Руководство по распознаванию лиц для Android

Задача MediaPipe Face Detector позволяет обнаруживать лица на изображении или видео. Эту задачу можно использовать для поиска лиц и черт лица в кадре. В этой задаче используется модель машинного обучения (ML), которая работает с отдельными изображениями или непрерывным потоком изображений. Задача выводит расположение лица, а также следующие ключевые точки лица: левый глаз, правый глаз, кончик носа, рот, трагиция левого глаза и трагиция правого глаза.

Пример кода, описанный в этой инструкции, доступен на GitHub . Дополнительные сведения о возможностях, моделях и параметрах конфигурации этой задачи см. в разделе Обзор .

Пример кода

Пример кода задач MediaPipe — это простая реализация приложения Face Detector для Android. В примере используется камера на физическом устройстве Android для обнаружения лиц в непрерывном видеопотоке. Приложение также может распознавать лица на изображениях и видео из галереи устройства.

Вы можете использовать это приложение в качестве отправной точки для своего собственного приложения для Android или обращаться к нему при изменении существующего приложения. Пример кода Face Detector размещен на GitHub .

Загрузите код

Следующие инструкции показывают, как создать локальную копию кода примера с помощью инструмента командной строки git .

Чтобы загрузить пример кода:

1. Клонируйте репозиторий git, используя следующую команду:

   git clone https://github.com/google-ai-edge/mediapipe-samples
   

2. При желании настройте свой экземпляр git на использование разреженной проверки, чтобы у вас были только файлы для примера приложения Face Detector:

   cd mediapipe-samples
   git sparse-checkout init --cone
   git sparse-checkout set examples/face_detector/android
   

После создания локальной версии кода примера вы можете импортировать проект в Android Studio и запустить приложение. Инструкции см. в Руководстве по установке для Android .

Ключевые компоненты

Следующие файлы содержат ключевой код для этого примера приложения для обнаружения лиц:

• FaceDetectorHelper.kt — инициализирует детектор лиц и обрабатывает выбор модели и делегата.
• CameraFragment.kt — управляет камерой устройства и обрабатывает входные данные изображения и видео.
• GalleryFragment.kt — взаимодействует с OverlayView для отображения выходного изображения или видео.
• OverlayView.kt — реализует отображение с ограничивающими рамками для обнаруженных лиц.

Настраивать

В этом разделе описаны ключевые шаги по настройке среды разработки и проектов кода специально для использования Face Detector. Общие сведения о настройке среды разработки для использования задач MediaPipe, включая требования к версии платформы, см. в руководстве по настройке для Android .

Зависимости

Задача «Детектор лиц» использует библиотеку com.google.mediapipe:tasks-vision . Добавьте эту зависимость в файл build.gradle вашего приложения Android:

dependencies {
    implementation 'com.google.mediapipe:tasks-vision:latest.release'
}

Модель

Для задачи «Детектор лиц MediaPipe» требуется пакет обученной модели, совместимый с этой задачей. Дополнительную информацию о доступных обученных моделях для Face Detector смотрите в разделе «Модели обзора задач».

Выберите и загрузите модель и сохраните ее в каталоге вашего проекта:

<dev-project-root>/src/main/assets

Укажите путь к модели в параметре ModelAssetPath . В примере кода модель определена в файле FaceDetectorHelper.kt :

val modelName = "face_detection_short_range.tflite"
baseOptionsBuilder.setModelAssetPath(modelName)

Создать задачу

Задача MediaPipe Face Detector использует функцию createFromOptions() для настройки задачи. Функция createFromOptions() принимает значения параметров конфигурации. Дополнительные сведения о параметрах конфигурации см. в разделе Параметры конфигурации .

Детектор лиц поддерживает следующие типы входных данных: неподвижные изображения, видеофайлы и прямые видеопотоки. При создании задачи вам необходимо указать режим работы, соответствующий вашему типу входных данных. Выберите вкладку, соответствующую вашему типу входных данных, чтобы узнать, как создать задачу и выполнить вывод.

val baseOptionsBuilder = BaseOptions.builder().setModelAssetPath(modelName)
val baseOptions = baseOptionBuilder.build()

val optionsBuilder =
    FaceDetector.FaceDetectorOptions.builder()
        .setBaseOptions(baseOptionsBuilder.build())
        .setMinDetectionConfidence(threshold)
        .setRunningMode(RunningMode.IMAGE)

val options = optionsBuilder.build()

FaceDetector =
    FaceDetector.createFromOptions(context, options)
    

val baseOptionsBuilder = BaseOptions.builder().setModelAssetPath(modelName)
val baseOptions = baseOptionBuilder.build()

val optionsBuilder =
    FaceDetector.FaceDetectorOptions.builder()
        .setBaseOptions(baseOptionsBuilder.build())
        .setMinDetectionConfidence(threshold)
        .setRunningMode(RunningMode.VIDEO)

val options = optionsBuilder.build()

FaceDetector =
    FaceDetector.createFromOptions(context, options)
    

val baseOptionsBuilder = BaseOptions.builder().setModelAssetPath(modelName)
val baseOptions = baseOptionBuilder.build()

val optionsBuilder =
    FaceDetector.FaceDetectorOptions.builder()
        .setBaseOptions(baseOptionsBuilder.build())
        .setMinDetectionConfidence(threshold)
        .setResultListener(this::returnLivestreamResult)
        .setErrorListener(this::returnLivestreamError)
        .setRunningMode(RunningMode.LIVE_STREAM)

val options = optionsBuilder.build()

FaceDetector =
    FaceDetector.createFromOptions(context, options)
    

Реализация примера кода Face Detector позволяет пользователю переключаться между режимами обработки. Такой подход усложняет код создания задачи и может не подойти для вашего варианта использования. Вы можете увидеть этот код в функции setupFaceDetector() в файле FaceDetectorHelper.kt .

Варианты конфигурации

Эта задача имеет следующие параметры конфигурации для приложений Android:

Подготовьте данные

Face Detector работает с изображениями, видеофайлами и видеопотоками в реальном времени. Задача выполняет предварительную обработку входных данных, включая изменение размера, поворот и нормализацию значений.

Следующий код демонстрирует, как передать данные для обработки. Эти примеры включают подробную информацию о том, как обрабатывать данные из изображений, видеофайлов и потоков видео в реальном времени.

import com.google.mediapipe.framework.image.BitmapImageBuilder
import com.google.mediapipe.framework.image.MPImage

// Convert the input Bitmap object to an MPImage object to run inference
val mpImage = BitmapImageBuilder(image).build()
    

import com.google.mediapipe.framework.image.BitmapImageBuilder
import com.google.mediapipe.framework.image.MPImage

val argb8888Frame =
    if (frame.config == Bitmap.Config.ARGB_8888) frame
    else frame.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888, false)

// Convert the input Bitmap object to an MPImage object to run inference
val mpImage = BitmapImageBuilder(argb8888Frame).build()
    

import com.google.mediapipe.framework.image.BitmapImageBuilder
import com.google.mediapipe.framework.image.MPImage

// Convert the input Bitmap object to an MPImage object to run inference
val mpImage = BitmapImageBuilder(rotatedBitmap).build()
    

В примере кода Face Detector подготовка данных осуществляется в файле FaceDetectorHelper.kt .

Запустить задачу

В зависимости от типа данных, с которыми вы работаете, используйте метод faceDetector.detect...() специфичный для этого типа данных. Используйте detect() для отдельных изображений, detectForVideo() для кадров в видеофайлах и detectAsync() для видеопотоков. Когда вы выполняете обнаружения в видеопотоке, убедитесь, что вы запускаете обнаружения в отдельном потоке, чтобы избежать блокировки потока пользовательского интерфейса.

В следующих примерах кода показаны простые примеры запуска Face Detector в различных режимах данных:

val result = faceDetector.detect(mpImage)
    

val timestampMs = i * inferenceIntervalMs

faceDetector.detectForVideo(mpImage, timestampMs)
    .let { detectionResult ->
        resultList.add(detectionResult)
    }
    

val mpImage = BitmapImageBuilder(rotatedBitmap).build()
val frameTime = SystemClock.uptimeMillis()

faceDetector.detectAsync(mpImage, frameTime)
    

Обратите внимание на следующее:

• При работе в режиме видео или режиме прямой трансляции вы должны предоставить временную метку входного кадра задаче «Детектор лиц».
• При работе в режиме изображения или видео задача «Детектор лиц» блокирует текущий поток до завершения обработки входного изображения или кадра. Чтобы избежать блокировки пользовательского интерфейса, выполняйте обработку в фоновом потоке.
• При работе в режиме прямой трансляции задача «Детектор лиц» возвращается немедленно и не блокирует текущий поток. Он будет вызывать прослушиватель результатов с результатом обнаружения каждый раз, когда завершает обработку входного кадра. Если функция обнаружения вызывается, когда задача «Детектор лиц» занята обработкой другого кадра, задача будет игнорировать новый входной кадр.

В примере кода Face Detector функции detect , detectForVideo и detectAsync определены в файле FaceDetectorHelper.kt .

Обработка и отображение результатов

Детектор лиц возвращает объект FaceDetectorResult для каждого запуска обнаружения. Объект результата содержит ограничивающие рамки для обнаруженных лиц и оценку достоверности для каждого обнаруженного лица.

Ниже показан пример выходных данных этой задачи:

FaceDetectionResult:
  Detections:
    Detection #0:
      BoundingBox:
        origin_x: 126
        origin_y: 100
        width: 463
        height: 463
      Categories:
        Category #0:
          index: 0
          score: 0.9729152917861938
      NormalizedKeypoints:
        NormalizedKeypoint #0:
          x: 0.18298381567001343
          y: 0.2961040139198303
        NormalizedKeypoint #1:
          x: 0.3302789330482483
          y: 0.29289937019348145
        ... (6 keypoints for each face)
    Detection #1:
      BoundingBox:
        origin_x: 616
        origin_y: 193
        width: 430
        height: 430
      Categories:
        Category #0:
          index: 0
          score: 0.9251380562782288
      NormalizedKeypoints:
        NormalizedKeypoint #0:
          x: 0.6151331663131714
          y: 0.3713381886482239
        NormalizedKeypoint #1:
          x: 0.7460576295852661
          y: 0.38825345039367676
        ... (6 keypoints for each face)

На следующем изображении показана визуализация результатов задачи:

Изображение без ограничивающих рамок см. в исходном изображении .

Пример кода Face Detector демонстрирует, как отображать результаты, возвращаемые задачей. Дополнительные сведения см. в классе OverlayView .