整合圖片分類器

圖片分類是機器學習的常見用途,可識別圖片內容。舉例來說,我們可能想知道特定圖片中出現的動物類型。預測圖片內容的工作稱為「圖片分類」。圖片分類器經過訓練,可辨識各種圖片類別。舉例來說,模型可能會經過訓練,辨識代表三種不同動物的相片:兔子、倉鼠和狗。如要進一步瞭解圖片分類器,請參閱圖片分類範例

使用 Task Library ImageClassifier API,將自訂或預先訓練的圖片分類器部署到行動應用程式中。

ImageClassifier API 的主要功能

  • 處理輸入圖片,包括旋轉、調整大小和轉換色彩空間。

  • 輸入圖片的感興趣區域。

  • 標記地圖語言區域。

  • 篩選結果的分數門檻。

  • 前 k 項分類結果。

  • 標籤許可清單和拒絕清單。

支援的圖片分類模型

下列機型保證與 ImageClassifier API 相容。

在 Java 中執行推論作業

如要瞭解如何在 Android 應用程式中使用 ImageClassifier,請參閱圖片分類參考應用程式

步驟 1:匯入 Gradle 依附元件和其他設定

.tflite 模型檔案複製到要執行模型的 Android 模組資產目錄。指定檔案不應壓縮,並將 TensorFlow Lite 程式庫新增至模組的 build.gradle 檔案:

android {
    // Other settings

    // Specify tflite file should not be compressed for the app apk
    aaptOptions {
        noCompress "tflite"
    }
}

dependencies {
    // Other dependencies

    // Import the Task Vision Library dependency
    implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite-task-vision'
    // Import the GPU delegate plugin Library for GPU inference
    implementation 'org.tensorflow:tensorflow-lite-gpu-delegate-plugin'
}

步驟 2:使用模型

// Initialization
ImageClassifierOptions options =
    ImageClassifierOptions.builder()
        .setBaseOptions(BaseOptions.builder().useGpu().build())
        .setMaxResults(1)
        .build();
ImageClassifier imageClassifier =
    ImageClassifier.createFromFileAndOptions(
        context, modelFile, options);

// Run inference
List<Classifications> results = imageClassifier.classify(image);

如要瞭解設定 ImageClassifier 的其他選項,請參閱原始碼和 Javadoc

在 iOS 中執行推論

步驟 1:安裝依附元件

工作程式庫支援使用 CocoaPods 安裝。請確認系統已安裝 CocoaPods。如需操作說明,請參閱 CocoaPods 安裝指南

如要瞭解如何將 Pod 新增至 Xcode 專案,請參閱 CocoaPods 指南

在 Podfile 中新增 TensorFlowLiteTaskVision pod。

target 'MyAppWithTaskAPI' do
  use_frameworks!
  pod 'TensorFlowLiteTaskVision'
end

確認您將用於推論的 .tflite 模型位於應用程式套件中。

步驟 2:使用模型

Swift

// Imports
import TensorFlowLiteTaskVision

// Initialization
guard let modelPath = Bundle.main.path(forResource: "birds_V1",
                                            ofType: "tflite") else { return }

let options = ImageClassifierOptions(modelPath: modelPath)

// Configure any additional options:
// options.classificationOptions.maxResults = 3

let classifier = try ImageClassifier.classifier(options: options)

// Convert the input image to MLImage.
// There are other sources for MLImage. For more details, please see:
// https://developers.google.com/ml-kit/reference/ios/mlimage/api/reference/Classes/GMLImage
guard let image = UIImage (named: "sparrow.jpg"), let mlImage = MLImage(image: image) else { return }

// Run inference
let classificationResults = try classifier.classify(mlImage: mlImage)

Objective-C

// Imports
#import <TensorFlowLiteTaskVision/TensorFlowLiteTaskVision.h>

// Initialization
NSString *modelPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"birds_V1" ofType:@"tflite"];

TFLImageClassifierOptions *options =
    [[TFLImageClassifierOptions alloc] initWithModelPath:modelPath];

// Configure any additional options:
// options.classificationOptions.maxResults = 3;

TFLImageClassifier *classifier = [TFLImageClassifier imageClassifierWithOptions:options
                                                                          error:nil];

// Convert the input image to MLImage.
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"sparrow.jpg"];

// There are other sources for GMLImage. For more details, please see:
// https://developers.google.com/ml-kit/reference/ios/mlimage/api/reference/Classes/GMLImage
GMLImage *gmlImage = [[GMLImage alloc] initWithImage:image];

// Run inference
TFLClassificationResult *classificationResult =
    [classifier classifyWithGMLImage:gmlImage error:nil];

如要進一步瞭解如何設定 TFLImageClassifier,請參閱原始碼

在 Python 中執行推論

步驟 1:安裝 pip 套件

pip install tflite-support

步驟 2:使用模型

# Imports
from tflite_support.task import vision
from tflite_support.task import core
from tflite_support.task import processor

# Initialization
base_options = core.BaseOptions(file_name=model_path)
classification_options = processor.ClassificationOptions(max_results=2)
options = vision.ImageClassifierOptions(base_options=base_options, classification_options=classification_options)
classifier = vision.ImageClassifier.create_from_options(options)

# Alternatively, you can create an image classifier in the following manner:
# classifier = vision.ImageClassifier.create_from_file(model_path)

# Run inference
image = vision.TensorImage.create_from_file(image_path)
classification_result = classifier.classify(image)

如要進一步瞭解如何設定 ImageClassifier,請參閱原始碼

以 C++ 執行推論

// Initialization
ImageClassifierOptions options;
options.mutable_base_options()->mutable_model_file()->set_file_name(model_path);
std::unique_ptr<ImageClassifier> image_classifier = ImageClassifier::CreateFromOptions(options).value();

// Create input frame_buffer from your inputs, `image_data` and `image_dimension`.
// See more information here: tensorflow_lite_support/cc/task/vision/utils/frame_buffer_common_utils.h

std::unique_ptr<FrameBuffer> frame_buffer = CreateFromRgbRawBuffer(
      image_data, image_dimension);

// Run inference
const ClassificationResult result = image_classifier->Classify(*frame_buffer).value();

如要進一步瞭解如何設定 ImageClassifier,請參閱原始碼

搜尋結果範例

以下是鳥類分類器的分類結果範例。

麻雀

Results:
  Rank #0:
   index       : 671
   score       : 0.91406
   class name  : /m/01bwb9
   display name: Passer domesticus
  Rank #1:
   index       : 670
   score       : 0.00391
   class name  : /m/01bwbt
   display name: Passer montanus
  Rank #2:
   index       : 495
   score       : 0.00391
   class name  : /m/0bwm6m
   display name: Passer italiae

使用自己的模型和測試資料,試用 ImageClassifier 的簡單 CLI 示範工具

模型相容性規定

ImageClassifier API 預期會收到包含必要 TFLite 模型中繼資料的 TFLite 模型。請參閱使用 TensorFlow Lite Metadata Writer API 建立圖片分類器中繼資料的範例。

相容的圖片分類器模型應符合下列規定:

  • 輸入圖像張量 (kTfLiteUInt8/kTfLiteFloat32)

    • 大小為 [batch x height x width x channels] 的圖片輸入內容。
    • 不支援批次推論 (batch 必須為 1)。
    • 僅支援 RGB 輸入 (channels 必須為 3)。
    • 如果類型為 kTfLiteFloat32,則必須將 NormalizationOptions 附加至中繼資料,以進行輸入正規化。
  • 輸出分數張量 (kTfLiteUInt8/kTfLiteFloat32)

    • ,以及 2 個或 4 個維度,也就是 [1 x N][1 x 1 x 1 x N]N
    • 選用 (但建議使用) 標籤對應檔,以 AssociatedFile 形式提供,類型為 TENSOR_AXIS_LABELS,每行包含一個標籤。請參閱標籤檔案範例。系統會使用第一個這類 AssociatedFile (如有) 填入結果的 label 欄位 (在 C++ 中命名為 class_name)。系統會從 AssociatedFile (如有) 填入 display_name 欄位,該檔案的語言代碼須與建立時 ImageClassifierOptionsdisplay_names_locale 欄位相符 (預設為「en」,即英文)。如果沒有任何可用的項目,系統只會填入結果的 index 欄位。