Phân đoạn đối tượng bằng Bộ công cụ học máy dành cho Android

Sử dụng Bộ công cụ học máy để dễ dàng thêm các tính năng phân đoạn theo chủ đề vào ứng dụng của bạn.

Tính năng Chi tiết
Tên SDK play-services-mlkit-subject-segmentation
Triển khai Chưa theo gói: mô hình được tải xuống một cách linh động bằng Dịch vụ Google Play.
Tác động của kích thước ứng dụng Tăng kích thước khoảng 200 KB.
Thời gian khởi chạy Người dùng có thể phải đợi mô hình tải xuống trước khi sử dụng lần đầu.

Dùng thử

Trước khi bắt đầu

  1. Trong tệp build.gradle ở cấp dự án, hãy nhớ đưa kho lưu trữ Maven của Google vào cả hai phần buildscript và allprojects.
  2. Thêm phần phụ thuộc của thư viện phân đoạn chủ đề Bộ công cụ học máy vào tệp gradle cấp ứng dụng của mô-đun, thường là app/build.gradle:
dependencies {
   implementation 'com.google.android.gms:play-services-mlkit-subject-segmentation:16.0.0-beta1'
}

Như đã đề cập ở trên, mô hình này do Dịch vụ Google Play cung cấp. Bạn có thể định cấu hình ứng dụng để tự động tải mô hình xuống thiết bị sau khi ứng dụng của bạn được cài đặt qua Cửa hàng Play. Để thực hiện điều này, hãy thêm nội dung sau phần khai báo cho tệp AndroidManifest.xml của ứng dụng:

<application ...>
      ...
      <meta-data
          android:name="com.google.mlkit.vision.DEPENDENCIES"
          android:value="subject_segment" >
      <!-- To use multiple models: android:value="subject_segment,model2,model3" -->
</application>

Bạn cũng có thể kiểm tra rõ ràng tình trạng cung cấp của mô hình và yêu cầu tải xuống thông qua Dịch vụ Google Play bằng ModuleInstallClient API.

Nếu bạn không bật tính năng tải mô hình tại thời điểm cài đặt xuống hoặc yêu cầu tải nội dung rõ ràng xuống mô hình sẽ được tải xuống vào lần đầu tiên bạn chạy trình phân đoạn. Yêu cầu bạn đưa ra không có kết quả nào trước khi quá trình tải xuống hoàn tất.

1. Chuẩn bị hình ảnh đầu vào

Để phân đoạn trên một hình ảnh, hãy tạo một đối tượng InputImage từ một mảng Bitmap, media.Image, ByteBuffer, byte hoặc một tệp trên thiết bị.

Bạn có thể tạo một InputImage đối tượng từ các nguồn khác nhau, mỗi nguồn được giải thích ở bên dưới.

Sử dụng media.Image

Cách tạo InputImage từ đối tượng media.Image, chẳng hạn như khi bạn chụp ảnh từ một camera của thiết bị, hãy truyền đối tượng media.Image và xoay thành InputImage.fromMediaImage().

Nếu bạn sử dụng Thư viện CameraX, OnImageCapturedListener và Các lớp ImageAnalysis.Analyzer tính toán giá trị xoay cho bạn.

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
          // ...
        }
    }
}

Nếu không sử dụng thư viện máy ảnh cung cấp độ xoay của hình ảnh, bạn có thể tính tỷ lệ khung hình dựa trên độ xoay của thiết bị và hướng của máy ảnh cảm biến trong thiết bị:

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;
}

Sau đó, hãy truyền đối tượng media.Image và giá trị độ xoay thành InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

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

Java

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

Sử dụng URI tệp

Cách tạo InputImage từ một URI tệp, hãy chuyển ngữ cảnh ứng dụng và URI tệp đến InputImage.fromFilePath(). Điều này rất hữu ích khi bạn sử dụng ý định ACTION_GET_CONTENT để nhắc người dùng chọn một bức ảnh trong ứng dụng thư viện của họ.

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();
}

Sử dụng ByteBuffer hoặc ByteArray

Cách tạo InputImage đối tượng từ ByteBuffer hoặc ByteArray, trước tiên hãy tính hình ảnh độ xoay như mô tả trước đây cho đầu vào media.Image. Sau đó, hãy tạo đối tượng InputImage bằng vùng đệm hoặc mảng, cùng với đối tượng chiều cao, chiều rộng, định dạng mã hoá màu và độ xoay:

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

Sử dụng Bitmap

Cách tạo InputImage qua đối tượng Bitmap, hãy khai báo sau:

Kotlin

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

Java

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

Hình ảnh được biểu thị bằng một đối tượng Bitmap cùng với độ xoay.

2. Tạo một bản sao của SubjectSegmenter

Xác định các tuỳ chọn trình phân đoạn

Để phân đoạn hình ảnh của bạn, trước tiên hãy tạo một bản sao của SubjectSegmenterOptions dưới dạng theo dõi:

Kotlin

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
       // enable options
       .build()

Java

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
        // enable options
        .build();

Dưới đây là chi tiết về từng lựa chọn:

Mặt nạ tin cậy khi ở nền trước

Mặt nạ tin cậy ở nền trước giúp bạn phân biệt chủ thể ở nền trước với nền.

Gọi enableForegroundConfidenceMask() trong các tuỳ chọn cho phép bạn truy xuất sau này mặt nạ nền trước bằng cách gọi getForegroundMask() trên Đối tượng SubjectSegmentationResult được trả về sau khi xử lý hình ảnh.

Kotlin

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundConfidenceMask()
        .build()

Java

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundConfidenceMask()
        .build();
Bitmap nền trước

Tương tự, bạn cũng có thể tạo bitmap của chủ thể ở nền trước.

Gọi enableForegroundBitmap() trong các tuỳ chọn cho phép bạn truy xuất sau bitmap trên nền trước bằng cách gọi getForegroundBitmap() trên Đối tượng SubjectSegmentationResult được trả về sau khi xử lý hình ảnh.

Kotlin

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundBitmap()
        .build()

Java

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundBitmap()
        .build();
Mặt nạ tin cậy nhiều chủ thể

Giống như đối với các tuỳ chọn trên nền trước, bạn có thể sử dụng SubjectResultOptions để bật mặt nạ tin cậy cho từng đối tượng trên nền trước như sau:

Kotlin

val subjectResultOptions = SubjectSegmenterOptions.SubjectResultOptions.Builder()
    .enableConfidenceMask()
    .build()

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
    .enableMultipleSubjects(subjectResultOptions)
    .build()

Java

SubjectResultOptions subjectResultOptions =
        new SubjectSegmenterOptions.SubjectResultOptions.Builder()
            .enableConfidenceMask()
            .build()

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
      .enableMultipleSubjects(subjectResultOptions)
      .build()
Bitmap nhiều chủ đề

Tương tự như vậy, bạn có thể bật bitmap cho từng đối tượng:

Kotlin

val subjectResultOptions = SubjectSegmenterOptions.SubjectResultOptions.Builder()
    .enableSubjectBitmap()
    .build()

val options = SubjectSegmenterOptions.Builder()
    .enableMultipleSubjects(subjectResultOptions)
    .build()

Java

SubjectResultOptions subjectResultOptions =
      new SubjectSegmenterOptions.SubjectResultOptions.Builder()
        .enableSubjectBitmap()
        .build()

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
      .enableMultipleSubjects(subjectResultOptions)
      .build()

Tạo trình phân đoạn đối tượng

Sau khi chỉ định các tuỳ chọn SubjectSegmenterOptions, hãy tạo một Thực thể SubjectSegmenter gọi getClient() và truyền các tuỳ chọn dưới dạng một tham số:

Kotlin

val segmenter = SubjectSegmentation.getClient(options)

Java

SubjectSegmenter segmenter = SubjectSegmentation.getClient(options);

3. Xử lý hình ảnh

Vượt qua InputImage đã chuẩn bị đối tượng cho phương thức process của SubjectSegmenter:

Kotlin

segmenter.process(inputImage)
    .addOnSuccessListener { result ->
        // Task completed successfully
        // ...
    }
    .addOnFailureListener { e ->
        // Task failed with an exception
        // ...
    }

Java

segmenter.process(inputImage)
    .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener() {
            @Override
            public void onSuccess(SubjectSegmentationResult result) {
                // Task completed successfully
                // ...
            }
        })
        .addOnFailureListener(new OnFailureListener() {
            @Override
            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                // Task failed with an exception
                // ...
            }
        });

4. Nhận kết quả phân đoạn theo chủ thể

Truy xuất mặt nạ và bitmap trên nền trước

Sau khi xử lý xong, bạn có thể truy xuất mặt nạ trên nền trước cho lệnh gọi hình ảnh getForegroundConfidenceMask() như sau:

Kotlin

val colors = IntArray(image.width * image.height)

val foregroundMask = result.foregroundConfidenceMask
for (i in 0 until image.width * image.height) {
  if (foregroundMask[i] > 0.5f) {
    colors[i] = Color.argb(128, 255, 0, 255)
  }
}

val bitmapMask = Bitmap.createBitmap(
  colors, image.width, image.height, Bitmap.Config.ARGB_8888
)

Java

int[] colors = new int[image.getWidth() * image.getHeight()];

FloatBuffer foregroundMask = result.getForegroundConfidenceMask();
for (int i = 0; i < image.getWidth() * image.getHeight(); i++) {
  if (foregroundMask.get() > 0.5f) {
    colors[i] = Color.argb(128, 255, 0, 255);
  }
}

Bitmap bitmapMask = Bitmap.createBitmap(
      colors, image.getWidth(), image.getHeight(), Bitmap.Config.ARGB_8888
);

Bạn cũng có thể truy xuất bitmap nền trước của hình ảnh gọi getForegroundBitmap():

Kotlin

val foregroundBitmap = result.foregroundBitmap

Java

Bitmap foregroundBitmap = result.getForegroundBitmap();

Truy xuất mặt nạ và bitmap cho từng đối tượng

Tương tự, bạn có thể truy xuất mặt nạ cho các đối tượng được phân đoạn bằng cách gọi getConfidenceMask() về mỗi chủ đề như sau:

Kotlin

val subjects = result.subjects

val colors = IntArray(image.width * image.height)
for (subject in subjects) {
  val mask = subject.confidenceMask
  for (i in 0 until subject.width * subject.height) {
    val confidence = mask[i]
    if (confidence > 0.5f) {
      colors[image.width * (subject.startY - 1) + subject.startX] =
          Color.argb(128, 255, 0, 255)
    }
  }
}

val bitmapMask = Bitmap.createBitmap(
  colors, image.width, image.height, Bitmap.Config.ARGB_8888
)

Java

List subjects = result.getSubjects();

int[] colors = new int[image.getWidth() * image.getHeight()];
for (Subject subject : subjects) {
  FloatBuffer mask = subject.getConfidenceMask();
  for (int i = 0; i < subject.getWidth() * subject.getHeight(); i++) {
    float confidence = mask.get();
    if (confidence > 0.5f) {
      colors[width * (subject.getStartY() - 1) + subject.getStartX()]
          = Color.argb(128, 255, 0, 255);
    }
  }
}

Bitmap bitmapMask = Bitmap.createBitmap(
  colors, image.width, image.height, Bitmap.Config.ARGB_8888
);

Bạn cũng có thể truy cập bitmap của từng đối tượng được phân đoạn như sau:

Kotlin

val bitmaps = mutableListOf()
for (subject in subjects) {
  bitmaps.add(subject.bitmap)
}

Java

List bitmaps = new ArrayList<>();
for (Subject subject : subjects) {
  bitmaps.add(subject.getBitmap());
}

Mẹo cải thiện hiệu suất

Đối với mỗi phiên ứng dụng, lần suy luận đầu tiên thường chậm hơn so với lần dự đoán tiếp theo các suy luận do khởi tạo mô hình. Nếu độ trễ thấp rất quan trọng, hãy cân nhắc gọi là "giả" suy luận trước thời hạn.

Chất lượng của kết quả tìm kiếm phụ thuộc vào chất lượng của hình ảnh đầu vào:

  • Để Bộ công cụ học máy nhận được kết quả phân đoạn chính xác, hình ảnh phải có kích thước tối thiểu là 512x512 pixel.
  • Tiêu điểm ảnh kém cũng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác. Nếu bạn không nhận được kết quả chấp nhận được, hãy yêu cầu người dùng chụp lại hình ảnh.