Android 手勢辨識指南

MediaPipe 手勢辨識器工作可讓你即時辨識手勢,以及 可提供系統辨識的手勢結果和 一隻手。下列操作說明說明如何使用手勢辨識器 使用 Android 應用程式在此說明中所述的程式碼範例 GitHub 上。

您可以前往 網路示範。 進一步瞭解功能、模型和設定選項 請參閱總覽

程式碼範例

MediaPipe Tasks 範例程式碼是手勢辨識器的簡易實作方式 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: 會持續偵測手勢,還可以使用 支援靜態偵測手勢

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 做出決定手勢辨識器程式碼範例 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。 所以您只需要使用手勢辨識器範例應用程式的檔案:
    cd mediapipe
    git sparse-checkout init --cone
    git sparse-checkout set examples/gesture_recognizer/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

下列檔案包含這個手勢的重要程式碼 辨識應用程式範例:

設定

本節說明設定開發環境的重要步驟,以及 專門使用手勢辨識工具的程式碼專案如需 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

手勢辨識器工作會使用 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 手勢辨識工具工作需要一個與 執行這項工作如要進一步瞭解手勢辨識器可用的已訓練模型,請參閱: 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 GestureRecognizerHelper.kt 檔案:

baseOptionBuilder.setModelAssetPath(MP_RECOGNIZER_TASK)

建立工作

MediaPipe 手勢辨識工具工作會使用 createFromOptions() 函式來設定 執行工作createFromOptions() 函式可接受 設定選項如要進一步瞭解設定選項 請參閱設定選項

手勢辨識器支援 3 種輸入資料類型:靜態圖片、影片檔案和 即時影像串流您必須指定相應的執行模式 輸入資料類型請選擇與 輸入資料類型,瞭解如何建立工作及執行推論。

圖片

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)
    

影片

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)
    

直播

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)
    

實作手勢辨識器程式碼範例後,使用者就能切換 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 setupGestureRecognizer() 函式,用於 GestureRecognizerHelper.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
numHands 可偵測的手部數量上限 GestureRecognizer Any integer > 0 1
minHandDetectionConfidence 手部偵測為 而且被認定為成功的手掌偵測模型 0.0 - 1.0 0.5
minHandPresenceConfidence 手部狀態的最小可信度分數 地標偵測模型在手勢辨識器的影片模式和直播模式中, 如果手部地標模型的「在家狀態」信心分數低於 就會觸發手掌偵測模型否則, 輕量手動追蹤演算法, 手勢偵測後續的地標偵測。 0.0 - 1.0 0.5
minTrackingConfidence 要考慮手部追蹤的最低可信度分數 成功。這是手中各部位的定界框 IoU 門檻 目前的影格和最後一個影格在影片模式和串流模式中, 手勢辨識器 (如果追蹤失敗,手勢辨識器會觸發手) 偵測。否則,系統會略過手部偵測作業。 0.0 - 1.0 0.5
cannedGesturesClassifierOptions 罐頭手勢分類器行為的設定選項。罐頭手勢為:["None", "Closed_Fist", "Open_Palm", "Pointing_Up", "Thumb_Down", "Thumb_Up", "Victory", "ILoveYou"]
  • 顯示名稱語言代碼:透過 TFLite 模型中繼資料指定的顯示名稱 (如有) 使用的語言代碼。
  • 結果數量上限:要傳回的分類結果分數上限。如果0,系統會傳回所有可用的結果。
  • 分數門檻:低於這個分數的結果會遭到拒絕。如果設為 0,會傳回所有可用的結果。
  • 類別許可清單:類別名稱的許可清單。如果非空白,系統會篩除不屬於這個集合的類別結果。與拒絕清單互斥。
  • 類別拒絕清單:類別名稱的拒絕清單。如果設為非空白,系統就會篩除這個組合中的類別結果。允許與許可清單互斥,
    • 顯示名稱語言代碼:any string
    • 結果數量上限:any integer
    • 分數門檻:0.0-1.0
    • 類別許可清單:vector of strings
    • 類別拒絕清單:vector of strings
    • 顯示名稱語言代碼:"en"
    • 結果數量上限:-1
    • 分數門檻:0
    • 類別許可清單:空白
    • 類別拒絕清單:空白
    customGesturesClassifierOptions 自訂手勢分類器行為的設定選項。
  • 顯示名稱語言代碼:透過 TFLite 模型中繼資料指定的顯示名稱 (如有) 使用的語言代碼。
  • 結果數量上限:要傳回的分類結果分數上限。如果0,系統會傳回所有可用的結果。
  • 分數門檻:低於這個分數的結果會遭到拒絕。如果設為 0,會傳回所有可用的結果。
  • 類別許可清單:類別名稱的許可清單。如果非空白,系統會篩除不屬於這個集合的類別結果。與拒絕清單互斥。
  • 類別拒絕清單:類別名稱的拒絕清單。如果設為非空白,系統就會篩除這個組合中的類別結果。允許與許可清單互斥,
    • 顯示名稱語言代碼:any string
    • 結果數量上限:any integer
    • 分數門檻:0.0-1.0
    • 類別許可清單:vector of strings
    • 類別拒絕清單:vector of strings
    • 顯示名稱語言代碼:"en"
    • 結果數量上限:-1
    • 分數門檻:0
    • 類別許可清單:空白
    • 類別拒絕清單:空白
    resultListener 設定用來接收分類結果的結果監聽器 以非同步方式觸發手勢辨識功能 只有在執行模式設為「LIVE_STREAM」時才能使用 ResultListener 不適用 不適用
    errorListener 設定選用的錯誤事件監聽器。 ErrorListener 不適用 不適用

    準備資料

    手勢辨識工具適用於圖片、影片檔案和直播影片。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 手勢辨識器範例程式碼,則會在 GestureRecognizerHelper.kt敬上 檔案。

    執行工作

    手勢辨識器使用 recognizerecognizeForVideorecognizeAsync 函式,用於觸發推論。以手勢辨識來說 預先處理輸入資料, 偵測圖像中的手, 偵測手部 地標和辨識地標的手勢。

    以下程式碼示範如何使用工作模型執行處理程序。 這些樣本包括詳細說明如何處理圖片、影片檔案 和即時影像串流

    圖片

    val result = gestureRecognizer?.recognize(mpImage)
        

    影片

    val timestampMs = i * inferenceIntervalMs
    
    gestureRecognizer?.recognizeForVideo(mpImage, timestampMs)
        ?.let { recognizerResult ->
            resultList.add(recognizerResult)
        }
        

    直播

    val mpImage = BitmapImageBuilder(rotatedBitmap).build()
    val frameTime = SystemClock.uptimeMillis()
    
    gestureRecognizer?.recognizeAsync(mpImage, frameTime)
        

    注意事項:

    • 以錄影模式或直播模式執行時,你也必須 提供輸入框的時間戳記給手勢辨識器工作。
    • 以圖片或影片模式執行時,手勢辨識工具工作會 封鎖目前的執行緒,直到處理完成輸入圖片, 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,手勢辨識工具工作不會封鎖 但會立即傳回這會叫用結果 每次處理完成後,系統會傳回辨識結果 輸入影格如果在手勢辨識器時呼叫辨識函式 工作正忙於處理另一個影格,這項工作將忽略新的輸入影格。

    在 手勢辨識工具範例程式碼、recognizerecognizeForVideorecognizeAsync 函式定義於 GestureRecognizerHelper.kt。 檔案。

    處理及顯示結果

    手勢辨識器會為 辨識工作順利進行結果物件包含圖片座標中的手部地標, 世界座標中的手部地標、慣用手(左/右手),以及手部 所偵測到的手語。

    以下範例顯示這項工作的輸出資料範例:

    產生的 GestureRecognizerResult 包含四個元件,而每個元件都是陣列,其中每個元素都包含偵測到單隻手的偵測結果。

    • 慣用手設計

      慣用手代表偵測到的手是左手還是右手。

    • 手勢

      偵測到的手部已辨識出的手勢類別。

    • 地標

      共有 21 個手部地標,每個地標都由 xyz 座標組成。 xy 座標會依照圖片寬度和 z 座標代表地標深度, 手腕的深度就是起點值越小, 地標就是相機鏡頭z 的規模大致與下列指標相同: x

    • 世界著名地標

      世界座標也會顯示 21 個手部地標。每個地標 由 xyz 組成,代表實際的 3D 座標 公尺,將感應器放在手部的幾何中心。

    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)
    

    下圖顯示工作輸出內容的示意圖:

    在 手勢辨識工具範例程式碼,即 GestureRecognizerResultsAdapter 類別中的 GestureRecognizerResultsAdapter.kt 檔案會處理結果。