Reconnaissance de l'encre numérique avec ML Kit sur iOS

La reconnaissance d'encre numérique de ML Kit vous permet de reconnaître du texte manuscrit à la main sur une surface numérique dans des centaines de langues et de classer des croquis.

Essayer

Avant de commencer

  1. Incluez les bibliothèques ML Kit suivantes dans votre Podfile:

    pod 'GoogleMLKit/DigitalInkRecognition', '3.2.0'
    
    
  2. Après avoir installé ou mis à jour les pods de votre projet, ouvrez votre projet Xcode à l'aide de son fichier .xcworkspace. ML Kit est compatible avec Xcode 13.2.1 ou version ultérieure.

Vous êtes maintenant prêt à reconnaître du texte dans les objets Ink.

Créer un objet Ink

La principale méthode pour créer un objet Ink consiste à le dessiner sur un écran tactile. Sous iOS, vous pouvez utiliser un UIImageView avec des gestionnaires d'événements tactiles qui dessinent les traits à l'écran et stockent également les points des traits pour créer l'objet Ink. Ce schéma général est illustré dans l'extrait de code suivant. Consultez l'application de démarrage rapide pour obtenir un exemple plus complet, qui distingue la gestion des événements tactiles, le dessin d'écran et la gestion des données de trait.

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];
}

Notez que l'extrait de code inclut un exemple de fonction permettant de dessiner le trait dans l'UIImageView, qui doit être adaptée si nécessaire pour votre application. Nous vous recommandons d'utiliser des majuscules arrondies lorsque vous dessinez les segments de ligne de sorte que les segments de longueur nulle soient dessinés sous la forme d'un point (pensez au point d'une lettre minuscule i). La fonction doRecognition() est appelée après l'écriture de chaque trait. Elle est définie ci-dessous.

Obtenir une instance de DigitalInkRecognizer

Pour effectuer la reconnaissance, nous devons transmettre l'objet Ink à une instance DigitalInkRecognizer. Pour obtenir l'instance DigitalInkRecognizer, nous devons d'abord télécharger le modèle de reconnaissance pour la langue souhaitée, puis charger le modèle dans la RAM. Pour ce faire, vous pouvez utiliser l'extrait de code suivant, qui, pour plus de simplicité, est placé dans la méthode viewDidLoad() et utilise un nom de langage codé en dur. Consultez l'application de démarrage rapide pour découvrir comment afficher la liste des langues disponibles et télécharger la langue sélectionnée.

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];
}

Les applications de démarrage rapide incluent du code supplémentaire qui montre comment gérer plusieurs téléchargements en même temps et comment identifier le téléchargement qui a réussi en gérant les notifications d'achèvement.

Reconnaître un objet Ink

Nous arrivons ensuite à la fonction doRecognition(), qui, par souci de simplicité, est appelée à partir de touchesEnded(). Dans d'autres applications, il peut être utile d'appeler la reconnaissance uniquement après un délai d'inactivité ou lorsque l'utilisateur appuie sur un bouton pour déclencher la reconnaissance.

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];
  }];
}

Gérer les téléchargements de modèles

Nous avons déjà vu comment télécharger un modèle de reconnaissance. Les extraits de code suivants montrent comment vérifier si un modèle a déjà été téléchargé ou comment supprimer un modèle lorsqu'il n'est plus nécessaire pour récupérer l'espace de stockage.

Vérifier si un modèle a déjà été téléchargé

Swift

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

Objective-C

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

Supprimer un modèle téléchargé

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.");
                                }];
}

Conseils pour améliorer la précision de la reconnaissance de texte

La précision de la reconnaissance de texte peut varier selon les langues. La précision dépend également du style d'écriture. Bien que la reconnaissance d'encre numérique soit entraînée à gérer de nombreux types de styles d'écriture, les résultats peuvent varier d'un utilisateur à l'autre.

Voici quelques conseils pour améliorer la précision d'un outil de reconnaissance de texte. Notez que ces techniques ne s'appliquent pas aux classificateurs de dessin pour les emoji, les dessins automatiques et les formes.

Zone d'écriture

De nombreuses applications disposent d'une zone d'écriture bien définie pour les entrées utilisateur. La signification d'un symbole est partiellement déterminée par sa taille par rapport à la taille de la zone d'écriture qui le contient. Par exemple, la différence entre une lettre majuscule ou minuscule "o" ou "c", et une virgule par rapport à une barre oblique.

Indiquer à l'outil de reconnaissance la largeur et la hauteur de la zone d'écriture peut améliorer la précision. Toutefois, l'outil de reconnaissance suppose que la zone d'écriture ne contient qu'une seule ligne de texte. Si la zone d'écriture physique est suffisamment grande pour permettre à l'utilisateur d'écrire deux lignes ou plus, vous pouvez obtenir de meilleurs résultats en transmettant une zone d'écriture avec une hauteur qui correspond à votre meilleure estimation de la hauteur d'une seule ligne de texte. L'objet WriteArea que vous transmettez à l'outil de reconnaissance ne doit pas nécessairement correspondre exactement à la zone d'écriture physique à l'écran. Modifier la hauteur d'WriteArea de cette manière fonctionne mieux dans certaines langues que dans d'autres.

Lorsque vous spécifiez la zone d'écriture, indiquez sa largeur et sa hauteur dans les mêmes unités que les coordonnées du trait. Les arguments de coordonnées x et y n'ont aucune exigence d'unité : l'API normalise toutes les unités. La seule chose qui importe est donc la taille et la position relatives des traits. Vous êtes libre de transmettre les coordonnées à l'échelle qui convient à votre système.

Pré-contexte

Le pré-contexte correspond au texte qui précède immédiatement les traits dans l'élément Ink que vous essayez de reconnaître. Vous pouvez aider l'outil de reconnaissance en lui donnant des informations sur le pré-contexte.

Par exemple, les lettres cursives "n" et "u" sont souvent confondues. Si l'utilisateur a déjà saisi le mot partiel "arg", il peut continuer avec des traits pouvant être reconnus comme "ument" ou "nment". La spécification de l'argument de pré-contexte "arg" résout l'ambiguïté, car le mot "argument" est plus probable que "argnment".

Le pré-contexte peut également aider l'outil de reconnaissance à identifier les coupures entre les mots, c'est-à-dire les espaces entre les mots. Vous pouvez saisir un espace, mais vous ne pouvez pas en dessiner un. Comment un outil de reconnaissance peut-il déterminer quand un mot se termine et quand le suivant commence ? Si l'utilisateur a déjà écrit "hello" et poursuit avec le mot "world", sans contexte préalable, l'outil de reconnaissance renvoie la chaîne "world". Toutefois, si vous spécifiez le pré-contexte "hello", le modèle renvoie la chaîne "world", avec un espace de début, car "hello world" est plus logique que "helloword".

Vous devez fournir la chaîne de pré-contexte la plus longue possible, jusqu'à 20 caractères, espaces compris. Si la chaîne est plus longue, le programme de reconnaissance n'utilise que les 20 derniers caractères.

L'exemple de code ci-dessous montre comment définir une zone d'écriture et utiliser un objet RecognitionContext pour spécifier le pré-contexte.

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);
                         }];

Ordre des traits

La précision de la reconnaissance dépend de l'ordre des traits. Les outils de reconnaissance s'attendent à ce que les traits se produisent dans l'ordre dans lequel les utilisateurs écrivent naturellement, par exemple de gauche à droite pour l'anglais. Les résultats sont moins précis si les cas diffèrent de ce modèle, par exemple lorsque vous écrivez une phrase en anglais en commençant par le dernier mot.

Autre exemple : un mot situé au milieu d'une Ink est supprimé et remplacé par un autre mot. La révision se trouve probablement au milieu d'une phrase, mais les traits de la révision se trouvent à la fin de la séquence des traits. Dans ce cas, nous vous recommandons d'envoyer séparément le mot nouvellement écrit à l'API et de fusionner le résultat avec les reconnaissances précédentes à l'aide de votre propre logique.

Gérer les formes ambiguës

Dans certains cas, la signification de la forme fournie à l'outil de reconnaissance est ambiguë. Par exemple, un rectangle aux bords très arrondis peut être considéré comme un rectangle ou comme une ellipse.

Ces cas peu clairs peuvent être traités à l'aide des scores de reconnaissance, lorsqu'ils sont disponibles. Seuls les classificateurs de formes fournissent des scores. Si le modèle est très confiant, le score du meilleur résultat sera nettement supérieur à celui du deuxième résultat. En cas d'incertitude, les scores des deux premiers résultats seront proches. Gardez également à l'esprit que les classificateurs de formes interprètent l'ensemble de la Ink comme une forme unique. Par exemple, si Ink contient un rectangle et une ellipse côte à côte, le programme de reconnaissance peut renvoyer l'un ou l'autre (ou quelque chose de complètement différent), car un candidat à la reconnaissance unique ne peut pas représenter deux formes.