Panduan klasifikasi gambar untuk Android

Tugas Pengklasifikasi Gambar MediaPipe memungkinkan Anda melakukan klasifikasi pada gambar. Anda dapat menggunakan tugas ini untuk mengidentifikasi apa yang diwakili oleh gambar di antara serangkaian kategori yang ditentukan pada waktu pelatihan. Petunjuk ini menunjukkan cara menggunakan Pengklasifikasi Gambar 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 Pengklasifikasi Gambar untuk Android. Contoh ini menggunakan kamera pada perangkat Android fisik untuk mengklasifikasikan objek secara terus-menerus, dan juga dapat menggunakan gambar serta video dari galeri perangkat untuk mengklasifikasikan objek 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 Pengklasifikasi Image 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 Image Classifier:

   cd mediapipe
   git sparse-checkout init --cone
   git sparse-checkout set examples/image_classification/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 klasifikasi gambar ini:

• ImageClassifierHelper.kt - Melakukan inisialisasi pengklasifikasi gambar dan menangani pemilihan model dan delegasi.
• MainActivity.kt - Mengimplementasikan aplikasi, termasuk memanggil ImageClassificationHelper dan ClassificationResultsAdapter.
• ClassificationResultsAdapter.kt - Menangani dan memformat hasil.

Penyiapan

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

Dependensi

Pengklasifikasi Gambar menggunakan library com.google.mediapipe:tasks-vision. Tambahkan dependensi ini ke file build.gradle dari project pengembangan aplikasi Android Anda. Impor dependensi yang diperlukan dengan kode berikut:

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

Model

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

Pilih dan download model, lalu simpan dalam direktori project:

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

Gunakan metode BaseOptions.Builder.setModelAssetPath() untuk menentukan jalur yang digunakan oleh model. Metode ini dirujuk dalam contoh kode di bagian berikutnya.

Dalam kode contoh Pengklasifikasi Gambar, model ditentukan dalam file ImageClassifierHelper.kt.

Membuat tugas

Anda dapat menggunakan fungsi createFromOptions untuk membuat tugas. Fungsi createFromOptions menerima opsi konfigurasi yang mencakup mode berjalan, lokalitas nama tampilan, jumlah hasil maksimum, nilai minimum keyakinan, dan daftar kategori yang diizinkan atau daftar tolak. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang opsi konfigurasi, lihat Ringkasan Konfigurasi.

Tugas Pengklasifikasi Gambar 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.

ImageClassifierOptions options =
  ImageClassifierOptions.builder()
    .setBaseOptions(
      BaseOptions.builder().setModelAssetPath("model.tflite").build())
    .setRunningMode(RunningMode.IMAGE)
    .setMaxResults(5)
    .build();
imageClassifier = ImageClassifier.createFromOptions(context, options);
    

ImageClassifierOptions options =
  ImageClassifierOptions.builder()
    .setBaseOptions(
      BaseOptions.builder().setModelAssetPath("model.tflite").build())
    .setRunningMode(RunningMode.VIDEO)
    .setMaxResults(5)
    .build();
imageClassifier = ImageClassifier.createFromOptions(context, options);
    

ImageClassifierOptions options =
  ImageClassifierOptions.builder()
    .setBaseOptions(
      BaseOptions.builder().setModelAssetPath("model.tflite").build())
    .setRunningMode(RunningMode.LIVE_STREAM)
    .setMaxResults(5)
    .setResultListener((result, inputImage) -> {
         // Process the classification result here.
    })
    .setErrorListener((result, inputImage) -> {
         // Process the classification errors here.
    })
    .build()
imageClassifier = ImageClassifier.createFromOptions(context, options)
    

Implementasi kode contoh Pengklasifikasi Gambar 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 setupImageClassifier() di file ImageClassifierHelper.kt.

Opsi konfigurasi

Tugas ini memiliki opsi konfigurasi berikut untuk aplikasi Android:

Menyiapkan data

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

Anda harus mengonversi gambar atau frame input menjadi objek com.google.mediapipe.framework.image.MPImage sebelum meneruskannya ke Pengklasifikasi Gambar.

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

// Load an image on the user’s device as a Bitmap object using BitmapFactory.

// Convert an Android’s Bitmap object to a MediaPipe’s Image object.
Image mpImage = new BitmapImageBuilder(bitmap).build();
    

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

// Load a video file on the user's device using MediaMetadataRetriever

// From the video’s metadata, load the METADATA_KEY_DURATION and
// METADATA_KEY_VIDEO_FRAME_COUNT value. You’ll need them
// to calculate the timestamp of each frame later.

// Loop through the video and load each frame as a Bitmap object.

// Convert the Android’s Bitmap object to a MediaPipe’s Image object.
Image mpImage = new BitmapImageBuilder(frame).build();
    

import com.google.mediapipe.framework.image.MediaImageBuilder;
import com.google.mediapipe.framework.image.MPImage;

// Create a CameraX’s ImageAnalysis to continuously receive frames 
// from the device’s camera. Configure it to output frames in RGBA_8888
// format to match with what is required by the model.

// For each Android’s ImageProxy object received from the ImageAnalysis, 
// extract the encapsulated Android’s Image object and convert it to 
// a MediaPipe’s Image object.
android.media.Image mediaImage = imageProxy.getImage()
Image mpImage = new MediaImageBuilder(mediaImage).build();
    

Dalam kode contoh Pengklasifikasi Gambar, persiapan data ditangani dalam file ImageClassifierHelper.kt.

Menjalankan tugas

Anda dapat memanggil fungsi classify yang sesuai dengan mode yang berjalan untuk memicu inferensi. Image Classifier API menampilkan kemungkinan kategori untuk objek dalam gambar atau bingkai input.

ImageClassifierResult classifierResult = imageClassifier.classify(image);
    

// Calculate the timestamp in milliseconds of the current frame.
long frame_timestamp_ms = 1000 * video_duration * frame_index / frame_count;

// Run inference on the frame.
ImageClassifierResult classifierResult =
    imageClassifier.classifyForVideo(image, frameTimestampMs);
    

// Run inference on the frame. The classifications results will be available 
// via the `resultListener` provided in the `ImageClassifierOptions` when 
// the image classifier was created.
imageClassifier.classifyAsync(image, frameTimestampMs);
    

Perhatikan hal berikut:

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

Dalam kode contoh Pengklasifikasi Gambar, fungsi classify ditentukan dalam file ImageClassifierHelper.kt.

Menangani dan menampilkan hasil

Setelah menjalankan inferensi, tugas Pengklasifikasi Gambar akan menampilkan objek ImageClassifierResult yang berisi daftar kemungkinan kategori untuk objek dalam gambar atau bingkai input.

Berikut ini contoh data output dari tugas ini:

ImageClassifierResult:
 Classifications #0 (single classification head):
  head index: 0
  category #0:
   category name: "/m/01bwb9"
   display name: "Passer domesticus"
   score: 0.91406
   index: 671
  category #1:
   category name: "/m/01bwbt"
   display name: "Passer montanus"
   score: 0.00391
   index: 670

Hasil ini diperoleh dengan menjalankan Pengklasifikasi Burung di:

Dalam kode contoh Pengklasifikasi Gambar, class ClassificationResultsAdapter dalam file ClassificationResultsAdapter.kt menangani hasilnya:

fun updateResults(imageClassifierResult: ImageClassifierResult? = null) {
    categories = MutableList(adapterSize) { null }
    if (imageClassifierResult != null) {
        val sortedCategories = imageClassifierResult.classificationResult()
            .classifications()[0].categories().sortedBy { it.index() }
        val min = kotlin.math.min(sortedCategories.size, categories.size)
        for (i in 0 until min) {
            categories[i] = sortedCategories[i]
        }
    }
}