تصنيف الصور باستخدام نموذج تم تدريبه على AutoML على Android

بعد تدريب باستخدام AutoML Vision Edge، يمكنك استخدامه في تطبيقك لتصنيف الصور.

قبل البدء

  1. إذا لم تكن قد فعلت ذلك بالفعل، إضافة Firebase إلى مشروع Android
  2. إضافة الموارد التابعة لمكتبات ML Kit على Android إلى الوحدة (على مستوى التطبيق) ملف Gradle (عادةً app/build.gradle): 
    apply plugin: 'com.android.application'
apply plugin: 'com.google.gms.google-services'

dependencies {
  // ...

  implementation 'com.google.firebase:firebase-ml-vision:24.0.3'
  implementation 'com.google.firebase:firebase-ml-vision-automl:18.0.5'
}

1- تحميل النموذج

تشغّل مجموعة أدوات تعلُّم الآلة النماذج التي يتم إنشاؤها تلقائيًا باستخدام تعلُّم الآلة على الجهاز. ومع ذلك، يمكنك يمكنك ضبط أداة تعلُّم الآلة لتحميل نموذجك عن بُعد من Firebase أو أو كليهما معًا.

ويمكنك تعديل النموذج بدون طرحه من خلال استضافة النموذج على Firebase. إصدارًا جديدًا من التطبيق، ويمكنك استخدام ميزتَي "الإعداد عن بُعد" و"اختبار A/B" من أجل تعرض نماذج مختلفة ديناميكيًا لمجموعات مختلفة من المستخدمين.

إذا اخترت توفير النموذج من خلال استضافته باستخدام Firebase فقط، وليس حزمة التطبيق مع التطبيق، يمكنك تقليل حجم التنزيل الأولي لتطبيقك. ومع ذلك، يُرجى الأخذ في الاعتبار أنه إذا لم يتم إدراج النموذج مع تطبيقك، لن تتوفّر الوظائف المتعلّقة بالطراز إلى أن ينزِّل تطبيقك لأول مرة.

يمكنك ضمان ميزات تعلُّم الآلة في تطبيقك من خلال دمج نموذجك مع تطبيقك. لا يزال يعمل في حال عدم توفُّر النموذج المستضاف على Firebase.

ضبط مصدر نموذج مستضاف على Firebase

لاستخدام النموذج المستضاف عن بُعد، أنشئ كائن FirebaseAutoMLRemoteModel، لتحديد الاسم الذي عينته للنموذج عند نشره:

Java 

// Specify the name you assigned in the Firebase console.
FirebaseAutoMLRemoteModel remoteModel =
    new FirebaseAutoMLRemoteModel.Builder("your_remote_model").build();

Kotlin+KTX 

// Specify the name you assigned in the Firebase console.
val remoteModel = FirebaseAutoMLRemoteModel.Builder("your_remote_model").build()

بعد ذلك، ابدأ مهمة تنزيل النموذج، مع تحديد الشروط التي الذي تريد السماح بتنزيله إذا لم يكن الطراز موجودًا على الجهاز، أو إذا كان طرازًا أحدث إتاحة إصدار معين من النموذج، فإن المهمة ستنزّل بشكل غير متزامن النموذج من Firebase:

Java 

FirebaseModelDownloadConditions conditions = new FirebaseModelDownloadConditions.Builder()
        .requireWifi()
        .build();
FirebaseModelManager.getInstance().download(remoteModel, conditions)
        .addOnCompleteListener(new OnCompleteListener<Void>() {
            @Override
            public void onComplete(@NonNull Task<Void> task) {
                // Success.
            }
        });

Kotlin+KTX 

val conditions = FirebaseModelDownloadConditions.Builder()
    .requireWifi()
    .build()
FirebaseModelManager.getInstance().download(remoteModel, conditions)
    .addOnCompleteListener {
        // Success.
    }

تبدأ العديد من التطبيقات مهمة التنزيل في رمز التهيئة الخاص بها، ولكن يمكنك القيام بذلك في أي وقت قبل أن تحتاج إلى استخدام النموذج.

إعداد مصدر نموذج محلي

لدمج النموذج مع تطبيقك:

  1. يمكنك استخراج النموذج وبياناته الوصفية من أرشيف ZIP الذي نزّلته. من وحدة تحكُّم Firebase. ننصحك باستخدام الملفات أثناء تنزيلها. بدون تعديل (بما في ذلك أسماء الملفات).

  2. أدرج النموذج وملفات البيانات الوصفية الخاصة به في حزمة التطبيق:

    1. إذا لم يكن لديك مجلد مواد عرض في مشروعك، أنشئ واحدًا تلو الآخر النقر بزر الماوس الأيمن على المجلد app/، ثم النقر على جديد > مجلد > مجلد مواد العرض:
    2. أنشِئ مجلدًا فرعيًا ضمن مجلد "مواد العرض" يحتوي على النموذج. الملفات.
    3. انسخ الملفات model.tflite وdict.txt و manifest.json إلى المجلد الفرعي (يجب أن تكون جميع الملفات الثلاثة في المجلد نفسه).
  3. أضِف ما يلي إلى ملف build.gradle لتطبيقك للتأكّد من ذلك. لا تضغط Gradle ملف النموذج عند إنشاء التطبيق: 
    android {
    // ...
    aaptOptions {
        noCompress "tflite"
    }
}
    سيتم تضمين ملف النموذج في حزمة التطبيق وسيكون متاحًا في حزمة تعلّم الآلة. كمادة عرض أولية

  4. إنشاء عنصر FirebaseAutoMLLocalModel، لتحديد المسار إلى بيان النموذج الملف:

    Java 

    FirebaseAutoMLLocalModel localModel = new FirebaseAutoMLLocalModel.Builder()
        .setAssetFilePath("manifest.json")
        .build();

    Kotlin+KTX 

    val localModel = FirebaseAutoMLLocalModel.Builder()
        .setAssetFilePath("manifest.json")
        .build()

إنشاء مصنِّف للصور من نموذجك

بعد ضبط مصادر النماذج، يمكنك إنشاء FirebaseVisionImageLabeler. كائن من إحداهما.

وإذا كان لديك نموذج مجمّع محليًا فقط، ما عليك سوى إنشاء مصنِّف من عنصر "FirebaseAutoMLLocalModel" وضبط الحد الأدنى لنتيجة الثقة التي تريد طلبها (راجع تقييم النموذج):

Java 

FirebaseVisionImageLabeler labeler;
try {
    FirebaseVisionOnDeviceAutoMLImageLabelerOptions options =
            new FirebaseVisionOnDeviceAutoMLImageLabelerOptions.Builder(localModel)
                    .setConfidenceThreshold(0.0f)  // Evaluate your model in the Firebase console
                                                   // to determine an appropriate value.
                    .build();
    labeler = FirebaseVision.getInstance().getOnDeviceAutoMLImageLabeler(options);
} catch (FirebaseMLException e) {
    // ...
}

Kotlin+KTX 

val options = FirebaseVisionOnDeviceAutoMLImageLabelerOptions.Builder(localModel)
    .setConfidenceThreshold(0)  // Evaluate your model in the Firebase console
                                // to determine an appropriate value.
    .build()
val labeler = FirebaseVision.getInstance().getOnDeviceAutoMLImageLabeler(options)

فإذا كان لديك نموذج مستضاف عن بُعد، فعليك التحقق من أنه تم تنزيله قبل تشغيله. يمكنك التحقّق من حالة تنزيل النموذج باستخدام طريقة isModelDownloaded() لمدير النموذج.

وما عليك سوى تأكيد هذا قبل تشغيل المُصنِّف، إذا لكل من نموذج مُستضاف عن بُعد ونموذج مُجمع محليًا، فقد تجعل إجراء هذا الفحص عند إنشاء مثيل مصنف الصور: إنشاء من النموذج البعيد إذا تم تنزيله، ومن النموذج المحلي نموذج بخلاف ذلك.

Java 

FirebaseModelManager.getInstance().isModelDownloaded(remoteModel)
        .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener<Boolean>() {
            @Override
            public void onSuccess(Boolean isDownloaded) {
                FirebaseVisionOnDeviceAutoMLImageLabelerOptions.Builder optionsBuilder;
                if (isDownloaded) {
                    optionsBuilder = new FirebaseVisionOnDeviceAutoMLImageLabelerOptions.Builder(remoteModel);
                } else {
                    optionsBuilder = new FirebaseVisionOnDeviceAutoMLImageLabelerOptions.Builder(localModel);
                }
                FirebaseVisionOnDeviceAutoMLImageLabelerOptions options = optionsBuilder
                        .setConfidenceThreshold(0.0f)  // Evaluate your model in the Firebase console
                                                       // to determine an appropriate threshold.
                        .build();

                FirebaseVisionImageLabeler labeler;
                try {
                    labeler = FirebaseVision.getInstance().getOnDeviceAutoMLImageLabeler(options);
                } catch (FirebaseMLException e) {
                    // Error.
                }
            }
        });

Kotlin+KTX 

FirebaseModelManager.getInstance().isModelDownloaded(remoteModel)
    .addOnSuccessListener { isDownloaded -> 
    val optionsBuilder =
        if (isDownloaded) {
            FirebaseVisionOnDeviceAutoMLImageLabelerOptions.Builder(remoteModel)
        } else {
            FirebaseVisionOnDeviceAutoMLImageLabelerOptions.Builder(localModel)
        }
    // Evaluate your model in the Firebase console to determine an appropriate threshold.
    val options = optionsBuilder.setConfidenceThreshold(0.0f).build()
    val labeler = FirebaseVision.getInstance().getOnDeviceAutoMLImageLabeler(options)
}

وإذا كان لديك نموذج مستضاف عن بُعد فقط، يجب إيقاف النموذج المرتبط بالنموذج وظائف - على سبيل المثال، الاستخدام الرمادي أو إخفاء جزء من واجهة المستخدم - حتى التأكد من تنزيل النموذج. يمكنك إجراء ذلك من خلال إرفاق مستمع إلى طريقة download() لمدير النموذج:

Java 

FirebaseModelManager.getInstance().download(remoteModel, conditions)
        .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener<Void>() {
            @Override
            public void onSuccess(Void v) {
              // Download complete. Depending on your app, you could enable
              // the ML feature, or switch from the local model to the remote
              // model, etc.
            }
        });

Kotlin+KTX 

FirebaseModelManager.getInstance().download(remoteModel, conditions)
    .addOnCompleteListener {
        // Download complete. Depending on your app, you could enable the ML
        // feature, or switch from the local model to the remote model, etc.
    }

2- تحضير صورة الإدخال

بعد ذلك، أنشِئ كائن FirebaseVisionImage لكل صورة تريد تصنيفها. باستخدام أحد الخيارات الموضحة في هذا القسم وتمريره إلى مثيل FirebaseVisionImageLabeler (الموضّحة في القسم التالي).

يمكنك إنشاء كائن FirebaseVisionImage من كائن media.Image، على الجهاز أو مصفوفة بايت أو كائن Bitmap:

  • لإنشاء عنصر FirebaseVisionImage من كائن media.Image، مثل عند التقاط صورة من كاميرا الجهاز، يُرجى تمرير كائن media.Image تدوير إلى FirebaseVisionImage.fromMediaImage().

    إذا كنت تستخدم ومكتبة CameraX، وOnImageCapturedListener تحتسب صفوف ImageAnalysis.Analyzer قيمة عرض الإعلانات بالتناوب. لك، لذا ما عليك سوى تحويل الدوران إلى إحدى أدوات تعلّم الآلة ROTATION_ ثابت قبل إجراء الطلب FirebaseVisionImage.fromMediaImage():

    Java

    private class YourAnalyzer implements ImageAnalysis.Analyzer {

    private int degreesToFirebaseRotation(int degrees) {
        switch (degrees) {
            case 0:
                return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0;
            case 90:
                return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90;
            case 180:
                return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180;
            case 270:
                return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270;
            default:
                throw new IllegalArgumentException(
                        "Rotation must be 0, 90, 180, or 270.");
        }
    }

    @Override
    public void analyze(ImageProxy imageProxy, int degrees) {
        if (imageProxy == null || imageProxy.getImage() == null) {
            return;
        }
        Image mediaImage = imageProxy.getImage();
        int rotation = degreesToFirebaseRotation(degrees);
        FirebaseVisionImage image =
                FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation);
        // Pass image to an ML Kit Vision API
        // ...
    }
}

    Kotlin+KTX

    private class YourImageAnalyzer : ImageAnalysis.Analyzer {
    private fun degreesToFirebaseRotation(degrees: Int): Int = when(degrees) {
        0 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0
        90 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90
        180 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180
        270 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270
        else -> throw Exception("Rotation must be 0, 90, 180, or 270.")
    }

    override fun analyze(imageProxy: ImageProxy?, degrees: Int) {
        val mediaImage = imageProxy?.image
        val imageRotation = degreesToFirebaseRotation(degrees)
        if (mediaImage != null) {
            val image = FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, imageRotation)
            // Pass image to an ML Kit Vision API
            // ...
        }
    }
}

    إذا لم تكن تستخدم مكتبة كاميرا تمنحك تدوير الصورة، يمكنك من دوران الجهاز واتجاه الكاميرا جهاز الاستشعار في الجهاز:

    Java

    private static final SparseIntArray ORIENTATIONS = new SparseIntArray();
static {
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_0, 90);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_90, 0);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_180, 270);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_270, 180);
}

/**
 * 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, Context context)
        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);

    // On most devices, the sensor orientation is 90 degrees, but for some
    // devices it is 270 degrees. For devices with a sensor orientation of
    // 270, rotate the image an additional 180 ((270 + 270) % 360) degrees.
    CameraManager cameraManager = (CameraManager) context.getSystemService(CAMERA_SERVICE);
    int sensorOrientation = cameraManager
            .getCameraCharacteristics(cameraId)
            .get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION);
    rotationCompensation = (rotationCompensation + sensorOrientation + 270) % 360;

    // Return the corresponding FirebaseVisionImageMetadata rotation value.
    int result;
    switch (rotationCompensation) {
        case 0:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0;
            break;
        case 90:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90;
            break;
        case 180:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180;
            break;
        case 270:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270;
            break;
        default:
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0;
            Log.e(TAG, "Bad rotation value: " + rotationCompensation);
    }
    return result;
}
    VisionImage.java

    Kotlin+KTX

    private val ORIENTATIONS = SparseIntArray()

init {
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_0, 90)
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_90, 0)
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_180, 270)
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_270, 180)
}
/**
 * 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, context: Context): 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)

    // On most devices, the sensor orientation is 90 degrees, but for some
    // devices it is 270 degrees. For devices with a sensor orientation of
    // 270, rotate the image an additional 180 ((270 + 270) % 360) degrees.
    val cameraManager = context.getSystemService(CAMERA_SERVICE) as CameraManager
    val sensorOrientation = cameraManager
            .getCameraCharacteristics(cameraId)
            .get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION)!!
    rotationCompensation = (rotationCompensation + sensorOrientation + 270) % 360

    // Return the corresponding FirebaseVisionImageMetadata rotation value.
    val result: Int
    when (rotationCompensation) {
        0 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0
        90 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90
        180 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180
        270 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270
        else -> {
            result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0
            Log.e(TAG, "Bad rotation value: $rotationCompensation")
        }
    }
    return result
}
    VisionImage.kt

    بعد ذلك، مرِّر الكائن media.Image قيمة التدوير إلى FirebaseVisionImage.fromMediaImage():

    Java

    FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation);
    VisionImage.java

    Kotlin+KTX

    val image = FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation)
    VisionImage.kt
  • لإنشاء كائن FirebaseVisionImage من معرّف موارد منتظم (URI) لملف، مرِّر سياق التطبيق ومعرّف الموارد المنتظم (URI) للملف FirebaseVisionImage.fromFilePath() يكون ذلك مفيدًا عندما يجب استخدام هدف ACTION_GET_CONTENT لتطلب من المستخدم الاختيار. صورة من تطبيق المعرض الخاص به.

    Java

    FirebaseVisionImage image;
try {
    image = FirebaseVisionImage.fromFilePath(context, uri);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}
    VisionImage.java

    Kotlin+KTX

    val image: FirebaseVisionImage
try {
    image = FirebaseVisionImage.fromFilePath(context, uri)
} catch (e: IOException) {
    e.printStackTrace()
}
    VisionImage.kt
  • لإنشاء عنصر FirebaseVisionImage من ByteBuffer أو صفيف بايت، احسب الصورة أولاً تدوير كما هو موضح أعلاه لإدخال media.Image.

    بعد ذلك، يمكنك إنشاء كائن FirebaseVisionImageMetadata يتضمن ارتفاع الصورة وعرضها وتنسيق ترميز الألوان لها وتدوير:

    Java

    FirebaseVisionImageMetadata metadata = new FirebaseVisionImageMetadata.Builder()
        .setWidth(480)   // 480x360 is typically sufficient for
        .setHeight(360)  // image recognition
        .setFormat(FirebaseVisionImageMetadata.IMAGE_FORMAT_NV21)
        .setRotation(rotation)
        .build();
    VisionImage.java

    Kotlin+KTX

    val metadata = FirebaseVisionImageMetadata.Builder()
        .setWidth(480) // 480x360 is typically sufficient for
        .setHeight(360) // image recognition
        .setFormat(FirebaseVisionImageMetadata.IMAGE_FORMAT_NV21)
        .setRotation(rotation)
        .build()
    VisionImage.kt

    استخدم المخزن المؤقت أو الصفيفة وكائن البيانات الوصفية لإنشاء كائن FirebaseVisionImage:

    Java

    FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromByteBuffer(buffer, metadata);
// Or: FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromByteArray(byteArray, metadata);
    VisionImage.java

    Kotlin+KTX

    val image = FirebaseVisionImage.fromByteBuffer(buffer, metadata)
// Or: val image = FirebaseVisionImage.fromByteArray(byteArray, metadata)
    VisionImage.kt
  • لإنشاء عنصر FirebaseVisionImage من كائن Bitmap:

    Java

    FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromBitmap(bitmap);
    VisionImage.java

    Kotlin+KTX

    val image = FirebaseVisionImage.fromBitmap(bitmap)
    VisionImage.kt
    يجب أن تكون الصورة التي يمثّلها الكائن Bitmap مستقيمًا، دون الحاجة إلى دوران إضافي.

3- تشغيل أداة تصنيف الصور

لتصنيف العناصر في صورة، مرِّر كائن FirebaseVisionImage إلى طريقة processImage() لـ FirebaseVisionImageLabeler.

Java 

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

Kotlin+KTX 

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

في حال نجاح تصنيف الصور، مصفوفة من FirebaseVisionImageLabel عنصر يتم تمريرها إلى المستمع الناجح. من كل كائن، يمكنك الحصول على معلومات حول ميزة تم التعرف عليها في الصورة.

على سبيل المثال:

Java 

for (FirebaseVisionImageLabel label: labels) {
    String text = label.getText();
    float confidence = label.getConfidence();
}

Kotlin+KTX 

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

نصائح لتحسين الأداء في الوقت الفعلي

  • تقييد المكالمات الواردة إلى أداة الرصد. إذا أصبح إطار فيديو جديد المتاح أثناء تشغيل أداة الكشف، أفلِت الإطار.
  • إذا كنت تستخدم ناتج أداة الكشف لتراكب الرسومات على الصورة المدخلة، والحصول أولاً على النتيجة من ML Kit، ثم عرض الصورة وتراكبها في خطوة واحدة. ومن خلال القيام بذلك، يمكنك العرض على سطح الشاشة مرة واحدة فقط لكل إطار إدخال

  • في حال استخدام واجهة برمجة التطبيقات Camera2 API، يمكنك التقاط الصور في تنسيق ImageFormat.YUV_420_888

    إذا كنت تستخدم واجهة برمجة التطبيقات للكاميرا القديمة، يمكنك التقاط الصور في تنسيق ImageFormat.NV21