Riconoscimento dell'inchiostro digitale con ML Kit su iOS

Con il riconoscimento dell'inchiostro digitale di ML Kit, puoi riconoscere il testo scritto a mano su una superficie digitale in centinaia di lingue e classificare gli schizzi.

Provalo

Prima di iniziare

  1. Includi le seguenti librerie di ML Kit nel podfile:

    pod 'GoogleMLKit/DigitalInkRecognition', '3.2.0'
    
    
  2. Dopo aver installato o aggiornato i pod del progetto, apri il progetto Xcode utilizzando .xcworkspace. ML Kit è supportato in Xcode 13.2.1 o versioni successive.

Ora puoi iniziare a riconoscere il testo negli oggetti Ink.

Crea un oggetto Ink

Il modo principale per creare un oggetto Ink è disegnarlo su un touchscreen. Su iOS, puoi utilizzare un elemento UIImageView insieme ai gestori degli eventi tocco che tracciano i tratti sullo schermo e memorizzano anche i punti dei tratti per creare l'oggetto Ink. Questo pattern generale è dimostrato nel seguente snippet di codice. Consulta l'app guida rapida per un esempio più completo, che separa la gestione degli eventi touch, il disegno dello schermo e la gestione dei dati del tratto.

Swift

@IBOutlet weak var mainImageView: UIImageView!
var kMillisecondsPerTimeInterval = 1000.0
var lastPoint = CGPoint.zero
private var strokes: [Stroke] = []
private var points: [StrokePoint] = []

func drawLine(from fromPoint: CGPoint, to toPoint: CGPoint) {
  UIGraphicsBeginImageContext(view.frame.size)
  guard let context = UIGraphicsGetCurrentContext() else {
    return
  }
  mainImageView.image?.draw(in: view.bounds)
  context.move(to: fromPoint)
  context.addLine(to: toPoint)
  context.setLineCap(.round)
  context.setBlendMode(.normal)
  context.setLineWidth(10.0)
  context.setStrokeColor(UIColor.white.cgColor)
  context.strokePath()
  mainImageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
  mainImageView.alpha = 1.0
  UIGraphicsEndImageContext()
}

override func touchesBegan(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
  guard let touch = touches.first else {
    return
  }
  lastPoint = touch.location(in: mainImageView)
  let t = touch.timestamp
  points = [StrokePoint.init(x: Float(lastPoint.x),
                             y: Float(lastPoint.y),
                             t: Int(t * kMillisecondsPerTimeInterval))]
  drawLine(from:lastPoint, to:lastPoint)
}

override func touchesMoved(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
  guard let touch = touches.first else {
    return
  }
  let currentPoint = touch.location(in: mainImageView)
  let t = touch.timestamp
  points.append(StrokePoint.init(x: Float(currentPoint.x),
                                 y: Float(currentPoint.y),
                                 t: Int(t * kMillisecondsPerTimeInterval)))
  drawLine(from: lastPoint, to: currentPoint)
  lastPoint = currentPoint
}

override func touchesEnded(_ touches: Set, with event: UIEvent?) {
  guard let touch = touches.first else {
    return
  }
  let currentPoint = touch.location(in: mainImageView)
  let t = touch.timestamp
  points.append(StrokePoint.init(x: Float(currentPoint.x),
                                 y: Float(currentPoint.y),
                                 t: Int(t * kMillisecondsPerTimeInterval)))
  drawLine(from: lastPoint, to: currentPoint)
  lastPoint = currentPoint
  strokes.append(Stroke.init(points: points))
  self.points = []
  doRecognition()
}

Objective-C

// Interface
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *mainImageView;
@property(nonatomic) CGPoint lastPoint;
@property(nonatomic) NSMutableArray *strokes;
@property(nonatomic) NSMutableArray *points;

// Implementations
static const double kMillisecondsPerTimeInterval = 1000.0;

- (void)drawLineFrom:(CGPoint)fromPoint to:(CGPoint)toPoint {
  UIGraphicsBeginImageContext(self.mainImageView.frame.size);
  [self.mainImageView.image drawInRect:CGRectMake(0, 0, self.mainImageView.frame.size.width,
                                                  self.mainImageView.frame.size.height)];
  CGContextMoveToPoint(UIGraphicsGetCurrentContext(), fromPoint.x, fromPoint.y);
  CGContextAddLineToPoint(UIGraphicsGetCurrentContext(), toPoint.x, toPoint.y);
  CGContextSetLineCap(UIGraphicsGetCurrentContext(), kCGLineCapRound);
  CGContextSetLineWidth(UIGraphicsGetCurrentContext(), 10.0);
  CGContextSetRGBStrokeColor(UIGraphicsGetCurrentContext(), 1, 1, 1, 1);
  CGContextSetBlendMode(UIGraphicsGetCurrentContext(), kCGBlendModeNormal);
  CGContextStrokePath(UIGraphicsGetCurrentContext());
  CGContextFlush(UIGraphicsGetCurrentContext());
  self.mainImageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
  UIGraphicsEndImageContext();
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event {
  UITouch *touch = [touches anyObject];
  self.lastPoint = [touch locationInView:self.mainImageView];
  NSTimeInterval time = [touch timestamp];
  self.points = [NSMutableArray array];
  [self.points addObject:[[MLKStrokePoint alloc] initWithX:self.lastPoint.x
                                                         y:self.lastPoint.y
                                                         t:time * kMillisecondsPerTimeInterval]];
  [self drawLineFrom:self.lastPoint to:self.lastPoint];
}

- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event {
  UITouch *touch = [touches anyObject];
  CGPoint currentPoint = [touch locationInView:self.mainImageView];
  NSTimeInterval time = [touch timestamp];
  [self.points addObject:[[MLKStrokePoint alloc] initWithX:currentPoint.x
                                                         y:currentPoint.y
                                                         t:time * kMillisecondsPerTimeInterval]];
  [self drawLineFrom:self.lastPoint to:currentPoint];
  self.lastPoint = currentPoint;
}

- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event {
  UITouch *touch = [touches anyObject];
  CGPoint currentPoint = [touch locationInView:self.mainImageView];
  NSTimeInterval time = [touch timestamp];
  [self.points addObject:[[MLKStrokePoint alloc] initWithX:currentPoint.x
                                                         y:currentPoint.y
                                                         t:time * kMillisecondsPerTimeInterval]];
  [self drawLineFrom:self.lastPoint to:currentPoint];
  self.lastPoint = currentPoint;
  if (self.strokes == nil) {
    self.strokes = [NSMutableArray array];
  }
  [self.strokes addObject:[[MLKStroke alloc] initWithPoints:self.points]];
  self.points = nil;
  [self doRecognition];
}

Tieni presente che lo snippet di codice include una funzione di esempio per disegnare il tratto in UIImageView, che dovrebbe essere adattato in base alle necessità per l'applicazione. Ti consigliamo di utilizzare le maiuscole quando tracci i segmenti di linea, in modo che quelli di lunghezza pari a zero vengano disegnati come un punto (pensa al punto su una lettera minuscola i). La funzione doRecognition() viene richiamata dopo che ogni tratto è stato scritto e sarà definita di seguito.

Ottieni un'istanza di DigitalInkRecognizer

Per eseguire il riconoscimento, dobbiamo passare l'oggetto Ink a un'istanza DigitalInkRecognizer. Per ottenere l'istanza DigitalInkRecognizer, devi prima scaricare il modello di riconoscimento per il linguaggio desiderato e caricare il modello nella RAM. A questo scopo, puoi utilizzare il seguente snippet di codice, che per semplicità viene inserito nel metodo viewDidLoad() e utilizza un nome lingua impostato come hardcoded. Consulta l'app guida rapida per un esempio di come mostrare all'utente l'elenco delle lingue disponibili e scaricare la lingua selezionata.

Swift

override func viewDidLoad() {
  super.viewDidLoad()
  let languageTag = "en-US"
  let identifier = DigitalInkRecognitionModelIdentifier(forLanguageTag: languageTag)
  if identifier == nil {
    // no model was found or the language tag couldn't be parsed, handle error.
  }
  let model = DigitalInkRecognitionModel.init(modelIdentifier: identifier!)
  let modelManager = ModelManager.modelManager()
  let conditions = ModelDownloadConditions.init(allowsCellularAccess: true,
                                         allowsBackgroundDownloading: true)
  modelManager.download(model, conditions: conditions)
  // Get a recognizer for the language
  let options: DigitalInkRecognizerOptions = DigitalInkRecognizerOptions.init(model: model)
  recognizer = DigitalInkRecognizer.digitalInkRecognizer(options: options)
}

Objective-C

- (void)viewDidLoad {
  [super viewDidLoad];
  NSString *languagetag = @"en-US";
  MLKDigitalInkRecognitionModelIdentifier *identifier =
      [MLKDigitalInkRecognitionModelIdentifier modelIdentifierForLanguageTag:languagetag];
  if (identifier == nil) {
    // no model was found or the language tag couldn't be parsed, handle error.
  }
  MLKDigitalInkRecognitionModel *model = [[MLKDigitalInkRecognitionModel alloc]
                                          initWithModelIdentifier:identifier];
  MLKModelManager *modelManager = [MLKModelManager modelManager];
  [modelManager downloadModel:model conditions:[[MLKModelDownloadConditions alloc]
                                                initWithAllowsCellularAccess:YES
                                                allowsBackgroundDownloading:YES]];
  MLKDigitalInkRecognizerOptions *options =
      [[MLKDigitalInkRecognizerOptions alloc] initWithModel:model];
  self.recognizer = [MLKDigitalInkRecognizer digitalInkRecognizerWithOptions:options];
}

Le app di guida rapida includono codice aggiuntivo che mostra come gestire più download contemporaneamente e come determinare quale download è riuscito gestendo le notifiche di completamento.

Riconosci un oggetto Ink

Ora vediamo la funzione doRecognition(), che per semplicità viene chiamata da touchesEnded(). In altre applicazioni si potrebbe decidere di richiamare il riconoscimento solo dopo un timeout o quando l'utente preme un pulsante per attivarlo.

Swift

func doRecognition() {
  let ink = Ink.init(strokes: strokes)
  recognizer.recognize(
    ink: ink,
    completion: {
      [unowned self]
      (result: DigitalInkRecognitionResult?, error: Error?) in
      var alertTitle = ""
      var alertText = ""
      if let result = result, let candidate = result.candidates.first {
        alertTitle = "I recognized this:"
        alertText = candidate.text
      } else {
        alertTitle = "I hit an error:"
        alertText = error!.localizedDescription
      }
      let alert = UIAlertController(title: alertTitle,
                                  message: alertText,
                           preferredStyle: UIAlertController.Style.alert)
      alert.addAction(UIAlertAction(title: "OK",
                                    style: UIAlertAction.Style.default,
                                  handler: nil))
      self.present(alert, animated: true, completion: nil)
    }
  )
}

Objective-C

- (void)doRecognition {
  MLKInk *ink = [[MLKInk alloc] initWithStrokes:self.strokes];
  __weak typeof(self) weakSelf = self;
  [self.recognizer
      recognizeInk:ink
        completion:^(MLKDigitalInkRecognitionResult *_Nullable result,
                     NSError *_Nullable error) {
    typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
    if (strongSelf == nil) {
      return;
    }
    NSString *alertTitle = nil;
    NSString *alertText = nil;
    if (result.candidates.count > 0) {
      alertTitle = @"I recognized this:";
      alertText = result.candidates[0].text;
    } else {
      alertTitle = @"I hit an error:";
      alertText = [error localizedDescription];
    }
    UIAlertController *alert =
        [UIAlertController alertControllerWithTitle:alertTitle
                                            message:alertText
                                     preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
    [alert addAction:[UIAlertAction actionWithTitle:@"OK"
                                              style:UIAlertActionStyleDefault
                                            handler:nil]];
    [strongSelf presentViewController:alert animated:YES completion:nil];
  }];
}

Gestione dei download dei modelli

Abbiamo già visto come scaricare un modello di riconoscimento. I seguenti snippet di codice illustrano come verificare se un modello è già stato scaricato o come eliminare un modello quando non è più necessario per recuperare lo spazio di archiviazione.

Controllare se un modello è già stato scaricato

Swift

let model : DigitalInkRecognitionModel = ...
let modelManager = ModelManager.modelManager()
modelManager.isModelDownloaded(model)

Objective-C

MLKDigitalInkRecognitionModel *model = ...;
MLKModelManager *modelManager = [MLKModelManager modelManager];
[modelManager isModelDownloaded:model];

Eliminare un modello scaricato

Swift

let model : DigitalInkRecognitionModel = ...
let modelManager = ModelManager.modelManager()

if modelManager.isModelDownloaded(model) {
  modelManager.deleteDownloadedModel(
    model!,
    completion: {
      error in
      if error != nil {
        // Handle error
        return
      }
      NSLog(@"Model deleted.");
    })
}

Objective-C

MLKDigitalInkRecognitionModel *model = ...;
MLKModelManager *modelManager = [MLKModelManager modelManager];

if ([self.modelManager isModelDownloaded:model]) {
  [self.modelManager deleteDownloadedModel:model
                                completion:^(NSError *_Nullable error) {
                                  if (error) {
                                    // Handle error.
                                    return;
                                  }
                                  NSLog(@"Model deleted.");
                                }];
}

Suggerimenti per migliorare la precisione del riconoscimento del testo

La precisione del riconoscimento del testo può variare a seconda della lingua. La precisione dipende anche dallo stile di scrittura. Sebbene il riconoscimento a inchiostro digitale sia addestrato per gestire molti tipi di stili di scrittura, i risultati possono variare da utente a utente.

Di seguito sono riportati alcuni modi per migliorare la precisione di un riconoscimento del testo. Tieni presente che queste tecniche non si applicano ai classificatori dei disegni per emoji, autoDraw e forme.

Area di scrittura

Molte applicazioni dispongono di un'area di scrittura ben definita per l'input dell'utente. Il significato di un simbolo è determinato in parte dalle sue dimensioni rispetto a quelle dell'area di scrittura che lo contiene. Ad esempio, la differenza tra una lettera "o" o "c" o una lettera maiuscola e una virgola rispetto a una barra.

Indicare al riconoscimento la larghezza e l'altezza dell'area di scrittura può migliorare la precisione. Tuttavia, il riconoscimento presuppone che l'area di scrittura contenga solo una singola riga di testo. Se l'area di scrittura fisica è abbastanza grande da consentire all'utente di scrivere due o più righe, potresti ottenere risultati migliori inserendo un'area di scrittura con un'altezza che rappresenti la tua stima migliore dell'altezza di una singola riga di testo. L'oggetto WriteArea che passi al riconoscimento non deve corrispondere esattamente all'area di scrittura fisica sullo schermo. Modificare l'altezza dell'area di scrittura funziona meglio in alcune lingue.

Quando specifichi l'area di scrittura, specifica la larghezza e l'altezza nelle stesse unità delle coordinate del tratto. Gli argomenti delle coordinate x,y non hanno requisiti di unità: l'API normalizza tutte le unità, quindi l'unica cosa che conta sono la dimensione e la posizione relative dei tratti. Puoi passare liberamente nelle coordinate nella scala più adeguata per il tuo sistema.

Pre-contesto

Il pre-contesto è il testo che precede immediatamente i tratti nel Ink che stai cercando di riconoscere. Puoi aiutare il riconoscimento parlando del pre-contesto.

Ad esempio, le lettere corsie "n" e "u" vengono spesso scambiate l'una per l'altra. Se l'utente ha già inserito la parola parziale "arg", potrebbe continuare con tratti che possono essere riconosciuti come "ument" o "nment". Specificare il pre-contesto "arg" risolve l'ambiguità, poiché la parola "argomento" è più probabile di "argomento".

Il pre-contesto può anche aiutare il riconoscimento a identificare le interruzioni di parola, ovvero gli spazi tra le parole. Puoi digitare uno spazio ma non riesci a disegnarne uno, quindi come fa un riconoscimento a determinare quando termina una parola e inizia la successiva? Se l'utente ha già scritto "hello" e continua con la parola scritta "mondo", senza pre-contesto, il riconoscimento restituisce la stringa "mondo". Tuttavia, se specifichi il pre-contesto "hello", il modello restituirà la stringa "world", con uno spazio iniziale, poiché "hello world" ha più senso di "helloword".

Devi fornire la stringa di pre-contesto più lunga possibile, fino a 20 caratteri, spazi inclusi. Se la stringa è più lunga, il riconoscimento utilizza solo gli ultimi 20 caratteri.

L'esempio di codice riportato di seguito mostra come definire un'area di scrittura e utilizzare un oggetto RecognitionContext per specificare il pre-contesto.

Swift

let ink: Ink = ...;
let recognizer: DigitalInkRecognizer =  ...;
let preContext: String = ...;
let writingArea = WritingArea.init(width: ..., height: ...);

let context: DigitalInkRecognitionContext.init(
    preContext: preContext,
    writingArea: writingArea);

recognizer.recognizeHandwriting(
  from: ink,
  context: context,
  completion: {
    (result: DigitalInkRecognitionResult?, error: Error?) in
    if let result = result, let candidate = result.candidates.first {
      NSLog("Recognized \(candidate.text)")
    } else {
      NSLog("Recognition error \(error)")
    }
  })

Objective-C

MLKInk *ink = ...;
MLKDigitalInkRecognizer *recognizer = ...;
NSString *preContext = ...;
MLKWritingArea *writingArea = [MLKWritingArea initWithWidth:...
                                              height:...];

MLKDigitalInkRecognitionContext *context = [MLKDigitalInkRecognitionContext
       initWithPreContext:preContext
       writingArea:writingArea];

[recognizer recognizeHandwritingFromInk:ink
            context:context
            completion:^(MLKDigitalInkRecognitionResult
                         *_Nullable result, NSError *_Nullable error) {
                               NSLog(@"Recognition result %@",
                                     result.candidates[0].text);
                         }];

Ordinazione tratto

La precisione del riconoscimento dipende dall'ordine dei tratti. I responsabili del riconoscimento si aspettano che i tratti siano nell'ordine in cui le persone scrivono, ad esempio da sinistra a destra per l'inglese. Qualsiasi caso che si discosti da questo schema, come scrivere una frase in inglese che inizia con l'ultima parola, dà risultati meno precisi.

Un altro esempio è quando una parola al centro di un Ink viene rimossa e sostituita con un'altra parola. La revisione probabilmente si trova nel mezzo di una frase, ma i tratti per la revisione sono alla fine della sequenza. In questo caso, consigliamo di inviare la parola appena scritta separatamente all'API e di unire il risultato con i riconoscimenti precedenti utilizzando la tua logica.

Gestire forme ambigue

Esistono casi in cui il significato della forma fornita al riconoscimento è ambiguo. Ad esempio, un rettangolo con bordi molto arrotondati può essere visto come un rettangolo o un'ellisse.

Questi casi non chiari possono essere gestiti utilizzando i punteggi di riconoscimento, se disponibili. Solo i classificatori di forma forniscono punteggi. Se il modello è molto sicuro, il punteggio del miglior risultato sarà di gran lunga migliore del secondo migliore. In caso di incertezza, i punteggi dei due risultati principali saranno vicini. Inoltre, tieni presente che i classificatori di forme interpretano l'intero Ink come una singola forma. Ad esempio, se Ink contiene un rettangolo e un'ellisse uno accanto all'altro, il riconoscimento potrebbe restituire l'una o l'altra (o qualcosa di completamente diverso) come risultato, poiché un singolo candidato al riconoscimento non può rappresentare due forme.