Android용 얼굴 랜드마크 감지 가이드

MediaPipe Face Landmarker 작업은 이미지와 동영상에서 얼굴 랜드마크와 얼굴 표정을 감지할 수 있도록 지원합니다. 이 작업을 사용하여 사람의 얼굴 표정을 식별하고, 얼굴 필터와 효과를 적용하고, 가상 아바타를 만들 수 있습니다. 이 작업에서는 단일 이미지 또는 연속된 이미지 스트림을 처리할 수 있는 머신러닝 (ML) 모델을 사용합니다. 이 작업은 효과 렌더링에 필요한 변환을 실행하기 위해 3차원 얼굴 랜드마크, 블렌드셰이프 점수 (얼굴 표정을 나타내는 계수)를 출력하여 실시간으로 자세한 얼굴 표면을 추론하고 변환 행렬을 출력합니다.

이 안내에 설명된 코드 샘플은 GitHub에서 확인할 수 있습니다. 이 작업의 기능, 모델, 구성 옵션에 관한 자세한 내용은 개요를 참고하세요.

코드 예

MediaPipe Tasks 예제 코드는 Android용 얼굴 랜드마커 앱의 간단한 구현입니다. 이 예에서는 실제 Android 기기의 카메라를 사용하여 연속 동영상 스트림에서 얼굴을 감지합니다. 또한 앱은 기기 갤러리의 이미지와 동영상에서 얼굴을 감지할 수 있습니다.

이 앱을 자체 Android 앱의 시작점으로 사용하거나 기존 앱을 수정할 때 참고할 수 있습니다. 얼굴 랜드마커 예시 코드는 GitHub에 호스팅되어 있습니다.

코드 다운로드

다음 안내에서는 git 명령줄 도구를 사용하여 예시 코드의 로컬 사본을 만드는 방법을 보여줍니다.

예시 코드를 다운로드하려면 다음 안내를 따르세요.

1. 다음 명령어를 사용하여 Git 저장소를 클론합니다.

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

2. 선택적으로 희소 체크아웃을 사용하도록 git 인스턴스를 구성하여 얼굴 랜드마커 예제 앱의 파일만 있으면 됩니다.

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

예제 코드의 로컬 버전을 만든 후 프로젝트를 Android 스튜디오로 가져와 앱을 실행할 수 있습니다. 자세한 내용은 Android 설정 가이드를 참고하세요.

주요 구성요소

다음 파일에는 이 얼굴 특징점 예제 애플리케이션의 중요한 코드가 포함되어 있습니다.

• FaceLandmarkerHelper.kt - 얼굴 랜드마커를 초기화하고 모델 및 대리자 선택을 처리합니다.
• CameraFragment.kt - 기기 카메라를 처리하고 이미지 및 동영상 입력 데이터를 처리합니다.
• GalleryFragment.kt - OverlayView와 상호작용하여 출력 이미지 또는 동영상을 표시합니다.
• OverlayView.kt - 감지된 얼굴의 얼굴 메쉬를 사용하여 디스플레이를 구현합니다.

설정

이 섹션에서는 특히 얼굴 랜드마커를 사용하기 위해 개발 환경과 코드 프로젝트를 설정하는 주요 단계를 설명합니다. 플랫폼 버전 요구사항을 비롯해 MediaPipe 작업을 사용하기 위한 개발 환경 설정에 관한 일반 정보는 Android 설정 가이드를 참고하세요.

종속 항목

얼굴 랜드마커 작업은 com.google.mediapipe:tasks-vision 라이브러리를 사용합니다. Android 앱의 build.gradle 파일에 이 종속 항목을 추가합니다.

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

모델

MediaPipe 얼굴 랜드마커 작업에는 이 작업과 호환되는 학습된 모델 번들이 필요합니다. 얼굴 랜드마커에 사용할 수 있는 학습된 모델에 관한 자세한 내용은 작업 개요의 모델 섹션을 참고하세요.

모델을 선택하고 다운로드한 후 프로젝트 디렉터리에 저장합니다.

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

ModelAssetPath 매개변수 내에서 모델의 경로를 지정합니다. 예시 코드에서 모델은 FaceLandmarkerHelper.kt 파일에 정의되어 있습니다.

baseOptionsBuilder.setModelAssetPath(MP_FACE_LANDMARKER_TASK)

작업 만들기

MediaPipe 얼굴 랜드마커 작업은 createFromOptions() 함수를 사용하여 작업을 설정합니다. createFromOptions() 함수는 구성 옵션의 값을 허용합니다. 구성 옵션에 관한 자세한 내용은 구성 옵션을 참고하세요.

얼굴 랜드마커는 정지 이미지, 동영상 파일, 실시간 동영상 스트림 등 다음 입력 데이터 유형을 지원합니다. 작업을 만들 때 입력 데이터 유형에 해당하는 실행 모드를 지정해야 합니다. 입력 데이터 유형에 해당하는 탭을 선택하여 작업을 만들고 추론을 실행하는 방법을 확인하세요.

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

val optionsBuilder = 
    FaceLandmarker.FaceLandmarkerOptions.builder()
        .setBaseOptions(baseOptionsBuilder.build())
        .setMinFaceDetectionConfidence(minFaceDetectionConfidence)
        .setMinTrackingConfidence(minFaceTrackingConfidence)
        .setMinFacePresenceConfidence(minFacePresenceConfidence)
        .setNumFaces(maxNumFaces)
        .setRunningMode(RunningMode.IMAGE)

val options = optionsBuilder.build()
FaceLandmarker = FaceLandmarker.createFromOptions(context, options)
    

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

val optionsBuilder = 
    FaceLandmarker.FaceLandmarkerOptions.builder()
        .setBaseOptions(baseOptionsBuilder.build())
        .setMinFaceDetectionConfidence(minFaceDetectionConfidence)
        .setMinTrackingConfidence(minFaceTrackingConfidence)
        .setMinFacePresenceConfidence(minFacePresenceConfidence)
        .setNumFaces(maxNumFaces)
        .setRunningMode(RunningMode.VIDEO)

val options = optionsBuilder.build()
FaceLandmarker = FaceLandmarker.createFromOptions(context, options)
    

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

val optionsBuilder = 
    FaceLandmarker.FaceLandmarkerOptions.builder()
        .setBaseOptions(baseOptionsBuilder.build())
        .setMinFaceDetectionConfidence(minFaceDetectionConfidence)
        .setMinTrackingConfidence(minFaceTrackingConfidence)
        .setMinFacePresenceConfidence(minFacePresenceConfidence)
        .setNumFaces(maxNumFaces)
        .setResultListener(this::returnLivestreamResult)
        .setErrorListener(this::returnLivestreamError)
        .setRunningMode(RunningMode.LIVE_STREAM)

val options = optionsBuilder.build()
FaceLandmarker = FaceLandmarker.createFromOptions(context, options)
    

얼굴 랜드마커 예시 코드 구현을 사용하면 사용자가 처리 모드 간에 전환할 수 있습니다. 이 접근 방식은 작업 생성 코드를 더 복잡하게 만들고 사용 사례에 적합하지 않을 수 있습니다. 이 코드는 FaceLandmarkerHelper.kt 파일의 setupFaceLandmarker() 함수에서 확인할 수 있습니다.

구성 옵션

이 작업에는 Android 앱을 위한 다음과 같은 구성 옵션이 있습니다.

데이터 준비

얼굴 랜드마커는 이미지, 동영상 파일, 실시간 동영상 스트림과 함께 작동합니다. 이 작업은 크기 조절, 회전, 값 정규화를 비롯한 데이터 입력 전처리를 처리합니다.

다음 코드는 처리를 위해 데이터를 전달하는 방법을 보여줍니다. 이러한 샘플에는 이미지, 동영상 파일, 라이브 동영상 스트림의 데이터를 처리하는 방법에 관한 세부정보가 포함되어 있습니다.

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()
    

얼굴 랜드마커 예시 코드에서 데이터 준비는 FaceLandmarkerHelper.kt 파일에서 처리됩니다.

태스크 실행

작업 중인 데이터 유형에 따라 해당 데이터 유형에 맞는 FaceLandmarker.detect...() 메서드를 사용하세요. 개별 이미지에는 detect(), 동영상 파일의 프레임에는 detectForVideo(), 동영상 스트림에는 detectAsync()을 사용합니다. 동영상 스트림에서 감지를 실행할 때는 사용자 인터페이스 스레드가 차단되지 않도록 별도의 스레드에서 감지를 실행해야 합니다.

다음 코드 샘플은 이러한 다양한 데이터 모드에서 얼굴 랜드마커를 실행하는 간단한 예를 보여줍니다.

val result = FaceLandmarker.detect(mpImage)
    

val timestampMs = i * inferenceIntervalMs

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

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

FaceLandmarker.detectAsync(mpImage, frameTime)
    

다음에 유의하세요.

• 동영상 모드 또는 라이브 스트림 모드에서 실행할 때는 얼굴 랜드마커 작업에 입력 프레임의 타임스탬프를 제공해야 합니다.
• 이미지 또는 동영상 모드에서 실행할 때 얼굴 랜드마커 작업은 입력 이미지 또는 프레임 처리가 완료될 때까지 현재 스레드를 차단합니다. 사용자 인터페이스가 차단되지 않도록 백그라운드 스레드에서 처리를 실행합니다.
• 라이브 스트림 모드로 실행할 때 얼굴 랜드마커 작업은 즉시 반환되고 현재 스레드를 차단하지 않습니다. 입력 프레임 처리가 완료될 때마다 감지 결과와 함께 결과 리스너를 호출합니다.

얼굴 랜드마커 예시 코드에서 detect, detectForVideo, detectAsync 함수는 FaceLandmarkerHelper.kt 파일에 정의되어 있습니다.

결과 처리 및 표시

얼굴 랜드마커는 각 감지 실행에 대해 FaceLandmarkerResult 객체를 반환합니다. 결과 객체에는 인식된 각 얼굴의 얼굴 메시가 포함되며 각 얼굴 랜드마크의 좌표가 포함됩니다. 선택적으로 결과 객체에는 얼굴 표정을 나타내는 블렌드 셰이프와 감지된 랜드마크에 얼굴 효과를 적용하는 얼굴 변환 행렬도 포함될 수 있습니다.

다음은 이 작업의 출력 데이터 예시를 보여줍니다.

FaceLandmarkerResult:
  face_landmarks:
    NormalizedLandmark #0:
      x: 0.5971359014511108
      y: 0.485361784696579
      z: -0.038440968841314316
    NormalizedLandmark #1:
      x: 0.3302789330482483
      y: 0.29289937019348145
      z: -0.09489090740680695
    ... (478 landmarks for each face)
  face_blendshapes:
    browDownLeft: 0.8296722769737244
    browDownRight: 0.8096957206726074
    browInnerUp: 0.00035583582939580083
    browOuterUpLeft: 0.00035752105759456754
    ... (52 blendshapes for each face)
  facial_transformation_matrixes:
    [9.99158978e-01, -1.23036895e-02, 3.91213447e-02, -3.70770246e-01]
    [1.66496094e-02,  9.93480563e-01, -1.12779640e-01, 2.27719707e+01]
    ...

다음 이미지는 작업 출력의 시각화를 보여줍니다.

얼굴 랜드마커 예시 코드는 작업에서 반환된 결과를 표시하는 방법을 보여줍니다. 자세한 내용은 OverlayView 클래스를 참고하세요.