Panduan pengenalan gestur untuk Android

Tugas Pengenal Gestur MediaPipe memungkinkan Anda mengenali gestur tangan secara real time, dan memberikan hasil gestur tangan yang dikenali dan penanda tangan dari tangan yang terdeteksi. Petunjuk ini menunjukkan cara menggunakan Pengenal Gestur dengan aplikasi Android. Contoh kode yang dijelaskan dalam petunjuk ini tersedia di GitHub.

Anda dapat melihat cara kerja tugas ini dengan melihat demo web. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang kemampuan, model, dan opsi konfigurasi tugas ini, lihat Ringkasan.

Contoh kode

Kode contoh Tugas MediaPipe adalah implementasi sederhana aplikasi Pengenalan Gestur untuk Android. Contoh ini menggunakan kamera pada perangkat Android fisik untuk secara terus-menerus mendeteksi gestur tangan, dan juga dapat menggunakan gambar serta video dari galeri perangkat untuk mendeteksi gestur secara statis.

Anda dapat menggunakan aplikasi sebagai titik awal untuk aplikasi Android Anda sendiri, atau merujuk ke aplikasi tersebut saat memodifikasi aplikasi yang sudah ada. Kode contoh Pengenal Gestur dihosting di GitHub.

Mendownload kode

Petunjuk berikut menunjukkan cara membuat salinan lokal dari kode contoh menggunakan alat command line git.

Untuk mendownload kode contoh:

1. Clone repositori git menggunakan perintah berikut:

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

2. Secara opsional, konfigurasikan instance git untuk menggunakan checkout sparse, sehingga Anda hanya memiliki file untuk aplikasi contoh Pengenal Gestur:

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

Setelah membuat versi lokal dari kode contoh, Anda dapat mengimpor project ke Android Studio dan menjalankan aplikasi. Untuk mengetahui petunjuknya, lihat Panduan Penyiapan untuk Android.

Komponen utama

File berikut berisi kode penting untuk aplikasi contoh pengenalan gestur tangan ini:

• GestureRecognizerHelper.kt - Melakukan inisialisasi pengenal gestur dan menangani pemilihan model dan delegasi.
• MainActivity.kt - Mengimplementasikan aplikasi, termasuk memanggil GestureRecognizerHelper dan GestureRecognizerResultsAdapter.
• GestureRecognizerResultsAdapter.kt - Menangani dan memformat hasil.

Penyiapan

Bagian ini menjelaskan langkah-langkah utama untuk menyiapkan lingkungan pengembangan dan project kode secara khusus untuk menggunakan Pengenal Gestur. Untuk informasi umum tentang menyiapkan lingkungan pengembangan Anda untuk menggunakan tugas MediaPipe, termasuk persyaratan versi platform, lihat Panduan penyiapan untuk Android.

Dependensi

Tugas Pengenal Gestur menggunakan library com.google.mediapipe:tasks-vision. Tambahkan dependensi ini ke file build.gradle aplikasi Android Anda:

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

Model

Tugas Pengenal Gestur MediaPipe memerlukan paket model terlatih yang kompatibel dengan tugas ini. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang model terlatih yang tersedia untuk Pengenal Gestur, lihat bagian Model ringkasan tugas.

Pilih dan download model, serta simpan dalam direktori project Anda:

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

Tentukan jalur model dalam parameter ModelAssetPath. Dalam kode contoh, model ditentukan dalam file GestureRecognizerHelper.kt:

baseOptionBuilder.setModelAssetPath(MP_RECOGNIZER_TASK)

Membuat tugas

Tugas Pengenal Gestur MediaPipe menggunakan fungsi createFromOptions() untuk menyiapkan tugas. Fungsi createFromOptions() menerima nilai untuk opsi konfigurasi. Untuk informasi selengkapnya tentang opsi konfigurasi, lihat Opsi konfigurasi.

Pengenalan Gestur mendukung 3 jenis data input: gambar diam, file video, dan streaming video live. Anda perlu menentukan mode berjalan yang sesuai dengan jenis data input saat membuat tugas. Pilih tab yang sesuai dengan jenis data input Anda untuk melihat cara membuat tugas dan menjalankan inferensi.

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

val optionsBuilder =
    GestureRecognizer.GestureRecognizerOptions.builder()
        .setBaseOptions(baseOptions)
        .setMinHandDetectionConfidence(minHandDetectionConfidence)
        .setMinTrackingConfidence(minHandTrackingConfidence)
        .setMinHandPresenceConfidence(minHandPresenceConfidence)
        .setRunningMode(RunningMode.IMAGE)

val options = optionsBuilder.build()
gestureRecognizer =
    GestureRecognizer.createFromOptions(context, options)
    

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

val optionsBuilder =
    GestureRecognizer.GestureRecognizerOptions.builder()
        .setBaseOptions(baseOptions)
        .setMinHandDetectionConfidence(minHandDetectionConfidence)
        .setMinTrackingConfidence(minHandTrackingConfidence)
        .setMinHandPresenceConfidence(minHandPresenceConfidence)
        .setRunningMode(RunningMode.VIDEO)

val options = optionsBuilder.build()
gestureRecognizer =
    GestureRecognizer.createFromOptions(context, options)
    

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

val optionsBuilder =
    GestureRecognizer.GestureRecognizerOptions.builder()
        .setBaseOptions(baseOptions)
        .setMinHandDetectionConfidence(minHandDetectionConfidence)
        .setMinTrackingConfidence(minHandTrackingConfidence)
        .setMinHandPresenceConfidence(minHandPresenceConfidence)
        .setResultListener(this::returnLivestreamResult)
        .setErrorListener(this::returnLivestreamError)
        .setRunningMode(RunningMode.LIVE_STREAM)

val options = optionsBuilder.build()
gestureRecognizer =
    GestureRecognizer.createFromOptions(context, options)
    

Implementasi kode contoh Pengenal Gestur memungkinkan pengguna beralih antar mode pemrosesan. Pendekatan ini membuat kode pembuatan tugas lebih rumit dan mungkin tidak sesuai untuk kasus penggunaan Anda. Anda dapat melihat kode ini dalam fungsi setupGestureRecognizer() di file GestureRecognizerHelper.kt.

Opsi konfigurasi

Tugas ini memiliki opsi konfigurasi berikut untuk aplikasi Android:

Menyiapkan data

Pengenalan Gestur berfungsi dengan gambar, file video, dan video live stream. Tugas ini menangani prapemrosesan input data, termasuk pengubahan ukuran, rotasi, dan normalisasi nilai.

Kode berikut menunjukkan cara menyerahkan data untuk diproses. Contoh ini mencakup detail tentang cara menangani data dari gambar, file video, dan streaming video live.

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()
    

Dalam kode contoh Pengenal Gestur, persiapan data ditangani dalam file GestureRecognizerHelper.kt.

Menjalankan tugas

Pengenalan Gestur menggunakan fungsi recognize, recognizeForVideo, dan recognizeAsync untuk memicu inferensi. Untuk pengenalan gestur, hal ini melibatkan prapemrosesan data input, mendeteksi tangan dalam gambar, mendeteksi penanda tangan, dan mengenali gestur tangan dari tempat terkenal.

Kode berikut menunjukkan cara mengeksekusi pemrosesan dengan model tugas. Contoh ini mencakup detail tentang cara menangani data dari gambar, file video, dan streaming video live.

val result = gestureRecognizer?.recognize(mpImage)
    

val timestampMs = i * inferenceIntervalMs

gestureRecognizer?.recognizeForVideo(mpImage, timestampMs)
    ?.let { recognizerResult ->
        resultList.add(recognizerResult)
    }
    

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

gestureRecognizer?.recognizeAsync(mpImage, frameTime)
    

Perhatikan hal berikut:

• Saat berjalan dalam mode video atau mode live stream, Anda juga harus memberikan stempel waktu frame input ke tugas Pengenalan Gestur.
• Saat berjalan dalam mode gambar atau video, tugas Pengenal Gestur akan memblokir thread saat ini hingga selesai memproses gambar atau bingkai input. Untuk menghindari pemblokiran antarmuka pengguna, jalankan pemrosesan di thread latar belakang.
• Saat berjalan dalam mode live stream, tugas Pengenal Gestur tidak memblokir thread saat ini, tetapi langsung ditampilkan. Setiap kali pemrosesan frame input selesai, pemroses hasilnya akan dipanggil dengan hasil pengenalan. Jika fungsi pengenalan dipanggil saat tugas Pengenal Gestur sibuk memproses frame lain, tugas tersebut akan mengabaikan frame input baru.

Dalam kode contoh Pengenal Gestur, fungsi recognize, recognizeForVideo, dan recognizeAsync ditentukan dalam file GestureRecognizerHelper.kt.

Menangani dan menampilkan hasil

Pengenalan Gestur menghasilkan objek hasil deteksi gestur untuk setiap pengenalan yang dijalankan. Objek hasil berisi penanda tangan dalam koordinat gambar, landmark tangan dalam koordinat dunia, handedness(tangan kiri/kanan), dan kategori gestur tangan dari tangan yang terdeteksi.

Berikut ini contoh data output dari tugas ini:

GestureRecognizerResult yang dihasilkan berisi empat komponen, dan setiap komponen adalah array, dengan setiap elemen berisi hasil yang terdeteksi dari satu tangan yang terdeteksi.

• Kecenderungan penggunaan tangan

  Tangan yang digunakan menunjukkan apakah tangan yang terdeteksi adalah tangan kiri atau kanan.

• Gestur

  Kategori gestur yang dikenali dari tangan yang terdeteksi.

• Tempat terkenal

  Ada 21 penanda tangan, masing-masing terdiri dari koordinat x, y, dan z. Koordinat x dan y dinormalisasi ke [0.0, 1.0] berdasarkan lebar dan tinggi gambar. Koordinat z mewakili kedalaman tempat terkenal, dengan kedalaman di pergelangan tangan sebagai asal. Semakin kecil nilainya, semakin dekat landmark ke kamera. Magnitudo z menggunakan skala yang kurang lebih sama dengan x.

• Landmark Dunia

  21 penanda tangan juga ditampilkan dalam koordinat dunia. Setiap penanda terdiri dari x, y, dan z, yang mewakili koordinat 3D dunia nyata dalam meter dengan asal di pusat geometris tangan.

GestureRecognizerResult:
  Handedness:
    Categories #0:
      index        : 0
      score        : 0.98396
      categoryName : Left
  Gestures:
    Categories #0:
      score        : 0.76893
      categoryName : Thumb_Up
  Landmarks:
    Landmark #0:
      x            : 0.638852
      y            : 0.671197
      z            : -3.41E-7
    Landmark #1:
      x            : 0.634599
      y            : 0.536441
      z            : -0.06984
    ... (21 landmarks for a hand)
  WorldLandmarks:
    Landmark #0:
      x            : 0.067485
      y            : 0.031084
      z            : 0.055223
    Landmark #1:
      x            : 0.063209
      y            : -0.00382
      z            : 0.020920
    ... (21 world landmarks for a hand)

Gambar berikut menunjukkan visualisasi output tugas:

Dalam kode contoh Pengenal Gestur, class GestureRecognizerResultsAdapter dalam file GestureRecognizerResultsAdapter.kt menangani hasilnya.