Segmentacja według tematów przy użyciu ML Kit na Androida

Użyj ML Kit, aby łatwo dodać do swojej aplikacji funkcje podziału na segmenty według tematu.

Funkcja Szczegóły
Nazwa pakietu SDK play-services-mlkit-subject-segmentation
Implementacja Niegrupowany: model jest pobierany dynamicznie za pomocą Usług Google Play.
Wpływ rozmiaru aplikacji Zwiększenie rozmiaru o ok. 200 KB.
Czas inicjowania Użytkownicy mogą czekać na pobranie modelu przed jego pierwszym użyciem.

Wypróbuj

Zanim zaczniesz

  1. W pliku build.gradle na poziomie projektu dodaj repozytorium Google Maven w sekcjach buildscript i allprojects.
  2. Dodaj zależność z biblioteką podziału tematu w narzędziu ML Kit do pliku Gradle na poziomie aplikacji modułu. Jest to zwykle app/build.gradle:
dependencies {
   implementation 'com.google.android.gms:play-services-mlkit-subject-segmentation:16.0.0-beta1'
}

Jak wspomnieliśmy powyżej, model zapewnia Usługi Google Play. Możesz skonfigurować aplikację tak, aby automatycznie pobierała model na urządzenie po zainstalowaniu aplikacji ze Sklepu Play. Aby to zrobić, dodaj następujące elementy do pliku AndroidManifest.xml aplikacji:

<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>

Możesz też bezpośrednio sprawdzić dostępność modelu i poprosić o pobranie za pomocą Usług Google Play za pomocą interfejsu ModuleInstallClient API.

Jeśli nie włączysz pobierania modelu w czasie instalacji lub nie poprosisz o pobranie dla pełnoletnich model jest pobierany przy pierwszym uruchomieniu segmentacji. Twoje prośby przed zakończeniem pobierania nie przyniosą żadnych wyników.

1. 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.

2. Tworzenie instancji SubjectSegmenter

Definiowanie opcji segmentacji

Aby posegmentować obraz, najpierw utwórz instancję SubjectSegmenterOptions jako obserwuj:

Kotlin

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

Java

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

Poniżej znajdziesz szczegółowe informacje o każdej z tych opcji:

Maska ufności na pierwszym planie

Maska ufności na pierwszym planie pozwala odróżnić obiekt na pierwszym planie od w tle.

Zadzwoń pod numer enableForegroundConfidenceMask() w opcjach, by odzyskać dostęp później aby zobaczyć maskę pierwszego planu, wywołując funkcję getForegroundMask() w Po przetworzeniu obrazu zwrócono SubjectSegmentationResult obiekt.

Kotlin

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

Java

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundConfidenceMask()
        .build();
Mapa bitowa pierwszego planu

Możesz też zobaczyć bitmapę obiektu na pierwszym planie.

Zadzwoń pod numer enableForegroundBitmap() w opcjach, by odzyskać później bitmapy na pierwszym planie przez wywołanie getForegroundBitmap() Po przetworzeniu obrazu zwrócono SubjectSegmentationResult obiekt.

Kotlin

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

Java

SubjectSegmenterOptions options = new SubjectSegmenterOptions.Builder()
        .enableForegroundBitmap()
        .build();
Maska ufności wielu obiektów

Podobnie jak w przypadku opcji pierwszego planu, możesz użyć polecenia SubjectResultOptions, aby je włączyć maski ufności dla każdego obiektu na pierwszym planie:

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()
Mapa bitowa wielu obiektów

Możesz też włączyć bitmapę dla każdego tematu:

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()

Tworzenie segmentowania tematów

Po określeniu opcji SubjectSegmenterOptions utwórz Instancja SubjectSegmenter wywołuje metodę getClient() i przekazuje opcje jako :

Kotlin

val segmenter = SubjectSegmentation.getClient(options)

Java

SubjectSegmenter segmenter = SubjectSegmentation.getClient(options);

3. Przetwarzanie obrazu

Zdaj gotowe InputImage obiektu do metody process 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. Uzyskiwanie wyniku podziału na segmenty według tematu

Pobieranie masek pierwszego planu i map bitowych

Po przetworzeniu możesz pobrać maskę na pierwszym planie na potrzeby wywoływania obrazów getForegroundConfidenceMask() jak obserwuję:

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
);

Możesz też pobrać bitmapę pierwszego planu obrazu, wywołując funkcję getForegroundBitmap():

Kotlin

val foregroundBitmap = result.foregroundBitmap

Java

Bitmap foregroundBitmap = result.getForegroundBitmap();

Pobierz maski i mapy bitowe dla każdego tematu

Podobnie możesz pobrać maskę dla posegmentowanych tematów, wywołując getConfidenceMask() na każdy temat w następujący sposób:

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
);

Możesz też uzyskać dostęp do bitmapy każdego posegmentowanego tematu, wykonując te czynności:

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());
}

Wskazówki dotyczące poprawy skuteczności

W przypadku każdej sesji w aplikacji pierwsze wnioskowanie jest często wolniejsze niż kolejne wniosków wynikających z inicjowania modelu. Jeśli małe opóźnienie ma newralgiczne znaczenie, nazywanie „fikcyjnym” wnioskowania z wyprzedzeniem.

Jakość obrazu zależy od jakości obrazu wejściowego:

  • Aby narzędzie ML Kit mogło uzyskać dokładny wynik podziału na segmenty, obraz powinien mieć co najmniej 512 × 512 pikseli.
  • Słaba ostrość obrazu również może mieć wpływ na dokładność. Jeśli wyniki nie są zadowalające, poproś użytkownika o ponowne wykonanie zdjęcia.