Segmentation des selfies avec ML Kit sur iOS

ML Kit fournit un SDK optimisé pour la segmentation des selfies. Les éléments du segmentateur de selfies sont associés de manière statique à votre application au moment de la compilation. Cela augmentera la taille de votre application de 24 Mo maximum, et la latence de l'API peut varier de 7 ms à 12 ms environ, selon la taille de l'image d'entrée, comme mesuré sur l'iPhone X.

Essayer

Avant de commencer

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

    pod 'GoogleMLKit/SegmentationSelfie', '8.0.0'

  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.

1. Créer une instance de Segmenter

Pour effectuer une segmentation sur une image de selfie, commencez par créer une instance de Segmenter avec SelfieSegmenterOptions et, si vous le souhaitez, spécifiez les paramètres de segmentation.

Options de segmenter

Mode Segmenteur

Segmenter fonctionne selon deux modes. Assurez-vous de choisir celui qui correspond à votre cas d'utilisation.

STREAM_MODE (default)

Ce mode est conçu pour diffuser des images à partir d'une vidéo ou d'une caméra. Dans ce mode, le segmentateur exploite les résultats des images précédentes pour renvoyer des résultats de segmentation plus fluides.

SINGLE_IMAGE_MODE (default)

Ce mode est conçu pour les images uniques qui ne sont pas liées. Dans ce mode, le segmenter traite chaque image indépendamment, sans lissage des images.

Activer le masque de taille brute

Demande au segmentateur de renvoyer le masque de taille brute qui correspond à la taille de sortie du modèle.

La taille du masque brut (par exemple, 256 x 256) est généralement inférieure à la taille de l'image d'entrée.

Si vous ne spécifiez pas cette option, le segmenteur redimensionne le masque brut pour qu'il corresponde à la taille de l'image d'entrée. Envisagez d'utiliser cette option si vous souhaitez appliquer une logique de redimensionnement personnalisée ou si le redimensionnement n'est pas nécessaire pour votre cas d'utilisation.

Spécifiez les options du segmentateur :

Swift

let options = SelfieSegmenterOptions()
options.segmenterMode = .singleImage
options.shouldEnableRawSizeMask = true

Objective-C

MLKSelfieSegmenterOptions *options = [[MLKSelfieSegmenterOptions alloc] init];
options.segmenterMode = MLKSegmenterModeSingleImage;
options.shouldEnableRawSizeMask = YES;

Enfin, obtenez une instance de Segmenter. Transmettez les options que vous avez spécifiées :

Swift

let segmenter = Segmenter.segmenter(options: options)

Objective-C

MLKSegmenter *segmenter = [MLKSegmenter segmenterWithOptions:options];

2. Préparer l'image d'entrée

Pour segmenter les selfies, procédez comme suit pour chaque image ou frame de vidéo. Si vous avez activé le mode flux, vous devez créer des objets VisionImage à partir de CMSampleBuffer.

Créez un objet VisionImage à l'aide d'un UIImage ou d'un CMSampleBuffer.

Si vous utilisez un UIImage, procédez comme suit :

  • Créez un objet VisionImage avec UIImage. Veillez à spécifier le bon .orientation.

    Swift

    let image = VisionImage(image: UIImage)
visionImage.orientation = image.imageOrientation

    Objective-C

    MLKVisionImage *visionImage = [[MLKVisionImage alloc] initWithImage:image];
visionImage.orientation = image.imageOrientation;

Si vous utilisez un CMSampleBuffer, procédez comme suit :

  • Spécifiez l'orientation des données d'image contenues dans CMSampleBuffer.

    Pour obtenir l'orientation de l'image :

    Swift

    func imageOrientation(
  deviceOrientation: UIDeviceOrientation,
  cameraPosition: AVCaptureDevice.Position
) -> UIImage.Orientation {
  switch deviceOrientation {
  case .portrait:
    return cameraPosition == .front ? .leftMirrored : .right
  case .landscapeLeft:
    return cameraPosition == .front ? .downMirrored : .up
  case .portraitUpsideDown:
    return cameraPosition == .front ? .rightMirrored : .left
  case .landscapeRight:
    return cameraPosition == .front ? .upMirrored : .down
  case .faceDown, .faceUp, .unknown:
    return .up
  }
}

    Objective-C

    - (UIImageOrientation)
  imageOrientationFromDeviceOrientation:(UIDeviceOrientation)deviceOrientation
                         cameraPosition:(AVCaptureDevicePosition)cameraPosition {
  switch (deviceOrientation) {
    case UIDeviceOrientationPortrait:
      return cameraPosition == AVCaptureDevicePositionFront ? UIImageOrientationLeftMirrored
                                                            : UIImageOrientationRight;

    case UIDeviceOrientationLandscapeLeft:
      return cameraPosition == AVCaptureDevicePositionFront ? UIImageOrientationDownMirrored
                                                            : UIImageOrientationUp;
    case UIDeviceOrientationPortraitUpsideDown:
      return cameraPosition == AVCaptureDevicePositionFront ? UIImageOrientationRightMirrored
                                                            : UIImageOrientationLeft;
    case UIDeviceOrientationLandscapeRight:
      return cameraPosition == AVCaptureDevicePositionFront ? UIImageOrientationUpMirrored
                                                            : UIImageOrientationDown;
    case UIDeviceOrientationUnknown:
    case UIDeviceOrientationFaceUp:
    case UIDeviceOrientationFaceDown:
      return UIImageOrientationUp;
  }
}
  • Créez un objet VisionImage à l'aide de l'objet CMSampleBuffer et de l'orientation :

    Swift

    let image = VisionImage(buffer: sampleBuffer)
image.orientation = imageOrientation(
  deviceOrientation: UIDevice.current.orientation,
  cameraPosition: cameraPosition)

    Objective-C

     MLKVisionImage *image = [[MLKVisionImage alloc] initWithBuffer:sampleBuffer];
 image.orientation =
   [self imageOrientationFromDeviceOrientation:UIDevice.currentDevice.orientation
                                cameraPosition:cameraPosition];

3. Traiter l'image

Transmettez l'objet VisionImage à l'une des méthodes de traitement d'image de Segmenter. Vous pouvez utiliser la méthode asynchrone process(image:) ou la méthode synchrone results(in:).

Pour effectuer une segmentation sur un selfie de manière synchrone :

Swift

var mask: [SegmentationMask]
do {
  mask = try segmenter.results(in: image)
} catch let error {
  print("Failed to perform segmentation with error: \(error.localizedDescription).")
  return
}

// Success. Get a segmentation mask here.

Objective-C

NSError *error;
MLKSegmentationMask *mask =
    [segmenter resultsInImage:image error:&error];
if (error != nil) {
  // Error.
  return;
}

// Success. Get a segmentation mask here.

Pour effectuer une segmentation sur un selfie de manière asynchrone :

Swift

segmenter.process(image) { mask, error in
  guard error == nil else {
    // Error.
    return
  }
  // Success. Get a segmentation mask here.

Objective-C

[segmenter processImage:image
             completion:^(MLKSegmentationMask * _Nullable mask,
                          NSError * _Nullable error) {
               if (error != nil) {
                 // Error.
                 return;
               }
               // Success. Get a segmentation mask here.
             }];

4. Obtenir le masque de segmentation

Vous pouvez obtenir le résultat de la segmentation comme suit :

Swift

let maskWidth = CVPixelBufferGetWidth(mask.buffer)
let maskHeight = CVPixelBufferGetHeight(mask.buffer)

CVPixelBufferLockBaseAddress(mask.buffer, CVPixelBufferLockFlags.readOnly)
let maskBytesPerRow = CVPixelBufferGetBytesPerRow(mask.buffer)
var maskAddress =
    CVPixelBufferGetBaseAddress(mask.buffer)!.bindMemory(
        to: Float32.self, capacity: maskBytesPerRow * maskHeight)

for _ in 0...(maskHeight - 1) {
  for col in 0...(maskWidth - 1) {
    // Gets the confidence of the pixel in the mask being in the foreground.
    let foregroundConfidence: Float32 = maskAddress[col]
  }
  maskAddress += maskBytesPerRow / MemoryLayout<Float32>.size
}

Objective-C

size_t width = CVPixelBufferGetWidth(mask.buffer);
size_t height = CVPixelBufferGetHeight(mask.buffer);

CVPixelBufferLockBaseAddress(mask.buffer, kCVPixelBufferLock_ReadOnly);
size_t maskBytesPerRow = CVPixelBufferGetBytesPerRow(mask.buffer);
float *maskAddress = (float *)CVPixelBufferGetBaseAddress(mask.buffer);

for (int row = 0; row < height; ++row) {
  for (int col = 0; col < width; ++col) {
    // Gets the confidence of the pixel in the mask being in the foreground.
    float foregroundConfidence = maskAddress[col];
  }
  maskAddress += maskBytesPerRow / sizeof(float);
}

Pour obtenir un exemple complet d'utilisation des résultats de segmentation, consultez l'exemple de démarrage rapide de ML Kit.

Conseils pour améliorer les performances

La qualité des résultats dépend de la qualité de l'image d'entrée :

  • Pour que ML Kit obtienne un résultat de segmentation précis, l'image doit faire au moins 256 x 256 pixels.
  • Si vous effectuez une segmentation de selfie dans une application en temps réel, vous pouvez également prendre en compte les dimensions globales des images d'entrée. Les images de plus petite taille peuvent être traitées plus rapidement. Pour réduire la latence, capturez des images à des résolutions inférieures, mais gardez à l'esprit les exigences de résolution ci-dessus et assurez-vous que le sujet occupe la plus grande partie possible de l'image.
  • Une mauvaise mise au point de l'image peut également avoir un impact sur la précision. Si vous n'obtenez pas de résultats acceptables, demandez à l'utilisateur de reprendre la photo.

Si vous souhaitez utiliser la segmentation dans une application en temps réel, suivez ces consignes pour obtenir les meilleures fréquences d'images :

  • Utilisez le mode de segmentation stream.
  • Envisagez de capturer des images à une résolution inférieure. Toutefois, gardez également à l'esprit les exigences de cette API concernant les dimensions des images.
  • Pour traiter des images vidéo, utilisez l'API synchrone results(in:) du segmentateur. Appelez cette méthode à partir de la fonction captureOutput(_, didOutput:from:) de AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate pour obtenir de manière synchrone les résultats de l'image vidéo donnée. Conservez la valeur "true" pour alwaysDiscardsLateVideoFrames de AVCaptureVideoDataOutput afin de limiter les appels au segmenteur. Si une nouvelle image vidéo devient disponible pendant l'exécution du segmentateur, elle sera supprimée.
  • Si vous utilisez la sortie du segmentateur pour superposer des graphiques sur l'image d'entrée, commencez par obtenir le résultat de ML Kit, puis affichez l'image et la superposition en une seule étape. De cette façon, vous n'effectuez le rendu sur la surface d'affichage qu'une seule fois pour chaque image d'entrée traitée. Pour obtenir un exemple, consultez les classes previewOverlayView et CameraViewController dans l'exemple de démarrage rapide de ML Kit.