独自の Task API を作成する

ネイティブ API と同様に、API オブジェクトを構築するには、クライアントが 次のような情報を BaseTaskApi すべての Java Task API に対する JNI 処理を提供します。

• API I/O を決定する - これは通常、ネイティブ インターフェースを反映します。例: BertQuestionAnswerer は入力として (String context, String question) を受け取ります。 List<QaAnswer> を出力します。この実装では、プライベート ネイティブ 同様のシグネチャを持つ関数ですが、追加のパラメータ long nativeHandle（C++ から返されるポインタ）があります。

  class BertQuestionAnswerer extends BaseTaskApi {
    public List<QaAnswer> answer(String context, String question) {
      return answerNative(getNativeHandle(), context, question);
    }
  
    private static native List<QaAnswer> answerNative(
                                          long nativeHandle, // C++ pointer
                                          String context, String question // API I/O
                                         );
  
  }
  

• API のファクトリ関数を作成する - ネイティブ ファクトリもミラーリングされます。 例外として、Android ファクトリ関数も例外を渡して Context 必要ありません。この実装では、Terraform 内のユーティリティの 1 つが TaskJniUtils 対応する C++ API オブジェクトをビルドし、そのポインタを BaseTaskApi コンストラクタ。

    class BertQuestionAnswerer extends BaseTaskApi {
      private static final String BERT_QUESTION_ANSWERER_NATIVE_LIBNAME =
                                                "bert_question_answerer_jni";
  
      // Extending super constructor by providing the
      // native handle(pointer of corresponding C++ API object)
      private BertQuestionAnswerer(long nativeHandle) {
        super(nativeHandle);
      }
  
      public static BertQuestionAnswerer createBertQuestionAnswerer(
                                          Context context, // Accessing Android files
                                          String pathToModel, String pathToVocab) {
        return new BertQuestionAnswerer(
            // The util first try loads the JNI module with name
            // BERT_QUESTION_ANSWERER_NATIVE_LIBNAME, then opens two files,
            // converts them into ByteBuffer, finally ::initJniWithBertByteBuffers
            // is called with the buffer for a C++ API object pointer
            TaskJniUtils.createHandleWithMultipleAssetFilesFromLibrary(
                context,
                BertQuestionAnswerer::initJniWithBertByteBuffers,
                BERT_QUESTION_ANSWERER_NATIVE_LIBNAME,
                pathToModel,
                pathToVocab));
      }
  
      // modelBuffers[0] is tflite model file buffer, and modelBuffers[1] is vocab file buffer.
      // returns C++ API object pointer casted to long
      private static native long initJniWithBertByteBuffers(ByteBuffer... modelBuffers);
  
    }
  

• ネイティブ関数用の JNI モジュールの実装 - すべての Java ネイティブ メソッド 対応するネイティブ関数を JNI から呼び出すことで実装する。 説明します。ファクトリ関数はネイティブ API オブジェクトを作成し、 そのポインタを Java への long 型として扱うよう指示します。その後の Java API の呼び出しでは、 型ポインタが JNI に戻され、ネイティブ API オブジェクトにキャストバックされます。 その後、ネイティブ API の結果は Java の結果に戻されます。

  たとえば、これは bert_question_answerer_jni 実装されます。

    // Implements BertQuestionAnswerer::initJniWithBertByteBuffers
    extern "C" JNIEXPORT jlong JNICALL
    Java_org_tensorflow_lite_task_text_qa_BertQuestionAnswerer_initJniWithBertByteBuffers(
        JNIEnv* env, jclass thiz, jobjectArray model_buffers) {
      // Convert Java ByteBuffer object into a buffer that can be read by native factory functions
      absl::string_view model =
          GetMappedFileBuffer(env, env->GetObjectArrayElement(model_buffers, 0));
  
      // Creates the native API object
      absl::StatusOr<std::unique_ptr<QuestionAnswerer>> status =
          BertQuestionAnswerer::CreateFromBuffer(
              model.data(), model.size());
      if (status.ok()) {
        // converts the object pointer to jlong and return to Java.
        return reinterpret_cast<jlong>(status->release());
      } else {
        return kInvalidPointer;
      }
    }
  
    // Implements BertQuestionAnswerer::answerNative
    extern "C" JNIEXPORT jobject JNICALL
    Java_org_tensorflow_lite_task_text_qa_BertQuestionAnswerer_answerNative(
    JNIEnv* env, jclass thiz, jlong native_handle, jstring context, jstring question) {
    // Convert long to native API object pointer
    QuestionAnswerer* question_answerer = reinterpret_cast<QuestionAnswerer*>(native_handle);
  
    // Calls the native API
    std::vector<QaAnswer> results = question_answerer->Answer(JStringToString(env, context),
                                           JStringToString(env, question));
  
    // Converts native result(std::vector<QaAnswer>) to Java result(List<QaAnswerer>)
    jclass qa_answer_class =
      env->FindClass("org/tensorflow/lite/task/text/qa/QaAnswer");
    jmethodID qa_answer_ctor =
      env->GetMethodID(qa_answer_class, "<init>", "(Ljava/lang/String;IIF)V");
    return ConvertVectorToArrayList<QaAnswer>(
      env, results,
      [env, qa_answer_class, qa_answer_ctor](const QaAnswer& ans) {
        jstring text = env->NewStringUTF(ans.text.data());
        jobject qa_answer =
            env->NewObject(qa_answer_class, qa_answer_ctor, text, ans.pos.start,
                           ans.pos.end, ans.pos.logit);
        env->DeleteLocalRef(text);
        return qa_answer;
      });
    }
  
    // Implements BaseTaskApi::deinitJni by delete the native object
    extern "C" JNIEXPORT void JNICALL Java_task_core_BaseTaskApi_deinitJni(
        JNIEnv* env, jobject thiz, jlong native_handle) {
      delete reinterpret_cast<QuestionAnswerer*>(native_handle);
    }
  

iOS API

ネイティブ API オブジェクトを ObjC API オブジェクトにラップして、iOS API を作成します。「 作成した API オブジェクトは ObjC でも Swift でもかまいません。iOS API では、 ネイティブ API を作成します。

使用例

ObjC を使用した例を次に示します。 TFLBertQuestionAnswerer MobileBert 使用します。

  static let mobileBertModelPath = "path/to/model.tflite";
  // Create the API from a model file and vocabulary file
  let mobileBertAnswerer = TFLBertQuestionAnswerer.mobilebertQuestionAnswerer(
      modelPath: mobileBertModelPath)

  static let context = ...; // context of a question to be answered
  static let question = ...; // question to be answered
  // ask a question
  let answers = mobileBertAnswerer.answer(
      context: TFLBertQuestionAnswererTest.context, question: TFLBertQuestionAnswererTest.question)
  // answers.[0].text is the best answer

API のビルド

図 4. iOS Task API

iOS API は、ネイティブ API のシンプルな ObjC ラッパーです。API のビルド方法 手順は次のとおりです。

• ObjC ラッパーを定義する - ObjC クラスを定義して 対応するネイティブ API オブジェクトに追加します。ネイティブ Swift では依存関係が .mm ファイルに含まれないため、 相互運用性を確保できます。

  • .h ファイル

    @interface TFLBertQuestionAnswerer : NSObject
  
    // Delegate calls to the native BertQuestionAnswerer::CreateBertQuestionAnswerer
    + (instancetype)mobilebertQuestionAnswererWithModelPath:(NSString*)modelPath
                                                  vocabPath:(NSString*)vocabPath
        NS_SWIFT_NAME(mobilebertQuestionAnswerer(modelPath:vocabPath:));
  
    // Delegate calls to the native BertQuestionAnswerer::Answer
    - (NSArray<TFLQAAnswer*>*)answerWithContext:(NSString*)context
                                       question:(NSString*)question
        NS_SWIFT_NAME(answer(context:question:));
  }
  

  • .mm ファイル

    using BertQuestionAnswererCPP = ::tflite::task::text::BertQuestionAnswerer;
  
    @implementation TFLBertQuestionAnswerer {
      // define an iVar for the native API object
      std::unique_ptr<QuestionAnswererCPP> _bertQuestionAnswerwer;
    }
  
    // Initialize the native API object
    + (instancetype)mobilebertQuestionAnswererWithModelPath:(NSString *)modelPath
                                            vocabPath:(NSString *)vocabPath {
      absl::StatusOr<std::unique_ptr<QuestionAnswererCPP>> cQuestionAnswerer =
          BertQuestionAnswererCPP::CreateBertQuestionAnswerer(MakeString(modelPath),
                                                              MakeString(vocabPath));
      _GTMDevAssert(cQuestionAnswerer.ok(), @"Failed to create BertQuestionAnswerer");
      return [[TFLBertQuestionAnswerer alloc]
          initWithQuestionAnswerer:std::move(cQuestionAnswerer.value())];
    }
  
    // Calls the native API and converts C++ results into ObjC results
    - (NSArray<TFLQAAnswer *> *)answerWithContext:(NSString *)context question:(NSString *)question {
      std::vector<QaAnswerCPP> results =
        _bertQuestionAnswerwer->Answer(MakeString(context), MakeString(question));
      return [self arrayFromVector:results];
    }
  }