Android 的臉部偵測指南

MediaPipe 臉部偵測工作可讓您偵測圖片或影片中的臉孔。別擔心!您可以使用 這項工作能找出相框內的人臉和臉部特徵這項工作會使用 用於單一或連續圖像的機器學習 (ML) 模型 一流的圖片這項工作會輸出臉孔位置,以及以下程式碼 臉部表情要點:左眼、右眼、鼻子、嘴巴、左眼視線和 右眼滑動

在此說明中所述的程式碼範例 為 GitHub。 如要進一步瞭解功能、模型 請參閱總覽一文。

程式碼範例

MediaPipe Tasks 範例程式碼是臉部偵測器的簡易實作方式 App Engine 應用程式這個範例會使用實體 Android 裝置上的相機執行以下動作: 在連續影片串流中偵測臉孔。應用程式也可以在裝置圖片庫中偵測圖片和影片中的臉孔。

您可以將應用程式做為起點,當做 Android 應用程式的起點,也可以參照應用程式 做出決定臉部偵測器範例程式碼 GitHub

下載程式碼

以下說明如何建立範例的本機副本 git 指令列工具編寫程式碼。

如要下載範例程式碼,請按照下列步驟操作:

  1. 使用下列指令複製 git 存放區:
    git clone https://github.com/google-ai-edge/mediapipe-samples
    
  2. 您也可以選擇設定 Git 執行個體,以使用稀疏結帳功能。 因此,您只擁有臉部偵測器範例應用程式的檔案:
    cd mediapipe
    git sparse-checkout init --cone
    git sparse-checkout set examples/face_detector/android
    

建立範例程式碼的本機版本後,您可以匯入專案 然後執行應用程式如需操作說明,請參閱 Android 設定指南

重要元件

以下檔案含有此臉部偵測範例的重要程式碼 應用程式:

設定

本節說明設定開發環境的重要步驟,以及 以及專門使用 Face Detector 的程式碼專案如需 設定開發環境以使用 MediaPipe 工作,包括: 平台版本需求,請參閱 Android 設定指南

依附元件

臉部偵測工作會使用 com.google.mediapipe:tasks-vision 資源庫。請將這個依附元件新增至 Android 應用程式的 build.gradle 檔案:

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

型號

MediaPipe Face Detector 工作需要經過訓練且與 執行這項工作如要進一步瞭解適用於臉部偵測器的已訓練模型, 請參閱工作總覽的「模型」一節

選取並下載模型,然後儲存在專案目錄中:

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

ModelAssetPath 參數中指定模型的路徑。在 範例程式碼 模型定義於 FaceDetectorHelper.kt 檔案:

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

建立工作

MediaPipe 臉部偵測工作會使用 createFromOptions() 函式設定 工作。createFromOptions() 函式可接受設定值 只要設定成「自動重新啟動」 和「在主機維護期間」選項即可如要進一步瞭解設定選項,請參閱 設定選項

臉部偵測器支援下列輸入資料類型:靜態圖片、影片檔案和 即時影像串流您必須指定與 輸入資料類型請根據您的 輸入資料類型,示範如何建立工作並執行推論

圖片

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)
    

影片

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)
    

直播

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)
    

實作臉部偵測程式碼的程式碼範例可讓使用者切換 處理模式這種方法使得工作建立程式碼變得更加複雜, 可能會不適合您的用途您可以在 setupFaceDetector() 函式,用於 FaceDetectorHelper.kt 檔案。

設定選項

這項工作有下列 Android 應用程式設定選項:

選項名稱 說明 值範圍 預設值
runningMode 設定任務的執行模式。在架構中 模式:

圖片:單一圖片輸入模式。

VIDEO:影片已解碼的影格模式。

LIVE_STREAM:輸入串流模式 擷取的資訊等。在此模式下, resultListener 設定接聽程式來接收結果 以非同步方式載入物件
{IMAGE, VIDEO, LIVE_STREAM} IMAGE
minDetectionConfidence 臉部偵測必須達到的最低可信度分數,才能視為成功。 Float [0,1] 0.5
minSuppressionThreshold 臉部偵測視為重疊的最大非抑制門檻。 Float [0,1] 0.3
resultListener 設定結果事件監聽器以接收偵測結果 以非同步方式啟動臉部偵測器 模式。只有在執行模式設為 LIVE_STREAM 時才能使用。 N/A Not set
errorListener 設定選用的錯誤事件監聽器。 N/A Not set

準備資料

臉部偵測器支援圖片、影片檔案和即時影像串流。工作內容 處理資料輸入預先處理作業,包括調整大小、旋轉和值 以便處理正規化的情況

以下程式碼示範如何發送資料進行處理。這些 樣本包括如何處理圖片、影片檔案、 和串流影片。

圖片

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()
    

影片

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()
    

直播

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()
    

在 臉部偵測器範例程式碼,則會在 FaceDetectorHelper.kt敬上 檔案。

執行工作

請根據您處理的資料類型使用 該資料類型專屬的 faceDetector.detect...() 方法。使用 detect() 適用於個別映像檔, detectForVideo() 適用於影片檔案中的影格 detectAsync() 代表影片串流。當您對某個網路類型執行偵測時 影片串流,請務必在另外的執行緒執行偵測,以免 並封鎖使用者介面執行緒

以下程式碼範例顯示瞭如何執行臉部偵測的簡易範例 分別是

圖片

val result = faceDetector.detect(mpImage)
    

影片

val timestampMs = i * inferenceIntervalMs

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

直播

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

faceDetector.detectAsync(mpImage, frameTime)
    

注意事項:

  • 以錄影模式或直播模式執行時,你必須 向臉部偵測器工作提供輸入影格的時間戳記。
  • 以圖片或影片模式執行時,臉部偵測器工作 會阻斷目前的執行緒,直到執行緒處理完成輸入圖片, 相框。為避免封鎖使用者介面,請在 背景執行緒。
  • 在直播模式下執行時,臉部偵測器工作會傳回 而且不會封鎖目前的執行緒。就會叫用結果 每次處理完 輸入影格如果臉部偵測器工作時呼叫了偵測功能 工作正忙於處理另一個影格,該工作會忽略新的輸入框。

在 臉部偵測器範例程式碼、detectdetectForVideodetectAsync 函式定義於 FaceDetectorHelper.kt。 檔案。

處理及顯示結果

臉部偵測器會為每項偵測傳回 FaceDetectorResult 物件 此程序的第一步 是將程式碼簽入執行所有單元測試的存放區中結果物件包含偵測到臉孔的定界框,以及 自己偵測到的臉孔,以及輸入每個臉部的可信度分數

以下範例顯示這項工作的輸出資料範例:

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)

下圖是工作輸出內容的視覺化呈現:

如果是沒有定界框的圖片,請參閱原始圖片

臉部偵測器範例程式碼示範如何顯示 查看工作傳回的結果 OverlayView敬上 類別,取得更多詳細資訊。