Интегрируйте классификаторы изображений

Классификация изображений — это распространенное использование машинного обучения для определения того, что представляет собой изображение. Например, мы можем захотеть узнать, какой тип животного изображен на данной картинке. Задача прогнозирования того, что представляет собой изображение, называется классификацией изображений . Классификатор изображений обучен распознавать различные классы изображений. Например, модель можно научить распознавать фотографии, изображающие три разных типа животных: кроликов, хомяков и собак. Дополнительную информацию о классификаторах изображений см. в примере классификации изображений .

Используйте API ImageClassifier библиотеки задач для развертывания собственных или предварительно обученных классификаторов изображений в мобильных приложениях.

Ключевые особенности API ImageClassifier

  • Обработка входного изображения, включая вращение, изменение размера и преобразование цветового пространства.

  • Область интереса входного изображения.

  • Метка локали карты.

  • Порог оценки для фильтрации результатов.

  • Результаты классификации Top-k.

  • Пометьте список разрешенных и список запрещенных.

Поддерживаемые модели классификаторов изображений

Следующие модели гарантированно совместимы с API ImageClassifier .

Запустить вывод в Java

См. справочное приложение по классификации изображений, где приведен пример использования ImageClassifier в приложении для Android.

Шаг 1. Импортируйте зависимости Gradle и другие настройки.

Скопируйте файл модели .tflite в каталог ресурсов модуля Android, где будет запускаться модель. Укажите, что файл не должен быть сжат, и добавьте библиотеку TensorFlow Lite в файл build.gradle модуля:

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'
}

Шаг 2: Использование модели 

// 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);

Дополнительные параметры настройки ImageClassifier см. в исходном коде и документации Javadoc .

Запустить вывод в iOS

Шаг 1. Установите зависимости

Библиотека задач поддерживает установку с использованием CocoaPods. Убедитесь, что CocoaPods установлен в вашей системе. Инструкции см. в руководстве по установке CocoaPods .

Подробную информацию о добавлении модулей в проект Xcode см. в руководстве CocoaPods .

Добавьте модуль TensorFlowLiteTaskVision в Podfile.

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

Убедитесь, что модель .tflite , которую вы будете использовать для вывода, присутствует в вашем пакете приложений.

Шаг 2: Использование модели

Быстрый 

// 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)

Цель-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];

Дополнительные параметры настройки TFLImageClassifier см. в исходном коде .

Запустить вывод в Python

Шаг 1. Установите пакет pip 

pip install tflite-support

Шаг 2: Использование модели 

# 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)

Дополнительные параметры настройки ImageClassifier см. в исходном коде .

Запустить вывод на C++ 

// 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();

Дополнительные параметры настройки ImageClassifier см. в исходном коде .

Примеры результатов

Вот пример результатов классификации классификатора птиц .

воробей

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

Попробуйте простой демонстрационный инструмент CLI для ImageClassifier с собственной моделью и тестовыми данными.

Требования совместимости моделей

API ImageClassifier ожидает модель TFLite с обязательными метаданными модели TFLite . См. примеры создания метаданных для классификаторов изображений с помощью API TensorFlow Lite Metadata Writer .

Совместимые модели классификаторов изображений должны отвечать следующим требованиям:

  • Тензор входного изображения (kTfLiteUInt8/kTfLiteFloat32)

    • Ввод изображения размера [batch x height x width x channels] .
    • Пакетный вывод не поддерживается ( batch должен быть равен 1).
    • поддерживаются только входы RGB ( channels должно быть 3).
    • если тип — kTfLiteFloat32, параметры NormalizationOptions необходимо прикрепить к метаданным для нормализации ввода.

  • Тензор выходной оценки (kTfLiteUInt8/kTfLiteFloat32)

    • с N классами и 2 или 4 измерениями, т.е. [1 x N] или [1 x 1 x 1 x N]
    • необязательные (но рекомендуемые) карты меток в виде AssociatedFile-s с типом TENSOR_AXIS_LABELS, содержащие одну метку в строке. См. пример файла этикетки . Первый такой AssociatedFile (если есть) используется для заполнения поля label (названного в C++ class_name ) результатов. Поле display_name заполняется из AssociatedFile (если есть), языковой стандарт которого соответствует полю display_names_locale в ImageClassifierOptions , используемом во время создания (по умолчанию «en», т.е. английский). Если ни один из них недоступен, будет заполнено только поле index результатов.