Gắn nhãn hình ảnh bằng Bộ công cụ học máy trên Android

Bạn có thể dùng Bộ công cụ học máy để gắn nhãn các đối tượng nhận dạng được trong hình ảnh. Mô hình mặc định đi kèm với Bộ công cụ học máy hỗ trợ hơn 400 nhãn khác nhau.

API này được cung cấp bằng cách sử dụng một thư viện chưa theo gói mà bạn phải tải xuống trước khi sử dụng hoặc một thư viện đi kèm giúp tăng kích thước ứng dụng. Hãy xem hướng dẫn này để biết thêm thông tin về sự khác biệt giữa 2 tuỳ chọn cài đặt này.

Tính năng	Không nhóm	Gộp chung
Triển khai	Mô hình được tải xuống một cách linh động thông qua Dịch vụ Google Play.	Mô hình được liên kết tĩnh với mô hình tại thời điểm xây dựng.
Kích thước ứng dụng	Tăng kích thước khoảng 200 KB.	Tăng kích thước khoảng 5,7 MB.
Thời gian khởi chạy	Có thể phải đợi mô hình tải xuống trước khi sử dụng lần đầu.	Mô hình có sẵn ngay lập tức

Dùng thử

• Hãy thử ứng dụng mẫu để xem ví dụ về cách sử dụng API này.

Trước khi bắt đầu

API này yêu cầu API Android cấp 21 trở lên. Đảm bảo rằng tệp bản dựng của ứng dụng sử dụng giá trị minSdkVersion từ 21 trở lên.

1. Trong tệp build.gradle cấp dự án, hãy nhớ đưa kho lưu trữ Maven của Google vào cả hai mục buildscript và allprojects.

2. Thêm các phần phụ thuộc của thư viện Android Bộ công cụ học máy vào tệp gradle cấp ứng dụng của mô-đun (thường là app/build.gradle). Chọn một trong các phần phụ thuộc sau đây tuỳ theo nhu cầu của bạn:

   Để nhóm mô hình với ứng dụng của bạn:

   dependencies {
     // ...
     // Use this dependency to bundle the model with your app
     implementation 'com.google.mlkit:image-labeling:17.0.8'
   }
   

   Cách sử dụng mô hình này trong Dịch vụ Google Play:

   dependencies {
     // ...
     // Use this dependency to use the dynamically downloaded model in Google Play Services
     implementation 'com.google.android.gms:play-services-mlkit-image-labeling:16.0.8'
   }
   

3. Nếu chọn sử dụng mô hình này trong Dịch vụ Google Play, bạn có thể định cấu hình ứng dụng để tự động tải mô hình xuống thiết bị sau khi cài đặt ứng dụng qua Cửa hàng Play. Để làm như vậy, hãy thêm nội dung khai báo sau vào tệp AndroidManifest.xml của ứng dụng:

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

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

   Nếu bạn không cho phép tải mô hình xuống tại thời điểm cài đặt hoặc yêu cầu tải xuống rõ ràng, thì mô hình sẽ được tải xuống trong lần đầu tiên bạn chạy trình gắn nhãn. Các yêu cầu bạn đưa ra trước khi tải xuống hoàn tất sẽ không có kết quả.

Bây giờ, bạn đã sẵn sàng để gắn nhãn cho hình ảnh.

1. Chuẩn bị hình ảnh đầu vào

Tạo một đối tượng InputImage từ hình ảnh của bạn. Công cụ gắn nhãn hình ảnh chạy nhanh nhất khi bạn sử dụng Bitmap hoặc nếu sử dụng API camera2, bạn nên dùng media.Image YUV_420_888 khi có thể.

Bạn có thể tạo đối tượng InputImage từ nhiều nguồn, mỗi nguồn được giải thích ở bên dưới.

Sử dụng media.Image

Để tạo đối tượng InputImage từ đối tượng media.Image, chẳng hạn như khi bạn chụp ảnh từ máy ảnh của thiết bị, hãy truyền đối tượng media.Image và chế độ xoay của hình ảnh đến InputImage.fromMediaImage().

Nếu bạn sử dụng thư viện CameraX, thì các lớp OnImageCapturedListener và ImageAnalysis.Analyzer sẽ tính 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 cho biết độ xoay của hình ảnh, bạn có thể tính độ xoay của hình ảnh dựa trên độ xoay của thiết bị và hướng của cảm biến máy ảnh 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 đến InputImage.fromMediaImage():

Kotlin

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

Java

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

Sử dụng URI tệp

Để tạo đối tượng InputImage từ 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 hình 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

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

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

Để tạo đối tượng 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. Định cấu hình và chạy công cụ gắn nhãn hình ảnh

Để gắn nhãn cho các đối tượng trong một hình ảnh, hãy truyền đối tượng InputImage vào phương thức process của ImageLabeler.

1. Trước tiên, hãy lấy một thực thể của ImageLabeler.

   Nếu bạn muốn sử dụng trình gắn nhãn hình ảnh trên thiết bị, hãy khai báo sau:

Kotlin

// To use default options:
val labeler = ImageLabeling.getClient(ImageLabelerOptions.DEFAULT_OPTIONS)

// Or, to set the minimum confidence required:
// val options = ImageLabelerOptions.Builder()
//     .setConfidenceThreshold(0.7f)
//     .build()
// val labeler = ImageLabeling.getClient(options)
ImageLabelingActivity.kt

Java

// To use default options:
ImageLabeler labeler = ImageLabeling.getClient(ImageLabelerOptions.DEFAULT_OPTIONS);

// Or, to set the minimum confidence required:
// ImageLabelerOptions options =
//     new ImageLabelerOptions.Builder()
//         .setConfidenceThreshold(0.7f)
//         .build();
// ImageLabeler labeler = ImageLabeling.getClient(options);
ImageLabelingActivity.java

1. Sau đó, hãy truyền hình ảnh đó vào phương thức process():

Kotlin

labeler.process(image)
        .addOnSuccessListener { labels ->
            // Task completed successfully
            // ...
        }
        .addOnFailureListener { e ->
            // Task failed with an exception
            // ...
        }
ImageLabelingActivity.kt

Java

labeler.process(image)
        .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener<List<ImageLabel>>() {
            @Override
            public void onSuccess(List<ImageLabel> labels) {
                // Task completed successfully
                // ...
            }
        })
        .addOnFailureListener(new OnFailureListener() {
            @Override
            public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                // Task failed with an exception
                // ...
            }
        });
ImageLabelingActivity.java

Lưu ý: Nếu bạn đang sử dụng API CameraX, hãy nhớ đóng ImageProxy khi sử dụng xong, ví dụ: bằng cách thêm OnCompleteListener vào Task được trả về từ phương thức process. Hãy xem lớp VisionProcessorBase trong ứng dụng mẫu khởi động nhanh để biết ví dụ.

3. Nhận thông tin về đối tượng được gắn nhãn

Nếu thao tác gắn nhãn hình ảnh thành công, danh sách đối tượng ImageLabel sẽ được chuyển đến trình nghe thành công. Mỗi đối tượng ImageLabel đại diện cho một nội dung nào đó đã được gắn nhãn trong hình ảnh. Mô hình cơ sở hỗ trợ hơn 400 nhãn khác nhau. Bạn có thể xem nội dung mô tả văn bản của từng nhãn, chỉ mục trong số tất cả các nhãn mà mô hình hỗ trợ và điểm tin cậy của kết quả trùng khớp. Ví dụ:

Kotlin

for (label in labels) {
    val text = label.text
    val confidence = label.confidence
    val index = label.index
}
ImageLabelingActivity.kt

Java

for (ImageLabel label : labels) {
    String text = label.getText();
    float confidence = label.getConfidence();
    int index = label.getIndex();
}
ImageLabelingActivity.java

Mẹo cải thiện hiệu suất theo thời gian thực

Nếu bạn muốn gắn nhãn cho hình ảnh trong một ứng dụng theo thời gian thực, hãy làm theo các nguyên tắc sau để đạt được tốc độ khung hình tốt nhất:

• Nếu bạn sử dụng API Camera hoặc camera2, hãy điều tiết các lệnh gọi đến trình gắn nhãn hình ảnh. Nếu có một khung video mới trong khi trình gắn nhãn hình ảnh đang chạy, hãy bỏ khung đó. Hãy xem lớp VisionProcessorBase trong ứng dụng mẫu khởi động nhanh để biết ví dụ.
• Nếu bạn sử dụng API CameraX, hãy đảm bảo rằng chiến lược áp lực ngược được đặt về giá trị mặc định ImageAnalysis.STRATEGY_KEEP_ONLY_LATEST. Việc này giúp đảm bảo mỗi lần hệ thống chỉ gửi một hình ảnh để phân tích. Nếu trình phân tích bận, nếu có nhiều hình ảnh khác được tạo, thì các hình ảnh đó sẽ tự động bị loại bỏ và không được đưa vào hàng đợi phân phối. Sau khi hình ảnh đang được phân tích được đóng bằng cách gọi ImageProxy.close(), hình ảnh mới nhất tiếp theo sẽ được phân phối.
• Nếu bạn sử dụng kết quả của công cụ gắn nhãn hình ảnh để phủ đồ hoạ lên hình ảnh đầu vào, trước tiên hãy lấy kết quả từ Bộ công cụ học máy, sau đó kết xuất hình ảnh và lớp phủ chỉ trong một bước duy nhất. Thao tác này chỉ hiển thị trên bề mặt màn hình một lần cho mỗi khung đầu vào. Hãy xem các lớp CameraSourcePreview và GraphicOverlay trong ứng dụng mẫu khởi động nhanh để tham khảo ví dụ.
• Nếu bạn sử dụng API Camera2, hãy chụp ảnh ở định dạng ImageFormat.YUV_420_888. Nếu bạn sử dụng API Máy ảnh cũ, hãy chụp ảnh ở định dạng ImageFormat.NV21.