات بإعادة ضبط القناع ليطابق حجم الصورة المُدخلة أولاً، ثم يمكنك إعادة تغيير حجمه مرة أخرى ليتطابق مع حجم العرض للعرض، ما عليك سوى طلب قناع الحجم الأولي، ثم دمج هاتين الخطوتين في خطوة واحدة.
  • إذا كنت تستخدم Camera أو camera2 واجهة برمجة التطبيقات، تقييد المكالمات الواردة إلى أداة الكشف. إذا ظهر فيديو جديد يصبح الإطار متاحًا أثناء تشغيل أداة الكشف، لذا أفلِت الإطار. يمكنك الاطّلاع على صف واحد (VisionProcessorBase) في نموذج تطبيق Quickstart كمثال.
  • في حال استخدام CameraX API: تأكَّد من ضبط استراتيجية الضغط العكسي على قيمتها التلقائية ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST وهذا يضمن تسليم صورة واحدة فقط للتحليل في كل مرة. إذا كانت المزيد من الصور يتم إنتاجها عندما يكون المحلل مشغولاً، فسيتم إسقاطها تلقائيًا ولن يتم وضعها في قائمة الانتظار التسليم. بمجرد إغلاق الصورة التي يتم تحليلها عن طريق استدعاء ImageProxy.Close()، سيتم تسليم الصورة التالية الأحدث.
  • إذا استخدمت مخرجات أداة الكشف لتراكب الرسومات على الصورة المدخلة، والحصول أولاً على النتيجة من ML Kit، ثم عرض الصورة وتراكبها في خطوة واحدة. يتم عرض هذا المحتوى على سطح الشاشة. مرة واحدة فقط لكل إطار إدخال يمكنك الاطّلاع على CameraSourcePreview و GraphicOverlay صفًا في نموذج تطبيق Quickstart كمثال.
  • في حال استخدام واجهة برمجة التطبيقات Camera2 API، يمكنك التقاط الصور في تنسيق ImageFormat.YUV_420_888 إذا كنت تستخدم واجهة برمجة التطبيقات للكاميرا القديمة، يمكنك التقاط الصور في تنسيق ImageFormat.NV21